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【国家自然科学基金】张培磊:非晶合金与3D打印的“结合”

时间:2020-10-13浏览:10来源:材料工程学院作者:冷培榆


张培磊,材料工程学院副教授,上海市激光先进制造技术协同创新中心首席研究员,一直致力于激光与材料交互作用、非晶合金超快凝固过程、激光智能制造系统的研究。201012月获上海交通大学材料加工工程专业工学博士学位。目前已在激光智能制造等领域国际知名期刊发表 SCIEI 收录论文50余篇,近5年论文引用超500次;申请国家各类专利30余项,已获国家发明专利授权8项、实用新型专利授权4项。指导完成国家级、上海市等大学生创新训练计划项目12项,指导研究生获国家奖学金4人次。目前担任上海市焊接学会理事、上海市焊接协会行业规划委员会委员、SVOA Materials Science & Technology杂志编委。作为项目负责人已完成国家自然科学基金、总装备部预研项目、上海市自然科学基金、上海市科委地方高校专项基金、上海市科委先进制造高新技术研究项目、新疆自治区科技援疆专项、克拉玛依市重大专项等多项国家、省市级课题的研究。还承担了上海电站设备有限公司、上海核电设备有限公司、上海振华重工有限公司、上海外高桥造船有限公司、通快(中国)有限公司等企业委托技术开发课题的研究,2017年入选学校腾飞计划 2015年获上海科技进步一等奖。

  

非晶材料具有原子排列长程无序、短程有序的特点,因而具备不同于传统晶态材料的性能。非晶态属于亚稳态,即组份原子保持在远离平衡状态的位置,因此它除了在力学性能、磁学性能、耐腐蚀性能等方面有应用价值,还可以作为一种功能性材料,如催化剂、生物材料、软磁材料、磁热效应等。2020年,材料工程学院张培磊副教授在2019年底刚完成的国家自然科学基金青年项目的基础上,基于前期对非晶合金超快凝固理论的深度掌握及微观结构激光控制途径的深度解析,创新性地将非晶合金与激光3D打印技术深度结合,申报的面上项目双光束SLM/脱合金化制备Fe基非晶合金纳米多孔结构机理研究获得资助,项目完成后有望在非晶合金的小结构设计、大尺寸突破、多功能应用方面取得关键理论突破和全面的开创性成果。

201910月,张培磊受弗朗霍夫Institute for Laser Technology ILT)研究所A. Gillner博士邀请,赴德国亚琛访学一年,主要从事干涉激光多维度微纳结构制造的理论研究。访学期间,在与ILT激光制造团队合作开展金属材料表面微纳结构设计及超快激光制备研究的同时,张培磊还参加了多个欧盟前沿激光制造的研究课题,包括构建下一代激光3D打印技术理论内核的项目,此理论完成后将极大地提高增材制造技术的效率并降低成本,可建立基于人工智能(AI—Artificial Intelligence)的下一代“数字链工厂”,将使得3D打印技术真正在工业各领域中全面应用。受此项目研究过程启迪,张培磊将下一代激光3D打印内核理论与青年基金项目中掌握的非晶合金微观结构激光控制技术相结合,首次提出非晶合金激光增材制造之结构复杂化、尺寸大型化、应用功能化的科学思想,第一次申报面上项目就获得评议专家的一致好评,并获资助。

旅德期间,通过与国际多个研究团队的紧密合作,张培磊已经在智能制造领域发表SCIEI收录论文10余篇,其中国际合作论文5篇,并参与了欧盟“地平线欧洲”中下一代宽禁带半导体材料激光刻蚀项目申请。与英国兰卡斯特大学、德国亚琛工业大学、德国于利希研究中心、德国勃兰登堡应用科技大学、德国弗朗霍夫ILT研究所、德国波鸿大学等世界知名的激光制造研究单位建立了牢固的学术合作关系。张培磊认为,“它山之石,可以攻玉”,积极与国外同行交流,充分了解国际学术前沿动态,才能保持学术科研活力。


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