在航空航天与生物医学领域，TC4 钛合金凭借优异的力学性能和生物相容性备受青睐。然而，其高熔点、低导热率的特性使得传统加工难以制备复杂结构。近年来，激光粉末床熔融（LPBF）技术为 TC4 成型带来突破，但如何精准调控能量密度以优化材料性能，仍是行业攻关重点。沈阳工业大学张凯教授团队，在《Journal of Manufacturing Processes》发表重要成果，借助奥龙 AL-Y3500型号X射线衍射仪（XRD）揭示了能量密度对 TC4 合金相组成、微观结构及宏观性能的影响机制，为 LPBF工艺优化提供了关键技术路径。

X射线衍射仪：解锁相组成与结构演变的 “显微镜"。在 LPBF 过程中，能量密度通过影响熔池动态行为和冷却速率，决定了 TC4 合金的相转变和晶体生长。张凯教授团队利用奥龙 AL-Y3500 型X射线衍射仪，对不同能量密度下的样品进行了高精度相组成分析，成为破解 “能量 - 结构 - 性能" 关系的核心工具。搭建了 “能量密度 - 相组成 - 微观结构 - 宏观性能" 的完整研究链条，推动 TC4 合金 LPBF 工艺从 “经验试错" 走向 “科学设计"。

通过 XRD 分析，结合相对密度、表面粗糙度等指标，将能量密度划分为未熔合区、球化区、成型良好区、飞溅区和过熔区。例如，在成型良好区（55.56 J/mm³），XRD 显示 α/α’相浓度与纳米 β 相颗粒分布达到最佳平衡，对应拉伸强度 1087.5 MPa、伸长率 13.73%，远超国家标准，验证了该区域工艺参数的合理性。

“国产仪器的进步为科研提供了有力支撑，" 张凯教授表示，“奥龙AL-Y3500 XRD 的高灵敏度和稳定性，让我们能够捕捉到相组成的细微变化，这对探索增材制造中的复杂相变至关重要。" 团队的研究不仅丰富了 LPBF 技术的理论体系，更推动了国产仪器在材料研究中的深度应用。

科研离不开先进仪器的支撑，而产学研的深度融合，正加速推动 “中国仪器" 走向世界舞台。未来，随着增材制造技术的持续发展，张凯教授团队将继续深耕能量密度调控、微观结构设计等领域，为航空航天、生物医学等领域的关键材料制备提供更多 “中国方案"。