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3C行业陶瓷材料改性及高性能构件精密制造关键技术及其应用
发布时间: 2026-01-08
基本信息
合作方式：
技术咨询
成果类型：
发明专利
行业领域：
新材料产业,制造业,新材料相关服务,新材料
成果介绍
本项目针对3C陶瓷构件对高韧性、高强度及多色性能的复合需求，系统构建了多机制协同的材料改性方案。通过引入Al₂O₃晶须，结合稀土离子掺杂与微波烧结技术，实现了基于相变、增韧、显色的协同设计。晶须增强提供了裂纹桥联、拔出等微观能耗机制，有效提升裂纹扩展阻力；稀土离子的掺杂不仅调控陶瓷显色特性，还形成“软”相区域，有助于缓释应力集中，延迟裂纹萌生；微波烧结技术则显著抑制了晶粒长大，提高了材料致密度与结构均匀性，从而大幅提升陶瓷构件的断裂韧性和抗弯强度。采用基于中子衍射分析技术的陶瓷精细相结构和应力测量方法，实现对陶瓷构件三维晶格畸变和应力分布的分析表征，准确揭示陶瓷构件的断裂失效机理。研究建立了“成分设计–显微结构–宏观性能”间的多尺度映射关系，揭示了晶须掺杂含量、微波烧结参数及稀土掺杂浓度等参数对性能演化的调控机制以及陶瓷构建的断裂失效机理。该增韧原理为新一代高强韧多彩陶瓷构件的定向设计与批量制造提供了坚实理论支撑。
成果亮点
该成果面向3C行业陶瓷构件高性能、高精度及智能化制造需求，在材料、工艺与制造体系层面开展系统性创新。材料端研发稀土离子着色与Al₂O₃晶须掺杂-微波烧结协同增韧工艺，同步提升构件力学性能与美学效果；工艺端开发高固含低粘度注射喂料体系及流延成型技术，结合流变建模与致密烧结，实现复杂构件高精度成型与尺寸一致性控制，提出超声-热-力耦合辅助磨削方法以提高加工效率与质量；制造体系端构建"材料—成型—烧结—加工"一体化闭环控制体系，实现陶瓷构件全流程智能化管理，形成多维度技术融合特色。
团队介绍
广东华中科技大学工业技术研究院（简称“工研院”）是广东省科技厅、东莞市政府和华中科技大学于2007年共建的科技创新、技术服务、产业孵化与人才培养的公共平台，按照“事业单位，企业化运作”，具有“三无三有”的机制特色，被《人民日报》、《焦点访谈》誉为“全国新型研发机构的典型代表”。
团队建设方面：有600余人的研发团队和1000余人的工程化团队，其中包括国家领军专家人才5人，国家长江学者7人，国家杰出青年6人，海外创新人才70多名，东莞市特色人才34名（占东莞市特色人才比例10%），共获批1支国家重点领域创新团队，7支广东省创新团队。
成果资料
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