对增材制造的Finemet合金结晶过程开展的新研究，为优化金属玻璃制造的软磁元件生产提供了可行路线。金属玻璃，即非晶态金属，因具备出色的机械强度、耐腐蚀性与磁性能，在众多领域备受关注。Finemet合金在变压器、电感器及电动机等能源相关应用中极具吸引力。不过，制造复杂几何形状大块部件且保持理想结构，限制了其广泛应用。
增材制造中的激光粉末床熔融(LPBF)技术，为传统制造带来新可能。但LPBF工艺的极端热条件，易使Finemet合金的铁硅微结构结晶，而晶相的尺寸、分布和类型决定着材料的磁效率、电阻率和机械性能，所以精细调控纳米晶体结构对提升软金属性能和效率十分关键。
IMDEA材料研究所的Saumya Sadanand作为主要作者解释：“了解结晶机制对金属玻璃稳定性和性能至关重要，可扩展其实际应用。”该研究是Horizon Europe AM2SoftMag项目一部分，通过采用双重扫描策略、改变打印扫描速度调整热条件，并分析其对最终微观结构的影响。结果显示，增材制造形成的微晶比传统方法更大且不均匀，尺寸从几十纳米到几百纳米不等，这源于增材制造过程中高度局部化和波动的热条件。实验表明，LPBF过程中的结晶可在熔池快速凝固或后续激光照射的热影响区发生。
Sadanand表示，利用LPBF技术制造纳米晶 - 非晶复合材料，参数选择应以降低冷却速率为目标，这有助于提高成核速率，抑制大晶粒形成，将纳米晶体形成限制在热影响区。研究人员还发现，熔池边界凝固会形成少量树枝状晶体，冷却速率增加其尺寸减小。Sadanand总结：“这些发现凸显了热梯度和冷却动力学对成核和生长机制的强烈影响。”
该研究由IMDEA材料可持续冶金研究小组在Teresa Pérez Prado教授指导下开展，杨彪彪博士和Marcos Rodríguez Sánchez博士参与，还与萨尔兰大学、雷伊胡安卡洛斯大学和柏林工业大学合作完成。
更多信息：作者：S. Sadanand等人，标题：《Finemet 软磁玻璃形成合金激光粉末床熔融过程中的结晶》，发表于：增材制造(2026)。
