В Университете Цинхуа научились печатать металлические монокристаллы метрового размера

Учёные из Университета Цинхуа разработали метод 3D-печати металлических монокристаллов метрового размера, свободный от ограничений традиционных способов

Метод назвали «глубоким импульсным вводом тепла». С его помощью можно создавать монокристаллы сложной формы — изделия, в которых атомы по всему объёму выстроены в одну непрерывную кристаллическую решётку, — без затравочных кристаллов, литейных форм и опор. В основе метода — теоретическая модель, которая связывает механику и затвердевание металла при аддитивном производстве, то есть 3D-печати.

Метод особенно хорошо подходит для химически активных и тугоплавких металлов — например, для титанового сплава Ti-6Al-4V. Испытания показали, что при высокой температуре монокристаллы из этого сплава заметно превосходят поликристаллические материалы, то есть состоящие из множества мелких кристаллов, которые получают традиционными способами.

С помощью новой технологии удалось изготовить монокристаллы из вольфрама, молибдена, ниобия и их сплавов. Это позволит выяснить, на что способны материалы в экстремальных условиях, например в ядерной энергетике.

Кроме того, учёные напечатали из монокристалла решётчатые конструкции. Так можно проектировать материалы с заранее заданными свойствами и функциями, объединяя в одном изделии свойства самого материала и особенности его конструкции.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Эксперты отмечают, что работа открывает новые возможности для развития технологий и науки.

Ранее по теме: Китайские учёные создали технологию производства монокристаллических металлов на атомном уровне

Источник: Университет Цинхуа