金屬間化合物增材制造可用于高技術產業中 全球研究成果不斷增多

　　在2024年8月，我國發布的國家重點研發計劃“增材制造與激光制造”重點專項2024年度項目申報指南中，提出圍繞航空航天高端裝備極端化發展對復雜超高溫構件的制造需求，開展輕質超高溫金屬間化合物復雜構件增材制造技術研究。受政策推動，我國金屬間化合物增材制造行業前景廣闊。

　　金屬間化合物，是金屬與金屬或金屬與類金屬形成的化合物，其晶體結構、原子結構特殊，具有優異的耐高溫、電磁、超導等特性，可以應用在航空航天、能源、通信等領域。金屬間化合物種類多樣，常見的產品主要有鎳鋁合金、鈦鋁合金、鐵鋁合金、鎳鈦合金等。

　增材制造利用激光、電子束、電弧等快速熔融金屬/合金，逐層堆積后快速冷卻形成三維結構，以此來制造工件，在后一層材料熔化時，前一層材料已經凝固，但仍會被部分熔化，因此金屬增材制造存在外延生長柱狀晶問題，由于冷卻速度不同，柱狀晶形狀存在差異，獲得的工件力學性能存在區別，例如相同材料采用激光增材制造工件強度較高，而采用電子束增材制造工件塑性較高。

　　鋁合金是一種輕質、高強材料，常規鋁合金采用增材制造技術會產生裂紋問題，但以鈦鋁合金為代表的金屬間化合物晶體結構特殊、硬化能力提高，可以利用激光增材制造技術快速熔化、冷卻。鈦鋁合金（TiAl合金）是一種高溫合金，質量輕、強度高，可以加入第三種元素以進一步提高綜合性能，例如Ti2AlNb合金，是一種重要的航空發動機制造材料。

　　根據新思界產業研究中心發布的《2025-2030年中國金屬間化合物增材制造行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示，利用金屬間化合物增材制造可以制備高性能、結構復雜的零部件，對于航空航天等高技術產業發展作用重要，因此其研究與應用受到關注。美國普渡大學科學家利用選擇性激光熔化技術制備了一種Al92Ti2Fe2Co2Ni2合金，打印的鋁合金中形成了異質納米級中熵金屬間化合物薄片，該材料具有高強度（超過700MPa）、高塑性變形能力，相關成果發表于《Nature Communications》。

　　新思界行業分析人士表示，我國金屬間化合物增材制造相關研究成果也在增多。2021年4月，上海交通大學公開了一項名為“一種增材制造金屬間化合物的熔滴過渡控制方法”的專利；2022年2月，上海交通大學團隊以“增材制造快速凝固TiAl合金中組織轉變途徑”為題在《Acta Materialia》上發表論文，研究了不同溫度下TiAl粉末的相變行為；2022年2月，哈爾濱工業大學公開了一項名為“一種異質雙絲TOP-TIG電弧增材制造TiAl金屬間化合物的方法”的專利。