研究人員已經使用一種新的3D打印技術創造了一種新的超級合金，它具有”以前無法實現的高強度、低重量和高溫彈性的組合”–他們說這對航空航天和能源的影響是巨大的。限制當今發電站產量的一個因素是用於蒸汽渦輪機的葉片、軸承和密封件的金屬，這些金屬往往在其熔點之前就已經軟化和拉長。解決了這些問題後就可以設想提高任何使用蒸汽渦輪機將熱能轉化為電能的設備的溫度，從而提高效率並減少廢熱的流失。

桑迪亞實驗室、艾姆斯國家實驗室和愛荷華州立大學的研究人員說，他們已經創造了一種可3D打印的高性能超級合金，比今天使用的最先進的高溫合金更強、更輕。他們已經在《今日應用材料》雜誌上發表了他們的研究結果。

這種材料由42%的鋁、25%的鈦、13%的鈮、8%的鋯、8%的鉬和4%的鉭組成，是”多主元素超級合金”或MPES的一個例子。大多數合金主要由一種主要元素製成，並與低濃度的其他元素結合以提高某些特性，但多主元素合金具有三種或更多元素的高濃度。

據該研究小組稱，各種各樣的這些合金在一些指標上顯示出巨大的前景；強度-重量、斷裂韌性、耐腐蝕和耐輻射性、耐磨性等。但是這個團隊探索的MPES子集在高溫情況下的高強度方面表現出色。

與其他高溫材料相比，這種新的超級合金具有一些突出的特性

“基於硬度和密度之比的MPES的比強度為1.8-2.6GPa-cm3/g，”研究報告中寫道，”這一數值超過了所有已知的合金，包括金屬間化合物和遺留的鈦鋁化物、難熔的MPEA以及傳統的鎳基超合金。根據測得的4.5GPa的峰值硬度[28]和8.2g/cm3的密度，這一特定強度比Inconel 718提高了300%，其比率為0.55GPa-cm3/g。”

它還被專門設計成可3D打印的粉末狀，使其能夠被佈置成”不尋常的納米級微結構”，研究小組發現其”對在800℃[1472°F]下暴露一小時不敏感”–比典型的煤基發電廠運行時的570多℃（1058°F）溫度高得多。

事實上，3D打印過程接受了”成分分離的高純度”粉末狀原料–打印機本身在熔化成分金屬時混合了合金。

原材料被分別放入激光工程網成形增材製造機中

研究人員說，這項工作引出了一個更大的MPES材料類別，在航空航天和能源領域有著有趣的潛力。不過，在他們能夠可靠地用這些合金生產出沒有微觀裂縫的大型部件之前，還需要對3D打印過程做進一步的工作，而且原料包括一些相當昂貴的金屬，這將使這種特殊的MPES難以擴大規模，在成本是高度優先的應用中得到廣泛使用。

桑迪亞公司的科學家Andrew Kustas在一份新聞稿中說：”有了所有這些注意事項，如果這是可擴展的，並且我們可以用它製造出一個大宗的零件，這將改變遊戲規則。研究顯示，這種材料可以獲得以前無法實現的高強度、低重量和高溫彈性的組合。。”

該研究在《今日應用材料》雜誌上公開發表。