具有纳米到毫米级跨尺度孔结构的多孔钛合金关键零部件是满足燃料电池、石油化工、生物医疗等核心领域发展创新需求的重要保障。传统工艺制备多孔钛合金普遍存在诸如孔形貌不规则、孔径分布范围过宽、孔隙不连通等孔结构缺陷。针对工业需求，在国家自然科学青年项目基金、面上项目等2项国家级项目支持下，历时多年，本项目以孔结构的“成形理论-拓扑优化-集成制造”为主线，以孔结构特征对性能的影响机理为核心，系统研究了孔结构的理论设计，同步烧结理论、优化设计方法及构件综合性能的调控机制，对降低多孔钛合金的制备成本、拓宽其工程应用具有重要的理论与实际意义。项目成果应用于5家企业生产单位；整体达到国际领先水平，荣获2022年陕西省科学技术进步二等奖与2022年陕西高等学校科学技术奖一等奖。
成果应用：西安菲尔特金属过滤材料股份有限公司采用该技术开发了新型钛合金纤维毡系列产品。孔结构拓扑优化设计后，多孔钛合金纤维毡的制备效率增加了30~40%，制造成本降低了20~30%；与常规钛网、钛烧结板相比，该技术制备的钛合金纤维毡对煤化工高温合成气过滤效果提升了30~40%，使用寿命在两年以上；该技术的应用已为公司累计新增直接经济效益2123.60万元，新增利润811.28万元，新增75人就业岗位。