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中南大学|细晶生物镁合金的激光3D打印技术与装备

发布时间: 2023-11-25

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术转让
成果类型: 发明专利
行业领域:
新材料技术,高技术服务业
成果介绍
提出了利用激光3D打印技术实现快速凝固制备细晶镁合金的新方法;发明了数字化振镜扫描矢量控制技术,实现了高速运动下能量密度的精确控制;开发了动态变化过程中多区加热与实时补偿的温控装置,突破了设备的热场均匀性控制关键技术;研制了面向细晶镁合金制备的激光3D打印系统,攻克了镁合金制备过程中晶粒粗化的难题;研发了一种具有包裹效应和屏蔽作用的蜂窝状构造,解决了镁合金在生理环境中降解过快的问题;引入磁场、振动、超声等物理刺激产生了积极的生物效应,突破了骨再生过程中生物活性不足的技术瓶颈;建立了基于多元组分调节实现降解速率可控的工艺体系,攻克了镁合金降解速率与新组织再生速率匹配的关键技术;利用一维碳纳米管插入二维石墨烯片层之间构建了一种“三明治纳米网络”结构,实现了纳米第二相在镁合金基体中的协同分散;发明了在激光高温成型过程中维持纳米第二相结构稳定的技术与方法,利用拔出效应、裂纹偏转和桥连等强韧化技术提高了镁合金的力学性能,解决了多孔镁合金骨植入物力学性能低的难题。
成果亮点
成果研制了能实现镁合金微纳结构演变及控制的激光3D打印成套装备,形成了一系列力学和生物学性能优异的生物镁合金制备技术,解决了高性能多孔生物镁合金激光3D打印的关键装备研制和生产工艺所涉及的技术问题。
团队介绍
帅词俊,一直从事生物增材制造研究,学术贡献有:提出了微纳尺度晶粒-宏观尺度人工骨的激光微纳制造方法;揭示了纳米组合结构协同强韧化人工骨的机制与原理;实现了多级微孔结构和复杂外形的成形成性一体化制造;发展了人造结构向生物结构的转化理论与方法。 主要研究成果如下: 以第一/通讯作者发表SCI论文210余篇,主要发表在Nano Energy(IF:***)、Adv Sci(IF:***)等期刊,其中TOP期刊90余篇,JCR一区100余篇,IF>***论文60余篇,最高五篇平均IF=***;被国内外80余位院士等引用4400余次,ESI高被引论文39篇、热点论文29次;入选2020中国大陆材料领域科学家50强,特别是TOP1%论文、高被引论文和H指数均位居榜单第一;出版中英文专著8部(均排1);授权与申报专利110余项(59项排1,目前已授权56余项);担任11种国际期刊编委及34种SCI期刊审稿人;主持国家自然科学基金重点项目和霍英东基金等课题,研究经费3000余万元。
成果资料