近日，南华大学机械工程学院肖魏魏副教授团队在国际知名期刊Virtual and Physical Prototyping(中科院一区，IF:10.2，)上，发表了题为“Microstructure, mechanical, and corrosion properties of B₄C/Al composites with excellent ductility fabricated by laser-directed energy deposition”的研究论文。该论文首次系统揭示了激光定向能量沉积（LDED）制备高韧性B₄C/Al中子吸收复合材料的显微结构演化机制、机械性能和电化学腐蚀性能。

(a)LDED制造系统示意图；(b)制造的B4C/Al复合材料及拉伸样品示意图；(c)TEM测试结果；(d)不同工艺制备的B4C/Al复合材料的拉伸强度和延展率；(e)强化机理图；(f)针状和点状的Al₄C₃与AlB₂纳米析出相

B₄C/Al复合材料由于轻质、高导热性、良好的耐腐蚀性和中子吸收能力，被用于制造乏燃料储运容器。在这项工作中，研究人员采用LDED制备B₄C/Al中子吸收复合材料的新策略。研究发现采用LDED技术成功制备了含30 wt% B₄C的B₄C/Al中子吸收复合材料，该复合材料具有优异的塑性（延伸率达20%）和适宜强度（拉伸强度>150 MPa），解决了传统制备方法中“高强低塑”的性能矛盾。通过扫描电镜、电子背散射衍射仪和透射电镜对复合材料微观结构分析，优异延展性主要归因于由激光快速凝固诱发的大量位错储存，Al₄C₃与AlB₂纳米析出相均匀分布和晶粒细化（晶粒尺寸低至1 μm）。

本研究提供了一种B₄C含量高的B₄C/Al中子吸收复合材料的LDED制造工艺，显著提高了B₄C/Al中子吸收复合材料的延展性，为开发乏燃料储运容器制造用结构-功能一体化材料提供了新思路。肖魏魏副教授为第一作者，李立教授与黄景昊博士为通讯作者，南华大学机械工程学院为论文第一署名单位。

论文链接：https://doi.org/10.1080/17452759.2025.2505991

责任编辑 易雅娟