鎂合金因具有優異的比強度，與人骨相似的密度，良好的生物性能和力學性能，在生物醫療方面備受關注。在骨植入體領域對個性化復雜結構需求的日益增長的今天，使用激光選區熔化技術（Selective Laser Melting, SLM）制備適于骨修復要求的鎂合金多孔件成為了潛在的解決方案。然而鎂合金由于其本身熔沸點低、易氧化、熱裂等問題，使用激光選區熔化技術制備力學性能優良的鎂合金零件一直是現如今研究的熱點與難點。盡管常用的Mg-Al系鎂合金因其良好的鑄造性能，成為了目前在增材制造領域的研究學者廣泛關注的鎂合金，但現階段對于SLM所制備的Mg-Al合金的工藝參數、微組織演化過程、力學性能的影響機制并未有著深入的研究。

為彌補這一研究空白，近日廣東省科學院新材料研究所激光制造團隊利用選區激光熔化技術，采用響應面優化方法探究了不同工藝參數對SLM制備Mg-9Al-1Zn-0.5Mn合金組織和力學性能的影響和作用機理，最終優化出SLM成形孔隙率低且強韌性優良的Mg-9Al-1Zn-0.5Mn合金制備方法。所得的Mg-9Al-1Zn-0.5Mn合金實現了細晶強化（圖1），固溶強化和納米析出相強化的協同強化作用（圖2），力學性能達到了370 MPa的抗拉強度，延伸率10.4%（圖3）。為增材制造AZ91D的應用提供了奠定了基礎（圖4）。

圖 1 SLM鎂合金晶粒組織結構

圖2  Mg-9Al-1Zn-0.5Mn合金析出相

圖 3  SLM鎂合金力學性能

圖 4 SLM Mg-9Al-1Zn-0.5Mn骨釘、支架、多孔結構

相關研究成果在《Advance Powder Materials》上發表了研究性論文。本文得到了廣東省科學院發展專項基金項目(2022GDASZH-2022010107)、廣東省科學院建設國內一流研究機構行動專項資金項目(2021GDASYL-20210102005)、廣東省基礎與應用基礎研究基金項目（2020A1515111031，2021A1515010939）、中國科協“青年人才托舉工程”（YESS20210269）等的支持。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.apmate.2022.100097.

供稿：激光制造研究室   

供圖：激光制造研究室