金屬塑性變形機(jī)制的案例
金屬材料的塑性變形
來源：材易通
金屬塑性變形加工中你必須了解的那些知識要點
塑性變形是金屬材料加工過程中最重要的問題。這里面涉及一些很基礎(chǔ)的概念，包括: 彈性變形、塑性變形、滑移、位錯、剪切帶、絕熱剪切帶等。對這些概念的理解和認(rèn)知有利于理清金屬塑性加工過程中一些現(xiàn)象的科學(xué)本質(zhì)。小編整理了一些與金屬塑性加工有關(guān)的知識，歡迎大家閱讀和討論，并歡迎您在文章后面留言。
金屬的變形通常有兩類，即塊體加工和板材加工。在塊體加工過程中，整個塊體都會發(fā)生塑性變形。在板材成型加工過程中，只有局部發(fā)生塑性變形，非常典型的現(xiàn)象就是板材的厚度減薄。
金屬變形加工
金屬的變形包括：彈性變形和塑性變形。當(dāng)載荷卸掉以后，彈性變形會回復(fù)。塑性變形是在外力作用下，金屬發(fā)生的永久變形，這種變形是不可回復(fù)的。一般來說，當(dāng)外加載荷超過材料的彈性極限并超過屈服點以后，金屬就會發(fā)生塑性變形。在這個過程中所輸入的能量就會被金屬屈服過程中位錯的滑移和孿生所消耗。
軸向拉伸時的工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線
塑性變形通常以滑移的方式發(fā)生，滑移通常沿著晶體中的原子密排面開動，因為在原子的密排面上開動滑移所需要的能量最小。位錯在晶粒中滑移一直到滑移出晶粒才會結(jié)束。于是，就在晶體的表面產(chǎn)生臺階，這種臺階就叫滑移帶。在就愛你剪切應(yīng)力作用下產(chǎn)生的滑移帶稱為剪切滑移帶，簡稱剪切帶[Shear bands]。
金屬中的晶粒形貌
金屬晶粒中的位錯形貌
滑移帶模型
滑移會連續(xù)發(fā)生，每次只產(chǎn)生一個臺階，所以晶體結(jié)構(gòu)會一直保持不變。
展開 基于VPSC 8.0的密排六方金屬Zr的塑性變形過程模擬
寫在最后：VPSC8在VPSC7的基礎(chǔ)上改進(jìn)了許多模型及語法，對多晶體的塑性變形過程模擬更為精確，應(yīng)用更為廣泛，并且其收斂性更強(qiáng)，更有利于大尺寸材料的塑性變形模擬。
相關(guān)培訓(xùn):
粘塑性自洽多晶體塑性模型軟件（VPSC）課程培訓(xùn)通知
歡迎通過公眾號"320科技工作室"聯(lián)系我們
暨大《Scripta》：大塑性變形金屬玻璃實現(xiàn)優(yōu)異析氫催化性能！
劇烈的塑性變形使樣品的能態(tài)增加了約21.7J/g而不引起結(jié)晶。在0.5 M H2SO4和1.0 M KOH 條件下，HPT處理的Pd40Cu30Ni10P20MG在10 mA/cm2處的過電位分別為76mV和209mV，遠(yuǎn)小于那些在相同條件下未經(jīng)HPT的熔紡Pd40Cu30Ni10P20MG的電位(分別為179 mV和379mV)。改進(jìn)的HER性能應(yīng)主要歸因于通過嚴(yán)重的塑性變形顯著增加非晶基體中流動單元的密度。Pd40Cu30Ni10P20金屬玻璃(MG)上的高壓扭轉(zhuǎn)(HPT)產(chǎn)生的劇烈塑性變形將在非晶基體上產(chǎn)生更多的流動單元，并顯著提高酸性和堿性介質(zhì)中的電催化析氫反應(yīng)(HER)性能。本文為金屬玻璃(MGs)催化劑的設(shè)計提出了指導(dǎo)性建議，對未來氫能源的開發(fā)利用產(chǎn)生有益影響。
展開 
分子動力學(xué)模擬微觀結(jié)構(gòu)對金屬納米玻璃塑性變形行為的影響
【引言】
金屬納米玻璃是納米尺度上玻璃態(tài)材料。納米玻璃顆粒冷壓實后，可以獲得玻璃-玻璃界面連接形成的金屬納米玻璃。最近，計算機(jī)模擬和能量色散X射線光譜方法證明，晶粒內(nèi)部和界面之間存在成分梯度。金屬納米玻璃性質(zhì)與玻璃-玻璃界面密切相關(guān)，但是結(jié)構(gòu)無序和界面寬度窄，加劇了研究難度。模擬金屬納米玻璃的變形機(jī)理發(fā)現(xiàn)，晶粒尺寸影響塑性響應(yīng)，結(jié)構(gòu)從非定域變形到剪切帶的過渡。玻璃-玻璃界面的缺陷短程有序充當(dāng)了剪切轉(zhuǎn)變區(qū)的成核位點。在納米玻璃制備方面，即顆粒的惰性氣體冷凝和冷壓實，預(yù)測玻璃-玻璃界面中的缺陷短程有序也受到了變形過程的影響。本文通過分子動力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，玻璃狀顆粒固結(jié)后，納米玻璃界面是接觸區(qū)域中拓?fù)洳黄ヅ浜图羟羞^程，這種粒子衍生模型明顯不同于現(xiàn)有的體相衍生微觀結(jié)構(gòu)模型。本文也分析了金屬納米玻璃的整體變形行為與微觀結(jié)構(gòu)和界面特性的相關(guān)性。
