SDG9 专题征稿 | 面向极端环境的陶瓷材料增材制造

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面向极端环境的陶瓷材料增材制造

Additive Manufacturing of Ceramics for Extreme Environments

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客座编辑:Paolo Colombo,意大利帕多瓦大学工业工程系教授、美国宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系教授; Andrea Zocca,德国柏林联邦材料研究与测试研究所“先进多材料加工”部门常任研究员; 何汝杰,北京理工大学先进结构技术研究院教授; Corson L. Cramer,美国橡树岭国家实验室研究员; Samuel Bernard,法国国家科学研究中心(CNRS) 主任研究员,材料科学研究联合会 MatV2L 主任。

期刊名称:npj Advanced Manufacturing

截止日期:2025.7.14


客座编辑

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Paolo Colombo,意大利帕多瓦大学工业工程系教授、美国宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系教授

Paolo Colombo 是意大利帕多瓦大学工业工程系材料科学与技术教授,同时也是宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程教授、英国伦敦大学学院机械工程系名誉教授。他曾任法国里昂国立应用科学学院外籍科学家、德国弗莱贝格工业大学材料学院 DGF Mercator 教授、中国哈尔滨工业大学特种陶瓷研究所学术顾问和巴西圣保罗大学客座教授。他是世界陶瓷科学院院士、欧洲科学院院士、欧洲科学院院士和意大利工程技术学院院士;美国陶瓷学会(ACerS)、英国材料、矿物和矿业学会(IOM3)以及欧洲陶瓷学会(ECerS)会士。他曾是美国宾夕法尼亚州立大学富布赖特学者。他曾获得由英国材料、矿物和矿业学会(IOM3) 颁发的 Pfeil 奖、Verulam 奖及奖章;由美国陶瓷学会(ACerS)颁发的Global Star奖、Edward C. Henry 奖、Global Ambassador奖、Bridge Building 奖;波兰陶瓷学会奖;以及欧洲陶瓷学会和美国陶瓷学会联合颁发的ECerS-ACerS奖。他是意大利陶瓷学会副主席(2024-2026年)和国际陶瓷联合会 (ICF) 前任主席(2023-2024 年)。

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Andrea Zocca,德国联邦材料研究与测试研究所“先进多材料加工”部门常任研究员

Andrea Zocca 博士是德国柏林联邦材料研究与测试研究所“先进多材料加工”部门的常任研究员。2015 年,他在帕多瓦大学和克劳斯塔尔工业大学(德国)联合培养博士项目中获得博士学位。2015 年,他获得柏林联邦材料研究与测试研究所的Adolf Martens fellowship。自 2017 年起,他担任该机构的常任研究员,并担任部门负责人的副手。他的主要研究兴趣是开发用于先进陶瓷材料增材制造的新技术和原料。他是德国陶瓷学会 (DKG)、意大利陶瓷学会 (ICerS) 和欧洲陶瓷学会 (ECerS) 的成员。在 ECerS 中,他担任Europe Makes Ceramics工作组代表,该工作组致力于陶瓷的增材制造,曾合作组织过6届青年陶瓷学者增材制造论坛(young Ceramists Additive Manufacturing Forum , yCAM)。

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何汝杰,北京理工大学先进结构技术研究院教授

何汝杰博士是北京理工大学先进结构技术研究院材料科学与工程系长聘教授,博士生导师。他 2013 年毕业于哈尔滨工业大学,获得材料科学博士学位。2013 年至 2015 年,他在北京大学担任博士后。他主要研究面向极端环境(如高温环境、高应变率环境、多物理场环境等)的陶瓷材料增材制造。

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Corson L. Cramer,美国橡树岭国家实验室研究员

Cramer 博士长期从事高温陶瓷和陶瓷基复合材料 (CMC) 的加工、制造、特性描述和测试方面的研究和开发,这些材料可用于能源和国防应用。他在橡树岭国家实验室 (ORNL) 担任研究员超过 7 年,并负责了数个先进增材制造项目,研究用于航空航天、航空发动机、核能和先进能源应用的下一代超高温和恶劣环境陶瓷及陶瓷复合材料、混合材料。他于 2017 年获得美国科罗拉多州立大学机械/材料工程博士学位。自在橡树岭国家实验室工作以来,他获得了多项专利。Cramer 博士目前主要研究:用于增材制造(包括挤出式机器人铸造、立体光固化和粘合剂喷射)的陶瓷和复合材料开发、新型陶瓷基复合材料的开发、陶瓷加工(包括烧结、反应粘结、聚合物浸渍裂解 PIP)、陶瓷粉末的调理/涂层,以及连续纤维陶瓷基复合材料的创新加工和制造。他是美国陶瓷协会(ACerS)的分会主席、以及ASM 和 SME 的成员。

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Samuel Bernard,法国国家科学研究院主任研究员、材料科学研究联合会 MatV2L 主任

Samuel Bernard 博士是法国国家科学研究院的主任研究员,也是材料科学研究联合会 MatV2L 的主任。2002年,他在法国里昂大学获得无机化学博士学位,随后在德国马克斯普朗克金属研究所担任博士后研究员,研究聚合物衍生陶瓷 (PDC)。他于 2004 年加入法国国家科学研究院,并先后在法国里昂多材料和界面实验室(LMI)和蒙彼利埃的European Institute of Membranes进一步开展聚合物衍生陶瓷研究。自 2017 年起,他在法国利摩日陶瓷研究所(IRCER)继续研究,主要设计含P区元素或D区元素的聚合物衍生陶瓷,将其作为纤维和基体、杂化材料和多孔组件。


SDG9 专题征稿

面向极端环境的陶瓷材料增材制造

Additive Manufacturing of Ceramics for Extreme Environments


由于具有各种独特的性能,陶瓷材料常作为极端环境下应用的首选材料,包括化学反应器、高温绝缘材料、与熔融金属或玻璃接触的部件,以及核反应堆、国防和航空航天等关键组件等。


然而,首先,陶瓷材料的高硬度、高熔点、脆性等特性往往使其制备面临极大挑战,增材制造(AM)技术为面向极端环境应用的陶瓷材料制备提供了创新途径,可以为现有传统制备技术提供很好的补充或替代。同时,增材制造独有的结构设计优势,尤其适用于陶瓷材料在过滤器、热交换器和化学反应器等要求复杂异形陶瓷材料构件的领域。此外,虽然陶瓷材料的增材制造已有大量研究,但是目前学术界仅对其工艺进行了较多关注,但是对其评价与表征标准的建立缺乏系统研究。


因此,我们组织了本专题,旨在针对以上方向汇聚最新的研究成果,展示面向极端环境的陶瓷材料增材制造领域的最新研究进展。专题包括但不限于以下内容:

●面向极端环境应用的增材制造陶瓷材料研究,如超高温陶瓷材料、高熵陶瓷、陶瓷基复合材料等

●用于理解增材制造工艺对关键材料特性(包括力学、热和化学特性等)影响的表征与评价方法

●面向极端环境、基于增材制造的陶瓷材料的结构设计、功能设计

●面向极端环境、基于增材制造的的结构功能一体化陶瓷材料

●增材制造陶瓷材料的极端环境应用新场景

●创新增材制造工艺,等。


本专刊符合并支持联合国可持续发展目标 SDG 9: Industry, Innovation & Infrastructure

和 SDG 12: Ensure sustainable consumption and production patterns。


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