《大學》作者(國際頂尖)

近日，西安交通大學前沿科學技術研究院與香港城市大學聯(lián)合培養(yǎng)的博士畢業(yè)生張?zhí)炻?/strong>在劉錦川院士的指導下，以第一作者身份在國際頂尖期刊《科學》上發(fā)表題為“In situ design of advanced titanium alloy with concentration modulations by additive manufacturing（采用增材制造方法原位設計具有濃度調(diào)制結構的先進鈦合金）”的研究論文。

• 張?zhí)炻?/strong>，2015年取得西安交大理學學士學位，同年進入西安交大前沿院攻讀研究生，2018年前往香港城市大學進行聯(lián)合培養(yǎng)，2020年獲得博士研究生國家獎學金，2021年取得西安交大博士學位，同年取得香港城市大學博士學位，現(xiàn)任職于香港高等研究院(HKIAS)。張?zhí)炻〗陙韽氖孪冗M鈦基合金的成分和結構設計，并在材料計算模擬—實驗表征等交叉學科領域具有廣泛的研究興趣，已在《自然》《材料學報》《材料快報》等國際權威學術期刊上發(fā)表研究論文10余篇，并申請2項相關專利和軟件著作權，先后擔任多個國際期刊與雜志審稿人。

通常而言，金屬材料中的成分不均勻性會降低材料性能，研究人員將其看作是材料內(nèi)部的重大缺陷，因此材料的成分不均勻性很少被用來進行有效的合金設計。但其實，人們對成分不均勻性的積極作用缺乏足夠的認識，傳統(tǒng)的鑄造、鍛造等方法一般也無法對材料內(nèi)部的成分波動實現(xiàn)人為有效的調(diào)控。3D打印是一種革命性的快速高效的材料成型技術，為材料的成分不均勻設計提供了新途徑。

近日，西安交大前沿院與香港城市大學聯(lián)合培養(yǎng)的博士畢業(yè)生張?zhí)炻?/strong>，所在香港城市大學劉錦川院士團隊在利用增材制造設計成分不均勻的鈦合金方面取得重大進展，創(chuàng)造性地提出了一種新的3D打印策略，即通過精心調(diào)控熔池中不同粉末的混合程度，獲得一種前所未見的具有微米級成分梯度結構，展現(xiàn)出熔巖狀組織，通過相穩(wěn)定性調(diào)制產(chǎn)生不同尺度的β+α′雙相微觀結構，引入連續(xù)相變誘發(fā)的塑性效應，并由此帶來優(yōu)異的力學性能（1.3GPa拉伸強度，9%均勻伸長率），為成分不均勻設計新型合金提供了新思路。該研究成果發(fā)表在國際頂尖期刊《科學》上，張?zhí)炻檎撐牡谝蛔髡?，西安交大前沿院為論文第二單位?/strong>

研究人員創(chuàng)造性地將成分調(diào)制的概念和3D打印結合起來，另辟蹊徑地設計出具有微米級成分梯度結構的合金設計策略。該研究工作不僅將增材制造原位合金化中的成分不均勻性變廢為寶，成功用來設計成分非均勻的高性能合金材料，更是極大地開拓了增材制造技術的想象空間，使得這項技術不僅僅被用作復雜構件的成型技術，更可以被開發(fā)為一種全新的合金設計和制造方法，從而有力地推動增材制造技術實現(xiàn)“材料—結構—性能”一體化智能設計的夢想。

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前沿科學技術研究院是西安交通大學于2010年投資籌建的首個“學術特區(qū)”，共設11個研究中心，涵蓋物理學、化學、化學工程與技術、材料科學與工程、生物醫(yī)學工程、生物學等一級學科，實行國際通行的科研管理體制。前沿院的建院目標是通過鮮明的學科交叉特色，發(fā)展成為世界一流的大型基礎科學研究院，同時作為改革的試點，為我國實現(xiàn)科研體制改革的國家戰(zhàn)略提供經(jīng)驗。前沿院師資力量雄厚，科研基礎堅實、實力發(fā)展迅速，是西安交大發(fā)表高水平論文的主要基地之一，曾被中央組織部等部門評為“全國專業(yè)技術人才先進集體”，并被《人民日報》《中國科學報》等各大媒體多次報道，其發(fā)展模式獲得了國家部委的高度認可，并對國內(nèi)兄弟院校的人才引進和管理模式產(chǎn)生了積極的影響。

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素材來源：西安交通大學新聞網(wǎng)、前沿科學技術研究院

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