【成果簡介】
近日，德國達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)的Omar Adjaoud（通訊）作者等人，采用分子動力學(xué)模擬方法，研究了微觀結(jié)構(gòu)對Cu64Zr36納米玻璃塑性變形行為的影響。分析了兩種制備納米玻璃的方法：一種是化學(xué)均勻和不均勻的納米顆粒冷壓獲得的納米玻璃；另一種是體相衍生的多面體組裝而成的納米玻璃。對兩種類型的微結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)，顆粒衍生的納米玻璃的界面體積分?jǐn)?shù)明顯高于體相衍生的納米玻璃的界面體積分?jǐn)?shù)。兩種玻璃的單軸載荷具有不同的塑性響應(yīng)：顆粒衍生的樣品在屈服時，沒有應(yīng)力下降，應(yīng)變局部化非常小和沒有應(yīng)變軟化；大塊衍生的樣品出現(xiàn)應(yīng)力下降，應(yīng)變軟化和大的局部應(yīng)變。這與兩種玻璃的玻璃-玻璃界面結(jié)構(gòu)的不同類型有關(guān)。因此，金屬納米玻璃的宏觀變形行為與玻璃-玻璃界面結(jié)構(gòu)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)密切相關(guān)，而玻璃-玻璃界面的結(jié)構(gòu)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)又與加工工藝有關(guān)。
展開 Nature Materials：金屬晶體的快速生長機(jī)制！
金屬晶體的生長速率非常快，例如，金屬鎳的晶體生長速率可以達(dá)到70m/s。超快的生長速率預(yù)示著金屬晶體有望成為下一代的相變材料。與經(jīng)典理論預(yù)測不同， 金屬晶體的生長速度如此快是由無能量勢壘動力學(xué)行為導(dǎo)致的。雖然對于原子液體，無能量勢壘晶體生長理論已經(jīng)比較完善，但是依然缺乏比較合理的物理解釋。換句話說，熱激發(fā)主導(dǎo)金屬液體的擴(kuò)散行為，而液體原子形成晶體結(jié)構(gòu)的過程卻不需要額外的激發(fā)能，這一問題到目前依然困擾著大家。那么，金屬晶體生長的物理機(jī)制到底是什么？
近日，澳大利亞悉尼大學(xué)的孫剛博士與其合作者Peter Harowell教授 在Nature Materials上發(fā)表最新的研究成果：The Mechanism of theUltra-Fast Crystal Growth of Pure Metals from their Melts 。
文章鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41563-018-0174-6
該工作利用經(jīng)典分子動力學(xué)模擬的方法，深入探討了金屬晶體生長的三個核心問題：（1）金屬材料的結(jié)晶速率為什么那么快？（2） 什么參數(shù)決定了金屬晶體的生長速率？（3） 隨著溫度降低，結(jié)晶速率出現(xiàn)極大值的物理原因。研究發(fā)現(xiàn)，金屬材料超快的結(jié)晶速率主要是因為界面液體原子的有序化過程不需要克服能量勢壘（圖1(a)）。而且，界面液體原子轉(zhuǎn)變成晶體的速率，不是決定于傳統(tǒng)意義上的液體動力學(xué)，而是取決于界面液體的協(xié)同運(yùn)動（圖1(b)）。
圖1 在能量最小化過程中，晶體-液體界面的移動和界面液體原子的運(yùn)動。
(a)通過粒子數(shù)密度表征金屬銅的晶體-液體界面在能量最小化過程中的變化。
展開 北科大《Acta Materialia》：新機(jī)制！硬質(zhì)涂層-金屬基體的疲勞裂紋萌生
