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　　PG电子游戏Ni-Co-Fe基高熵超合金，具有比传统超合金更为优越的高温强度、抗蠕变和抗氧化性能，近来受到广泛关注。增材制造具有复杂三维结构的高温材料，用于新一代发动机和热交换器，对于发展航空航天和清洁能源等领域意义重大。本文报道了，采用墨水直写（Direct Ink writing）技术，结合烧结和时效热处理工艺，制备具有优良力学性能的三维点阵结构（lattices），通过合金成分设计进一步提升了高温机械性能。

　　超合金具有良好的高温机械性能，增材制造具有复杂三维结构的超合金部件，在航空发动机、涡轮机和热交换器等领域具有广泛应用前景。具有复杂三维结构的超合金，通常采用激光或者电子束熔融沉积来增材制造，但是这些打印过程具有激热、激冷的特点，逐层打印过程中工件内部会积累很高的内应力，同时超合金具有大量的γ’析出相，更容易进而引入热裂纹和变形。设计合金成分可以增强超合金的高温性能，比如高熵超合金具有比传统镍基超合金更好的抗氧化性，然而成分改变也会影响材料的可焊性进而加剧开裂的问题，这些因素严重限制了增材制造不同合金成分的超合金部件。

　　研究人员在墨水直写增材制造过程（DIW）中采用金属单质粉末，将6种粉末（TiAl3、Co、Cr、 Fe、 Ni、和 Ti）均匀混合到含有粘结剂、表面活性剂和塑化剂的墨水当中，高稠度的墨水从喷头（nozzle）处直接挤出并在基底上预成型三维结构，例如点阵结构（如图1a所示）和用于高温环境的涡轮叶片和涡轮压缩机（如图1b所示），经过后续热处理去除墨水中的有机物，烧结致密格栅（struts）以获得良好的机械性能。高温烧结之后的样品结构致密（如图2所示），仅在局部区域有较少的孔洞，并且合金成分分布均匀。

　　图1：墨水直写（Direct ink writing， DIW）增材制造高熵超合金。（a）高熵超合金点阵结构打印和烧结过程。（b）用于高温环境下的具有代表性的三维结构。

　　图2：高温烧结的点阵结构具有致密的格栅和均匀的化学成分。（a）点阵结构的截面图。（b）放大图显示仅在局部区域具有较小的孔洞。（c-h）合金元素分布图。（i）氧元素分布图。

　　采用主要由单质元素组成的混合粉末制备墨水，为设计合金成分提升性能提供了空间。通过将高熵超合金中的Ti元素，从4 at% (Al9Co26Cr7Fe16Ni38Ti4)提高到9 at% (Al8Co25Cr7Fe15Ni36Ti9)，在不引入脆性相的情况下，有效增加了γ’析出相的比例，并且增加了γ’和基体γ之间的晶格错配度（lattice mismatch）。室温压缩测试表明，Ti含量较高的样品（9 at%）具有更高的屈服强度和硬度，同时兼具良好的压缩延展性，如图3所示。对于Ti含量较高的样品在高温条件下的压缩测试表明，高熵超合金点阵具有比商用镍基超合金更高的比强度，兼具优异的压缩延展性（如图4所示）。