3D打印塊體金屬玻璃，與鎢鉬稀土有什么關(guān)系？

來源：中鎢在線

近日，華中科技大學(xué)柳林教授團隊揭示出了通過增材制造（3D打印）生產(chǎn)的塊體金屬玻璃（BMGs）不再受尺寸和幾何形狀的限制，因為它們普遍適用于鑄態(tài)試樣。那么，BMGs與目前最受人們歡迎的鎢鉬稀土有什么關(guān)系？

鉬基金屬玻璃和稀土基金屬玻璃是當(dāng)前較常見的兩種合金體系，它們的強度和硬度都高于鋼，且具有較好的熱穩(wěn)定性、韌性和剛性，廣泛應(yīng)用于磁性、生物醫(yī)用、3C電子、汽車、航空航天、軍事、國防等領(lǐng)域。

而為了進一步提高普通金屬玻璃復(fù)合材料的力學(xué)性能和穿甲自銳特性，有研究者指出可以向該復(fù)合材料中鎢纖維。穿甲實驗表明，鎢纖維復(fù)合材料穿甲彈的侵徹能力明顯高于鎢合金穿甲彈。在侵徹時，鎢合金彈芯頭部形成蘑菇頭，頭部晶粒被徑向壓扁；而鎢纖維復(fù)合材料彈芯頭部發(fā)生了絕熱剪切破壞，具有自銳行為，且在彈芯頭部形成很薄的邊緣層，僅在這層中金屬玻璃基體破碎，鎢纖維斷裂，溫度升高，質(zhì)量消蝕。

另外，應(yīng)用在AISI 1035鋼上的金屬玻璃涂層也摻雜了鎢和鉬元素。鎢的作用是提高涂層的高溫抗氧化能力、耐磨性和耐電化學(xué)腐蝕性，以延長鋼的使用壽命。

然而，有限的建筑面積和制造難度多年來一直限制了BMGs的廣泛應(yīng)用。新興的3D打印技術(shù)似乎是彌補金屬玻璃相關(guān)缺點的一個有前途的途徑。目前，3D打印技術(shù)現(xiàn)已成功應(yīng)用于BMGs的制造，包括選擇性激光熔化、激光工程凈銳化、激光箔打印、熔絲制造、熱噴涂3D打印和激光正向轉(zhuǎn)移3D打印。

研究表明，3D打印的塊體金屬玻璃抗壓強度在1000-2500MPa之間，塑性在0-5%之間，斷裂韌性在20-40MPa m1/2之間。但由于熱影響區(qū)中發(fā)生部分結(jié)晶和結(jié)構(gòu)松弛，這些值小于具有相同成分的鑄態(tài)BMG的值。為了彌補上述的不足，研究者表示可以向玻璃中添加延展性第二相，以有效抑制微裂紋產(chǎn)生。

3D打印的BMGs可以作柔性齒輪和葉片，在極低的溫度下用于外層空間；可以作承載生物醫(yī)學(xué)植入物，因為它有優(yōu)異的耐腐蝕、耐磨性和良好的生物相容性；另外，還能降解有機污染物，因為它有優(yōu)異的催化性能。