国内外对高熵合金的制备以及金属材料激光 3D 打印技术的研究，已经有十几年的积累，而且发展得很快。关于高熵合金的计算、制备和研究也越来越多，范围也越来越广。不过，因为这种新型材料种类繁多，制备方法复杂，所以性质差别也大，在材料基础和性能探索方面，还有不少问题等着去研究和开发。在现有的研究里，对 AlCoCrFeNi 合金体系的制备和研究是最深入、最充分的。通过研究它的微观组织、物相组成、力学性能、显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性等，提出了很多关于组织演变和性能关系的理论体系。和单相 FCC 固溶体结构的高熵合金体系相比，对单相 BCC 固溶体结构的中熵、高熵合金的研究就少多了，主要是难熔高熵合金的成分设计、制备研究以及子合金体系的基础研究。从目前的文献来看，难熔高熵合金的制备和研究非常少，大多是关于单相 FCC 固溶体结构合金体系及其衍生的合金体系的研究，高熔点的中熵合金的研究就更少了。所以，在已有的高熵合金成分设计理论基础上，去设计和研究三元或四元合金体系，把它们作为五元高熵合金体系的子合金体系来研究，这样能填补子合金体系基础研究的空白，拓宽五元高熵合金成分设计的范围，还能进一步弄清楚各个主元元素在合金体系里起的作用。选取还没有报道过的中熵合金 CrMoTiAlx（x = 0，0.1，0.2，0.3，0.4）合金体系作为研究对象。用高熵合金成分设计的理论思想来计算和分析这个合金体系的晶体结构，首先用传统的真空电弧熔炼结合铜模铸造的方法来制备这个合金体系，看看它是不是符合中熵合金的概念，再探究它的晶体结构、微观组织、元素分布和硬度等方面的规律。接着用 DLD 技术来打印机械混合元素粉体的 CrMoTi 三元中熵合金，研究工艺参数对这个中熵合金的固溶体相组成、致密度、微观组织、元素分布和性能的影响规律。最后用 SLM 技术来打印机械混合元素粉体的 CrMoTi 三元中熵合金，探究像激光功率、扫描速率、打印层厚、扫描间距这些工艺参数对成型样品的晶体结构、致密度、微观组织、元素分布和性能的影响规律。
DLD 制备 CrMoTi 三元中熵合金的研究，是用三维混料机把等摩尔比的 Cr、Mo、Ti 三种元素粉体用机械混合的方式混合均匀，然后试着打印，研究不同工艺参数下样品的晶体结构，通过测定致密度以及单道焊的宽度和高度来确定合适的工艺参数，再对它的微观组织、元素分布和微观硬度进行测定和分析。设备的炉体是密闭容器，熔炼前要抽真空或者充入惰性保护气体，炉顶的钨电极和炉底水冷结晶器通电产生电弧，把金属熔化，然后在铜模里冷却凝固。这种方法杂质少、气体含量低、组织好，适合熔炼高熔点的金属元素。打印前要校准粉体和激光聚焦，还要对钛基板进行表面喷砂处理。因为惰性保护气体是和粉体一起输送的，所以在空气环境下就可以开始打印，原材料通过送粉装置随着保护气体被输送，然后被熔池捕获，实现冶金结合。打印前，把干燥后的粉体放在粉体罐（在打印机顶部）里，把经过表面喷砂处理的钛基板放在升降平台上，并且预热到 200℃。打印的时候，在重力作用下，粉体进入铺粉设备（Recoater），在设定好的条件下，底部带有刮刀的铺粉设备来回移动，粉体就均匀地铺在基板上，同时激光按照预设路径扫描，粉体受到激光热源加热熔化，然后快速冷却凝固，一层扫描完后，基板下降，再重复上面的步骤。根据高熵合金成分设计的理论计算，对 CrMoTiAlx（x = 0 - 0.4，摩尔比）合金体系进行熵值等参数的计算，从合金体系的混合熵、混合焓、价电子浓度、原子半径差、元素混合的合金熔点等参数综合考虑，确定 CrMoTiAlx 合金体系的理论晶体结构、显微硬度等性能。