然而，大量的實驗表明，硬質(zhì)涂層在不同程度上降低了金屬基體的疲勞壽命，極大地限制了涂層的應(yīng)用。一般來說，疲勞裂紋萌生階段占整個疲勞壽命的
90%
以上，是承載結(jié)構(gòu)疲勞破壞的主要階段。因此，研究硬質(zhì)涂層如何影響韌性金屬基體的疲勞裂紋萌生機(jī)制，進(jìn)而建立理論來緩解甚至消除這種現(xiàn)象是非常必要的。
目前，硬質(zhì)涂層對金屬基體疲勞性能不利影響的機(jī)理主要基于“缺口效應(yīng)”模型。涂層一旦斷裂會在基體界面附近引起附加應(yīng)力集中，不可避免地加速疲勞裂紋的萌生過程。根據(jù)該模型，涂層斷裂不會改變疲勞裂紋源的位置，只是促進(jìn)了疲勞裂紋萌生過程，沒有改變疲勞裂紋萌生機(jī)制。
然而，基于該模型的一些實驗現(xiàn)象卻難以解釋。
首先，
涂層開裂引起基體疲勞斷口形貌的變化。例如，對于從基體內(nèi)部萌生的疲勞裂紋萌生源，涂層開裂導(dǎo)致疲勞裂紋萌生源位置由內(nèi)部向表面轉(zhuǎn)變，這被認(rèn)為是加速基體疲勞失效的關(guān)鍵。這表明涂層開裂改變了疲勞裂紋萌生機(jī)制。
展開 Science子刊：罕見的第四種變形機(jī)制！首次發(fā)現(xiàn)于等原子高熵合金
Ritchie & 美國加州大學(xué)圣迭戈的Marc A.Meyers等研究者，通過對等原子CrMnFeCoNi進(jìn)行模壓，隨后進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)壓縮或剪切動態(tài)變形，觀察到由層錯、孿晶、由面心立方向六邊形密排結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的致密結(jié)構(gòu)，尤其值得注意的是非晶化。相關(guān)論文以題為“Amorphization in extreme deformation of the CrMnFeCoNi high-entropy alloy”發(fā)表在Science Advances上。
論文鏈接：
https://advances.sciencemag.org/content/7/5/eabb3108
金屬具有永久變形的能力，這種特性被稱為塑性。這表明它們可以被加工成管材，或其他復(fù)雜形狀而不會斷裂。這種特性對金屬及其合金的使用具有深遠(yuǎn)的影響。在使用過程中裂紋尖端塑性變形而鈍化，從而防止裂紋的形成和擴(kuò)展。金屬表現(xiàn)出這種特性的機(jī)制已經(jīng)研究100多年了，并且有一套成熟的塑性理論，其基礎(chǔ)是三種主要機(jī)制：位錯、孿晶和相變。在非常罕見的情況下，第四種機(jī)制也能起作用，即通過無定形破壞晶體結(jié)構(gòu)。本文首次在等原子高熵合金(HEA)中觀察到這種非晶變形。
HEAs由Cantor等人、Yeh等人于2004年獨立開發(fā)；某些合金，特別是以面心立方(fcc) crconi為基的HEAs，已被證明具有出色的強(qiáng)度和延性，這些性能導(dǎo)致非常高的斷裂韌性，即抗斷裂能力。因此，這些合金有許多重要的應(yīng)用前景，具有潛在的革命性技術(shù)發(fā)展。尤其令人印象深刻的是，這種韌性在低溫下仍能保留，甚至增強(qiáng)，而現(xiàn)有的絕大多數(shù)金屬合金的韌性隨著溫度的降低而逐漸降低。
展開 河北科大金屬頂刊《Acta Materialia》：揭示抗Si毒化與晶粒細(xì)化機(jī)制
由此，抗Si毒化的Al-Nb-B細(xì)化劑成為熱點，但其在制備與使用方面存在粒子沉降速率快、成本高等諸多問題，并且其細(xì)化與抗Si毒化機(jī)制尚不清楚。
河北科技大學(xué)聯(lián)合北京科技大學(xué)、清華大學(xué)等研究團(tuán)隊，通過在Al-Nb-B中加入Ti，調(diào)控制備出富含“三明治”結(jié)構(gòu)(Nb,Ti)B2顆粒的Al-Nb-Ti-B中間合金。測試、計算表明，該結(jié)構(gòu)有效降低了Si原子的吸附傾向，提高了與Al原子的結(jié)合強(qiáng)度，同時 (Nb,Ti)B2襯底與Al的晶格失配降低，這些因素共同決定了 (Nb,Ti)B2在Si含量較高時仍具有良好的晶粒細(xì)化能力。該研究為調(diào)控制備多結(jié)構(gòu)Ni-Ti硼化物顆粒，以設(shè)計新型的抗Si毒化晶粒細(xì)化劑提供了新的思路，對促進(jìn)相應(yīng)中間合金制品的研發(fā)有重要意義。相關(guān)論文以題為“Revealing the mechanism of grain refinement and anti Si-poisoning induced by (Nb, Ti)B2 with a sandwich-like structure”發(fā)表在Acta Materialia上。河北科大蘇孺，北科王沿東，清華荊濤為該文章共同通訊作者，青年教師吳大勇，博士麻思達(dá)為共同第一作者。
