本文摘要：在材料研发中，强度和延展性可被视作绳索的两端。

在材料研发中，强度和延展性可被视作绳索的两端。随着一个特性的水平提升，其他特性的质量就不会上升。

因此，挑战这种均衡合乎冶金，并想方设法生产强劲而又更容易操作者的金属就沦为各专家的研究重点。英国伯明翰大学最近的一项研究找到，3D打印机可以在风行的钢铁合金中灌输超级机械性能。

侧重选择性激光熔融(SLM)，研究人员与斯德哥尔摩大学和中国浙江大学联手研发了一种新的金属3D打印机工艺，解决了增材生产强度-延展性瓶颈，兼备高强度和延展性。该工艺可用作生产航空航天和汽车行业的重型零件。刘雷峰博士等人的研究对熔融和液体3D打印机不锈钢中的分子展开了系统的电子显微镜分析。一层一层地沉积金属所需的较慢加热速率(1000-100000000℃/秒)意味著实心三维打印机钢的晶体结构是点状的，“错位”，而不是均匀分布的，就像当常规处置。

超快加热过程在合金中构成所谓的非平衡状态-分子不均匀分布的固态。该技术的较慢加热速度，除了增材生产之外的金属生产工艺所无法超过的，使得金属正处于非平衡状态。这可以产生微观结构，如亚微米尺寸的晶格网络，从而产生理想的机械性能，如强度和延展性。

示意图说明了点状的“错位”合金原子的分子结构。这项研究的找到是晶格分子在整个凝结过程中保有了一个预先不存在的网络结构，其起到是调节材料的点状性。这种错位网络意味著必须简单金属形状的工程师具备更大的灵活性，这些金属形状不一定是刚性或脆性的。

通过调整这种结构，冶金学家可以有效地“编程”钢铁分子来生产高强度，不易延伸的产品，限于于低价值，高性能的应用于。在分开的工作中，这种3D打印机钢材被用作各种有所不同的行业，还包括汽车和航空航天。它获取的几何灵活性意味著工程师们可以加到高性能的保形加热地下通道，就像上面的火箭发动机的图片一样。

一种新的合金设计工具刘博士是伯明翰高级材料密切相关和仿真中心(AMCASH)的研究员。刘博士在一份关于这项研究的声明中说明说道：“它也是有助金属3D打印机转入必须低机械性能的领域，如航空和汽车的结构部件“赵玉龙博士和吴晶博士都是大学冶金与材料学院的一员，他们负责管理在电子显微镜内部创建微纳材料测试系统，使研究人员需要分析3D打印机金属样品在机械测试过程中的性能。据报导，这种测试系统有助研究人员理解这些物理机制，并确认打印机金属的有效地微观结构特征。

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