Se dice que la preparación de aleaciones de entropía media y alta presenta ciertas dificultades, que incluyen densificación, grietas y tensión residual, precisión dimensional y pulido superficial, homogeneidad química, control de cristalización y microestructura, anisotropía de propiedades, etc. Como resultado, más investigación debe hacerse para utilizar técnicas de fabricación aditiva para comprender mejor esta nueva familia de materiales metálicos.
Debido a sus características distintivas y superiores, las aleaciones de alta entropía, una clase novedosa de materiales de aleación complejos de múltiples componentes, han despertado un interés considerable. Los materiales de alta entropía se preparan de manera similar a los materiales convencionales, pero también tienen características únicas en comparación con las aleaciones convencionales.
Los materiales tridimensionales a granel, los materiales bidimensionales de películas y láminas, los materiales de fibra unidimensionales y los materiales en polvo de dimensión cero son los tipos principales de materiales de alta entropía que se preparan y forman a partir de diferentes dimensiones. Las principales son la fusión por arco, la fusión por inducción, la fabricación aditiva, la pulvimetalurgia, la pulverización catódica con magnetrón, el revestimiento por láser y otras tecnologías de preparación. La técnica de procesamiento de deformación también se utiliza para preparar fibras, alambres y placas delgadas de alta entropía.
El método de fundición tradicional inevitablemente dará como resultado un gradiente de temperatura durante el enfriamiento del bloque de aleación, lo que conducirá a que la microestructura se vuelva desigual, lo que dará como resultado la típica estructura de fundición heterogénea con áreas de grano fino en la superficie, áreas de grano columnar en el medio, y áreas de grano columnar grueso en el interior. Uno de los principales problemas que afectan a la calidad de los materiales son los defectos de fundición, como los huecos y las grietas que se producen durante el proceso de fundición. Para obtener una estructura homogénea o eliminar los defectos de fundición del producto inicial, con frecuencia son necesarios más deformación y tratamiento térmico. En comparación con la tecnología de fundición tradicional, la tecnología de fabricación aditiva de fusión selectiva tiene una tasa de enfriamiento más alta y la aleación preparada tiene una estructura uniforme y un grano fino, mostrando excelentes propiedades mecánicas integrales. Cada vez más trabajos aplican la tecnología de fabricación aditiva a la preparación y mejora del rendimiento de aleaciones de alta entropía.
La siguiente lista de beneficios de la tecnología de fabricación aditiva se puede resumir:
Es sencillo obtener granos uniformes y finos, incluso nano o micro granos porque el calor es uniforme, la zona afectada por el calor es pequeña y el calor se enfría rápidamente. La precisión de formación también es alta, lo que permite controlar con precisión el tamaño y la forma de la aleación, y el ciclo de procesamiento se puede acortar de manera efectiva. La fabricación actual de aleaciones de gran tamaño todavía enfrenta muchas dificultades, y un componente importante en el avance de la tecnología de fabricación aditiva es la maduración de la tecnología de preparación de polvos de aleaciones de alta entropía.
Resumir
Las aleaciones de alta entropía, una aleación multiprincipal compleja en crecimiento, se concentran principalmente en una nueva región en el núcleo del diagrama de fase; sus principios de diseño distintivos y propiedades físicas y químicas superiores han producido una gran cantidad de nuevas aleaciones de alta entropía con propiedades excepcionales. En las áreas de materiales estructurales, materiales funcionales y atención médica, los materiales entrópicos han demostrado un importante potencial de desarrollo.
Después de más de diez años de desarrollo, desde el primer bloque de aleación hasta materiales de alta entropía de varias dimensiones y escalas, incluidas películas, recubrimientos, tiras, láminas, alambres y polvos, la definición y el sistema de materiales de las aleaciones de alta entropía han experimentado una mejora constante.
Aunque ha habido numerosos avances en materiales de alta entropía, el diseño de la composición, la preparación de muestras y el análisis del mecanismo de rendimiento de la aleación son más desafiantes debido a la complejidad inherente de la aleación. La investigación futura sobre aleaciones de alta entropía no solo debe estar "impulsada por el rendimiento", sino también "impulsada por el proceso" para crear nuevos materiales de alta entropía que sean adecuados para procesos únicos que incluyen deformación, fundición, producción de polvo y fundición de polvo. . Es de gran importancia para el desarrollo posterior de aleaciones de alta entropía y la expansión de los campos de aplicación.