展開 固體塑性變形—細(xì)觀塑性力學(xué) 附塑性力學(xué)同濟(jì)大學(xué)下載
金屬材料在加工過程中會形成品粒的擇優(yōu)取向(即織構(gòu))，它與板材的塑性各向異性有密切關(guān)系。隨著X射線衍射技術(shù)、晶粒取向分布函數(shù)(ODF)分析理論和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們對多晶體金屬板材的微觀結(jié)構(gòu)有了清晰的認(rèn)識。于是，研究微觀結(jié)構(gòu)與宏觀塑性加工性能的關(guān)系便成了當(dāng)前國際上的新課題。傳統(tǒng)的研究都局限于原有的領(lǐng)域：金屬物理工作者在研究微觀結(jié)構(gòu)，而不關(guān)心材料的宏觀性能；力學(xué)工作者在研究本構(gòu)關(guān)系，通過實驗確定宏觀性能參數(shù)，卻不知道這些參數(shù)的由來；從事加工的人在實踐中摸索加工條件，只希望能生產(chǎn)出設(shè)計的產(chǎn)品。而細(xì)觀塑性力學(xué)則對于為什么會有塑性各向異性，怎樣控制它們，什么樣的微觀結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致何種加工性能，如何使實驗或生產(chǎn)數(shù)據(jù)成為預(yù)知等問題做出了回答。它旨在建立微觀與宏觀相聯(lián)系的橋梁，揭示其內(nèi)在規(guī)律，使人們對材料的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀塑性及加工性能不但知其然，而且知其所以然。
將連續(xù)體力學(xué)的理論方法應(yīng)用到不同尺寸量級的塑性性質(zhì)的研究中是細(xì)觀塑性力學(xué)的主要方法。例如，在位錯量級，位于位錯核以外的晶格可以看作是彈性連續(xù)體，而位錯則被認(rèn)為是彈性體內(nèi)的線缺陷。在連續(xù)滑移的前提下，位錯不再是離散的現(xiàn)象，即被看作是連續(xù)變形。在滑移帶以外，晶格仍然被認(rèn)為是連續(xù)體。上述過程是單晶體塑性力學(xué)與本構(gòu)關(guān)系相結(jié)合的體現(xiàn)。對于再大些的尺寸量級，如亞晶結(jié)構(gòu)、多晶聚合體，也可以采用上面的研究方法。
細(xì)觀塑性力學(xué)的分析方法可以歸結(jié)為以下3個步驟：(1)選擇一個適當(dāng)?shù)某叽绶秶怪軌蚨康孛枋霰谎芯康默F(xiàn)象；(2)重點考慮基本微觀結(jié)構(gòu)，而將基底材料視作連續(xù)體；(3)利用比所選尺寸量級小一個量級的本構(gòu)關(guān)系作為基底連續(xù)體。
細(xì)觀塑性研究的另一個重要方面是如何作尺寸量級之間的轉(zhuǎn)換。從較小量級向較大量級的轉(zhuǎn)換可用平均法，即取一個體積，在其中有足夠多數(shù)量的微觀結(jié)構(gòu)單元重復(fù)出現(xiàn)，對其作體平均。這一過程稱為均勻化。
展開 《Acta Mater》：多組分熵合金在高頻動態(tài)加載下的獨特變形機(jī)制！
在常規(guī)加載下，Al80Li5Mg5Zn5Cu5出現(xiàn)了典型的壓縮斷裂裂紋，而在高頻超聲加載下，其塑性應(yīng)變量提升將近1倍，但是并未出現(xiàn)裂紋。同時，采用紅外熱像儀拍攝了高頻動態(tài)加載過程中材料的溫度場分布，變形區(qū)域最高溫度為89℃，遠(yuǎn)低于材料的軟化點溫度，熱效應(yīng)對材料變形的影響可以忽略，因此，高頻動態(tài)加載顯著提升了Al80Li5Mg5Zn5Cu5合金的室溫塑性，并極大降低了變形應(yīng)力。
