中國粉體網(wǎng)訊  為了培育選樹具有行業(yè)頂尖技能水平的科技創(chuàng)新先進(jìn)典型，大力弘揚(yáng)勞模精神、勞動精神、工匠精神和科學(xué)家精神，進(jìn)一步激發(fā)廣大科技工作者建功立業(yè)的積極性、主動性和創(chuàng)造性，10月8日，中國科學(xué)院工會隆重舉辦中國科學(xué)院第三屆“科苑名匠”發(fā)布活動。

其中，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所陶瓷基復(fù)合材料課題組榮獲中國科學(xué)院第三屆“科苑名匠”稱號。

課題組簡介

上海硅酸鹽研究所陶瓷基復(fù)合材料課題組在董紹明院士帶領(lǐng)下長期開展碳化硅陶瓷基復(fù)合材料基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)開發(fā)工作，服務(wù)國家航空航天重大需求。

從“一個司令一個兵”、只有120多平方米的實驗室，到80余人科研團(tuán)隊、建立占地面積近6000平方米的集陶瓷基復(fù)合材料研發(fā)、生產(chǎn)和檢測于一體的研制平臺，團(tuán)隊默默耕耘、堅守奮斗在陶瓷基復(fù)合材料的一方天地中，開辟了陶瓷基復(fù)合材料在我國應(yīng)用的新天地。團(tuán)隊發(fā)明了高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定陶瓷基復(fù)合材料，在溫度變化和受力條件下，接近零變形，開創(chuàng)了我國空間相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)材料新體系，為相機(jī)裝上了“紋絲不動的支架”，力助我國空間衛(wèi)星分辨率首次跨入亞米級；建立基于原位反應(yīng)的陶瓷基復(fù)合材料制備技術(shù)，實現(xiàn)了高性能耐（超）高溫陶瓷基復(fù)合材料的低成本制備和工程化，應(yīng)用于我國新型飛行器；發(fā)展構(gòu)件整體結(jié)構(gòu)設(shè)計理念，開辟了我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)陶瓷基復(fù)合材料整體構(gòu)件技術(shù)路線，大幅提升構(gòu)件的應(yīng)用可靠性。團(tuán)隊為空間遙感、新型飛行器等領(lǐng)域20余項重要任務(wù)提供關(guān)鍵構(gòu)件，在國家重大/重點(diǎn)工程建設(shè)中做出突出貢獻(xiàn)。

課題組長

董紹明，男，1962年生，博士，研究員，博士生導(dǎo)師，中國工程院院士�，F(xiàn)任中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所學(xué)術(shù)委員會主任。兼任中國空間科學(xué)學(xué)會常務(wù)理事和空間材料專業(yè)委員會主任委員、中國硅酸鹽學(xué)會特種陶瓷分會理事、上海市復(fù)合材料學(xué)會常務(wù)理事、美國陶瓷學(xué)會工程陶瓷分會國際委員會委員、世界陶瓷科學(xué)院院士。2019年當(dāng)選中國工程院院士。

主要研究方向 

1、纖維-界面-基體相互作用機(jī)理及關(guān)鍵科學(xué)問題 

界面作為復(fù)合材料主要組成要素之一，是纖維增強(qiáng)體和基體間的關(guān)鍵區(qū)域，肩負(fù)著傳遞應(yīng)力、保護(hù)纖維的作用，對材料性能具有重要影響。陶瓷基復(fù)合材料的非脆性斷裂特征和優(yōu)異的力熱性能源于合理的纖維-基體界面設(shè)計，通過調(diào)控界面相的組成和結(jié)構(gòu)可提升裂紋偏轉(zhuǎn)能力，賦予材料優(yōu)異力學(xué)性能和特殊功能。課題組在界面應(yīng)力模擬計算的基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行設(shè)計和調(diào)控。通過開發(fā)新型制備工藝，獲得了多種低剪切應(yīng)力界面，緩解纖維/基體界面熱應(yīng)力。深入研究纖維/界面/基體相互作用機(jī)制對材料力學(xué)性能的影響，為材料性能優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。

2、基于NITE技術(shù)的復(fù)合材料新型制備方法 

納米復(fù)合瞬態(tài)低共熔燒結(jié)(Nano-powder Infiltration and Transient Eutectoid，NITE)是近年來興起的一種新型的SiC/SiC復(fù)合材料制備方法，通常以高活性納米SiC粉結(jié)合燒結(jié)助劑（如Al2O3、Y2O3、MgO等）制備浸漬漿料，浸滲進(jìn)入三代SiC纖維預(yù)制體中，經(jīng)過干燥和熱壓燒結(jié)得到高性能SiC/SiC復(fù)合材料。與傳統(tǒng)制備相比，NITE工藝制備的SiC/SiC復(fù)合材料致密度高、纖維-基體組成近化學(xué)計量比，具有更優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性和機(jī)械性能，在航空航天動力系統(tǒng)熱端部件、第四代先進(jìn)核能裝置等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。通過對預(yù)制體結(jié)構(gòu)、界面組成和結(jié)構(gòu)以及基體組成設(shè)計，實現(xiàn)材料高溫力熱耦合損傷容限的調(diào)控和優(yōu)化，制備出滿足性能要求的新一代高溫結(jié)構(gòu)-功能一體化陶瓷基復(fù)合材料。

3、多場耦合條件下陶瓷基復(fù)合材料服役行為評價  

本研究方向主要面向超高溫陶瓷基復(fù)合材料C/UHTC、航空發(fā)動機(jī)熱端部件用SiC/SiC復(fù)合材料以及反應(yīng)堆熱結(jié)構(gòu)用高性能SiC/SiC復(fù)合材料在模擬服役環(huán)境下材料性能的考核及演變規(guī)律研究，探究在多因素耦合環(huán)境下材料微觀結(jié)構(gòu)-組成-性能演變與映射關(guān)系，分析驗證相關(guān)環(huán)境下材料的損傷機(jī)理和破壞容限，為材料性能優(yōu)化提升和性能數(shù)據(jù)庫建立及完善提供理論支持和數(shù)據(jù)保障。

4、結(jié)構(gòu)-功能一體化陶瓷基復(fù)合材料設(shè)計與構(gòu)建 

本研究旨在開展陶瓷基復(fù)合材料自愈合功能化設(shè)計和高致密復(fù)合材料技術(shù)開發(fā)，通過材料組分及結(jié)構(gòu)調(diào)控、致密度提升、裂紋擴(kuò)展方式控制、擴(kuò)散通道高效愈合，阻止氧化性氣體擴(kuò)散，提升材料長時抗氧化能力。

5、低維納米材料宏觀有序化智能制備技術(shù)探索與發(fā)展

課題組發(fā)展了一維納米結(jié)構(gòu)與纖維微-納協(xié)同增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的學(xué)術(shù)思想，突破了一維納米結(jié)構(gòu)在纖維表面原位可控生長技術(shù)。通過微結(jié)構(gòu)調(diào)控和工藝優(yōu)化制備了力學(xué)性能優(yōu)異的多級增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料，為材料性能優(yōu)化提供了一條新的途徑。另一方面，利用3D打印等技術(shù)，通過低維納米材料宏觀有序化研究，可有效實現(xiàn)材料宏觀設(shè)計和納米結(jié)構(gòu)微觀調(diào)控，實現(xiàn)高靈敏度調(diào)控和優(yōu)化，制備出滿足性能要求的結(jié)構(gòu)功能一體化復(fù)合材料。  

來源：上海硅酸鹽研究所

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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