中國粉體網訊 為了培育選樹具有行業頂尖技能水平的科技創新先進典型，大力弘揚勞模精神、勞動精神、工匠精神和科學家精神，進一步激發廣大科技工作者建功立業的積極性、主動性和創造性，10月8日，中國科學院工會隆重舉辦中國科學院第三屆“科苑名匠”發布活動。
其中，中國科學院上海硅酸鹽研究所陶瓷基復合材料課題組榮獲中國科學院第三屆“科苑名匠”稱號。
課題組簡介
上海硅酸鹽研究所陶瓷基復合材料課題組在董紹明院士帶領下長期開展碳化硅陶瓷基復合材料基礎研究和應用技術開發工作，服務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余人科研團隊、建立占地面積近6000平方米的集陶瓷基復合材料研發、生產和檢測于一體的研制平臺，團隊默默耕耘、堅守奮斗在陶瓷基復合材料的一方天地中，開辟了陶瓷基復合材料在我國應用的新天地。團隊發明了高結構穩定陶瓷基復合材料，在溫度變化和受力條件下，接近零變形，開創了我國空間相機支撐結構材料新體系，為相機裝上了“紋絲不動的支架”，力助我國空間衛星分辨率首次跨入亞米級；建立基于原位反應的陶瓷基復合材料制備技術，實現了高性能耐（超）高溫陶瓷基復合材料的低成本制備和工程化，應用于我國新型飛行器；發展構件整體結構設計理念，開辟了我國具有自主知識產權的大型復雜結構陶瓷基復合材料整體構件技術路線，大幅提升構件的應用可靠性。團隊為空間遙感、新型飛行器等領域20余項重要任務提供關鍵構件，在國家重大/重點工程建設中做出突出貢獻。
課題組長
董紹明，男，1962年生，博士，研究員，博士生導師，中國工程院院士。現任中國科學院上海硅酸鹽研究所學術委員會主任。兼任中國空間科學學會常務理事和空間材料專業委員會主任委員、中國硅酸鹽學會特種陶瓷分會理事、上海市復合材料學會常務理事、美國陶瓷學會工程陶瓷分會國際委員會委員、世界陶瓷科學院院士。2019年當選中國工程院院士。
主要研究方向
1、纖維-界面-基體相互作用機理及關鍵科學問題
界面作為復合材料主要組成要素之一，是纖維增強體和基體間的關鍵區域，肩負著傳遞應力、保護纖維的作用，對材料性能具有重要影響。陶瓷基復合材料的非脆性斷裂特征和優異的力熱性能源于合理的纖維-基體界面設計，通過調控界面相的組成和結構可提升裂紋偏轉能力，賦予材料優異力學性能和特殊功能。課題組在界面應力模擬計算的基礎上，對其進行設計和調控。通過開發新型制備工藝，獲得了多種低剪切應力界面，緩解纖維/基體界面熱應力。深入研究纖維/界面/基體相互作用機制對材料力學性能的影響，為材料性能優化奠定了基礎。
2、基于NITE技術的復合材料新型制備方法
納米復合瞬態低共熔燒結(Nano-powder Infiltration and Transient Eutectoid，NITE)是近年來興起的一種新型的SiC/SiC復合材料制備方法，通常以高活性納米SiC粉結合燒結助劑（如Al2O3、Y2O3、MgO等）制備浸漬漿料，浸滲進入三代SiC纖維預制體中，經過干燥和熱壓燒結得到高性能SiC/SiC復合材料。與傳統制備相比，NITE工藝制備的SiC/SiC復合材料致密度高、纖維-基體組成近化學計量比，具有更優異的高溫穩定性和機械性能，在航空航天動力系統熱端部件、第四代先進核能裝置等領域具有廣闊的應用前景。通過對預制體結構、界面組成和結構以及基體組成設計，實現材料高溫力熱耦合損傷容限的調控和優化，制備出滿足性能要求的新一代高溫結構-功能一體化陶瓷基復合材料。
3、多場耦合條件下陶瓷基復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合材料C/UHTC、航空發動機熱端部件用SiC/SiC復合材料以及反應堆熱結構用高性能SiC/SiC復合材料在模擬服役環境下材料性能的考核及演變規律研究，探究在多因素耦合環境下材料微觀結構-組成-性能演變與映射關系，分析驗證相關環境下材料的損傷機理和破壞容限，為材料性能優化提升和性能數據庫建立及完善提供理論支持和數據保障。
4、結構-功能一體化陶瓷基復合材料設計與構建
本研究旨在開展陶瓷基復合材料自愈合功能化設計和高致密復合材料技術開發，通過材料組分及結構調控、致密度提升、裂紋擴展方式控制、擴散通道高效愈合，阻止氧化性氣體擴散，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探索與發展
課題組發展了一維納米結構與纖維微-納協同增強陶瓷基復合材料的學術思想，突破了一維納米結構在纖維表面原位可控生長技術。通過微結構調控和工藝優化制備了力學性能優異的多級增強陶瓷基復合材料，為材料性能優化提供了一條新的途徑。另一方面，利用3D打印等技術，通過低維納米材料宏觀有序化研究，可有效實現材料宏觀設計和納米結構微觀調控，實現高靈敏度調控和優化，制備出滿足性能要求的結構功能一體化復合材料。
來源：上海硅酸鹽研究所
（中國粉體網編輯整理/山川）
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