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蘭理工要聞
蘭州理工大學(xué)省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在增材制造磁性功能材料研究中取得新突破
來(lái)源:重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
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2024-11-13

近期,省部共建有色金屬先進(jìn)加工與再利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室丁雨田教授團(tuán)隊(duì)在增材制造磁性功能材料領(lǐng)域取得突破進(jìn)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(xué)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(xué)省部共建有色金屬先進(jìn)加工與再利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、材料科學(xué)與工程學(xué)院為第一通訊單位;材料科學(xué)與工程學(xué)院博士研究生楊小康為第一作者,論文由胡勇副教授指導(dǎo)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(qiáng)度高、可加工性好、飽和磁場(chǎng)低和成本低等優(yōu)勢(shì),是一種極具前景的戰(zhàn)略性智能材料。主要應(yīng)用于傳感器、線(xiàn)性馬達(dá)、作動(dòng)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(duì)稱(chēng)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(jiǎn)單以及工藝流程復(fù)雜等因素,無(wú)法滿(mǎn)足高端裝備對(duì)智能構(gòu)件的制造與應(yīng)用需求。增材制造為生產(chǎn)復(fù)雜幾何形狀和定制特性的零部件提供了前所未有的機(jī)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(wú)裂紋的多晶 Fe81Ga19合金,而且同步實(shí)現(xiàn)了<001>強(qiáng)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(dá)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(shè)計(jì)和制造開(kāi)辟了新的途徑,獲得評(píng)審專(zhuān)家的高度認(rèn)可。研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(12264024)、甘肅省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(22YF7GA156)、甘肅省高校產(chǎn)業(yè)支撐計(jì)劃(2023CYZC-28)、甘肅省重大科技專(zhuān)項(xiàng)(23ZDGA01、22ZD6GA008)、蘭州理工大學(xué)紅柳一流學(xué)科建設(shè)計(jì)劃(CGZH001)等項(xiàng)目的資助。撰稿:胡勇,審核:石玗