Российские ученые с помощью 3D-принтера получили сплав с градиентными магнитными свойствами из двух немагнитных материалов. Исследование опубликовано в журнале The Journal of Materials Processing Technology.Технология 3D-печати используется повсеместно: ее применяют для изготовления деталей самолетов, медицинских имплантатов и протезов, ювелирных изделий и т. д. 3D-печать помогает создавать объекты сложной формы, которые либо тяжело производить с помощью традиционных методов, либо и вовсе невозможно. 3D-печать ускоряет подготовку прототипа и позволяет лучше персонализировать продукт. Сама технология отличается низким уровнем отходов, что является большим преимуществом. Однако у нее есть свои минусы: чаще всего объект изготавливают из однородного материала, что значительно снижает свойства полученного изделия. Если бы состав менялся от одной части к другой, можно было бы получить образец с меняющимися свойствами.Ученые из Сколтеха и их коллеги с помощью 3D-принтера получили новый материал, свойства которого могут изменяться – это сплав двух металлов с переменным соотношением компонентов. В одной точке 100% металла А, в другой – по 50% каждого металла, потом 100% металла Б и так далее. Свойства изделия, в том числе магнитные, могут плавно, градиентно изменяться. В роли исходных компонентов выступили два сплава: алюминиевая бронза (медь, алюминий и железо) и аустенитная нержавеющая сталь (железо, хром и никель и др.). Оба сплава сами по себе не притягиваются к магниту. Однако если их смешать, то можно получить так называемый «мягкомагнитный материал» ферромагнетик, притягивающийся к постоянным магнитам.«Из этих двух парамагнитных материалов мы получили градиентный сплав. Для этой цели мы использовали 3D-принтер InssTek MX-1000, который работает по принципу наплавки материала при помощи направленного энергетического воздействия, то есть подачи порошкообразного материала и его одновременного плавления при помощи лазера. У полученного материала наблюдались ферромагнитные свойства разной степени в зависимости от соотношения компонентов. В рамках исследования мы также предложили теоретическое объяснение возникновению у сплава ферромагнитных свойств с точки зрения его атомной структуры. В то время как оба исходных материала имеют так называемую гранецентрированную кубическую кристаллическую структуру, комбинируя их, мы получаем объемно-центрированную кубическую структуру, которая является магнитной», – рассказывает Олег Дубинин, ведущий автор исследования, сотрудник Лаборатории аддитивного производства Сколтеха.«Полученные результаты показывают, что метод наплавки материала при помощи направленного энергетического воздействия позволяет не только получать градиентные материалы, используя 3D-печать, но и открывать новые сплавы. Кроме того, эта технология высокоэффективна и пригодна для быстрого изготовления крупногабаритных деталей», – заключает Станислав Евлашин, главный исследователь проекта, ведущий научный сотрудник Сколтеха.Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Facebook и Twitter.