圖1 Al80Li5Mg5Zn5Cu5多組分合金在不同加載條件下的變形特性：a高頻超聲動態(tài)加載示意圖，b常規(guī)加載(CC)和超聲加載(UC)下多組分合金的最大應(yīng)變量，c超聲加載下變形區(qū)域的紅外熱像圖，d常規(guī)加載的室溫應(yīng)力-應(yīng)變曲線，e多組分合金超聲加載下的力學(xué)響應(yīng)。
宏觀變形特性的變化必然與不同的微觀演化過程相對應(yīng)。與常規(guī)加載相比，高頻超聲加載下Al80Li5Mg5Zn5Cu5合金的微觀組織出現(xiàn)截然不同的演化規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)Al80Li5Mg5Zn5Cu5合金由塑性較好的FCC α-Al相和硬脆的Al2Cu、MgZn2等金屬間化合物相（IMCs）組成，如圖2所示，因此，在加載變形過程中，塑性應(yīng)變主要由FCC相容納，而IMCs相則會起到一定的強(qiáng)化作用。在高頻超聲動態(tài)加載下FCC相的晶粒發(fā)生顯著細(xì)化，同時，硬脆IMCs相也出現(xiàn)了顯著的細(xì)化彌散現(xiàn)象，平均尺寸由15 μm減小至6 μm，而常規(guī)加載沒有此演化規(guī)律。
展開 
Nature子刊：金屬所、西交、北科等發(fā)現(xiàn)馬氏體相變致非晶化機(jī)制！
通過“晶態(tài)相→非晶相”轉(zhuǎn)變的固態(tài)非晶化是一種有別于熔體快淬獲得非晶相的物理機(jī)制。目前發(fā)現(xiàn)的固態(tài)非晶化方式包括多層膜成分?jǐn)U散導(dǎo)致非晶化、機(jī)械合金化導(dǎo)致非晶化、壓力和嚴(yán)重塑性變形導(dǎo)致非晶化、離子輻照導(dǎo)致非晶化以及過飽和固溶體連續(xù)冷卻導(dǎo)致非晶化等。
近日，中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家（聯(lián)合）實驗室非平衡金屬材料研究部研究員張海峰團(tuán)隊，與西安交通大學(xué)、北京科技大學(xué)、德國Leibniz固體材料所以及奧地利科學(xué)院Erich Schmid材料所科研人員合作，發(fā)現(xiàn)了一種新的固態(tài)非晶化機(jī)制——馬氏體相變致非晶化機(jī)制。
在研究直接凝固(Ti0.615Zr0.385)100-3.9x(Cu2.3Fe1.6)x (x=1)合金的相變過程中，研究發(fā)現(xiàn)亞穩(wěn)b相晶粒內(nèi)部分布著具有特定取向的柳葉狀或板條狀非晶相（如圖），非晶相和b相基體無明顯成分差別，并在界面處存在明顯的切變臺階以及嚴(yán)重的b相晶格畸變。
合金的微觀組織
這種非晶相的形態(tài)與已報道的固態(tài)非晶化明顯不同。研究提出了一種“馬氏體相變致非晶化”機(jī)制：亞穩(wěn)b型(Ti0.615Zr0.385)100-3.9x(Cu2.3Fe1.6)x (x=1)合金在冷卻過程中，高溫穩(wěn)定的體心立方結(jié)構(gòu)變得不再穩(wěn)定，出現(xiàn)兩種聲子軟化模式：T1 1/2 (1,1,0)和L 2/3 (1,1,1)。
前者導(dǎo)致b相轉(zhuǎn)變?yōu)閍￠/a2馬氏體，后者導(dǎo)致晶面{222}b部分移位形成w相。而對于特定成分的b鈦合金，馬氏體相變過程中的局域晶格切變和畸變使得結(jié)構(gòu)無序的非晶相相對于晶態(tài)a￠/a2/w相更容易形成，導(dǎo)致馬氏體非晶化的出現(xiàn)（如圖）。這種非晶相可被稱為“非晶馬氏體”。這一發(fā)現(xiàn)豐富了固態(tài)非晶化機(jī)制和馬氏體相變理論。
展開 香港科技大學(xué)發(fā)現(xiàn)新機(jī)制 可提高氫燃料電池中雙金屬催化劑的活性
為了揭示鉑－釕雙金屬催化劑提升HER/HOR反應(yīng)速率的謎底，由HKUST化學(xué)與生物工程系及能源研究所的Minhua Shao教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊，通過強(qiáng)大的表面增強(qiáng)紅外吸收光譜（SEIRAS），直接監(jiān)控不同表面上重要的反應(yīng)中間體氫原子的粘結(jié)強(qiáng)度。通過綜合的電化學(xué)、光譜學(xué)和理論研究，研究人員證實，與次表面鉑相互作用的表面釕原子，比鉑的活性高一個數(shù)量級，即釕原子是該系統(tǒng)中的主要活性位點，而不是鉑原子。
