普渡大学材料工程团队成功研发出一项正在申请专利的工艺，开发出适用于增材制造的超高强度铝合金，这类合金同时具备优异的塑性变形能力。
由Haiyan Wang与Xinghang Zhang教授领衔的研究团队，通过纳米层状可变形金属间化合物，将钴、铁、镍、钛等过渡金属元素引入铝合金体系。Wang教授现任Basil S. Turner工程讲席教授，Zhang教授任职于普渡大学材料工程学院。团队核心成员还包括材料工程专业研究生Anyu Shang。
Zhang教授表示，“我们的研究表明，通过合理构建异质微观结构与纳米尺度中熵金属间化合物，为增材制造超强可变形铝合金提供了创新解决方案。相较于传统铝合金只能实现超高强度或高塑性单一性能，这些新型合金实现了二者兼得。”
Wang 和 Zhang 已向普渡大学技术商业化办公室披露此项创新成果，该办公室已向美国专利商标局提交专利申请以保护知识产权。此项研究成果已在权威期刊《自然-通讯》发表，并获得了美国国家科学基金会及海军研究办公室的资助支持。
轻质高强铝合金在航空航天及汽车制造等领域具有广泛应用前景。“但当前商用高强铝合金大多无法用于增材制造，”Shang指出，“这些材料极易产生热裂纹，由此引发的缺陷会导致合金性能显著劣化。”
传统上缓解增材制造热裂纹的方法是通过引入颗粒来阻碍位错运动，从而强化铝合金。“但这类合金的最高强度仅能达到300-500兆帕，远低于钢材600-1000兆帕的强度水平，”Wang教授指出，“现有技术难以同时实现铝合金的高强度与良好塑性变形能力。”
普渡大学研究团队通过引入钴、铁、镍、钛等过渡金属，成功制备出金属间化合物强化的增材制造铝合金。Shang表示：“这些金属元素在传统铝合金制造中通常被刻意回避——因其形成的金属间化合物具有低对称性晶体结构，室温下通常表现为脆性。但我们的方法使过渡金属元素形成了纳米级层状金属间化合物团簇，这些细密蔷薇状结构能有效抑制金属间化合物的本征脆性。”
Wang教授进一步解释，“这种异质结构包含硬质纳米金属间化合物和粗晶铝基体，能产生显著背应力，从而提升金属材料加工硬化能力。激光增材制造特有的快速熔凝特性，恰好能促成纳米金属间化合物及其层状结构的形成。”
