近期,省部共建有色金屬先進加工與再利用國家重點實驗室丁雨田教授團隊在增材制造磁性功能材料領(lǐng)域取得突破進展,并以“Polycrystalline Fe81Ga19 alloy with magnetostriction comparable single-crystals prepared via laser powder bed fusion in-situ remelting”為題發(fā)表在材料科學領(lǐng)域知名期刊《Materials Research Letters》上(中科院一區(qū),IF:8.6)。蘭州理工大學省部共建有色金屬先進加工與再利用國家重點實驗室、材料科學與工程學院為第一通訊單位;材料科學與工程學院博士研究生楊小康為第一作者,論文由胡勇副教授指導完成,為第一通訊作者,丁雨田教授為共同通訊作者。
磁致伸縮 Fe-Ga 合金具有強度高、可加工性好、飽和磁場低和成本低等優(yōu)勢,是一種極具前景的戰(zhàn)略性智能材料。主要應用于傳感器、線性馬達、作動器、泵閥器件、位移器件和水下掃描聲吶等。制備沿<001>易磁化方向的單晶或取向多晶以及調(diào)控低對稱性 L60 納米沉淀相析出是獲得高磁致伸縮性能的關(guān)鍵。采用定向凝固、熔體自旋、軋制和磁控濺射等傳統(tǒng)制備方法成形的 Fe-Ga 合金器件受限于三維尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單以及工藝流程復雜等因素,無法滿足高端裝備對智能構(gòu)件的制造與應用需求。增材制造為生產(chǎn)復雜幾何形狀和定制特性的零部件提供了前所未有的機遇。該研究采用激光粉末床熔融技術(shù),輔以原位重熔策略,不僅制備出無裂紋的多晶 Fe81Ga19合金,而且同步實現(xiàn)了<001>強取向多晶的連續(xù)制備和 L60 納米沉淀相的原位析出,使磁致伸縮性能達到單晶水平。

該研究突破了制備 Fe-Ga 合金器件的尺寸和結(jié)構(gòu)限制,凸顯了激光增材制造在制備高性能磁性功能材料領(lǐng)域的潛力,為智能元器件的設計和制造開辟了新的途徑,獲得評審專家的高度認可。研究工作得到了國家自然科學基金(12264024)、甘肅省重點研發(fā)計劃(22YF7GA156)、甘肅省高校產(chǎn)業(yè)支撐計劃(2023CYZC-28)、甘肅省重大科技專項(23ZDGA01、22ZD6GA008)、蘭州理工大學紅柳一流學科建設計劃(CGZH001)等項目的資助。(撰稿:胡勇,審核:石玗)