纳米二硼化钛可用于增强镍基合金

二硼化钛具备高熔点、高硬度的特点，并且抗熔融金属腐蚀，常常用于制备复合陶瓷。日前，新加坡最大的研究所A*STAR（Agency for Science, Technology and Reseach）通过在3D打印常用的镍基合金中加入二硼化钛成功的提高了材料强度和热性能，有望将其应用领域再次扩大。

在这项研究中，科学家们选择的基础合金是目前已被广泛用于船舶工业的镍基合金625。它由55%-70%的镍，以及铬、钼、铁、铌、钽等其它金属组成，具有优良的耐腐蚀和抗氧化性能，从低温到980℃均具有良好的拉伸性能和疲劳性能，并且耐盐雾气氛下的应力腐蚀。

科学家们研磨并将“Inconel625”合金粉末和粒径约为58纳米的二硼化钛粉末混和，再使用新加坡科技研究局和新加坡制造技术研究所研发的“激光辅助增材制造”（LAAM）技术，使用一台带6轴机械臂的激光3D打印机在碳钢基板上打印出了矩形样件（尺寸120毫米×70毫米×10毫米，层厚1毫米）。

最后通过测试他们发现，这个样件无论是机械强度、热性能，还是对磨损和腐蚀的耐受力都比纯镍基合金625的3D打印件要好。而经过进一步的研究他们找到了这种变化的原因—硼化钛纳米粒子聚集到了Inconel625晶粒之间的边界，增强了晶界（晶粒与晶粒之间的接触界面叫做晶界）。

研究项目的研究人员Guijun Bi阐述道：“添加纳米颗粒到金属基材料是以一种有效的方式来定制材料，具有显著提高物理、热力、机械性能、抗耐磨性、耐腐蚀性等优异性能”。“我们希望继续研究这种方法，同时探索用于3D打印的通过纳米颗粒增强的新型复合材料。”