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我院本科生在中科院一区材料学顶刊发表论文

来源 :       作者 :      时间 : 2022-11-09    点击数:144  打印

近日,我院材控192班孙嘉肖以第一通讯单位、第一作者在材料学顶刊《JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY》(中科院一区,WOS 一区)发表了题为《Extrusion-based 3D printing of fully dense zirconia ceramics for dental restorations》的论文,通讯作者为学院材料成型及控制工程专业教师谢宝军博士。

3D打印技术也被称为增材制造(Additive Manufacturing)技术,被认为是进入第四次工业革命的重要标志。聚合物和金属材料的3D打印目前应用技术比较成熟,而陶瓷材料由于熔点高,硬而脆等特性存在很多应用难点,一直没法进入产业化阶段。目前通常认为陶瓷材料无法通过直写型(DIW)3D打印技术获得完全致密化,高断裂强度,以及复杂形状的产品。针对于此,谢宝军研究团队配制了具有特殊流变学的氧化锆陶瓷水性凝胶胶体(Aqueous Colloidal Gel)材料,并利用高精度的偏心螺杆打印头,制作了氧化锆全瓷牙冠样品。通过对工艺的优化,研究团队首次通过直写型3D打印获得了相对密度99.3%、弯曲强度1010MPa、硬度15.9GPa、成型精度150微米的陶瓷产品。深入的研究发现:陶瓷的致密化和断裂强度与3D打印成型过程中的材料流动性,均匀性以及环境因素有很大的关联性,通过有效控制成型过程中的临界缺陷尺寸和微裂纹分布,3D打印陶瓷可以获得与传统成型方法媲美的机械性能。该工作提供了3D打印陶瓷获得完全致密化、高断裂强度、和高精度成型的指导方针,将推动未来3D打印陶瓷的实用化和产业化。



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