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為所欲為:先進陶瓷超材料的3D打印與性能探索(報告)
2020年08月10日 發布 分類:行業要聞 點擊量:750
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不知道你有沒有聽過“超材料”這個概念?超材料實際上是指一種具有超常物理性質的人工復合結構或復合材料,廣義上包括有光子晶體、左手材料、超磁材料等。它的形成可以理解為是人們通過各種層次的有序結構實現對種種物理量的調制,從而獲得自然界中在該層次上塊體材料所不具備的物理性質。

由于具有超常的物理特性,超材料在通信、隱身領域中有著許多重要的工程應用——主要包括了隱身和電磁波的波數匯聚方面的技術,在實物方面則體現為天線、隱身裝備等。在美國、歐洲等發達國家,超材料的研發都得到了相當程度的重視和支持;而在我國,隨著“十三五”規劃綱要的實施,超材料也被列為了當前應大力發展的領域。

近年來,先進陶瓷為基礎的超材料的研究已經取得了一定進展,其發展方向主要是提高材料的強韌性,實現納米吸波界面的效應,制造出抗氧化、強韌、寬頻吸波型陶瓷材料。由于超材料特殊的物理性能往往來自于它的特殊結構,因而人工設計制備不同的超材料結構成為該領域研究的重要方向。目前,隨著3D打印和微加工技術的發展,高精度3D打印技術成為了先進陶瓷超材料制備的新途徑,與其他制備工藝相比,它能更好地解決長期以來限制陶瓷材質力學超材料性能研究的瓶頸問題

 

據研究,采用3D打印技術制備的晶格結構超材料依然大體上遵從于傳統的力學理論預測超材料的力學性能主要由基礎材料性能和單胞結構共同決定,而超材料結構的變形能力極限和載荷極限與單胞的組合方式及胞數密切相關。但到底該怎么調制才能得到符合使用需求的陶瓷力學超材料,從而拓展先進陶瓷材料的應用領域,這個答案我們將留到8月6-8日在廣州舉辦的“2020年全國先進陶瓷創新發展論壇暨新產品展示會”上。

屆時,來自上海應用技術大學的趙喆教授將在會上發表題為《先進陶瓷超材料的3D打印與性能探索》的報告,以常見的蜂窩結構、桁架結構和 TPMS 仿生結構為具體實例來介紹先進陶瓷陶瓷力學超材料所具備的特征和未來應用的可能性。感興趣的話,就千萬別錯過了哦!

關于報告人

 

 

趙喆,男,國家級海外高層次領軍人才,“國家特聘專家”,教授,博士生導師。1994年畢業于天津大學,2000年畢業于清華大學并獲工學博士學位。2012年回國前在瑞典斯德哥爾摩大學(SU)和瑞典皇家工學院(KTH)長期任教,與歐洲的Cartier,Rolex,NobelBiocare,Volvo,ABB等國際一流企業保持長期合作關系。目前就職于上海應用技術大學和瑞典瑞典皇家工學院并分別就職“海外高層次人才”特聘教授和長聘客座教授。2018年10月注冊創辦嘉興饒稷科技有限公司并擔任董事長和首席科學家,2019年10月公司完成航天基金pre-A投資,公司業務以先進陶瓷3D打印技術為基礎,重點開發齒科修復和航空航天產品的實現。

趙喆教授本人長期從事先進陶瓷材料的性能與工藝研究,重點研究陶瓷材料中不同尺度顯微結構與材料性能之間的相互關系,并利用新型陶瓷制備工藝來實現對材料顯微機構與性能的可控制備。在SPS(放電等離子燒結)技術的研究領域成績斐然,在國際上最早實現了納米晶致密型鐵電、反鐵電陶瓷材料并對其性能做了詳盡的研究;通過快速燒結最早實現了細晶型高透明度氧化鋁陶瓷材料;利用SPS實現氮化硅陶瓷材料的相組成與顯微結構和性能的自由控制與設計。目前發表SCI學術論文100余篇,累計他引次數>3800次,其中單篇引用>400的3篇,在Nature,Advanced Functional Materials等國際高水平期刊發表論文多篇。Web of Science個人h-index為28。目前科研重點集中在:1)CO2太陽能能源轉化催化材料和2)先進陶瓷材料的智能3D打印技術。

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