为鼓励高质量学术成果的发表与传播，Metals 期刊近期评选出年度最佳论文奖 (Best Paper Award) 获奖论文。本期人物专访，我们很高兴邀请到最佳论文奖获奖作者——Hamed Ghadimi 博士，与大家分享其获奖论文背后的研究历程、科研心得与学术思考。该论文聚焦于增材摩擦搅拌沉积 (AFSD) 制备AA6061铝合金构件，探讨了沉积层厚度对材料力学性能的影响，自发表以来受到读者的广泛关注。

Ghadimi博士拥有材料科学与工程博士学位，并具有计算机科学领域的研究背景，长期致力于金属增材制造材料与工艺研究，重点关注加工参数、微观组织与力学性能之间的关系。在本次访谈中，他分享了荣获Metals 最佳论文奖的感受，以及论文从研究设计、实验测试到数据分析和成果发表背后的团队协作经验。他还结合自身科研经历，分享了对高质量科研论文的理解，强调明确研究空白、保持方法严谨与透明、以数据和统计证据支撑科学结论，以及深入阐释研究现象背后物理机制的重要性。

此外，Ghadimi博士还展望了金属增材制造领域未来的发展方向，重点探讨了固态增材制造、原位过程监测、无损检测以及人工智能与机器学习等技术的发展前景，并分享了开放获取出版模式对于促进科研成果传播和提高研究可重复性的积极作用。

• 获奖文章速览

The Effects of Layer Thickness on the Mechanical Properties of Additive Friction Stir Deposition-Fabricated Aluminum Alloy 6061 Parts

沉积层厚度对增材摩擦搅拌沉积制备的6061铝合金构件力学性能的影响

https://www.mdpi.com/2075-4701/14/1/101

Hamed Ghadimi et al.

• 访谈内容

1. 恭喜您荣获Metals 2024年度最佳论文奖！可以请您简单介绍一下自己吗？

谢谢！我叫 Hamed Ghadimi，拥有材料科学与工程博士学位，我的研究主要聚焦于金属增材制造 (AM) 构件的力学性能和微观组织特征，以及加工参数如何影响这些性能。

我的博士研究始于开发一种用于增材制造构件高频弯曲疲劳测试的试验方法，并将其应用于采用粘结粉末挤出工艺制备的不锈钢合金。随后，我的研究重点转向采用增材摩擦搅拌沉积 (AFSD) 工艺制备的铝合金。首先，我发表了一项关于AFSD制备AA2050合金微观组织与力学性能的研究，随后开展了本次获奖论文的研究，重点考察沉积层厚度对AFSD制备AA6061合金力学性能的影响。总体而言，这一系列研究中的4篇期刊论文构成了我博士学位论文的核心内容。此外，我还作为共同作者参与了研究团队的多篇论文发表。

在攻读博士学位期间，我还在路易斯安那州立大学 (LSU) 攻读了计算机科学硕士学位，因为我认为研究人员应当具备将先进数据分析和人工智能技术融入科研工作的能力。在硕士论文研究中，我利用自己收集的两年沉积过程数据，应用数据分析和机器学习技术，对AFSD构件中的缺陷进行了预测。

博士毕业后，我曾以不同身份从事增材制造材料与工艺工程相关工作。目前，我就职于Seurat Technologies，该公司致力于开发先进的激光粉末床熔融技术。在整个职业生涯中，我一直专注于推动增材制造技术在关键任务型应用中的发展。同时，我也持续与学术界保持联系，包括为期刊论文提供同行评审，并继续与曾经的研究团队合作开展论文研究与发表工作。

2. 获得Metals 最佳论文奖有何感受？这一荣誉对您意味着什么？

这是一项荣誉，对我个人而言意义非常重大。这篇论文经历了周密的研究设计、大量的实验工作、数据收集、力学性能测试、统计分析、严谨的数据解读以及论文撰写。能够得到Metals的认可，不仅是对我们研究结论的肯定，也是对整个研究过程中严谨性的认可。

这一奖项同样肯定了论文背后的团队协作。我的共同作者、研究团队以及资助和合作机构都为这项工作的完成发挥了重要作用。

目前就职于亚利桑那大学的Michael (Mojtaba) Talachian博士作出了重要贡献。他利用自己开发的独特数字图像相关 (DIC) 测试系统，完成了100多次拉伸试验。Huan Ding博士是材料表征方面的专家，为研究提供了关键的显微组织表征和专业见解，帮助我们理解AFSD制备材料中的微观组织—性能关系。Selami Emanet博士则凭借其在电火花加工 (EDM) 方面的专业经验，为精确制备用于力学性能测试的试样提供了重要支持。

此外，Guo博士在整个项目过程中提供了出色的指导和科研领导，将团队成员的互补专业知识有效结合起来，并从实验设计、数据分析一直指导到论文发表。

与此同时，本研究得到了路易斯安那州立大学结构完整性保障创新中心 (CISIA) 的支持。CISIA是由美国国家科学基金会 (NSF) 支持的路易斯安那州立大学产学研合作研究中心。

作者还使用了路易斯安那州立大学先进显微与分析核心平台 (AMAC) 的相关仪器设备。AMAC隶属于路易斯安那材料设计联盟 (LAMDA) 核心用户设施，并获得NSF OIA-1946231项目和路易斯安那州董事会的支持。这些共享科研平台和协作资源对于本研究的顺利完成发挥了重要作用。

