2026年5月8日，魔猴網(wǎng)了解到，來(lái)自IMDEA材料研究所和馬德里卡洛斯三世大學(xué)(UC3M)的研究團(tuán)隊(duì)與法國(guó)和日本的合作者一起，利用X射線檢測(cè)手段首次捕捉到高速?zèng)_擊下LPBF鋁合金和鈦合金的實(shí)時(shí)損傷演變過(guò)程

相關(guān)研究以題為“Real-time in-situ X-ray imaging of pore compaction and spall fracture in plate impact tests on additively manufactured metals”的論文發(fā)表在《固體力學(xué)與物理學(xué)雜志》期刊上，詳細(xì)介紹了增材制造金屬中的微觀缺陷在極端動(dòng)態(tài)載荷下的行為。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jmps.2026.106551

本研究重點(diǎn)關(guān)注AlSi10Mg和Ti-6Al-4V這兩種廣泛用于激光粉末床熔融(LPBF)的合金，它們?cè)诔善妨慵腥菀壮霈F(xiàn)微孔，并且復(fù)制條件與航空航天、運(yùn)輸和國(guó)防部件直接相關(guān)。

實(shí)驗(yàn)在法國(guó)的歐洲同步輻射裝置（ESRF）進(jìn)行，在那里，樣品以高達(dá)每秒750米的速度受到撞擊，同時(shí)以納秒時(shí)間分辨率運(yùn)行的超快X射線相位對(duì)比成像技術(shù)記錄了內(nèi)部響應(yīng)。

研究結(jié)果非常有趣。成像技術(shù)捕捉到兩種合金中一致的失效過(guò)程：初始沖擊波導(dǎo)致孔隙坍塌，隨后應(yīng)力波引起張力，導(dǎo)致孔隙重新打開(kāi)并增大，最終促使空隙連接在一起，產(chǎn)生所謂的剝落斷裂——一種遠(yuǎn)離表面形成的內(nèi)部裂紋，因此比傳統(tǒng)的表面引發(fā)失效更難檢測(cè)。

從孔隙尺度到宏觀失效

IMDEA材料研究所高級(jí)研究員FedericoSket博士說(shuō)：“這種方法使我們能夠直接觀察增材制造金屬在極端載荷下內(nèi)部損傷的形成和演變。”

卡洛斯三世大學(xué)教授、IMDEA材料研究所訪問(wèn)科學(xué)家何塞·A·羅德里格斯·馬丁內(nèi)斯教授表示：“我們首次能夠?qū)⑽⒂^尺度上發(fā)生的事情與沖擊實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的宏觀信號(hào)聯(lián)系起來(lái)。”

盡管AlSi10Mg和Ti-6Al-4V在斷裂形態(tài)上表現(xiàn)出差異，但兩種合金均受相同的潛在孔洞生長(zhǎng)和聚合機(jī)制控制。

IMDEA材料研究所的研究員JavierGarcía Molleja博士表示：“總而言之，本文為3D打印金屬的動(dòng)態(tài)拉伸斷裂提供了新的見(jiàn)解。它利用了快速X射線相位對(duì)比成像和高分辨率斷層掃描的最新進(jìn)展，同時(shí)建立了一套系統(tǒng)的方法，用于研究多孔材料在沖擊載荷作用下的空隙坍塌和剝落失效機(jī)制?！?/span>

研究團(tuán)隊(duì)（成員還包括歐洲同步輻射裝置(ESRF)、法國(guó)馬克斯·馮·勞厄-保羅·朗之萬(wàn)研究所和日本同步輻射研究所(JASRI)的貢獻(xiàn)）提議將實(shí)驗(yàn)框架擴(kuò)展到增材制造中使用的其他鋁合金和鈦合金牌號(hào)，以及鎂等輕質(zhì)打印金屬。

編譯整理：3dnatives