近日，深圳大学机电学院增材制造研究所陈张伟教授等人与核工业西南物理研究院合作，在知名SCI期刊Additive Manufacturing(影响因子7.17，中科院1区，TOP期刊，制造工程类JCR排名第一)发表题为3D printing of ceramic cellular structures for potential nuclear fusion application的高水平论文。论文首次提出了基于3D打印一体化自由设计和成形复杂多孔结构正硅酸锂陶瓷件，该件有望替代传统的微球床结构，作为聚变堆的氚增殖陶瓷单元，具有重要应用前景。
作为核聚变堆的核心部件之一，锂陶瓷产氚单元一般为微球堆积的球床结构，填充率有限，且微球堆积产生的应力集中易造成形变开裂等破坏，成为球床结构和性能均匀稳定性的掣肘。针对上述问题，增材制造研究所团队提出了光固化3D打印正硅酸锂陶瓷单元方法，与核工业西南物理研究院合作，由其研发专用高相纯度正硅酸锂粉体。由于该粉体具有较强的物理化学活性，因此增材制造所在陶瓷浆料配制过程中研究采取特殊处理工艺，并设计打印制造出了一体化无缺陷结构，获得了比传统球床结构更优异的结构稳定性与力学性能，且拥有可调控填充比，不仅克服了球床填充率有限和应力集中引发的可靠性问题，还有望实现产氚效率的大幅提升。本研究将为替代传统球床陶瓷产氚结构提供可能，在聚变堆应用方面极具前景。
该论文为深圳大学首次在Additive Manufacturing期刊发表的论文。论文第一作者为硕士研究生刘雨，陈张伟教授(导师)为通讯作者，深圳大学为第一完成单位。研究获得了国家自然科学基金委面上项目、广东省科技厅激光与增材制造重大专项、广东省自然科学基金面上项目、深圳市科创委基础研究面上项目、孔雀技术创新项目等基金的大力支持。
(来自机电与控制工程学院)
