名古屋大学的研究团队利用金属3D打印技术，成功开发出一系列新型高强度铝合金。这些合金在高温下仍能保持良好的强度与柔韧性，为解决铝材在发动机等高温应用中的性能局限提供了新方案。研究成果发表于《自然通讯》期刊。

传统冶金学通常避免在铝中添加铁元素，因其可能导致材料脆化与腐蚀。研究团队利用激光粉末床熔融这一3D打印技术快速冷却的特点，突破了这一限制。快速凝固过程能将铁等元素以亚稳态形式捕获在铝基体中，形成在常规工艺中无法获得的微观结构。项目主要作者、名古屋大学教授高田直树解释道：“激光粉末床熔融是金属3D打印技术的典型代表，其极高的冷却速度会导致熔融金属在几秒钟内凝固。这改变了基本的规律——快速冷却会将铁和其他元素以在正常制造条件下无法形成的方式捕获。”

研究人员建立了一套系统性的元素筛选方法，用以预测哪些添加元素能强化铝基体并形成有益的微观结构。他们制备了包含铜、锰、钛等元素的新型合金进行验证。其中性能最优的铝-铁-锰-钛合金在300摄氏度下仍能保持强度，且在室温下具备良好柔韧性，其综合性能优于已知的其他3D打印铝材料。高田教授指出：“这些合金也比传统的高强度铝更容易进行3D打印，后者在制造过程中经常出现裂纹或翘曲。”

该研究为3D打印技术专用金属材料的设计提供了新框架。这类轻质耐热材料有望应用于汽车涡轮压缩机转子、航空航天发动机部件等领域，有助于实现减重和降低排放的目标。

更多信息：作者： Naoki Takata 等人，标题：《用于激光增材制造的高性能可持续铝合金系列的设计》，发表于：《自然通讯》(2025)。期刊信息： 《自然通讯》