3. 可以介绍一下这篇获奖论文的研究重点和主要发现吗？

这篇论文研究的是增材摩擦搅拌沉积 (AFSD) 技术。这是一种固态金属增材制造工艺，通过摩擦作用使棒状原材料发生了软化，并逐层沉积形成构件，而不是通过熔化材料来实现增材制造。

我们采用1 mm、2 mm和3 mm三种不同的沉积层厚度制备了三组AA6061铝合金块体，并通过单轴拉伸试验和维氏显微硬度测试对其性能进行了系统表征，同时采用统计分析方法对实验结果进行了评价。

研究的主要发现是：沉积层厚度对构件沿构建方向 (Z方向) 的拉伸性能具有明显且具有统计学意义的影响，但对面内X和Y方向的性能没有显著影响。与2 mm和3 mm沉积层厚度的构件相比，1 mm构件沿Z方向的试样表现出明显较低的断裂应变和极限抗拉强度。

此外，在所有构件中，维氏显微硬度均沿构建高度呈现非线性下降趋势，在靠近顶部的位置下降更为明显，随后逐渐趋于稳定。与此同时，1 mm构件的平均硬度也明显低于2 mm和3 mm构件。

我们将这些变化与不同构件的热—机械历史联系起来。由于沉积工具上的凸起结构高度超过1 mm，因此在采用较薄沉积层进行制造时，每一次沉积过程中，工具都会重新搅拌前面一层或两层已经沉积的材料；而在3 mm构件中，工具不会接触之前沉积的层。

这种差异改变了热量的产生和保留方式，并进一步影响了这种沉淀强化合金中的动态时效和析出相行为。这些机制最终导致了我们所测得的、与位置和方向相关的力学响应。

总体而言，与锻造AA6061原材料相比，沉积态材料表现出更加一致的低硬度和高延性，但强度较低的特征。

4. 作为一名作者，无论具体研究领域是什么，您认为一篇优秀科研论文最重要的特质是什么？

有几个方面给我留下了特别深刻的印象：

首先，一篇优秀的论文应当明确指出研究空白：读者应该能够很快理解此前哪些问题尚未得到解决，以及为什么这个问题值得研究。

其次，方法的严谨性和透明度至关重要。作者应当提供足够详细的信息，包括工艺参数、试样数量、统计学假设以及分析方法等，从而使其他研究团队能够复现相关工作。

第三，数据应当成为论文论述的基础。论文的结论应当由恰当的统计证据支持，而不是夸大那些实际上并不具有统计显著性的趋势。

第四，研究发现应当与其背后的物理机制建立联系。一篇优秀的论文不仅要告诉读者“发生了什么”，还应该解释“为什么会发生”。

最后，我认为优秀的科研论文正变得越来越具有多学科交叉和协作性。不同专业领域的研究人员可以围绕共同的科学问题开展合作，并产生真正超越个人贡献简单叠加的研究成果。

这篇论文就是一个很好的例子。它受益于路易斯安那州立大学的协作科研环境，包括CISIA以及通过路易斯安那州立大学先进显微与分析核心平台 (AMAC) 获得的先进材料表征能力。

5. 您认为未来几年哪些研究方向将特别受到科研界的关注？

就金属增材制造而言，我预计AFSD及相关固态增材制造技术将继续发展。

由于这类工艺避免了材料熔化，因此能够减少与熔融过程相关的缺陷，例如孔隙和热裂纹；同时，这些工艺还有望使用回收材料或成本更低的原材料。从可持续发展和成本控制的角度来看，这两方面都具有很大的吸引力。

我还预计，工艺—组织—性能关系方面的研究将进一步拓展，并越来越多地结合原位过程监测、无损检测技术 (如中子成像和中子衍射)，以及基于人工智能和机器学习的缺陷预测方法。

整个领域正在从“证明某种工艺可行”逐步转向对其进行鉴定、验证和认证，以满足医疗、航空航天、国防和能源等领域关键任务型应用的需求。

随着工业界不断推进增材制造构件在实际服役环境中的应用认证，疲劳性能、残余应力，以及与位置和取向相关的性能变化仍将是未来研究的重要主题。

6. 在开放获取期刊上发表论文可以提高研究成果的可见度和可获取性。您认为Metals 的开放获取模式将如何助力您的研究传播并扩大其影响力？

对于金属增材制造研究领域而言，开放获取具有非常重要的意义，因为其读者群体涵盖高校科研人员、工业界工艺工程师以及学生，而其中一些人可能无法通过所在机构获得期刊论文的访问权限。

在Metals上发表论文意味着，任何从事AFSD或相关固态增材制造工艺研究的人员，都可以免费获取我们的研究方法、实验结果以及统计分析，而不会受到付费墙的限制。

此外，我们的原始数据和处理后的数据也已经通过GitHub公开发布。

我认为，将开放获取论文与公开共享的科研数据相结合，能够加快人们对AFSD这一相对年轻技术的理解和应用，同时有助于提高研究的可重复性，并最终推动该技术得到更加广泛的应用。

• Metals 期刊介绍

主编：Yong Zhang, University of Science and Technology Beijing, China

期刊发表涵盖金属材料和冶金工程领域研究以及科技发展研究领域在内的学术文章。

2025 Impact Factor：3.1

2025 CiteScore：5.7

Time to First Decision：15.3 Days

Acceptance to Publication：2.9 Days

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/metals

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