一项针对增材制造Finemet合金结晶过程的新研究，为优化金属玻璃软磁组件的生产提供了发展路线图。金属玻璃，即非晶态金属，以其机械强度、耐腐蚀性和磁性能的综合优势而备受关注。Finemet合金在变压器、电感器和电动机等能源应用中尤其具有潜力，但制造复杂几何形状的大块组件时保持非晶或纳米晶结构面临挑战，限制了其广泛应用。
增材制造，特别是激光粉末床熔融（LPBF），为传统技术提供了替代方案，但其极端热条件可能引发Finemet铁硅微观结构的结晶。晶相的尺寸、分布和类型对最终组件的磁效率、电阻率和机械行为起关键作用，因此精细调控纳米晶结构对提升软磁性能至关重要。该研究的主要作者、IMDEA Materials的Saumya Sadanand表示：“理解这些结晶机制对于金属玻璃的稳定性和性能至关重要，有助于扩展其实用性并集成到复杂高性能系统中。”
近期在《增材制造》期刊上发表的研究，作为欧洲地平线AM2SoftMag项目的一部分，展示了通过双扫描策略和改变扫描速度，研究人员能定制打印过程中的热条件并分析其对微观结构的影响。研究发现，增材制造过程中形成的微晶比传统熔体纺带退火方法获得的更大且更不均匀，尺寸从几十纳米到几百纳米不等，这归因于工艺固有的局部化和波动热条件。结晶发生在熔池快速凝固期间或后续激光扫描的热影响区。
Sadanand指出：“这项研究表明，使用LPBF制造适合被动电机组件的纳米晶-非晶复合材料时，参数选择应降低冷却速率，以提高形核率、抑制大晶粒形成，并将纳米晶限制在热影响区。”研究人员还发现熔池边界凝固过程中会形成少量枝晶，其尺寸随冷却速率增加而减小。Sadanand总结道：“总体而言，这些发现强调了热梯度和冷却动力学对形核和生长机制的强烈影响。”
这项研究由IMDEA Materials可持续冶金研究小组在Teresa Pérez Prado教授指导下进行，杨彪彪博士和Marcos Rodríguez Sánchez博士也做出了贡献，并与萨尔兰大学、胡安卡洛斯国王大学和柏林工业大学的同事合作完成。
出版详情：作者：IMDEA Materials；标题：《Study sheds light on crystallization in additively manufactured Finemet alloys》；发表于：《Additive Manufacturing》(2026)。
