在金屬3D打印領域，由於(yu) 各種稀有金屬的熔點不同，許多材料商在設法將更多的金屬進行混合，以生產(chan) 出可加工應用的材料產(chan) 品。近期美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL)的科學家開發了一種新的鉬(Mo)配方，該配方經過專(zhuan) 門優(you) 化，可與(yu) 電子束熔化(EBM)3D打印機配合使用。結果表明，這種新的材料可以承受極端溫度，成為(wei) 航空航天應用的理想之選。

作為(wei) 一種難熔金屬，鉬具有多種特性，使其成為(wei) 在超溫度敏感區域內(nei) 部署的極具吸引力的選擇。該合金的特點是熔點升高至2622 o C，並且熱膨脹係數，導熱性和耐腐蝕性均較低，但在某些溫度下其韌性也很差。

另外，鉬在加工過程中對氮和氧汙染非常敏感，這會(hui) 導致其晶界偏析，導致零件開裂。在該領域已經進行的有限研究中，科學家將金屬與(yu) 其他材料混合，試圖更好地控製其重結晶和晶粒尺寸，但收效甚微。

早在2017年，來自奧地利粉末生產(chan) 商Plansee Group的研究人員就設法使用模擬數據來量化鉬的粒徑如何對其SLM打印敏感性做出貢獻，但並未徹底解決(jue) 該問題。相比之下，ORNL團隊現在發現，通過向合金中添加TiC顆粒並轉換為(wei) EBM，可以製造出具有更高水平的堅固性和剛性的微結構。

為(wei) 了配製材料，科學家將Mo和TiC粉末以60:40的比例混合在一個(ge) 刻度量筒中，該量筒充滿了氬氣以防止氧化。然後，使用行星式球磨機將所得的金屬基質複合材料機械合金化8小時，直到可以進行3D打印為(wei) 止。

為(wei) 了處理他們(men) 的新粉末，ORNL團隊開發了定製的Arcam S12 EBM 3D打印機，其特征是改進的構建腔，該構建腔由活塞，進料器，耙子和工作台粉末床輸送係統組成。機器的升級有效地優(you) 化了其小批量生產(chan) ，同時實現了高級過程監控和二次進料。

利用他們(men) 的機器，研究人員選擇了3D打印六塊尺寸為(wei) 12毫米(D)x 13毫米(H)的零件，它們(men) 具有類似三明治的結構，其中包含一層包裹在兩(liang) 層純鉬之間的強鉬。有趣的是，SEM成像顯示，純樣品均未發生任何開裂，但由於(yu) 粉末散布，它們(men) 的確存在一些表麵不一致性。

後來，研究小組進行了熱力學建模，這也表明該過程對成分和溫度的變化仍然極為(wei) 敏感。結果，ORNL的科學家推測，嚴(yan) 格管理工藝輸入將是使用鉬製造未來微結構的關(guan) 鍵，而不會(hui) 導致加工過程中零件層的一致性或溫度梯度發生變化。

最終，研究人員還得出結論，他們(men) 證明了3D打印純無裂紋鉬的可行性，並且通過完善的參數設置，該合金可以在航空航天或能量轉換領域，例如傳(chuan) 熱組件等領域找到新的應用。