维度网讯，IMDEA材料研究所的研究人员近日在《增材制造》杂志上发表一项研究，探讨了通过激光粉末床熔融工艺生产的Finemet合金的结晶机制。该研究为理解工艺参数如何影响金属玻璃软磁元件的微观结构提供了新的视角，相关成果在Horizon Europe AM2SoftMag项目框架下完成。

金属玻璃(非晶态金属)因其机械强度、耐腐蚀性及磁性能的综合表现而受到关注，其中Finemet合金在变压器、电感器及电动机等能源相关领域具有应用潜力。此类材料推广的瓶颈在于，生产具有复杂几何形状的大尺寸部件时难以维持其非晶或纳米晶结构。激光粉末床熔融工艺虽为传统制造提供了替代路径，但其过程中的极端热条件可能诱发Finemet中铁硅微观结构的结晶，进而直接影响最终元件的磁效率、电阻率及力学行为。

研究团队采用可变扫描速度的双重扫描策略，以调控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，通过此过程形成的微晶尺寸范围从数十纳米至数百纳米不等，较传统熔纺带退火工艺产生的微晶更大且分布更不均匀。结晶现象或发生于特定冷却条件下熔池的快速凝固阶段，或出现在后续激光扫描形成的热影响区内。熔池边界处还观察到少量枝晶生成，其尺寸随冷却速率升高而减小。

IMDEA材料研究所首席研究员Saumya Sadanand表示：“这项工作表明，要使用激光粉末床熔融工艺制造具有复杂几何形状且适合用作无源电机部件的纳米晶-非晶复合材料，参数选择应旨在降低冷却速率。这有助于增加成核率，抑制大晶粒的形成，并将纳米晶的形成限制在热影响区内。”

研究进一步指出，热梯度与冷却动力学对成核与生长机制具有显著影响，理解这些机制对保障金属玻璃的稳定性与性能、拓展其实际应用范围具有重要意义。此项研究由IMDEA材料研究所可持续冶金小组在Teresa Pérez Prado教授主导下完成，萨尔兰大学、胡安·卡洛斯国王大学及柏林工业大学参与合作。

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