上海交大3D打印陶铝材料项目获第九届“互联网+”大赛上海赛区冠军

2023年7月28日，南极熊获悉，近日第九届中国国际 " 互联网 +" 大学生创新创业大赛上海赛区决赛在上海交通大学成功举办，来自上海交通大学、复旦大学、华东师范大学、华东理工大学的 6 个项目从市赛决赛中脱颖而出，最终上海交通大学 " 陶铝智造——超高强陶铝材料一体化 3D 打印开拓者 " 项目斩获冠军。

参赛团队表示：“从项目创建到最终交付企业进行测试认证，我们团队始终相互协作，每一步都脚踏实地，自主研发的国产大飞机C919舱门铰链臂已通过商飞认证，并成功装机试飞。”“陶铝智造”项目首创具有密度高、超高强、批量化生产等优点的3D打印专用陶铝材料，通过模拟仿真实验打印件性能全面提升。目前，团队自主研发的大尺寸航空发动机风扇叶片成功实现了减重和轻量化。

什么是陶铝材料

据南极熊了解，陶铝材料是一种由陶瓷和铝合金组成的复合材料。它综合了陶瓷材料的高温稳定性和铝合金的轻量化优势。陶铝新材料具有高强轻质、耐温耐劳、减震低胀、易工易塑的特点，凭借其优异的性能，将助推我国航天航空业、汽车工业等领域高质量发展。其独特的材料组成和特性使得陶铝材料成为研究和工程领域中备受关注的材料之一。
目前，陶铝材料的制备方法主要包括粉末冶金法、热压烧结法和溶胶-凝胶法。粉末冶金法是最常用的方法之一，通过将陶瓷颗粒与铝粉混合，并利用高温下的压力和热处理使其相互结合形成复合材料。热压烧结法则是通过将陶瓷和铝粉混合后，在高温高压条件下进行烧结，使其形成致密的陶铝材料。溶胶-凝胶法则是利用溶胶和凝胶的化学反应过程来制备陶铝材料，通过控制反应条件和后续热处理可以得到具有均匀微观结构的材料。这些制备方法各有优劣，选择合适的方法需要考虑材料性能要求以及生产效率等因素。

陶铝材料的应用领域

由于陶铝材料具有优异的性能，它在多个领域都有广泛的应用。首先，陶铝材料可用作高温结构材料，适用于航空航天、汽车和能源等领域中需要承受高温环境的零部件。其次，陶铝材料还可以应用于电子器件领域，如散热器、封装基板等，由于其导热性和导电性的优良特性，能够有效地管理电子设备的散热问题。此外，陶铝材料还可用于化工、冶金和生物医学等领域，例如用作耐腐蚀的化学反应容器、高强度的齿轮和人工关节等。陶铝材料的广泛应用将为各个领域带来更多的发展机遇。

陶铝材料的挑战

尽管陶铝材料在许多方面表现出了良好的性能，但仍然存在一些挑战需要克服。首先，陶铝材料的制备工艺相对复杂，并且成本较高。为了解决这个问题，研究人员可以探索新的合成方法和改进工艺流程，以提高生产效率和降低成本。其次，陶铝材料在高温环境下容易发生氧化和腐蚀，限制了其应用范围。解决这个问题的途径包括添加稳定剂来提高材料的抗氧化性能，并采用涂层技术来增强其耐腐蚀性能。此外，陶铝材料的力学性能和断裂韧性也需要进一步提高。通过优化材料配方、制备工艺和结构设计等方面的研究，可以改善陶铝材料的力学性能。综上所述，解决陶铝材料所面临的挑战需要多学科的合作和持续的努力。

陶铝材料的未来展望

随着对陶铝材料性能需求的不断提高和技术的进步，我们可以期待陶铝材料在未来有更广阔的应用前景。首先，随着3D打印技术的发展，陶铝材料的定制化制备将成为可能，满足各种特定应用的需求。其次，陶铝材料的耐高温性能使其在航空航天、汽车工业等领域有着巨大的潜力。此外，陶铝材料还具备优异的电子、光学和磁学性能，因此在电子器件、光学元件和传感器等领域也有着广泛的应用前景。未来，随着更多新型陶铝材料的开发和制备技术的改进，陶铝材料将继续为科技进步和产业发展做出贡献。