山东大学科研团队在金属3D打印材料领域取得突破

2025/12/24 11:46:46 16419: 来源：仪表网

摘要：研究团队以特定成分的钴铬铁镍锰合金为研究对象，系统对比了传统铸造与3D打印两种工艺，并深入探究了其在常温与零下196摄氏度极端低温下的行为差异。

　　【仪表网研发快讯】近日，山东大学机械工程学院李方义教授与李燕乐教授带领的科研团队，在金属增材制造(俗称3D打印)领域获得一系列重要研究成果。其中，一项关于3D打印特种合金在极低温下性能演变的核心研究，发表于国际塑性力学领域顶级期刊《International Journal of Plasticity》，为开发适用于航天探测、高端装备的先进低温材料提供了全新的理论依据和方向。

　　这项研究聚焦于一类名为“亚稳态高熵合金”的新兴金属材料。这类合金因其独特的微观结构，能通过内部相变在变形时同时提升强度和韧性，但将其与3D打印技术结合，并在超低温环境下的性能表现如何，一直是学界探索的空白。为此，研究团队以特定成分的钴铬铁镍锰合金为研究对象，系统对比了传统铸造与3D打印两种工艺，并深入探究了其在常温与零下196摄氏度极端低温下的行为差异。

　　研究发现，通过3D打印技术制备的合金，在低温环境下展现出了不同于传统材料的“异常”强化机制。其内部发生了可逆的微观结构相变，这种独特的相变行为与材料变形的竞争关系，是导致其低温性能显著优化的关键。这一发现，不仅阐明了3D打印工艺在精细调控材料内部组织方面的巨大潜力，也为设计制造适用于深空、极地等严苛环境的高性能金属构件开辟了新路径。

　　除了此项基础研究的突破，李方义/李燕乐团队在2025年度围绕金属3D打印的工程应用全链条攻克了多项难题。团队在打印专用新型金属粉末设计、打印过程的在线智能监测、以及最终构件的强度与韧性协同调控等方面，均取得了丰硕成果，相关论文已在《材料加工技术杂志》、《激光技术》等多个国际知名专业期刊上发表。这一系列系统性进展，标志着我国在高端金属增材制造领域的基础研究与技术开发能力持续提升。

　　据悉，该系列研究工作得到了国家自然科学基金、山东省优秀青年基金等多个国家级及省部级科研项目的持续支持。这些创新成果将有力推动3D打印金属材料在航空航天、国防工业等战略性领域的应用进程。