据上海交通大学官网介绍，上海交通大学材料科学与工程学院王浩伟教授团队以3D打印AlSi10Mg合金为研究对象，开展了从微观到宏观的跨尺度结构成分优化和疲劳性能表征工作。该研究工作首次提出3D打印过程中，由于快速凝固而形成的微纳共晶双相三维网络结构可有效抑制疲劳裂纹的萌生。研究团队通过FIB加工制备不含打印缺陷的微米级疲劳样品，基于纳米压痕仪开展扫描电镜内的原位疲劳实验，结果表明3D打印AlSi10Mg合金中的微纳共晶网络结构可以有效限制位错运动，抑制疲劳损伤累积和疲劳裂纹的萌生，其微米级样品的疲劳极限高达抗拉强度的80%（470 MPa）以上。基于此原理，该研究小组通过在AlSi10Mg合金粉末中引入TiB2形核颗粒，大幅降低材料的打印缺陷，成功制备出超高疲劳强度的TiB2改性AlSi10Mg合金，其宏观样品的疲劳极限可高达260MPa，接近抗拉强度的一半，是其他3D打印铝合金的两倍。研究团队对通过疲劳极限后的样品进行了-CT扫描和TEM表征，其微纳共晶网络结构保存完整，没有明显的疲劳裂纹萌生，进一步证实微纳共晶双相三维网络结构具有超高抗疲劳性能。该研究指出，通过技术革新将打印缺陷消除或控制在亚微米尺寸范围内，3D打印AlSi10Mg合金的抗疲劳性有望进一步增强。此外，这种由3D打印实现的抗疲劳损伤机制还可以扩展到其他抗疲劳双/多相合金系统的设计以及其他3D打印制备技术。相关成果在国际著名学术期刊Nature Materials发表题为“Achieving Ultrahigh Fatigue-Resistant AlSi10Mg Alloys by Additive Manufacturing”的论文。