中科院上硅所陶瓷实验室系列介绍——结构陶瓷工程研究中心（复合材料研究中心）

1.研究中心简介：

结构陶瓷工程研究中心（复合材料研究中心）主要从事先进结构陶瓷及其复合材料的基础研究、应用基础研究和高技术产品开发，目前已形成基础性研究、新材料探索、高技术创新和工程化产业化研究等层次的布局。主要研究对象包含：氧化物、氮化物、碳化物先进结构陶瓷及其复合材料等。

结构陶瓷工程研究中心（复合材料研究中心）现有9个研究课题组，科研和工程技术固定人员70余名，其中中国科学院院士1名，中国工程院院士1名，高级职称36名，中级职称29名，研究生60余名。

2.主要研究方向：

（1）材料科学和制备科学研究

重点开展各种高性能结构陶瓷、先进复合材料、多孔陶瓷、蜂窝陶瓷、透明陶瓷、激光陶瓷、导电陶瓷、吸波材料、透波材料、上转换发光材料、空间材料、轻量化结构材料以及各种柔性成型技术的基础研究和应用基础研究。

（2）先进陶瓷的工程化产业化研究

利用先进结构陶瓷的高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损等优越性能，开展氧化物、氮化物、碳化物及其复合材料的工程化、产业化研究，以满足现代工业对先进陶瓷材料的需求，促进传统材料产业的升级改造。主要包括：

氮化硅陶瓷轴承球、刀具、吸管、耐磨蚀部件等；

碳化硅陶瓷密封件、导轮、轴承球等；

氧化锆光纤套筒、刀口环等结构部件；

抗高温、耐腐蚀氧化锆、氧化镁、氧化钇坩埚；

高强度气体放电灯（高压钠灯、金卤灯）用透明氧化铝管；

堇青石蜂窝陶瓷催化剂载体；

（3）特种先进陶瓷材料研究

• 以Cf/SiC、SiCf/SiC、Cf/C、Cf/SiO2等为代表的陶瓷基复合材料。
• 氧化物、碳化物、氮化物等透明与光学材料
• 空间环境材料科学研究
• 氮化铝电子封装（基片）材料

3.课题组：

（1）陶瓷基复合材料课题组

简介：自成立以来，课题组在先进碳化物陶瓷基复合材料领域开展了深入系统的研究，在陶瓷基复合材料设计、成型、致密化、性能调控等方面取得了大量的成果，从材料预制体结构设计、界面结构和功能优化、基体改性与性能调控等方面出发，开发了一系列具有优异特性的碳化物陶瓷基复合材料及其关键制备技术，实现了碳化物陶瓷基复合材料可控制备和应用。近年来，围绕极端环境下陶瓷基复合材料应用需求，重点解决了可用于极端高温、强腐蚀、高应力等单一或多因素耦合环境下的先进碳化物陶瓷基复合材料制备技术，在极端环境用陶瓷基复合材料工程化应用方面取得重要进展。

课题组主要研究方向：

纤维-界面-基体相互作用机理及关键科学问题

基于NITE技术的复合材料新型制备方法

多场耦合条件下陶瓷基复合材料服役行为评价 

结构-功能一体化陶瓷基复合材料设计与构建

低维纳米材料宏观有序化智能制备技术探索与发展

（2）先进环境材料课题组

简介：中国科学院上海硅酸盐研究所先进环境材料课题组组建于2005年，目前在职人员6人，在学研究生6人，是一支具有非常强的研发和创新能力的高效科研团队。

课题组长：曾宇平　研究员

主要承担项目及成果：

　　曾宇平多年来一直紧密结合高技术领域对高性能陶瓷材料的需求，瞄准学科发展的前沿，围绕相关基础科学问题和关键技术，致力于新材料探索、微结构设计与可控制备、性能调控与表征、服役行为和应用研究。主持承担了20多项国家和上海市科研项目，包括民口配套、国家自然科学面上基金、上海市科委基础重点等项目。发表学术论文80多篇，申请专利100项，6项获得授权。带领团队自主研发了耐高温氮化硅透波材料以及陶瓷改性的金属基复合材料，并且实现了耐高温氮化硅透波材料以及陶瓷改性的金属基复合材料的小批量供货。

（3）陶瓷材料胶态成型课题组

课题组长：

张景贤，男，研究员，博士生导师，1990年毕业于兰州大学，2000年于中国科学院上海硅酸盐研究所获博士学位。主要研究领域为结构功能一体化材料的设计、先进制备、性能与应用。曾先后承担国家重点研发计划、国家自然科学基金、国防科工局、上海市科委等项目二十余项。公开发表学术论文100余篇，申请发明专利30余项，授权专利18项。获得上海市浦江人才计划、柳大纲优秀青年科技奖等荣誉称号。 

研究方向：

陶瓷材料的计算、模拟；

先进胶态成型技术（流延成型、凝胶注模成型）和数字化制造技术（3D打印）；

半导体用陶瓷基板、封装材料；

通信、物联网和智能穿戴用陶瓷材料；

结构功能一体化材料（包括陶瓷膜过滤材料、装甲材料、微波吸收材料等）的设计、制备和应用。 

（4）先进碳化物陶瓷材料课题组

简介：课题组长期开展先进碳化物陶瓷以及陶瓷基复合材料研究，是国内最早（1978年）、最系统开展碳化硅陶瓷研究的研究团队。在先进碳化物陶瓷材料的成型、制备、烧结、结构设计和性能调控等方面建立了系统的理论体系，从材料复相设计、晶界设计、应力设计、结构设计等角度发展出了一大类具有不同性能特点的先进碳化物陶瓷材料，发展了以碳化硅为主的先进碳化物陶瓷材料的反应烧结、常压烧结、热压烧结、热等静压烧结、CVD和CVI等一系列烧结和制备技术。近年来又着重研究解决了碳化物陶瓷的成型技术，包括流延成型、凝胶浇注成型、以及粉体表面改性基础上的大尺寸复杂形状部件的干压成型技术，同时在生物陶瓷、多孔陶瓷、超高温陶瓷以及陶瓷材料的表面改性和连接（焊接）技术方面取得了重要进展。在工程化应用方面，突破了大尺寸碳化硅光学部件的关键制备技术，打破了国际封锁。截止2018年，已累计研制出400余件不同规格的碳化硅光学部件产品，在23颗卫星上获得工程应用，主要包括“遥感八号”、“天宫一号”、“天宫二号”、“天绘一号”、“嫦娥三号”、“墨子号”以及高分系列卫星等，成为目前国际上具备1m以上口径碳化硅光学部件航天工程产品研制能力的两家机构之一。

课题组主要研究领域：

先进碳化物陶瓷材料及部件的设计、制备和服役性能计算模拟研究

大尺寸复杂结构碳化硅陶瓷部件的先进成形、制备和表面改性技术研究

非氧化物陶瓷材料和部件的柔性成型技术研究

非氧化物陶瓷材料的连接/焊接技术研究

陶瓷材料的无损检测技术研究

纤维增强陶瓷基复合材料研究

多孔陶瓷、纳米复相陶瓷研究

超高温陶瓷材料研究

氮化硅陶瓷材料研究

氮化物发光材料研究

纳米和薄膜材料研究

课题组主要承担项目：

　　国家自然科学基金、863、973、国家重点研发计划、JW科技委创新项目、总装备部装备预研项目、国防科工局重点配套项目、高分专项、中科院知识创新方向性项目、中科院重点部署项目、中科院科技服务网络计划（STS）项目、上海市基础研究重点项目、上海市科技攻关、上海市工业强基、上海市军民融合项目及其它各类地方和企业委托研发项目等。