近日，我院谭超林教授团队联合新加坡科技研究局（A*STAR）等单位，在国际知名期刊Nature Communications (影响因子18.1)发表题为“Ultrahigh strength aluminum alloy by green laser additive manufacturing”的研究论文，我院刘天舒老师为论文第一作者，谭超林教授为论文唯一通讯作者，苏州大学为论文第一单位和唯一通讯单位。
高强7075铝合金因具有高比强度、良好的损伤容限和优异的时效强化潜力，被广泛应用于航空航天及轻量化结构等领域。然而，由于铝合金对传统红外激光的吸收率较低，在激光增材制造过程中通常需要较高的激光功率，容易引发剧烈的熔池波动、凝固裂纹及关键合金元素蒸发，进而削弱后续热处理过程中的析出强化效果，严重限制了高强铝合金的增材制造性能。因此，如何通过新型激光热源与材料设计的协同调控，提高激光能量耦合效率、改善熔池稳定性并充分发挥纳米析出强化潜力，是实现超高强铝合金高质量增材制造亟需解决的关键问题。
针对传统红外激光定向能量沉积高强7075铝合金过程中能量吸收效率低、熔池稳定性差及析出强化不足等问题，本研究提出了一种“短波长激光调控+纳米颗粒增强”的材料与工艺协同创新策略。在材料设计方面，采用纳米TiC颗粒增强AA7075铝合金复合粉末，利用TiC颗粒的异质形核作用促进晶粒细化与凝固裂纹抑制；在工艺方面，采用绿激光定向能量沉积技术，提高激光能量耦合效率，有效抑制熔池飞溅、热波动及关键合金元素蒸发。在材料与工艺的协同作用下，研究获得了均匀全等轴细晶组织，并显著降低了位错密度。经T73热处理，合金内部形成高密度、细小且均匀分布的η′纳米析出相及GP区，使材料获得了超越传统锻造AA7075铝合金及绝大多数已报道定向能量沉积铝合金的超高屈服强度。研究进一步结合原位过程监测、计算流体动力学模拟、透射电子显微镜及原子探针层析技术，揭示了绿激光通过高效能量耦合、熔池稳定化、凝固组织优化及纳米析出强化实现超高强度的内在机制，为高反射率、易热裂高强铝合金的高性能增材制造提供了新的材料与工艺协同设计思路。
该研究得到国家自然科学基金面上项目、江苏省特聘教授项目和苏州市创新创业领军人才项目等项目支持。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-78822-0
