中国粉体网讯 高温合金是航空航天、能源动力等领域极端环境下不可或缺的关键材料，其性能直接决定着发动机涡轮盘、叶片等核心部件的服役极限。传统上，高温合金构件主要依赖精密铸造、锻造及粉末冶金等技术制备，但这些方法在制造具有复杂内腔、薄壁或梯度功能的一体化构件时面临巨大挑战。增材制造（3D打印）技术，特别是激光粉末床熔融技术，为这类构件的柔性、高效成形带来了革命性希望。
然而，金属材料在增材制造过程中经历快速的熔凝循环，极易与环境中微量的氧发生反应。这种氧化不仅会形成气孔、夹杂等缺陷，更会消耗合金中的活性元素，导致晶界弱化、强化相失效，成为制约增材制造高温合金性能跃升的世界性共性难题。如何克服氧化带来的负面效应，乃至化害为利，是领域内研究者长期追寻的突破口。
面对这一核心瓶颈，中国科学院金属研究所李金国研究员团队并未遵循传统的“极致除氧”路径，而是开创性地提出了“主动氧调控”的全新思路。该团队的核心发明在于，将增材制造过程中不可避免的氧元素，从“有害杂质”重新定义为“可设计的战略资源”。
其技术关键在于：首先在合金粉末中预先引入钇（Y）等稀土元素进行微合金化；其次主动将粉末的氧含量精密调控在一个最佳区间；最终在激光熔化过程中，引导Y与活性氧原位反应，均匀生成大量纳米级的Y2O3颗粒。这些原位内生的氧化物作为强大的弥散强化相，能有效钉扎位错、阻碍晶界滑移，从而显著提升合金——特别是中高温下的长效服役性能。基于这一原理，团队成功设计并制备出了可服役于1000℃极端环境的氧化物弥散增强高温合金，实现了性能的质的飞跃。这项被概括为“高强韧氧化物弥散增强高温合金增材制造”的研究，为破解增材制造的氧化困局提供了颠覆性的解决方案。
李金国教授团队的工作代表了一种材料设计哲学的范式转变：从对不利因素的“被动防御”转向“主动利用与转化”。这为一系列对氧敏感的高性能金属材料（如某些钛合金、高熵合金、金属间化合物等）的增材制造提供了普适性的技术路线和理论启发。未来，随着“主动氧调控”思想的深化与推广，有望催生一个全新的高性能增材制造材料体系，推动航空航天、核能等重大装备向着更高效、更可靠的方向持续发展，充分彰显了基础研究对前沿工程技术的源头引领作用。
2026年4月28日，中国粉体网将在湖南·长沙举办“第二届高端金属粉体制备与应用技术大会暨2026通信电子、3D打印、粉末冶金市场应用交流会”。届时，我们邀请到中国科学院金属研究所李金国研究员出席本次大会并作题为《高强韧氧化物弥散增强高温合金增材制造》的报告，李金国研究员将深入阐述其团队提出的“主动氧调控”创新思路，并介绍团队在研制可服役于1000℃工况的复合ODS高温合金方面取得的最新突破。该报告将为下一代高性能增材制造高温合金的发展提供全新的技术路径与深刻见解。
个人简介
李金国，中国科学院金属研究所研究员，国家科技创新领军人才，中国机械工程学会铸造分会特聘专家，辽宁省兴辽领军人才。主要从事高温合金材料研发和制备技术，研制出多种牌号增材用高温合金及高性能单晶合金，累计在Addit. Manuf., Scripta Mater., J Mater. Sci. Technol.等国际国内知名期刊发表论文260余篇，公开及授权发明专利150余项，获辽宁省技术发明一等奖等8项奖励。
参考来源：
李金国，等：一种用于增材制造的先进高温合金设计的新方法
李金国，等：激光增材制造高温合金材料与工艺研究进展
（中国粉体网编辑整理/留白）
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