仿墨鱼骨多级孔陶瓷 3D 打印实现高冲击吸能，轻质防护材料多了一条结构路线

学术圈重大事件 · 发布 2026-06-16T10:37:00+08:00 · 更新 2026-06-16T10:43:00+08:00

核心结论

华中科技大学等团队在 IJEM 发表低温直写 3D 打印研究，用宏观、微米和纳米三级孔结构改善陶瓷抗冲击性能，为轻质防护材料提供可迁移的结构制造思路。

据 EurekAlert / International Journal of Extreme Manufacturing 6 月 15 日发布，华中科技大学等团队在 International Journal of Extreme Manufacturing 发表论文，设计了一套低温直写 3D 打印工艺，让氧化铝陶瓷形成宏观、微米和纳米三级孔结构。论文 DOI 为 10.1088/2631-7990/adb9a8。

这项工作的背景是，陶瓷耐高温、耐腐蚀，但在冲击场景中常因裂纹快速贯穿而脆裂；金属和塑料更韧，却往往更重或耐热不足。团队借鉴墨鱼骨的层级孔隙，用 -20 摄氏度冷冻基底诱导冰晶成孔，再经真空干燥和高温烧结形成多尺度内部结构，使材料在压缩时逐层坍塌而不是一次性破碎。

新闻稿称，样品约 90% 为空隙，密度为 0.43 g/cm3，却能压缩到原高度 60% 而不断裂，并吸收最高约 10 kJ/kg 的动能。更重要的是，团队还把类似冻结打印策略扩展到碳化硅、钛酸钡和钛合金，说明这更像是可迁移的结构制造方法，而不只是单一陶瓷配方。对航空轻量化防护、可穿戴防冲击装备和极端制造来说，后续关键在于大尺寸打印、批量一致性和真实冲击工况验证。

信息来源

• EurekAlert / International Journal of Extreme Manufacturing
• IOPscience / International Journal of Extreme Manufacturing

可信度说明

来源为 EurekAlert 收录的期刊 Article Highlight，并提供期刊名、DOI、材料参数和工艺描述；它属于同行评议工程制造论文的传播稿，但页面表述偏应用前景，商业化、防弹或航天应用仍需独立实验、尺度放大和标准化测试支撑。

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