3D打印塊體金屬玻璃，與鎢鉬稀土有什麽關係？

近日，華中科技大學柳林教授團隊揭示出了通過增材製造（3D打印）生産的塊體金屬玻璃（BMGs）不再受尺寸和幾何形狀的限制，因爲它們普遍適用于鑄態試樣。那BMGs與目前最受人們歡迎的鎢鉬稀土有什麽關係？

鉬基金屬玻璃和稀土基金屬玻璃是當前較常見的兩種合金體系，它們的强度和硬度都高于鋼，且具有較好的熱穩定性、韌性和剛性，廣泛應用于磁性、生物醫用、3C電子、汽車、航空航天、軍事、國防等領域。 

而爲了進一步提高普通金屬玻璃複合材料的力學性能和穿甲自銳特性，有研究者指出可以向該複合材料中鎢纖維。穿甲實驗表明，鎢纖維複合材料穿甲彈的侵徹能力明顯高于鎢合金穿甲彈。在侵徹時，鎢合金彈芯頭部形成蘑菇頭，頭部晶粒被徑向壓扁；而鎢纖維複合材料彈芯頭部發生了絕熱剪切破壞，具有自銳行爲，且在彈芯頭部形成很薄的邊緣層，僅在這層中金屬玻璃基體破碎，鎢纖維斷裂，溫度升高，質量消蝕。

另外，應用在AISI 1035鋼上的金屬玻璃塗層也摻雜了鎢和鉬元素。鎢的作用是提高塗層的高溫抗氧化能力、耐磨性和耐電化學腐蝕性，以延長鋼的使用壽命。

然而，有限的建築面積和製造難度多年來一直限制了BMGs的廣泛應用。新興的3D打印技術似乎是彌補金屬玻璃相關缺點的一個有前途的途徑。目前，3D打印技術現已成功應用于BMGs的製造，包括選擇性激光熔化、激光工程淨銳化、激光箔打印、熔絲製造、熱噴塗3D打印和激光正向轉移3D打印。

研究表明，3D打印的塊體金屬玻璃抗壓强度在1000-2500MPa之間，塑性在0-5%之間，斷裂韌性在20-40MPa m1/2之間。但由于熱影響區中發生部分結晶和結構鬆弛，這些值小于具有相同成分的鑄態BMG的值。爲了彌補上述的不足，研究者表示可以向玻璃中添加延展性第二相，以有效抑制微裂紋産生。

3D打印的BMGs可以作柔性齒輪和葉片，在極低的溫度下用于外層空間；可以作承載生物醫學植入物，因爲它有優异的耐腐蝕、耐磨性和良好的生物相容性；另外，還能降解有機污染物，因爲它有優异的催化性能。

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