高エントロピー合金の3Dプリントの進歩

出典: 科学技術レポートと情報

高エントロピー合金 (HEA) は、金属材料の世界の最前線にあります。これらは、高温タービンブレード、高温金型、切削工具のハードコーティング、さらには第 4 世代原子炉の部品を製造するための代替材料として使用できます。 HEA の構成元素の適切な組み合わせを選別し、その比率を調整することで、HEA は高温で優れた機械的特性を示し、低温では優れた強度、延性、破壊靭性を発揮することができます。

同時に、3D プリント用の HEA の開発も急速に進んでおり、複雑な形状と理想的な性能を備えた HEA 製品の製造に大きな可能性が生まれています。しかし、HEA の 3D プリントについては、まだ包括的な理解が不足しています。この問題に対処するため、シンガポール工科デザイン大学（SUTD）、南洋理工大学（NTU）、華中科技大学、湖南大学の研究者が協力し、HEAの3Dプリントにおける最新の成果のレビューを発表しました。この研究は「Advanced Materials」誌に掲載された。

この論文には、HEA 粉末の製造プロセス、HEA 製品の 3D 印刷プロセス、印刷された製品の微細構造、機械的特性、機能特性、および潜在的な応用展望が含まれています。

「HEAの3Dプリンティングは学界で爆発的に普及しており、業界からも幅広い注目を集めるでしょう。私たちのレビューでは、レーザーベースの指向性エネルギー堆積、選択的レーザー溶融、電子ビーム溶融などの方法が、さまざまな高品質のHEA製品の印刷に適していることが実証されています。材料の選択、設計、製造の自由度を組み合わせることで、軽量でカスタマイズ可能で組み立て不要の製品を実現できます」と、SUTDの第一著者であるChua Chee Kai教授は説明しています。

「特定の3D印刷技術の超高速冷却速度は、HEA製品における望ましくない金属間化合物の形成を防ぎ、それによって機械的特性を改善することが期待されます。これらの印刷プロセスの異なる冷却速度は、製品の微細構造とマクロ特性に大きな変化を引き起こす可能性があります」と、NTUの第一著者であるハン・チャンジュン博士は述べています。

「この論文は、3DプリントHEAの独自の利点に焦点を当てることで、3DプリントHEAに対する理解を深めるための貴重な包括的レビューとなると確信しています。この論文が、より多くの研究者にこの非常に興味深い分野を探求するよう促すきっかけになれば幸いです」と、責任著者であるNTUの周坤准教授は付け加えた。

論文のタイトルは「3D 印刷用高エントロピー合金の最近の進歩」です。

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