나의 선생님은 필라멘트 위에서 "춤추는" 독특한 기술을 가지고 계십니다. 그는 곤충 로봇이 현실로 "오르기"를 원합니다.
2024-09-08
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[편집자 주] 성장하는 과정에서 지루한 수업을 활기차고 흥미롭게 만들고, 전문 분야를 '마법의 무기'로 바꿔 학생들의 역량을 강화하고, 학생들의 관심과 취미를 미래의 직업에 대한 갈망? dahe.com은 교사들이 자신의 '독특한 기술'을 어떻게 활용하여 다음 세대의 꿈을 지원하는지 알아보기 위해 스승의 날을 맞아 '나의 선생님은 독특한 기술을 가지고 계십니다'를 기획했습니다.
dahe net news(liu gaoya 기자) 전자가 필라멘트 위에서 '춤'을 추게 하는 마이크로 빔 '전자총'을 사용하여 zhengzhou 항공 산업 경영 연구소 재료 대학 교수 zeng fanguang은 학생들에게 다음과 같이 안내했습니다. '챌린지컵' 전국 대학생 대회에서 1위를 차지했습니다. 현재 이 기술과 지원 장비는 전 세계적으로 부족합니다.
그는 어렸을 때 물리학을 공부했지만 학생들이 재료 과학의 새로운 길을 탐구하도록 이끌었습니다. 60주년을 앞둔 증판광(曾番廣)은 또 다른 소망을 갖고 있다. “마이크로 빔 전자총의 산업적 응용을 실현하고 재료-장치-장비 전체 체인의 혁신을 실현하기 위해 팀을 구성한다. 최대한 빨리."
이 총의 가장 큰 용도는 무엇입니까?
zeng fanguang이 언급한 전자총은 '진짜 총'이 아니라 전자를 '총알'로 사용하는 전자 방출 총입니다. 필라멘트는 이 총의 "총신"입니다. 여기에서 전자는 전기장과 자기장을 조작하여 "춤추게" 됩니다. 그렇다면 이 총은 정확히 어디에 사용되는 걸까요?
"곤충 크기의 마이크로 로봇을 아시나요? 메소스코픽 크기(10^-4~10^-6m)의 수많은 복잡한 금속 마이크로 부품으로 구성되어 있습니다. '마이크로 부품'이 아주 작은 것 같지 않나요? 만들기 쉽나요?” zeng fanguang이 웃으며 물었다.
그에 따르면 현재 우리나라는 주사형 전자현미경, 투과형 전자현미경, 기타 필라멘트 소재, 필라멘트 장치 등 고급 진공 전자장비 수입에 크게 의존하고 있어 병목 현상이 발생할 위험이 잠재되어 있다고 한다.
비구조적이거나 제한된 공간에서 검사, 탐지, 재난 후 수색 및 구조를 위한 센티미터 규모 또는 육상 곤충 규모의 로봇을 어떻게 만들 수 있습니까? zeng fanguang은 정밀 금속 미세 구조 또는 마이크로 부품이 전제 조건 중 하나이며, 특히 거시적 규모와 마이크로 규모 사이의 메조스코픽 규모(서브미크론-서브밀리미터) 작은 금속 부품이라고 말했습니다.
zeng fanguang은 수년간의 연구를 통해 기존 제조 기술 중 이 문제를 해결할 수 있는 가장 유망한 기술이 고에너지 밀도 전자 마이크로빔을 사용하여 금속 분말을 패턴 용융시키는 전자 마이크로빔 3d 프린팅 기술임을 발견했습니다. 미세 부품의 그래픽 데이터, 고에너지 밀도 전자 마이크로 빔을 사용하여 금속 분말을 층별로 패턴 용융하여 궁극적으로 복잡한 금속 미세 부품의 적층 미세 제조를 실현합니다.
"위의 고려 사항과 반복적인 시연을 바탕으로 우리 교사 팀은 학생들이 필라멘트 재료의 돌파구를 찾도록 지도한 다음 핵심 재료 혁신으로 핵심 장치 혁신을 촉진했습니다." zeng fanguang은 마이크로빔 전자총이 등장했다고 기쁘게 말했습니다. 존재.
수상 후 눈물을 글썽이는 학생들의 모습을 보니
제18회 "챌린지 컵" 전국 대학생 과외 학술 과학 기술 작품 대회에서 zeng fanguang과 그의 팀은 학생들이 "복잡한 금속 마이크로 부품의 적층형 마이크로 제조 응용을 위한 마이크로빔 전자총" 작품으로 1등상을 받을 수 있도록 지도했습니다.
대회 기간 동안 zeng fanguang의 기억 속에 인상 깊은 것은 두 가지가 있었습니다.
