研究小组认为，他们的一般方法，包括用陶瓷纳米线加强金属粉末的3D打印，可以用来改进许多其他材料。在极端环境中，开发性能更强的材料一直是一个重要的需求。团队相信这种方法在未来对其他材料有很大的潜力。

迈向更好的表现

该团队的方法从Inconel 718 开始，这是一种流行的“超级合金”，或能够承受700°C（约 1,300°F）等极端条件的金属。该团队用少量陶瓷纳米线研磨商用Inconel 718粉末，导致“纳米陶瓷在Inconel颗粒表面的均匀装饰”。

然后将所得粉末用于通过激光粉末床融合（3D 打印的一种形式）制造零件。该过程涉及打印薄薄的粉末层，每一层都暴露在穿过粉末的激光下，将其熔化成特定的图案。然后在上面铺上另一层粉末，重复该过程，激光移动以熔化新层的图案并将其与下面的层粘合。整个过程可以生产复杂的3D零件。

研究人员发现，与仅使用Inconel718制成的零件相比，使用这种新粉末制成的零件的孔隙率和裂纹明显减少。而这反过来又会导致零件的强度大大提高，这些零件还具有许多其他优势。例如，它们更具延展性或可拉伸性，并且具有更好的抗辐射和高温载荷能力。

此外，该过程本身并不昂贵，因为它适用于现有的3D打印机。只需使用团队的粉末，就会获得更好的性能。

在这项研究中，研究人员提出了一种打印由[陶瓷纳米线增强的Inconel 718 金属基复合材料的新方法。激光熔化过程引起的陶瓷原位溶解提高了Inconel 718 的耐热性和强度。此外，原位增强材料减小了晶粒尺寸并消除了缺陷。未来金属合金的3D打印，包括对高反射率铜的改性和对高温合金的断裂抑制，可以明显地从这项技术中受益。

巨大的新空间

这项工作“可以为合金设计开辟一个巨大的新空间，因为超薄3D打印金属合金层的冷却速度比使用传统熔体凝固工艺制造的散装部件的冷却速度快得多。因此，许多适用于块状铸造的化学成分规则似乎不适用于这种3D打印。所以我们有一个更大的组合空间来探索添加陶瓷的廉价金属。

这种成分是我们决定的首批成分之一，因此在现实生活中获得这些结果非常令人兴奋。仍有广阔的探索空间。研究人员将继续探索新的Inconel复合材料配方，最终开发出能够承受更极端环境的材料。

3D 打印带来的精度和可扩展性为材料设计开辟了一个新的可能性世界。这里的结果是一个令人兴奋的早期步骤，这一过程必将对未来的核能、航空航天和所有能源生产的设计产生重大影响。