文献速览| 共晶纳米骨架增强3D打印铝

2026年4月25日，Nature Communications文献《采用韧性可转变共晶纳米骨架增强的高强度3D打印铝》
1. 核心问题：传统3D打印高强铝合金面临“强度-塑性”互斥难题，且打印过程中易产生裂纹，难以满足高性能结构应用需求。
2. 研究思路：提出“可变形-相变共晶纳米骨架（DT-ENS）”设计策略。选用Al-Er近共晶体系，利用L-PBF非平衡凝固形成Al3(Er,Mg)纳米骨架；通过Mg原子取代诱导长程化学有序，赋予骨架变形孪晶和9R-LPSO结构生成能力，实现与α-Al基体的协同变形。
3. 关键结果：
1）L-PBF制备的RAE600/700合金屈服强度达574-707 MPa，延伸率7.0-16.1%，综合性能超越现有同类材料。
2）APT与STEM证实骨架中存在L12及新型P3m1有序相，Mg显著固溶（~6 at.%）提升相稳定性与变形能力。
3）原位XRD揭示骨架与基体共同承担载荷，通过位错存储与相变耗能实现高加工硬化。
4. 创新亮点：
1）首创“可变形共晶骨架”概念，破解了共晶合金“强则脆”的魔咒。
2）发现了非平衡凝固诱导的新型P3m1有序相及其9R-LPSO转变机制。
5. 应用前景：为航空航天、机器人（如打印卫星支架、机械腿）提供兼具高强、高韧、高打印质量的一体化铝合金构件，推动增材制造结构材料进入“强韧化”新阶段。
Yang Li, Tingting Chen, Shengyi Zhong, Haixing Fang, Pucong Sheng, Siming Ma, Han Chen, Yuchi Cui, Gang Ji, Yihao Wang, Yirui Chang, Lei Hu, Mingliang Wang, Shixin Nie, Haowei Wang & Zhe Chen, Strong 3D-printed aluminium reinforced with ductile-transformable eutectic nano-skeleton, Nature Communications , 2026, https://doi.org/10.1038/s41467-026-72256-4