香港城市大學(xué)呂堅(jiān)：2D/3D/4D打印雙相納米金屬與納米陶瓷復(fù)合材料(2)
時(shí)間：2019-10-21 13:28 來源：南極熊 作者：中國3D打印網(wǎng) 閱讀：次
通過這個(gè)研究我們發(fā)展出了新的金屬家族，超納材料，這個(gè)材料我把它叫二維，我通過PVD來實(shí)現(xiàn)的，最后實(shí)現(xiàn)什么材料？藍(lán)色的部分就是六個(gè)納米左右的納米晶，黃色的部分是非晶材料，這種材料變形的時(shí)候不產(chǎn)生我們常見的位錯(cuò)，因此它的變形能力和強(qiáng)度非常高，大家一看跟普通的鎂合金，黑線鎂合金，藍(lán)線金屬玻璃已經(jīng)提高了三四倍，加上超納材料，性能大幅度提高，結(jié)構(gòu)是這樣，多向雙向的材料，也是新的材料的架構(gòu)，因此它在07年被自然雜志作為封面雜志的工作來做，這個(gè)和增材制造有什么關(guān)系和材料有什么關(guān)系？我們首先用PVD來實(shí)現(xiàn)的，實(shí)現(xiàn)的時(shí)候產(chǎn)生一個(gè)相分離，中間是六個(gè)納米左右的材料，金屬晶體材料，外面是一套非晶材料，這個(gè)材料我們現(xiàn)在做很大的增材制造，我們可以現(xiàn)在做到手機(jī)，今年年內(nèi)可以做到計(jì)算機(jī)的laptop結(jié)構(gòu)，我們在增強(qiáng)生物假肢里面可以用。
大家知道鎂合金或者鎂是非常好的生物相容的，可降解的材料，最大缺陷第一是抗腐蝕能力不行，第二是力學(xué)性能比較差。加上我們這個(gè)以后，我們可以做各種可降解的骨板，我們跟香港中文大學(xué)秦嶺教授合作，這是有重大應(yīng)用的，現(xiàn)在隨著老齡化，老年人的斷裂越來越多，每三秒鐘有一個(gè)胯骨斷裂，做手術(shù)的時(shí)候，現(xiàn)在一般都是鈦合金和不銹鋼的結(jié)構(gòu)，這兩個(gè)如果用骨板和其他的固定件，還要再做二次手術(shù)把它拿出來，所以鈦合金，鎂合金現(xiàn)在是可行的方案，鎂合金現(xiàn)在的力學(xué)性能暫時(shí)達(dá)不到這個(gè)，鎂合金的骨板加上我們現(xiàn)在這種材料，鎂合金的復(fù)雜形狀再加上我們這種材料，可以大幅度提高抗腐蝕能力，第二是大幅度提高它的強(qiáng)度，特別是在骨頭恢復(fù)的前一個(gè)周期里面可以大幅度提高，這樣有足夠的強(qiáng)度，這個(gè)工作正在做大動物實(shí)驗(yàn)，小動物實(shí)驗(yàn)比較成功，鎂是對人體非常好的金屬材料，加上三維的3D打印結(jié)構(gòu)，加上我們二維的涂層，我們這個(gè)方法可以涂在各種復(fù)雜的幾何形狀上。
第二個(gè)要介紹的工作是3D/4D打印納米陶瓷，這個(gè)工作具備唯一性、顛覆性和最佳性，三個(gè)比較重要的元素來創(chuàng)新。這個(gè)工作去年發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上，引起了全球媒體的關(guān)注，包括人民日報(bào)頭版和參考消息，還有美聯(lián)社等等，全球電視媒體和網(wǎng)站媒體都廣泛地報(bào)道了這個(gè)工作，雖然這個(gè)雜志不是最好的雜志。
我們怎么做的？我們最主要是發(fā)展一種新型的墨水，這個(gè)墨水具有很好的彈性，如果我把它三維結(jié)構(gòu)打印在一個(gè)具有彈性的基體上，在有彈性的機(jī)體上加上不同的預(yù)應(yīng)變，出來的形狀是非常復(fù)雜的3D打印做不出來的。第二個(gè)優(yōu)勢，通過這種方法可以燒結(jié)出力學(xué)性能超強(qiáng)的大塊的陶瓷，這個(gè)是我們整體的工作。
