mi maestro tiene una habilidad única: "bailar" sobre el filamento. quiere que el robot insecto "trepe" a la realidad.
2024-09-08
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[nota del editor] en el camino hacia el crecimiento, ¿alguna vez se ha encontrado con un maestro con "habilidades únicas" que pueda hacer que las clases aburridas sean animadas e interesantes, convertir las especialidades en "armas mágicas" para empoderar a los estudiantes y expandir los intereses y pasatiempos de los estudiantes hacia ¿anhelo de carreras futuras? dahe.com planeó "mi maestro tiene una habilidad única" para el día del maestro para ver cómo los maestros usan sus "habilidades únicas" para apoyar los sueños de la próxima generación.
dahe net news (reportero liu gaoya) con una "pistola de electrones" de microhaz que permite que los electrones "bailen" sobre el filamento, zeng fanguang, profesor de la escuela de materiales del instituto de gestión de la industria de la aviación de zhengzhou, guió a sus estudiantes a gana el primer lugar en la competencia nacional de estudiantes universitarios "challenge cup". esta tecnología y equipo de apoyo faltan actualmente en el mundo.
estudió física cuando era joven, pero llevó a sus alumnos a explorar un nuevo camino en la ciencia de los materiales. zeng fanguang, que está a punto de cumplir 60 años, tiene otro deseo: "llevar al equipo a realizar la aplicación industrial de los cañones de electrones de microhaces y realizar la innovación de toda la cadena de materiales, dispositivos y equipos. lo antes posible."
¿cuál es el gran uso de esta arma?
el cañón de electrones mencionado por zeng fanguang no es un "arma real", sino un cañón emisor de electrones que utiliza electrones como "balas". el filamento es el "cañón" de esta pistola. a partir de aquí, los electrones "bailan" con la manipulación de campos eléctricos y magnéticos. entonces, ¿dónde se usa exactamente esta arma?
"¿conoce los microrobots a escala de insectos? está compuesto por muchas micropartes metálicas complejas a escala mesoscópica (10^-4~10^-6m). ¿no suena muy pequeña la 'microparte'? ¿fácil de hacer?", preguntó zeng fanguang con una sonrisa.
según él, actualmente mi país depende en gran medida de las importaciones de equipos electrónicos de vacío de alta gama, como microscopios electrónicos de barrido, microscopios electrónicos de transmisión y otros materiales y dispositivos de filamentos, y existe un riesgo potencial de cuellos de botella.
¿cómo podemos crear robots de escala centimétrica o de insectos terrestres para inspección, detección y búsqueda y rescate después de desastres en espacios no estructurados o confinados? zeng fanguang dijo que las microestructuras o micropiezas metálicas de precisión son uno de los requisitos previos, especialmente las pequeñas piezas metálicas de escala mesoscópica (submicrónica-submilimétrica) entre la escala macro y la escala micro.
a través de años de investigación, zeng fanguang descubrió que entre las tecnologías de fabricación existentes, la tecnología más prometedora para resolver este problema es la tecnología de impresión 3d de microhaces de electrones que utiliza microhaces de electrones de alta densidad de energía para fundir patrones de polvo de metal basándose en la rebanada estructural. para obtener datos gráficos de micropartes, se utilizan microhaces de electrones de alta densidad de energía para fundir el polvo metálico capa por capa, logrando en última instancia la microfabricación aditiva de micropartes metálicas complejas.
"con base en las consideraciones anteriores y después de repetidas demostraciones, nuestro equipo de maestros llevó a los estudiantes a buscar avances en materiales de filamentos y luego promovió la innovación de dispositivos centrales con innovaciones de materiales clave, dijo felizmente que el cañón de electrones de microhaz llegó". ser.
después de ganar el premio, vio a los estudiantes con lágrimas en los ojos.
en el 18º concurso nacional de trabajos académicos extracurriculares de ciencia y tecnología para estudiantes universitarios "copa desafío", zeng fanguang y su equipo guiaron a los estudiantes para ganar el primer premio por su trabajo "pistola de electrones de microhaz para aplicaciones de microfabricación aditiva de micropiezas metálicas complejas".
durante la competencia, hubo dos cosas que impresionaron a zeng fanguang en su memoria.
los filamentos de cañón de electrones existentes utilizan principalmente hexaboruro de lantano y filamentos de tungsteno, pero debido al gran tamaño de la superficie emisora, no se pueden lograr pequeños puntos del haz de electrones. los miembros del equipo imaginaron que si utilizaran fibra de carbono cuasi-macro preparada en el laboratorio, este material tendría una superficie emisora hemisférica con una escala casi-macro y un radio de curvatura perfecto, que cumpliría exactamente con los requisitos de la micro-fibra aditiva. fabricación.
