Nesen starptautiska pētnieku grupa, tostarp Melburnas Karaliskais Tehnoloģiju institūts un Sidnejas Universitāte Austrālijā, apvienoja sakausējumus un 3D drukāšanas procesus, lai izveidotu jaunu titāna sakausējumu, kas ir spēcīgs un nav trausls zem spriedzes.
Jaunais titāna sakausējums sastāv no divu titāna kristālu maisījuma, ko sauc par -titāna fāzi un -titāna fāzi, un katrs no tiem atbilst noteiktam atomu izvietojumam. Skābeklis un dzelzs ir divi spēcīgākie titāna fāzes un titāna fāzes stabilizatori un stiprinātāji, kas ir bagātīgi un lēti.
Pētnieki atklāja, ka izturīgu - titāna oksīda dzelzs sakausējumu izstrādē pastāv divas problēmas, izmantojot tradicionālos ražošanas procesus. Viens no tiem ir tas, ka skābeklis padara titānu trauslu; otrs ir tas, ka dzelzs pievienošana var izraisīt nopietnus metalurģiskus defektus un veidot lielus titāna gabalus.
Komanda izmantoja lāzera virzītu enerģijas nogulsnēšanos, lai drukātu sakausējumus no metāla pulveriem, kas ir piemērots lielu un sarežģītu detaļu ražošanai. Komanda apvienoja sakausējumu dizaina koncepcijas ar 3D drukāšanas procesa dizainu, lai identificētu virkni spēcīgu, elastīgu un viegli drukājamu sakausējumu.
Galvenais šī materiāla virzošais faktors ir unikālais skābekļa un dzelzs atomu sadalījums titāna fāzē un titāna fāzē un starp tām. Pētnieki izstrādāja nanomēroga skābekļa gradientu -titāna fāzē ar spēcīgu augstu skābekļa segmentu un elastīgu zema skābekļa segmentu, kas ļauj kontrolēt vietējās atomu saites un samazina iespējamās trausluma iespējamību.
Pētnieki teica, ka komanda dizainā iekļāva aprites ekonomikas ideju, radot cerību jaunu titāna sakausējumu ražošanai, izmantojot rūpnieciskos atkritumus un zemas kvalitātes materiālus. Turklāt skābekļa trauslums ir svarīgs izaicinājums ne tikai titānam, bet arī cirkonim, niobijam, molibdēnam un to sakausējumiem. Jaunais pētījums var nodrošināt veidni, lai atvieglotu skābekļa trausluma problēmu, izmantojot 3D drukāšanu un mikrostruktūras dizainu.
