【原】中科院理化技术所功能陶瓷材料研究组

粉体人 2021-01-28

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功能陶瓷材料研究组隶属于中科院理化技术所的“低温材料与应用超导研究中心”，主要从事“结构功能一体化先进陶瓷材料”的制备新技术和燃烧合成理论研究、以及“新型陶瓷/特种难熔金属材料”的产业化应用研究。研究组组长为李江涛研究员。

研究组近年来先后承担了科技部热核聚变实验堆计划专项、科技部国际合作重大项目、国家自然科学基金重大装备研制项目、国家自然科学基金重点课题、中科院科研装备研制、北京市自然科学基金重点课题等项目。

研究方向

目前研究组的主要研究方向有两个：一是材料的极端制造新技术及机理研究，二是近红外陶瓷材料的微结构调控及辐射节能应用研究。

主要的科研项目

一、创新性基础研究

1、基于超声速气流加速和碰撞技术的低热固相反应合成系统及诊断装置（国家自然科学基金重大装备研制项目）。
2、光功能陶瓷/玻璃陶瓷材料的低温制备新技术基础研究（国家自然科学基金重点课题）。
3、Si/Si₃N₄/SiO₂三元体系高温界面反应机理及润湿熔渗行为研究（国家自然基金面上）。

二、新型功能陶瓷的应用研究

1、热工窑炉辐射节能材料的低成本规模化制备技术合作研发（科技部国际合作重大项目）。
2、高效节能红外辐射陶瓷材料的制备新技术及其辐射节能机制（北京市自然基金重点课题）。

三、材料的极端制造新技术研究

1、特种难熔金属材料的超重力燃烧合成设备研制（院科研装备研制项目）。
2、新型结构钨偏滤器模块的制备及耐高热负荷性能研究（科技部ITPA人才）。
3、高熵合金及高纯Mo靶材的超重力燃烧合成极端制造（企业合作横向课题）。

主要科研成果

1、超重力燃烧合成极端制造技术

自主研制成功了国际首台超重力燃烧合成极端制造装置。该装置可实现两个极端条件的集成（即高达地球重力场5000倍的超重力场、以及3000℃以上的超高温度场），并且具备先进的自动测控功能。可用于研制一系列传统工艺难以制造的功能陶瓷和特种难熔金属材料，在新材料研制方面具有不可替代的独特优势。

基于该“超重力燃烧合成极端制造”技术平台，先后与俄罗斯、英国、法国等国际同行开展了一系列合作研究，近年来在该方向发表学术论文90余篇，包括应邀发表的专题综述4篇，申请专利17项，出版专著3部，参与编写大型手册1部。

（大型“超重力燃烧合成极端制造”研制设备及中试生产线）

2、红外陶瓷及辐射节能技术

基于半导体能带理论和能隙调控机制，研制成功了具有在近红外波段具有高红外发射率的系列氧化物陶瓷材料。通过离子掺杂，实现了对一系列氧化物陶瓷材料的“颠倒黑白”，使其近红外波段发射率提高到接近黑体的程度（提高8倍以上）。其工程意义在于：以之制成的高发射率涂层，可大幅度强化高温炉窑中的辐射传热，从而使实现10%的节能，这对于高温工业装备的节能减排意义重大。