기존 전자총 필라멘트는 육붕소란타늄과 텅스텐 필라멘트를 주로 사용하지만, 방출면의 크기가 크기 때문에 작은 전자빔 스폿을 얻을 수 없습니다. 팀원들은 실험실에서 준비한 준거대 탄소 섬유를 대신 사용하면 이 물질이 준거시 규모와 완벽한 곡률 반경을 갖춘 반구형 방출 표면을 갖게 될 것이라고 상상했습니다. 조작.
zeng fanguang은 과학 연구, 특히 전자 소스 재료 및 장치와 그 응용 분야의 전문가입니다. 그는 과학적 연구 과정의 어려움과 결과 달성의 어려움을 잘 알고 있으며, 다년간의 경험을 학생들에게 전수합니다.
zeng fanguang의 환자 지도 하에 여러 차례의 실험을 통해 참여 팀은 마침내 물리적 공간 구속 효과와 제어 변수 방법을 사용하여 완벽한 형태의 준거대 탄소 섬유를 준비했습니다.
여름방학 동안 정저우에서는 기온이 40°c까지 오르고 폭염도 닥쳤는데, 팀원들은 실험실에서 1000°c에서 필라멘트 성장 실험을 하고 있었습니다. 마지막으로 그들은 준매크로 탄소 섬유 필라멘트 재료의 제어 가능한 준비를 달성한 다음 마이크로 빔 전자총의 개발 및 테스트를 완료했습니다.
zeng fanguang은 마이크로빔 전자총을 만들 때 학생들이 먼저 필라멘트 재료를 필라멘트 장치로 바꿔야 하며 외경이 0.3mm에 불과한 구리 튜브에 사람의 머리카락보다 훨씬 얇은 재료를 끼워 넣어야 한다고 말했습니다. , 필라멘트를 필라멘트 장치에 넣습니다. 구리 튜브는 필라멘트 재료에 안정적으로 전기적으로 연결할 수 있을 만큼만 압착됩니다.
"새 장비이기 때문에 시중에 판매되는 특별한 도구가 없고 수동 조작이 필요합니다. 현미경과 돋보기만 사용하여 조작을 보조할 수 있습니다. 학생들의 두려움을 상상할 수 있습니다." 경험을 통해 zeng fanguang은 열정으로 가득 차 있었고 괴로움을 느꼈습니다.
zeng fanguang과 다른 팀 교사들의 격려와 시연 덕분에 학생들은 한 손으로 작은 물체를 조작하는 기술을 개발했습니다. "이제 대부분의 학생들은 독립적으로 필라멘트 장치 생산을 완료할 수 있습니다. 이를 통해 우수한 장인 정신과 어려움을 극복하려는 끈질긴 의지가 크게 배양되었습니다. 이는 많은 수업과 교환할 수 없는 진전입니다." .
대학대회부터 전국대회까지, 정항부터 결승전까지. 대회가 끝난 후 zeng fanguang은 참가 학생들을 구이양 근처에서 공부하고 있었는데, 그 출품작이 1등을 했다는 소식이 전해졌습니다. “학생들이 비명을 지르고 눈물을 글썽이며 환호하는 모습을 본 순간, 그들이 조용히 변했다는 걸 알아요.”
이 "총"이 산업적 응용을 실현하게 해주세요
zeng fanguang은 프로젝트의 r&d 가치에 대해 “마이크로빔 전자총을 기반으로 복잡한 금속 미세 부품의 적층 미세 제조를 달성하기 위한 전자빔 적층 미세 제조 시스템을 개발할 것으로 예상됩니다. ”
마이크로빔 전자총의 향후 개발과 관련하여 zeng fanguang은 "다음으로 마이크로빔 전자총의 응용 연구를 촉진하는 데 중점을 두고 마이크로빔 전자총의 변형을 촉진할 것입니다. 실험실 제품을 산업 응용 분야에 적용하고 제품 품질과 성능을 최적화하고 업그레이드합니다.”
동시에 마이크로빔 전자총을 기반으로 한 특수 전자광학계와 특수 전원 공급 시스템도 개발해 금속 부품의 마이크로나노 가공 장비에 필요한 핵심 부품 개발도 조속히 완료할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 소재에서 디바이스, 장비로의 도약을 하루빨리 실현하기 위해 노력하겠습니다.
학생 양성은 여전히 최우선 과제이며 zeng fanguang은 더 많은 학생을 연구 개발 플랫폼에 통합하기를 원합니다. “신중한 교육을 통해 더 많은 학생들이 재료 과학 지식을 습득할 뿐만 아니라 진공 전자 기술을 적용할 수 있는 능력을 갖춘 복합 혁신 인재가 될 것이며, 첨단 재료 및 고급 장비 분야에서 보기 드문 전문 기술 인재가 될 것입니다. zeng fanguang은 자신있게 말했습니다.
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