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3D打印

阳江“本土”博士生钻研“空白地带”有望解决3D打印难题

激光制造网 来源:阳江日报2022-03-25 我要评论(0 )   

将研究成果发表在国际顶尖的学术期刊上是所有科研工作者的目标。今年2月,阳江市五金刀剪产业技术研究院博士生路超撰写的论文《激光粉末床熔融316L不锈钢飞溅的氧化行为...

将研究成果发表在国际顶尖的学术期刊上是所有科研工作者的目标。今年2月,阳江市五金刀剪产业技术研究院博士生路超撰写的论文《激光粉末床熔融316L不锈钢飞溅的氧化行为研究》发表在国际顶尖学术期刊《Applied Surface Science》(《应用表面科学》)上,这意味着他顶住压力坚持研究“空白地带”的成果得到了学术界的认可。

学术界“空白地带”引起关注

路超是钢铁研究总院和阳江市五金刀剪产业技术研究院(以下简称研究院)联合培养的金属3D打印专业博士生,研究院院长张瑞华教授是他的导师。在研究院成立之初,路超于2015年6月便来到这里。来自河南郑州的他,在阳江度过了硕博7年,是阳江“本土”培养的博士生。

2021年初,路超在一次实验中偶然用电镜看到少量与众不同的粒子。出于好奇,他将放大倍数由500倍调至1万倍,看到这些表面均匀分布着类似足球花斑一样的粒子与周边光滑的粒子“格格不入”,这引起了他的注意。

查阅文献时路超发现,这些特殊的粒子很少有人研究。国内的研究者认为,材料处于充满氩气的环境中,且粉末含氧量极低,生成物应该是同一种物质,这些不算显眼的粒子直接被忽略了,也有部分学者未注意到这些特殊粒子的存在,而国外也仅有十几篇文章研究了这种特殊粒子。“这些文章只有简单的描述,模棱两可,并不能解答我的疑惑。”他大胆猜测,即使实验环境氧含量极少,也会生成氧化物,影响实验结果。

随后,路超和导师张瑞华讨论了他在试验中遇到的问题和难点,找不到文章得不到合理的解释,他想深入研究一探究竟。没想到等待他的是导师关怀的责备:“科学研究是条很漫长的路,这个方向没人研究,如果花了那么多时间精力,可能一无所获,还有可能会影响毕业,值不值得呢?”

顶住压力坚持自己的研究方向

路超深知,3D打印技术广泛运用于军工、航天、汽车、医疗等领域,一些十分精细的物件就是通过3D打印技术制成的。如果材料、技术稍有差池,对应的将会是巨大的损失。“当前的研究假定的是理想的实验环境,忽视了一些极其细微的影响因素。如果打印的产品足够多,这些粉末粒子被重复循环使用,也许这些影响因素就会被放大,进而影响产品质量。”为了验证自己的猜测,路超开始了他的研究。

研究过程并不顺利,甚至可以用“压力重重”来形容。研究院检测设备的放大倍数不够,路超便向其他研究机构预约设备,还将样品寄到深圳请研究机构进行检测。他记不清2021年一整年做了多少次实验,一次又一次的尝试、等待、失败,宝贵的时间过去了,成果还没有,他有些着急。“我相信自己的方向是对的,也许做的还不够,但是我相信,只要功夫深,铁杵磨成针。”路超鼓励自己。

实验的过程是孤独的。经过多次实验,他终于能够证明那些特殊粒子就是氧化物。多次实验的积累给了他信心,撰写论文就成了水到渠成的事。2021年11月,当论文写好的那一刻,他信心满满地向国际顶尖学术期刊《Applied Surface Science》投稿,第二个月就收到杂志社的反馈。路超根据反馈意见修改了两次,最后一次收到反馈时临近春节。

厚积薄发专注解决实际应用需要

《Applied Surface Science》是表面物理科学类的顶级学术刊物,是具有国际顶级影响力的重要学术刊物,该期刊属于中科院SCI分区材料科学类别的一区,属于行业顶刊(TOP期刊)。为了尽快提交最后的修改版本,今年春节路超没有回家。他在实验室和宿舍之间两点一线,认真对照编辑的反馈意见修改,再将平时做实验的情况好好整理,尽可能完善论文。

功夫不负有心人,论文最终在2月发表。路超告诉记者,研究中最难的是找不到相关文献,全靠自己摸索,很怕钻进死胡同。“以后如果有人研究,就可以参考我的经验了,这是最开心的事。”马上要毕业了,由于一直全身心投入研究工作,没有时间找工作单位,当记者问到去哪里工作的时候,路超表示,自己非常喜欢这个专业,也非常喜欢激光应用行业,希望继续在这个行业里深耕。

论文发表后张瑞华才得知,这个执着的学生并没有将自己的“忠告”放在心上,了解到这项研究花费了路超一年多的时间,他更是对这个认真、有毅力、不服输的学生改观了印象。“路超能够耐得住寂寞,潜心钻研,将来一定会取得更大的成绩,国家需要这种类型的人才。”张瑞华评价路超。

张瑞华表示,中国已经成为了国际上的论文大国、专利大国,但是很多时候的研究脱离了实际应用。“路超能够克服外界的压力和诱惑,沉下心来做研究,这是非常难得的,做科研就需要这种坐冷板凳的精神,不为金钱名利所动,厚积薄发,希望他在事业上有更大的收获。”张瑞华说。


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