金属3D打印(增材制造)近年来备受关注,其优势在于可直接制造复杂形状构件,并产生独特的微观组织结构。其中,类似蜂窝结构的胞状亚晶结构尤为引人注目,这些结构与传统金属热机械加工获得的亚晶组织明显不同。凝固胞与位错胞在亚微米尺度上取向差很小,却能显著影响材料的力学行为。尽管这些非常规亚晶结构在3D打印金属中频繁出现,但其形成机理一直未明。近日,西安交通大学材料创新中心(CAID)的杨光辉助理教授与马恩教授对此进行了系统研究。他们通过热力学、动力学分析,结合实验表征与数值模拟,完整揭示了3D打印金属中胞状结构的演化路径,并提出了位错胞形成的机制框架。相关成果已发表在材料科学领域的顶级期刊《今日材料》(Materials Today)上。
