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　　近日，聊城大學郭安福教授團隊從龜甲咬合縫的結構以及鱗足蝸牛貝殼材料的分層結構中獲取靈感，提出了一種仿生層狀陶瓷-金屬復合材料的設計與制備方法。相關研究成果以《仿生層狀陶瓷-金屬復合材料的增材制造：增強韌性和抗損傷性》（Additive manufacturing of bionic layered ceramic - metal composites for enhanced toughness and damage resistance）為題，發表于國際期刊Virtual and Physical Prototyping（中科院1區，IF="10.2）。該期刊是增材制造領域內TOP期刊，在工業和制造工程領域具有較高的學術影響力。

　　為實現這兩種仿生結構的融合，該團隊創新性地將還原光聚合（VPP）和粉末床熔融（PBF）兩種增材制造工藝相結合，成功制備出具有高斷裂韌性和彎曲強度的陶瓷-金屬復合材料。該團隊還深入研究了二維與三維結構對這種復合材料抗彎強度和斷裂韌性的影響。研究結果表明，復合材料的機械性能受三維結構的影響較為顯著。具體而言，二維結構能夠最大程度地降低部件發生災難性損壞的風險，而三維結構則有助于增強材料的抗彎強度和斷裂韌性。通過有限元分析進一步證實，三維結構有利于加快載荷傳遞速度，提高應力分布的均勻性。由于316L SS提供了內在增韌機制，浸滲劑提供了外在增韌機制，與普通層狀復合材料相比，這種仿生復合材料的抗彎強度和斷裂韌性均得到了明顯提升。

　　該研究成果為復合材料的設計與應用提供了極具價值的參考，為仿生復合材料設計制備提供新思路，展示了多材料復合制備的新途徑，且該復合材料因兼具316L SS和Al₂O₃的特性，在工業管道、環保、高壓電氣等領域有廣泛應用前景，有望推動相關領域發展。

　　本文第一作者為聊城大學機械與汽車工程學院碩士生吳海龍，通訊作者為聊城大學郭安福教授和深圳大學陳張偉教授；合作研究者為美國密西西比州立大學胡瑩賓助理教授。該工作得到了國家自然科學基金、山東省自然科學基金、廣東省教育廳重點項目等項目支持。

　　（審核 郭宏亮）