新工艺可让晶体结构“按需定制”

    美国工程科学家研制出一种新的制造工艺，能精确控制材料组成部分的结构和性能，其精度是传统制造业无法比拟的。

    在本周受邀参加2014匹兹堡材料科学技术会议时，美国能源部橡树岭国家实验室的制造业示范设备中心研究制造工艺的首席科学家莱恩·德霍夫，提交了这项研究成果。

    “我们现在能控制材料局部的性能，这将在未来改变我们设计金属部件的方式。”德霍夫说，“这种新的制造方法，让我们从被动设计变为主动预先设计。也会在汽车或者风力发电机等能源高效转换和能量输出应用中，获得更强硬、更轻或者性能更好的零部件。”

    据物理学家组织网10月16日（北京时间）报道，研究人员用一种名为ARCAM电子束熔炼设备示范了这一方法，在这个设备中，连续的金属粉末涂层被电子束融化在一起形成一个三维产品，可在微观尺度上操控并精确固化生产过程。他们演示了塑造镍基材料晶体结构的三维控制过程。

    晶体结构在决定材料的物理和机制属性方面扮演重要角色。从微电子到高温喷气引擎部件都有应用，这些部件可让晶体结构按需定制，以获得所需要的表现特征。

    “我们正在熟练地使用高超3D冶金技术，但是我们从来没在这一尺度和如此细致的水平上，很好地控制以获取材料中最有益的部分。”田纳西大学—橡树岭国家实验室先进制造项目组科学家苏瑞希·巴布说，“借助我们的工作成果，设计人员现在可以在部分原始材料的指定位置进行特殊晶体结构改造。”