近日，我院地质工程系张绍和教授科研团队在增材制造领域国际顶级期刊Additive Manufacturing（中科院一区，影响因子10.3）发表题为“Manufacturing and characterization of functionally gradient material from cemented carbide to diamond via filament-based materail extrusion 3D printing”的研究成果。孔祥旺博士生为论文第一作者，张绍和（导师）、荣令龙为通讯作者，其它作者有吴晶晶、吴冬宇；通讯单位为中南大学地球科学与信息物理学院。该论文的研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、湖南省自然科学基金项目等的经费资助。

论文提出采用基于长丝挤出的增材制造技术制备具有梯度结构的金刚石复合片。研究过程中，使用自主研发的复合长丝3D打印得到梯度结构金刚石复合片生坯，通过热重分析测试复合长丝的热分解特性，讨论脱脂过程中不同加热速率对打印坯体宏观形貌和微观结构的影响，并在6.5 GPa 和 1550°C的合成条件下得到了无缺陷的梯度结构金刚石复合片。通过微观结构表征发现，梯度层内部实现了从碳化钨到金刚石的连续渐变；拉曼光谱分析发现，与传统金刚石复合片相比较，梯度结构金刚石复合片轴向界面处的残余应力均为压应力，这可有效抑制界面处微裂纹的出现和产生；冲击试验结果表明，梯度结构金刚石复合片的抗冲击能力比传统金刚石复合片提高了15%，而且冲击破损形貌更完整，这进一步证明了梯度结构有利于提高聚晶金刚石层与硬质合金基体之间的结合强度。

地信院张绍和教授科研团队近年来在3D打印梯度功能结构金刚石复合片制备理论和技术研究方面取得了重大突破，该成果的刊发表明我院在3D打印制备超硬复合材料研究领域得到国际同行的认可,有助于提升学科影响力。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.addma.2024.104325