研究人員表示：“以前的工作主要使用傳統(tǒng)電化學(xué)和表征技術(shù)，不能直接監(jiān)測氫反應(yīng)中間體的吸附行為。在這項研究中，我們使用了強(qiáng)大的表面增強(qiáng)紅外吸收光譜，這是極少數(shù)可以直接看到表面氫原子的技術(shù)之一。同時，為我們提供了關(guān)于釕如何提高活性的更直接的信息。這項工作排除了最普遍的理論，即鉑和釕之間界面的雙功能效應(yīng)是活性增加的原因，并為未來設(shè)計更加領(lǐng)先的HER/HOR催化劑打開新的方向。不論在水電解槽或氫燃料電池中，都將有助于減少使用貴金屬。”
目前，基于這些發(fā)現(xiàn)，研究人員正在開發(fā)實用的高性能雙金屬鉑-釕電催化劑。
-END-
展開 金屬3D打印關(guān)鍵科學(xué)問題 || 阿貢高級光子源超強(qiáng)X射線揭示氣孔的產(chǎn)生機(jī)制 || 雙語
激光掃描每一層粉末，在需要的地方熔化金屬，從基底上直接制造成品。當(dāng)氣泡被困在這些層中時，會形成缺陷，導(dǎo)致最終產(chǎn)品出現(xiàn)裂紋或其他失效。
Until now, manufacturers and researchersdid not know much about how the laser drills into the metal, producing cavitiescalled "vapor depressions," but they assumed that the type of metalpowder or strength of laser were to blame. As a result, manufacturers have beenusing a trial and error approach with different types of metals and lasers toseek to reduce the defects.
直到現(xiàn)在，制造商和研究人員還不太清楚激光是如何鉆入金屬的，產(chǎn)生了稱為“蒸汽壓陷”的空洞，他們認(rèn)為是金屬粉末的類型或激光的強(qiáng)度造成的。因此，制造商一直在使用不同類型的金屬和激光的試錯方法來減少缺陷。
In fact, the research shows that thesevapor depressions exist under nearly all conditions in the process, no matterthe laser or metal.
展開 福建農(nóng)林大學(xué)邱仁輝教授團(tuán)隊揭示氫鍵在3D光固化打印熱塑性材料的作用機(jī)制
圖2 棕櫚油基彈性體的合成路線
設(shè)計的棕櫚油基熱塑性彈性體中氫鍵的存在也賦予材料許多有趣的性能如自修復(fù)性等。制備的一系列棕櫚油基彈性體擁有優(yōu)異的可拉伸性、自修復(fù)性和膠黏性能（圖3與圖4）。
圖3 (a) POFA-EA/AA彈性體在初始、拉伸、扭轉(zhuǎn)和愈合狀態(tài)下的拉伸變形；(b) POFA-EA/AA彈性體的形狀編程；(c) POFA-EA/AA 3D打印物件的可逆壓縮和變形
圖4 (a) POFA-EA/NVP彈性體與各種材料的附著性能；(b)經(jīng)過4s的擠壓，彈性體能承受200g的重量；(c)彈性體密封水瓶口；(d)彈性體的自修復(fù)性；(e)彈性體附著在手腕上
該成果近期以“Photocuring 3D printing of thermoplastic polymers enabled by hydrogen bonds”為題發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces，福建農(nóng)林大學(xué)林業(yè)工程專業(yè)研究生吳宇超為論文第一作者，邱仁輝教授和劉文地教授為論文共同通訊作者。該工作得到國家自然科學(xué)基金（32071699和31800486）的資助。
展開 