Ученые впервые напечатали сверхпрочный и одновременно пластичный материал

Ученые из США представили метод печати материалов, которые одновременно являются прочными, но гибкими. Их можно использовать в машиностроении и производстве самолетов.

Группа ученых напечатала наносплав, который по прочности и пластичности превосходит другие аддитивно изготовленные материалы. Этот прорыв может привести к созданию более высокопроизводительных компонентов для применения в аэрокосмической промышленности, медицине, энергетике и транспорте. Работа была выполнена исследователями из Массачусетского университета в Амхерсте и Технологического института Джорджии.

Высокоэнтропийные сплавы за последние 15 лет становятся все более популярными. Они состоят из пяти или более элементов в практически равных пропорциях, из них можно создавать бесконечное число уникальных комбинаций для разработки сплавов. А традиционные сплавы, такие как латунь, нержавеющая сталь, углеродистая сталь и бронза, содержат основной элемент в сочетании с одним или несколькими микроэлементами.

Ученые же объединили метод производства сплавов с современной технологией 3D-печати для разработки новых материалов с уникальными свойствами. Поскольку в этом процессе материалы расплавляются и затвердевают очень быстро по сравнению с традиционной металлургией, получается совсем другая микроструктура. Она выглядит как сеть и состоит из чередующихся слоев.

«Перестройка этой необычной микроструктуры приводит к сверхвысокой прочности, а также повышенной пластичности, что является редкостью, поскольку обычно прочные материалы имеют тенденцию быть хрупкими», — отмечают исследователи.

Способность производить прочные и вязкие материалы означает, что эти 3D-печатные материалы более надежны в сопротивлении деформации, что важно для проектирования легких конструкций для повышения механической эффективности и энергосбережения.