基于拓扑-材料协同策略的SLA打印陶瓷增强晶格结构力学与热性能研究

来自某研究团队的研究人员针对立体光刻(SLA)增材制造中材料组成与晶格拓扑结构对构件性能的协同影响机制这一关键问题，开展了陶瓷纳米颗粒(Al2O3/hBN/SiC)增强三种晶格结构(简单立方/金刚石/八面体)的系统研究。实验表明hBN填料使拉伸强度提升17.5%、热降解率降低10.66%，Al2O3使抗冲击性提高124.5%，而简单立方晶格在hBN增强下获得0.76 MPa最高抗压强度。该研究为航空航天等领域多功能构件设计提供了材料-结构一体化优化方案。

　　

立体光刻(Stereolithography, SLA)这项革命性的增材制造技术，正在为制造轻量化复杂结构开辟新途径。但鲜有研究揭示陶瓷纳米填料与晶格拓扑结构如何协同影响打印件的性能表现。这项研究巧妙地将三种明星陶瓷材料——氧化铝(Al₂O₃)、六方氮化硼(hBN)和碳化硅(SiC)，与简单立方、金刚石和八面体三种晶格结构进行排列组合，展开了一场材料与结构的"交响乐"实验。

通过拉伸测试、压缩实验、夏比冲击试验等力学性能检测，搭配热重分析(TGA)、微分热重(DTG)和差热分析(DTA)等热学表征手段，研究团队发现了有趣的规律：hBN就像"全能选手"，既能让材料变得更"强壮"(拉伸强度+17.5%)，又能提升"耐热力"(热降解率-10.66%)；Al₂O₃则是"抗冲击卫士"，使材料抗冲击性能飙升124.5%；而SiC的表现稍显逊色，反而会轻微削弱材料性能。在晶格结构比拼中，简单立方结构摘得"抗压冠军"桂冠(hBN增强时达0.76 MPa)，金刚石结构则展现出刚柔并济的特质。

这些发现为设计航空航天缓冲部件、汽车耐热元件等先进应用提供了重要启示：通过精心搭配陶瓷填料和晶格结构这对"黄金组合"，可以像调制鸡尾酒般精准调控材料的力学和热学性能，实现"1+1>2"的协同效应。