近日，校区材料科学与工程学院张洪涛教授研究团队在异种金属增材制造领域取得重要突破性进展，团队提出的“固-液相混合增材制造技术”成功实现钛/铝（Ti/Al）异种结构的高性能制备，有效解决了传统工艺中脆性金属间化合物大量生成、残余应力集中等关键难题。相关成果以《基于混合固-液相增材制造实现高性能钛/铝异种结构的新方法》（Novel Method for Achieving High-performance Ti/Al Dissimilar Structure via Hybrid Solid-liquid Phase Additive Manufacturing）为题，发表于增材制造工程技术领域顶级期刊《增材制造》（Additive Manufacturing）。

轻量化、高性能、低成本的异种金属结构，近年来在先进制造领域需求日益迫切。铝合金凭借低密度、高比强度和低成本成为轻量化首选，而钛合金则以卓越的力学强度和优良的耐腐蚀性适用于关键承力和防腐蚀部件，将二者结合形成Ti/Al异种结构，可实现轻量化与高性能的协同优化。然而，传统铸造、焊接及液相增材制造工艺易在异种金属界面产生大量脆性化合物，导致界面强度不足、残余应力过大，严重制约了其工程应用。如何在精准控制界面反应的同时提升结构力学性能，成为异种金属制造领域的技术瓶颈。

针对这一难题，研究团队创新提出“超声固相增材+激光熔丝增材”的混合固-液相加工策略，利用超声固相增材制造工艺将高熔点且延展性好的铌箔作为中间层固结在铝合金基板表面，随后采用激光熔丝增材制造技术在铌中间层上沉积钛合金结构，通过精准热控优化界面冶金反应，抑制脆性相过度生长。这种“固-液”协同工艺使Ti/Al界面形成独特的“固相扩散结合区+液相反应结合区”混合微观结构，既强化了界面结合强度，又有效降低了残余应力。

在系统实验验证中，团队发现用此技术加工的单道十层增材样品最大拉伸强度较直接熔丝增材制造提升72%，多道多层增材样品界面相邻道间形成的“互锁链”结构使最大剪切强度较直接熔丝增材制造提升244.7%。微观表征和计算仿真证实，铌中间层的引入阻断了钛、铝原子的剧烈反应，热屏障效应和优异塑性可有效缓解热应力集中，显著提升了界面韧性。该固-液相混合增材制造技术为Ti/Al异种结构的高性能制备提供了创新方案，有望在高端装备领域实现工程化应用。

采用超声固结中间层与激光熔丝增材实现高性能钛/铝异种金属结构制备工艺路径

校区孙宇副研究员、博士研究生杜荣茂为论文共同第一作者，张洪涛教授为论文通讯作者，哈尔滨工业大学为唯一通讯单位，博士研究生范彦龙为论文发表作出了重要贡献，江苏科技大学相关研究人员参与合作。该研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目的资助。（牛绍宇）

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