2025年11月28日，IMDEA材料研究所公布了一项突破性研究，成功开发出一种新型钴镍基高熵高温合金（CoNi-HESA），并成功应用于激光粉末床熔融（LPBF）增材制造工艺。该研究为提升喷气发动机性能提供了创新方案，通过制造能承受更高工作温度的部件，有望显著提升燃油效率与推力。
 

      IMDEA材料研究所的研究团队通过精确调节LPBF工艺中的激光功率、扫描速度和层厚，优化了CoNi-HESA合金的凝固过程和晶粒均匀性，显著提高了零件的密度和机械性能。这种优化直接减少了裂纹的形成，确保了合金的高强度、良好的延展性以及极端条件下的抗变形能力。IMDEA材料研究所高级研究员、论文合著者José Manuel Torralba教授表示：“航空航天领域长期以来都认识到提高飞机发动机最高工作温度对于提升发动机效率至关重要。因此，人们投入了大量精力来开发具有先进性能的先进金属和金属间化合物材料。”
 

研究人员开发出3D打印高熵高温合金
       镍基高温合金因自身高温强度和抗蠕变性能，数十年来一直主导着航空航天制造业。与此同时，钴基合金虽然具有优异的抗氧化和抗腐蚀性能，但传统上在高温下机械性能较弱。CoNi-HESA合金融合了这两类材料的优点，实现了强度、延展性和热稳定性之间的平衡。这项研究的合作者包括Torralba教授、前IMDEA材料研究员Ahad Mohammadzadeh博士和Alessandro De Nardi，以及伊利诺伊理工学院的Amir Mostafaei博士。
 

      研究人员证实，基于混合熵的热力学预测能够有效地指导合金设计，验证了熵驱动配方可以改善高温力学性能的概念。Torralba教授说道：“通过在激光粉末床熔融（LPBF）工艺中巧妙地结合激光功率和扫描速度，所开发的CoNi-HESA合金非常适合用于生产抗裂纹、高密度部件。最终，我们可以得出结论，即通过基于混合熵的热力学预测来设计CoNi基高温合金可以显著改善材料性能的假设已经得到证实。”
 

        CoNi-HESA的研发表明，基于熵的合金工程如何拓展增材制造在高应力应用中的极限。该研究所的研究成果预示着高熵合金将在航空航天、能源、航天和核能等领域得到更广泛的应用，而这些领域在极端条件下的耐久性仍然是一项核心挑战。研究人员指出：“这对于未来增材制造在能源、航天和核技术等领域的应用来说，前景非常广阔。”IMDEA材料研究所将持续探索用于金属增材制造的先进合金与微观结构设计，以拓展它在高温及高机械负荷工业场景中的应用。CoNi-HESA的成功研发，标志着人们向制造更高效、更耐久的下一代喷气发动机及高温系统部件向前迈进。

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