zeng fanguang se especializa en investigación científica, especialmente en el campo de materiales y dispositivos electrónicos y sus aplicaciones. es muy consciente de la dificultad del proceso de investigación científica y de la dificultad de lograr resultados, y transmite sus muchos años de experiencia a los estudiantes.
bajo la paciente guía de zeng fanguang, a través de rondas de experimentos, los equipos participantes finalmente utilizaron el efecto de confinamiento del espacio físico y el método de variable controlada para preparar fibras de carbono cuasi-macro con formas perfectas.
en zhengzhou, durante las vacaciones de verano, la temperatura alcanzaba los 40°c y la ola de calor nos golpeó, pero los miembros del equipo estaban haciendo experimentos de crecimiento de filamentos a 1000°c en el laboratorio. finalmente, lograron una preparación controlable de materiales de filamentos de fibra de carbono cuasi-macro y luego completaron el desarrollo y las pruebas de cañones de electrones de microhaces.
zeng fanguang dijo que al fabricar un cañón de electrones de microhaz, los estudiantes primero deben convertir el material del filamento en un dispositivo de filamento. necesitan enhebrar un material mucho más delgado que un cabello humano en un tubo de cobre con un diámetro exterior de sólo 0,3 mm. y luego coloque el filamento en un dispositivo de filamento. el tubo de cobre se engarza lo suficiente para establecer una conexión eléctrica confiable con el material del filamento.
"como se trata de un dispositivo nuevo, no hay herramientas especiales disponibles en el mercado y requiere operación manual. sólo podemos usar microscopios y lupas para ayudar en la operación. puede imaginarse el miedo de los estudiantes al mencionar esto". experiencia, zeng fanguang estaba lleno de entusiasmo sintiéndose angustiado.
con el estímulo y la demostración de zeng fanguang y otros profesores del equipo, los estudiantes desarrollaron la habilidad de manipular objetos diminutos con una mano. "ahora, la mayoría de los estudiantes pueden completar de forma independiente la producción de dispositivos de filamento. esto ha cultivado en gran medida su espíritu artesanal de excelencia y su voluntad tenaz para superar las dificultades. este es un progreso que no se puede intercambiar en muchas clases", dijo con emoción zeng fanguang. .
de la competición universitaria a la competición nacional, de zheng hang a la final. después de que se completó la competencia, zeng fanguang estaba llevando a los estudiantes participantes a estudiar cerca de guiyang cuando llegó la noticia de que el trabajo había ganado el primer premio. “cuando escuché a los estudiantes gritar y los vi vitoreando con lágrimas en los ojos, en ese momento, me di cuenta. sé que se han transformado silenciosamente”.
dejemos que esta "pistola" tenga una aplicación industrial.
hablando sobre el valor de i+d del proyecto, zeng fanguang dijo: “basado en el cañón de electrones de microhaz, se espera desarrollar un sistema de microfabricación aditiva de haz de electrones para lograr la microfabricación aditiva de micropiezas metálicas complejas. "
con respecto al desarrollo futuro de los cañones de electrones de microhaz, zeng fanguang también tiene una perspectiva clara: "a continuación, nos centraremos en promover la investigación de aplicaciones de los cañones de electrones de microhaz y promover la transformación de los cañones de electrones de microhaz. desde productos de laboratorio hasta aplicaciones industriales, y optimizar y mejorar la calidad y el rendimiento del producto”.
al mismo tiempo, también espera desarrollar un sistema óptico electrónico especial y un sistema especial de suministro de energía basado en el cañón de electrones de microhaz, y completar el desarrollo de los componentes centrales necesarios para los equipos de procesamiento micronano de piezas metálicas lo antes posible. y esforzarnos por realizar el salto de materiales a dispositivos y equipos lo antes posible.
cultivar estudiantes sigue siendo una prioridad máxima y zeng fanguang quiere integrar a más estudiantes en la plataforma de investigación y desarrollo. “a través de una formación cuidadosa, más estudiantes seguramente se convertirán en talentos innovadores compuestos que no sólo dominan el conocimiento de la ciencia de los materiales sino que también tienen la capacidad de aplicar la tecnología electrónica de vacío, y se convierten en talentos profesionales y técnicos excepcionales en los campos de materiales avanzados y equipos de alta gama en industrias relacionadas en mi país, dijo zeng fanguang con confianza.
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