激光增材制造——一种 3D 打印形式，通过熔化和重新固化金属粉末逐层构建零件——为科学家们学习如何设计独特的结构材料带来了复兴。由石溪大学研究人员领导的一项新研究揭示了激光增材制造 316L 不锈钢(一种广泛用于海军应用的耐腐蚀金属)的腐蚀行为与底层材料结构之间的联系。该团队使用多模态同步加速器 X 射线技术，发现了打印参数与材料缺陷状态之间的新联系。这使研究人员能够绘制出设计更耐腐蚀的印刷合金的途径。

该研究结果发表在《增材制造》11 月刊上，可以通过在纳米级设计缺陷来实现未来生产高度耐腐蚀的不锈钢。该研究还表明，多模态同步加速器技术正在成为建立打印过程、材料的底层结构及其实现性能之间相关性的重要工具。

“我们研究的主要重点是了解激光增材制造的 316L不锈钢在由于这种 3D打印过程固有的快速凝固速率而形成的微观结构缺陷的情况下的腐蚀行为，”Jason Trelewicz 博士解释说。 ，通讯作者，工程与应用科学学院和先进计算科学研究所材料科学与工程副教授。“我们表明，虽然打印的 316L 的均匀表面腐蚀类似于传统的 316L 合金，但打印材料对点蚀的敏感性增加，特别是在我们的同步加速器测量中发现的缺陷密度最大的样品中。”

该团队由Trelewicz 教授小组、工程微结构和辐射效应实验室的研究科学家和学生组成，与布鲁克海文国家实验室的合作者合作，在布鲁克海文国家同步加速器光源 II (NSLS-II) 上进行了同步加速器 X 射线实验。316L 样品由合作者 Guha Manogharan 教授在宾夕法尼亚州立大学打印。该团队在布鲁克海文的功能纳米材料中心 (CFN) 进行了相关电子显微镜检查，并在石溪大学进行了腐蚀测量。

除了开发新型增材制造材料之外，Trelewicz 表示，这些发现强调了相关同步加速器 X 射线和电子显微镜测量在构建由激光增材制造开发的材料的体积平均微观结构趋势的详细图片中可以发挥的关键作用。