澳大利亞設計出具有優異性能的多拓撲結構鈦合金超材料

澳大利亞皇家墨爾本理工大學報道了將薄板點陣（thin-plate lattice, TPL）拓撲無縫集成到中空柱點陣（hollow-strut lattice, HSL）的內部中空空間之中，設計出一種薄板中空柱點陣（TPL-HSL）拓撲結構，通過兩級相干結構的構筑在增強不規則HSL拓撲節點的抗變形能力的同時，在新的拓撲結構中實現應力均勻分布。基于該設計和激光粉末床熔化工藝成功制備出TPL-HSL拓撲Ti-6Al-4V合金超材料，其密度僅為1.0~1.8 g/cm3，相對屈服強度遠超HSL超材料、固體支柱晶格（SSL）超材料等蜂窩金屬經驗極限，絕對屈服強度也超過具有相近密度（1.85 g/cm3）的高強度鎂合金（WE54）；還具有Ti-6Al-4V合金的耐腐蝕性、生物相容性、耐熱性等性能。該研究拓展了輕質多功能金屬材料的設計思路。

多拓撲結構Ti-6Al-4V合金超材料設計示意圖

多拓撲結構Ti-6Al-4V合金超材料與各類蜂窩金屬材料的性能對比

來源：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202308715