近日，我院毛新平院士团队携手香港城市大学、南方科大、昆士兰大学在激光粉末床熔融（L-PBF）超高强铝合金设计方面取得重要进展，在《Materials Today》发表封面文章。

在“双碳”战略背景下，轻质高强材料在航空航天、汽车及国防等领域的需求增加。然而，传统铝合金增材制造难以满足高端应用需求。我院毛新平院士团队携手香港城市大学、南方科大、昆士兰大学联合提出，通过调控5083铝合金的成分和工艺，引入纳米级面缺陷（如层错、孪晶界、9R相），提高其力学性能。基于“边边匹配”模型计算，选定热力学稳定的L12型Al3Sc相细化晶粒，并通过加入Zr元素形成Al3(Sc,Zr)相，促进晶粒细化和抑制裂纹。

实验结果显示，打印态铝合金具有三模态晶粒结构（超细等轴晶、细等轴晶、细小柱状晶），屈服强度达461 MPa，延伸率约21%。通过300℃下4小时的直接时效热处理，促进更多纳米级强化相的析出，同时保留了打印态的纳米级面缺陷和三模态晶粒结构，这一双重作用赋予了合金优异的综合性能——既具备超高的屈服强度（约656 MPa），又保持了优异的塑性（约7.2%）。这一热处理后的合金性能，显著超越了目前已知的大多数增材制造高强铝合金及锻造铝合金的屈服强度记录。