最主要的我們發(fā)明創(chuàng)造了一個(gè)高分子加納米陶瓷粉的復(fù)合材料，它的抗拉性能非常好，第一是為我們未來燒結(jié)以后的陶瓷的性能得出了一個(gè)很好的結(jié)果，第二是由于它的變形能力非常強(qiáng)，所以我們可以做非常復(fù)雜的前驅(qū)體，第三，這個(gè)本身就可以作為柔性機(jī)器人的軟體部分，如果把柔性部分保留，局部變成陶瓷，它就可以變成軟硬結(jié)合的結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)將是未來用的比較多的結(jié)構(gòu)。
經(jīng)過前驅(qū)體燒結(jié)得出來的，雖然沒有到超納，晶粒少于十個(gè)納米，這個(gè)二三十個(gè)納米，外圍包裹了燒結(jié)以后的非晶陶瓷，雙相陶瓷，還有一部分是微孔，這種結(jié)構(gòu)第一在力學(xué)性能上大幅度提高它的變形能力。第二，我們正在做的有可能成為催化的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗泻芏嗟募{米孔。4D打印陶瓷最主要的我設(shè)計(jì)前驅(qū)體的時(shí)候，設(shè)計(jì)一些可以旋轉(zhuǎn)的連接點(diǎn)，這些連接點(diǎn)是未來我們可以產(chǎn)生變形，產(chǎn)生復(fù)雜形狀的陶瓷，這個(gè)打印在一個(gè)基體上，這個(gè)基體加了預(yù)應(yīng)變，加了不同的預(yù)應(yīng)變，我產(chǎn)生出來的旋轉(zhuǎn)就不同。我在這個(gè)加了變形的基體上再打印，打印完應(yīng)變松馳，兩個(gè)加的應(yīng)變不一樣，出來的陶瓷結(jié)構(gòu)不一樣。
(責(zé)任編輯：admin)
逐夢生物3D打印人造組織器
16歲高中生“手搓”折疊屏
3D Systems 創(chuàng)始人Chuck H
吳鑫華院士領(lǐng)銜建設(shè)蘇州大
武漢三維陶瓷總經(jīng)理馬濤：
李方正：中國增材制造產(chǎn)業(yè)最新內(nèi)容
- ·逐夢生物3D打印人造組織器官—博士生梁
- ·16歲高中生“手搓”折疊屏手機(jī)！3D打印
- ·3D Systems 創(chuàng)始人Chuck Hull當(dāng)選美國
- ·吳鑫華院士領(lǐng)銜建設(shè)蘇州大學(xué)金屬材料與
- ·武漢三維陶瓷總經(jīng)理馬濤：工業(yè)化應(yīng)用落
- ·李方正：中國增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展洞悉暨《
- ·張麗娟：增材制造技術(shù)發(fā)展動態(tài)，德國Fr
- ·楊曉光：增材制造裝備可靠性檢測賦能新
- ·李騫：金屬增材制造裝備質(zhì)量可靠性探索
- ·麥奇光：金屬3D打印在骨科中的應(yīng)用
推薦內(nèi)容
中科院林鑫團(tuán)隊(duì)To
專訪清鋒創(chuàng)始人姚
浙江大學(xué)賀永教授
吳逸飛：區(qū)塊鏈技
黃維院士團(tuán)隊(duì)：3D
孫陸逸教授：高分熱點(diǎn)內(nèi)容
- ·楊劍：擁抱時(shí)代浪潮，3D打印，未來“天
- ·張衛(wèi)紅院士團(tuán)隊(duì)：航天高性能薄壁構(gòu)件的
- ·清華大學(xué)姚學(xué)鋒教授團(tuán)隊(duì)：3D打印連續(xù)纖
- ·專訪清鋒創(chuàng)始人姚志鋒，做3D打印產(chǎn)品“
- ·湯慧萍教授入選陜西省“特支計(jì)劃”科技
- ·戴尅戎院士團(tuán)隊(duì)“定制式增材制造膝關(guān)節(jié)
- ·南科大《CoCo》綜述：連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合
- ·美國海軍作戰(zhàn)部長：3D打印能造核武
- ·國防科技大學(xué)教授王群：3D打印在軍事應(yīng)
- ·武漢三維陶瓷總經(jīng)理馬濤：工業(yè)化應(yīng)用落
