桑迪亚技术专家Levi Van Bastian在激光工程网成形机上打印材料，该机器允许研究人员3D打印新型超级合金（来源：桑迪亚｜克雷格-弗里茨）

美国桑迪亚国家实验室的研究人员与艾姆斯国家实验室、爱荷华州立大学和布鲁克公司的研究人员合作，发现了一种新的合金，它能抵抗高温，而且特别轻，看起来还结合了较低的蠕变倾向和高强度。

这种“超级合金”的特殊之处在于，它由多种元素组成，而不像许多普通合金那样形成一种主要成分。这种超级合金的成分比例为42%的铝、25%的钛、13%的铌、8%的锆、8%的钼和4%的钽。在800℃时，这种“超级合金”被证明比许多其他高性能合金更强、更轻，包括目前用于发电厂涡轮机部件的合金。冷却后，这种强度似乎会增加得更多。

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桑迪亚国家实验室是一个多学科研究机构，由霍尼韦尔国际公司的全资子公司桑迪亚国家技术和工程解决方案公司为美国能源部的国家核安全局管理和运营。

桑迪亚公司的科学家安德鲁-库斯塔斯表示："我们能够证明，使用这种材料，高强度、低重量和耐高温的前所未有的组合是可能的。我们相信我们已经通过增材制造方法部分实现了这一点。"

在增材制造中，高功率的激光被用来融化材料 - 塑料或金属。然后，打印机将材料一层一层地打印出来，在融化的材料迅速冷却和凝固的同时建立起一个物体。

为了生产新的合金，将细粉状的起始材料按所需比例混合，形成均匀的粉末。然后，研究人员用高功率激光器在闪光灯下熔化这种粉末，使各部件粘合在一起。这就是样品组分被逐层建立起来的过程。因此，这项研究工作也表明，基于激光的增材制造工艺同样适合作为生产新材料的快速、高效方法。

艾姆斯国家实验室科学家尼克-亚吉贝表示："艾姆斯实验室领导的电子结构理论使我们能够理解这些有用特性的原子起源，我们现在正在优化这类新的合金，以克服制造和可扩展性方面的挑战。"

在发电厂，这种超级合金可以帮助产生更多的电力，同时排放更少的二氧化碳。因此，这些结果可能会对能源部门和航空航天产生深远的影响，并指向一类新的、尚未被发现的类似合金。

这一发现也代表了合金开发的一个根本性转变，即没有任何一种金属占到合金的一半以上。埃姆斯和桑迪亚现在将与工业界合作，探索如何将这种合金用于汽车工业。

在一个以航空航天为主题的论坛上，与会者讨论了该合金的特性以及对各种航空航天部件的潜在影响。他们提到了《今日应用材料》上发表的研究报告。

然而，有些方面仍然有待于工业应用。首先，可能很难在没有微观裂纹的情况下大量生产这种新的超级合金 - 这是增材制造中的一个普遍挑战。此外，该合金的初始材料很昂贵。因此，这种超级合金可能不适合用于消费品，因为保持低成本是首要问题。

像图中所示的激光工程网状成型的3D打印技术正在帮助研究人员快速发现、制作原型和测试新材料（来源：桑迪亚公司｜克雷格-弗里茨）