近日，我院郭安福副教授增材制造团队在高强度高韧性陶瓷3d打印研究领域取得重要进展。相关研究成果以《一种采用3d打印技术通过内外强化和增韧原理制备抗损伤陶瓷的方法》（Method for preparing damage-resistant 3D-printed ceramics via interior-to-exterior strengthening and toughening）为题，在2022年11月5日被国际顶级期刊《增材制造》（Additive Manufacturing）接收，影响因子11.632，为中科院一区TOP期刊。我校师生以第一作者、第一单位在该期刊上发表论文尚属首次，这是我校机械学科建设高质量发展的又一阶段性成果。
陶瓷器件具有很高的强度，但其固有的脆性限制了其在撞击时抵抗断裂的能力。陶瓷材料可以通过优化结构来实现陶瓷增韧，但这往往会严重影响陶瓷材料的强度。为了解决陶瓷材料增韧和强度这一矛盾问题，本文从仿生学角度，提出了一种采用3d打印技术通过内外强化和增韧原理制备抗损伤陶瓷材料的方法。在本方法中，先对氧化铝陶瓷生坯采用埋烧法进行脱脂处理，然后在烧结陶瓷零件后使用了涂层法进行增韧。实验结果表明，通过采用埋烧法和涂层法进行处理的陶瓷器件，与未处理的陶瓷器件相比，极限压应力增加了259%，能量吸收（韧性）增加161%。另外，该论文还采用有限元法和分子动力学模拟法从宏观和微观角度研究了陶瓷材料的增韧和强化机理。
该论文郭安福副教授为第一作者，聊城大学为第一署名单位，通讯作者为美国迈阿密大学的Dr.Hu Yingbin博士，我校屈鹏副研究员、王绍清博士、王洪兵博士等参与了部分研究工作。
该团队主要围绕增材制造技术及装备展开系列研究工作，2022年至今，已在Additive Manufacturing，Composites Part B：Engineering，Ceramics International， Journal of Alloys and Compounds等国际顶尖期刊发表论文14篇，其中，中科院一区6篇，二区4篇。该系列成果的产出是我校加强团队建设、融合校内外优势资源和科研力量的阶段性进展。该团队工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、聊城大学博士启动基金等经费的资助。
https://doi.org/10.1016/j.addma.2022.103272
(审核 郭宏亮）
