上海交大3D打印陶鋁材料項目獲第九屆“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽上海賽區(qū)冠軍

2023年7月28日，南極熊獲悉，近日第九屆中國國際 " 互聯(lián)網(wǎng) +" 大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽上海賽區(qū)決賽在上海交通大學成功舉辦，來自上海交通大學、復旦大學、華東師范大學、華東理工大學的 6 個項目從市賽決賽中脫穎而出，最終上海交通大學 " 陶鋁智造——超高強陶鋁材料一體化 3D 打印開拓者 " 項目斬獲冠軍。

參賽團隊表示：“從項目創(chuàng)建到最終交付企業(yè)進行測試認證，我們團隊始終相互協(xié)作，每一步都腳踏實地，自主研發(fā)的國產(chǎn)大飛機C919艙門鉸鏈臂已通過商飛認證，并成功裝機試飛。”“陶鋁智造”項目首創(chuàng)具有密度高、超高強、批量化生產(chǎn)等優(yōu)點的3D打印專用陶鋁材料，通過模擬仿真實驗打印件性能全面提升。目前，團隊自主研發(fā)的大尺寸航空發(fā)動機風扇葉片成功實現(xiàn)了減重和輕量化。

什么是陶鋁材料

據(jù)南極熊了解，陶鋁材料是一種由陶瓷和鋁合金組成的復合材料。它綜合了陶瓷材料的高溫穩(wěn)定性和鋁合金的輕量化優(yōu)勢。陶鋁新材料具有高強輕質(zhì)、耐溫耐勞、減震低脹、易工易塑的特點，憑借其優(yōu)異的性能，將助推我國航天航空業(yè)、汽車工業(yè)等領域高質(zhì)量發(fā)展。其獨特的材料組成和特性使得陶鋁材料成為研究和工程領域中備受關注的材料之一。
目前，陶鋁材料的制備方法主要包括粉末冶金法、熱壓燒結法和溶膠-凝膠法。粉末冶金法是最常用的方法之一，通過將陶瓷顆粒與鋁粉混合，并利用高溫下的壓力和熱處理使其相互結合形成復合材料。熱壓燒結法則是通過將陶瓷和鋁粉混合后，在高溫高壓條件下進行燒結，使其形成致密的陶鋁材料。溶膠-凝膠法則是利用溶膠和凝膠的化學反應過程來制備陶鋁材料，通過控制反應條件和后續(xù)熱處理可以得到具有均勻微觀結構的材料。這些制備方法各有優(yōu)劣，選擇合適的方法需要考慮材料性能要求以及生產(chǎn)效率等因素。

陶鋁材料的應用領域

由于陶鋁材料具有優(yōu)異的性能，它在多個領域都有廣泛的應用。首先，陶鋁材料可用作高溫結構材料，適用于航空航天、汽車和能源等領域中需要承受高溫環(huán)境的零部件。其次，陶鋁材料還可以應用于電子器件領域，如散熱器、封裝基板等，由于其導熱性和導電性的優(yōu)良特性，能夠有效地管理電子設備的散熱問題。此外，陶鋁材料還可用于化工、冶金和生物醫(yī)學等領域，例如用作耐腐蝕的化學反應容器、高強度的齒輪和人工關節(jié)等。陶鋁材料的廣泛應用將為各個領域帶來更多的發(fā)展機遇。

陶鋁材料的挑戰(zhàn)

盡管陶鋁材料在許多方面表現(xiàn)出了良好的性能，但仍然存在一些挑戰(zhàn)需要克服。首先，陶鋁材料的制備工藝相對復雜，并且成本較高。為了解決這個問題，研究人員可以探索新的合成方法和改進工藝流程，以提高生產(chǎn)效率和降低成本。其次，陶鋁材料在高溫環(huán)境下容易發(fā)生氧化和腐蝕，限制了其應用范圍。解決這個問題的途徑包括添加穩(wěn)定劑來提高材料的抗氧化性能，并采用涂層技術來增強其耐腐蝕性能。此外，陶鋁材料的力學性能和斷裂韌性也需要進一步提高。通過優(yōu)化材料配方、制備工藝和結構設計等方面的研究，可以改善陶鋁材料的力學性能。綜上所述，解決陶鋁材料所面臨的挑戰(zhàn)需要多學科的合作和持續(xù)的努力。

陶鋁材料的未來展望

隨著對陶鋁材料性能需求的不斷提高和技術的進步，我們可以期待陶鋁材料在未來有更廣闊的應用前景。首先，隨著3D打印技術的發(fā)展，陶鋁材料的定制化制備將成為可能，滿足各種特定應用的需求。其次，陶鋁材料的耐高溫性能使其在航空航天、汽車工業(yè)等領域有著巨大的潛力。此外，陶鋁材料還具備優(yōu)異的電子、光學和磁學性能，因此在電子器件、光學元件和傳感器等領域也有著廣泛的應用前景。未來，隨著更多新型陶鋁材料的開發(fā)和制備技術的改進，陶鋁材料將繼續(xù)為科技進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出貢獻。