近期，北卡罗来纳州立大学的研究人员已经证实了了利用3D打印技术可以制造非晶态金属或金属玻璃合金的能力，这为其扩大了其应用领域，例如更高效的电动机，更好的耐磨材料，较高强度的材料和较轻的承重结构。
图上所示的圆柱体是使用增材制造技术制成的无定形铁合金或金属玻璃
北卡罗来纳州立大学材料科学与工程系的博士兼本文的第一作者Zaynab Mahbooba说：“金属玻璃缺乏大多数金属的晶体结构，也就是说无定形结构产生了非常令人满意的性能。”
但是，不幸的是，制造金属玻璃为防止形成晶体结构，在生产过程中需要快速冷却。就以前而言，这意味着研究人员只能将金属玻璃铸造成厚度较小的铸件。例如，无定形铁合金铸造的铸件最大不超过几毫米厚。而这种尺寸限制被称为合金的关键铸件厚度。
Mahbooba说：“利用增材制造或3-D打印技术生产尺寸大于关键铸件厚度的金属玻璃的想法已经有十多年了。但这个工作是发表的作品中首次可以证明我们实际上可以做到铸件尺寸大于关键铸件厚度的金属玻璃，而且我们能够以比其关键铸件厚度大15倍的规模生产无定形铁合金。”
该技术通过将激光施加到金属粉末层上，将粉末熔化成仅20微米厚的固体层。然后 “构建平台”下降20微米，更多的粉末散布到表面上，并且该过程重复自身。由于合金一次只形成一点，所以它很快冷却以保持其无定形特性。然而，最终的结果是一种坚固的金属玻璃物体，不是由合金的层压分离层制成的物体。
北卡罗来纳州立大学工业系统与工程系杰出教授Edward P. Fitts和报告的通讯作者Ola Harrysson表示：“这是一个理论概念的验证，证明我们可以做到这一点。”
Harrysson还说：“这种技术没有理由不能用于生产任何非晶合金，在这一点上限制因素之一是要生产或获得您正在寻找的任何合金成分的金属粉末。
“例如，我们知道一些金属玻璃已经显示出巨大的潜力，可以在电动机，减少废热和将更多的电力从电磁场转换成电能。”
Mahbooba说：“对于任何给定的应用，要找到具有最佳性能组合的合金组合物，都需要不断地试验和不断地犯错误。例如，在寻找最佳性能组合的合金时，你要确保其不仅具有理想的电磁特性，而且在实际使用过程中合金的性能不会太脆。”
Harrysson说:“因为我们讨论的是添加剂制造，我们可以在各种复杂的几何图形中制造出这些金属玻璃，而这也有助于它们在各种应用中发挥作用。”
论文题目为“Additive manufacturing of an iron-based bulk metallic glass larger than the critical casting thickness”，发表在了应用材料的杂志上。这篇论文的共同作者有北卡罗来纳州Harvey West，Timothy Horn和Christopher Rock ; 烧结金属的Lena Thorsson，Mattias Unosson和Peter Skoglund和液态金属涂料的Evelina Vogli。
原文来自sciencedaily
化学慧纳米材料系列产品
