Legeringen met hoge entropie (HEA's) vormen de grens van de gemeenschap van metaalmaterialen. Ze worden gebruikt als alternatieve materialen bij de productie van turbinebladen voor hoge temperaturen, vormen en matrijzen op hoge temperatuur, harde coatings op snijgereedschappen of zelfs onderdelen van kernreactoren van de 4e generatie.

Door de juiste combinaties van de samenstellende elementen van HEA's te screenen en hun verhoudingen te regelen, HEA's kunnen opmerkelijke mechanische eigenschappen vertonen bij hoge temperaturen en uitzonderlijke sterkte vertonen, ductiliteit en breuktaaiheid bij cryogene temperaturen.

In de tussentijd, de ontwikkeling van HEA's voor 3D-printen gaat ook snel vooruit, het vergroten van het grote potentieel voor de productie van dergelijke geometrisch complexe HEA-producten met gewenste prestaties.

Echter, er is een gebrek aan alomvattend begrip over het 3D-printen van HEA's. Om dit probleem aan te pakken, onderzoekers van de Singapore University of Technology and Design (SUTD), Nanyang Technologische Universiteit (NTU), Huazhong University of Science and Technology en Hunan University hebben samengewerkt om een ​​grondig overzicht te publiceren van de recente resultaten op het gebied van 3D-printen van HEA's (zie afbeelding). De studie is gepubliceerd in Geavanceerde materialen .

Het reviewdocument omvat de productieprocessen voor HEA-poeders, 3D-printprocessen voor HEA-producten, en de microstructuur, mechanische eigenschappen, functionaliteiten en mogelijke toepassingen van de gedrukte producten.

"3D-printen van HEA's heeft een explosieve groei doorgemaakt in de academische wereld en zal grote belangstelling krijgen van de industrie. In onze review, op laser gebaseerde gerichte energiedepositie, selectief lasersmelten en elektronenstraalsmelten zijn gevalideerd voor hun toepasbaarheid om verschillende hoogwaardige HEA-producten te printen. Het zorgt voor een combinatie van materiaalkeuze, ontwerp- en fabricagevrijheid voor lichtgewicht, aanpasbare en niet-montage vereiste producten, " verklaarde hoofdauteur professor Chua Chee Kai van SUTD.

"De ultrasnelle afkoelsnelheden van bepaalde 3D-printtechnieken zullen naar verwachting de vorming van ongewenste intermetallische verbindingen in HEA-producten voorkomen, waardoor hun mechanische eigenschappen worden verbeterd. De verschillende afkoelsnelheden van deze drukprocessen zouden aanzienlijke variaties veroorzaken in zowel de microstructuren als de macroscopische prestaties van de producten, " zei eerste auteur Dr. Han Changjun van NTU.

"Wij zijn van mening dat dit document dient als een waardevolle uitgebreide beoordeling om ons begrip van het 3D-printen van HEA's te verdiepen door ons te concentreren op de unieke verdiensten ervan. Hopelijk, meer onderzoekers zouden worden aangemoedigd om dit zeer interessante veld te verkennen, " voegde corresponderende auteur Associate Professor Zhou Kun van NTU toe.