Additive manufacturing (AM) of high-strength metallic alloys frequently encounters detrimental distortion and cracking, attributed to the accumulation of thermal stresses. These issues significantly impede the practical application of as-printed components. This study examines the Mg-15Gd-1Zn-0.4Zr (GZ151K, wt.%) alloy, a prototypical high-strength casting Mg-RE alloy, fabricated through laser powder bed fusion (LPBF). Despite achieving ultra-high strength, the GZ151K alloy concurrently exhibits a pronounced cold-cracking susceptibility. The as-printed GZ151K alloy consists of almost fully fine equiaxed grains with an average grain size of merely 2.87 μm. Subsequent direct aging (T5) heat treatment induces the formation of dense prismatic β' precipitates. Consequently, the LPBF-T5 GZ151K alloy manifests an ultra-high yield strength of 405 MPa, surpassing all previously reported yield strengths for Mg alloys fabricated via LPBF and even exceeding that of its extrusion-T5 counterpart. Interestingly, as-printed GZ151K samples with a build height of 2 mm exhibit no cracking, whereas samples with build heights ranging from 4 to 18 mm demonstrate severe cold cracking. Thermal stress simulation also suggests that the cold cracking susceptibility increases significantly with increasing build height. The combination of high thermal stress and low ductility in the as-printed GZ151K alloy culminates in a high cold cracking susceptibility. This study offers novel insights into the intricate issue of cold cracking in the LPBF process of high-strength Mg alloys, highlighting the critical balance between achieving high strength and mitigating cold cracking susceptibility.

As a universal casting Mg-RE alloy, Mg-6Gd-3Y-Zr (GW63K, wt.%) alloy exhibits superior strength-ductility synergy and holds significant potential for engineering applications. In this study, the GW63K alloy is produced using the laser powder bed fusion (LPBF) additive manufacturing (AM) process for the first time. The printability, microstructure characteristics, and post-heat treatment conditions of the GW63K alloy are systematically investigated. The as-built GW63K samples demonstrate high relative densities exceeding 99.6% and exhibit no macroscopic and microscopic cracking across a wide range of process parameters, indicating excellent printability. An exceptional heterogeneous microstructure is observed in the as-built GW63K alloy, comprising coarse columnar grains, fine equiaxed grains with an average grain size of 21.72 µm, uniformly distributed nano-sized Mg24(Gd,Y)5 secondary phase, and numerous dislocations. Consequently, the as-built GW63K alloy displays enhanced tensile strengths and ductility compared to the as-cast alloy, with yield strength (YS), ultimate tensile strength (UTS) and elongation (EL) values of 218 ± 4 MPa, 284 ± 5 MPa and 11.9 ± 1.6% respectively. Additionally, due to the absence of coarse micron-sized secondary phase, a specific direct aging (T5) heat treatment regime at 200 °C for 128 h is optimized for the as-built GW63K alloy to introduce dense and dispersed β' aging precipitates. This T5 treatment surpasses the conventional solution plus aging (T6) heat treatment in enhancing mechanical properties. The LPBF-T5 GW63K alloy exhibits YS, UTS and EL values of 293 ± 6 MPa, 359 ± 4 MPa and 2.9 ± 0.7%, respectively. Notably, the YS of the LPBF-T5 alloy represents the highest value for the GW63K alloy, even surpassing that of the extrusion-T5 alloy. This study indicates that the GW63K alloy is a highly promising material for manufacturing near-net-shape high-strength Mg alloy components with intricate geometries using LPBF.

In order to improve the filtration efficiency of electrospinning poly(lactic acid) (PLA) membrane on particulate matter (PM), endow the membrane with good antibacterial properties, and accelerate the degradation effect of PLA materials in natural water and soil environments, ZIF-8@chitosan (ZIF-8@CS) was prepared by in situ growth method and was combined with PLA to manufacture the PLA/ZIF-8@CS electrospinning membranes. The PLA/ZIF-8@CS (3 wt%) membrane exhibited filtration efficiencies of 96.79 % for PM2.5 and 91.21 % for PM10, which were significantly higher than that of PP melt-blown cloth. Due to the inherently positive charge and the synergistic interaction between CS and ZIF-8, the antibacterial rates of PLA/ZIF-8@CS membranes were up to 100 % for E. coli and S. aureus after contact for 8 h. The addition of ZIF-8@CS in the membranes also influenced the degradation behavior of PLA/ZIF-8@CS membranes evidently.