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1. 陶瓷材料挤出成形工艺及其制品静力学性能研究

张勇, 杨树华, 太兴宇, 吴天健, 安仁鹏, 英洪玮, 姜世杰

中国机械工程 2026, 37 (6): 1362-1370. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2026.06.009

摘要（353）

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利用材料挤出成形设备制备不同过程参数（不同层厚、粉末含量或填充角度）的静力学实验生坯试件，以验证自制氧化锆粉末/聚合物复合丝材的可成形性；然后对生坯试件进行脱脂和烧结处理，以获得致密化的纯陶瓷材料烧结试件；最后针对烧结试件分别进行物理属性及静力学性能的实验研究，探究不同过程参数对试件静力学性能的影响规律。结果表明，两步式脱脂效果良好，试件脱脂率达99%，密度达6.02 g/cm³；增大陶瓷粉末含量会显著降低烧结试件的收缩率；层厚对试件的压缩和弯曲性能影响显著，当层厚增至0.30 mm时，试件的抗压与抗弯强度分别降至213.40 MPa及293.12 MPa；当填充角度由0°增至90°时，试件的抗弯强度由456.01 MPa降至120.08 MPa。

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2. 航空发动机涡轮叶片光固化增材制造陶瓷型芯轻量化结构力学性能研究

杨浩秦, 单忠德, 闫丹丹, 吴润谋, 孔祥浩

中国机械工程 2026, 37 (6): 1353-1361. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2026.06.007

摘要（347）

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面向航空发动机涡轮叶片铸造用陶瓷型芯的轻量化制造需求，基于光固化增材制造技术，系统研究了点阵结构拓扑优化设计及其力学性能调控机制。通过变密度拓扑优化方法对12类单体结构进行仿真分析，结合航空发动机涡轮叶片铸造用陶瓷型芯实际工况载荷，研究了单体类型、晶格尺寸与填充方向对轻量化结构性能的影响规律。研究结果表明：三角形蜂窝与六边形蜂窝结构因平面连接特性及协同应力分散机制，相较曲面/梁杆结构具有更优承载性能；晶格尺寸为1.5 mm的三角形蜂窝结构在UVW填充方向下力学性能较佳（等效应力15.05 MPa）。基于优化参数成功制备氧化硅基陶瓷型芯，其尺寸误差小于±0.05 mm，常温抗弯强度达30.7 MPa。

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3. ZrO₂生物陶瓷挤出成形支架及其性能研究

姜世杰, 郭佳欣, 刁龙越, 刘显赫, 王金榜, 王宁

中国机械工程 2026, 37 (6): 1345-1352. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2026.06.008

摘要（399）

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以氧化锆为原材料，结合五组分黏合剂，自主制备了陶瓷粉末/聚合物复合丝材；然后利用陶瓷材料挤出成形技术（CME）制备了生坯试件；进而通过脱脂烧结工艺完成了高精度多孔ZrO₂生物陶瓷支架的成形；最后通过实验表征了支架的物理属性、微观结构、力学性能及生物相容性等参数，揭示了CME制品工艺-结构-性能间的关联。研究结果表明：烧结支架试件密度达5.90~5.99 g/cm³（相对密度97.44%～98.99%），孔隙率稳定可控，且各向同性收缩有效避免了传统烧结的尺寸畸变；支架表面亲水性优异，力学性能与人体骨组织相匹配，且生物安全性良好（细胞活力大于60%）。

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4. 陶瓷基复合材料增材制造工艺研究进展

姜永亮, 冻瑞岚, 李阳, 李晨龙, 李志鹏, 陈国达

中国机械工程 2026, 37 (6): 1325-1344. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2026.06.006

摘要（384）

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应用于航空航天领域的陶瓷基复合材料需实现结构-功能一体化，这对材料的复杂维型及其高效生产提出了更高要求，而设备与操作繁琐、成形周期长的传统制备工艺限制了陶瓷基复合材料在相关领域的进一步发展，增材制造技术为复杂维型、高性能陶瓷基复合材料的低成本、高效工业生产提供了解决方案。综述了陶瓷基复合材料增材制造工艺的研究进展，介绍了陶瓷基复合材料的组成和基本特性、应用领域以及与增材制造相结合的发展前景；探讨了激光选区烧结、立体光刻法、墨水直写技术、分层实体制造、黏结剂喷射技术在陶瓷基复合材料制备中的应用类别、工艺原理和特点、制件的力学性能。在该研究领域仍需解决原料研制、增材工艺优化和粗坯后处理等问题，以进一步提高成形效率和制件性能。

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