4月15日上午,在上海展覽中心友誼會堂舉行了上海市科學技術(shù)進步獎頒獎大會。上海市委書記陳良宇,市長韓正等市領(lǐng)導出席了頒獎大會,并給獲獎單位和個人頒發(fā)了獎狀和獎金。
由中國科學院上海硅酸鹽研究所高性能陶瓷與超微結(jié)構(gòu)國家重點實驗室高濂研究員主持完成的“晶內(nèi)型氧化物基納米復(fù)相陶瓷的制備科學與性能研究”項目榮獲2003年上海市科學技術(shù)進步一等獎。
高濂研究員領(lǐng)導的納米陶瓷研究課題組開創(chuàng)性地提出陶瓷材料晶內(nèi)型納米增強增韌的新概念,首次采用原位包裹法合成高均勻性、高燒結(jié)活性的復(fù)合納米陶瓷粉體,首創(chuàng)利用放電等離子燒結(jié)技術(shù)實現(xiàn)了陶瓷材料的超快速燒結(jié),制備出了多種高性能晶內(nèi)型氧化物基納米復(fù)相陶瓷。原位包裹法克服了傳統(tǒng)工藝中組分不均勻的頑癥,巧妙地實現(xiàn)了兩種或兩種以上陶瓷組分在納米尺度上均勻復(fù)合,并最大限度地提高了粉體的燒結(jié)活性,從而為后續(xù)的超快速燒結(jié)提供了有利條件。利用放電等離子超快速燒結(jié)技術(shù),可在極短的時間里(幾分鐘到十幾分鐘)實現(xiàn)陶瓷的致密化,非常短的燒結(jié)時間能有效抑制燒結(jié)過程中的晶粒長大,使復(fù)相陶瓷中的一相或多相晶粒尺寸控制在納米量級(小于100 納米),從而大幅度提高陶瓷材料的綜合性能。其中,采用上述技術(shù)制備的SiC-Al2O3納米復(fù)相陶瓷,其抗彎強度比基體材料提高180%,達到國際領(lǐng)先水平。TiN-Al2O3納米復(fù)相陶瓷不但具有高的力學性能,而且其電阻率與金屬錳相當,實現(xiàn)了陶瓷材料的結(jié)構(gòu)功能一體化。碳納米管/氧化鋁復(fù)合材料以碳納米管為增強相,只添加0.1%碳納米管就可以使復(fù)合材料的韌性提高32%,明顯高于國際上已報道的研究結(jié)果(添加11.6%的碳納米管,其性能才提高24%)。陶瓷材料具有金屬和其他材料不可比擬的耐高溫、耐腐蝕、耐磨性能,在高技術(shù)領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用前景,但是其脆性和低可靠性極大的限制了陶瓷材料的推廣應(yīng)用。本項目所取得的突破性研究成果——晶內(nèi)型納米復(fù)相陶瓷材料,有望突破陶瓷材料在結(jié)構(gòu)部件中的應(yīng)用瓶頸。國際著名材料專家們(日本新原皓一教授、歐洲陶瓷學會主席D. P. Thompson教授等)對該項目研究取得的成績給予了高度評價。該項目所開創(chuàng)的放電等離子燒結(jié)、納米復(fù)合粉體的包裹法制備以及納米復(fù)相陶瓷方面的研究工作,豐富了陶瓷粉體的制備和燒結(jié)技術(shù)的科學實踐,加快了高性能納米陶瓷產(chǎn)業(yè)化進程,在陶瓷材料的制備和應(yīng)用史上必將產(chǎn)生里程碑意義的深遠影響。
多年來,高濂研究員率領(lǐng)其課題組在納米材料和納米復(fù)相陶瓷方面取得了豐碩的研究成果,在國際國內(nèi)學術(shù)刊物上發(fā)表學術(shù)論文460余篇,共被SCI他引700余次,申請中國發(fā)明專利42項(已授權(quán)10項),學術(shù)專著4部,得到國內(nèi)外同行專家高度評價。
由中國科學院上海硅酸鹽研究所高性能陶瓷與超微結(jié)構(gòu)國家重點實驗室高濂研究員主持完成的“晶內(nèi)型氧化物基納米復(fù)相陶瓷的制備科學與性能研究”項目榮獲2003年上海市科學技術(shù)進步一等獎。
高濂研究員領(lǐng)導的納米陶瓷研究課題組開創(chuàng)性地提出陶瓷材料晶內(nèi)型納米增強增韌的新概念,首次采用原位包裹法合成高均勻性、高燒結(jié)活性的復(fù)合納米陶瓷粉體,首創(chuàng)利用放電等離子燒結(jié)技術(shù)實現(xiàn)了陶瓷材料的超快速燒結(jié),制備出了多種高性能晶內(nèi)型氧化物基納米復(fù)相陶瓷。原位包裹法克服了傳統(tǒng)工藝中組分不均勻的頑癥,巧妙地實現(xiàn)了兩種或兩種以上陶瓷組分在納米尺度上均勻復(fù)合,并最大限度地提高了粉體的燒結(jié)活性,從而為后續(xù)的超快速燒結(jié)提供了有利條件。利用放電等離子超快速燒結(jié)技術(shù),可在極短的時間里(幾分鐘到十幾分鐘)實現(xiàn)陶瓷的致密化,非常短的燒結(jié)時間能有效抑制燒結(jié)過程中的晶粒長大,使復(fù)相陶瓷中的一相或多相晶粒尺寸控制在納米量級(小于100 納米),從而大幅度提高陶瓷材料的綜合性能。其中,采用上述技術(shù)制備的SiC-Al2O3納米復(fù)相陶瓷,其抗彎強度比基體材料提高180%,達到國際領(lǐng)先水平。TiN-Al2O3納米復(fù)相陶瓷不但具有高的力學性能,而且其電阻率與金屬錳相當,實現(xiàn)了陶瓷材料的結(jié)構(gòu)功能一體化。碳納米管/氧化鋁復(fù)合材料以碳納米管為增強相,只添加0.1%碳納米管就可以使復(fù)合材料的韌性提高32%,明顯高于國際上已報道的研究結(jié)果(添加11.6%的碳納米管,其性能才提高24%)。陶瓷材料具有金屬和其他材料不可比擬的耐高溫、耐腐蝕、耐磨性能,在高技術(shù)領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用前景,但是其脆性和低可靠性極大的限制了陶瓷材料的推廣應(yīng)用。本項目所取得的突破性研究成果——晶內(nèi)型納米復(fù)相陶瓷材料,有望突破陶瓷材料在結(jié)構(gòu)部件中的應(yīng)用瓶頸。國際著名材料專家們(日本新原皓一教授、歐洲陶瓷學會主席D. P. Thompson教授等)對該項目研究取得的成績給予了高度評價。該項目所開創(chuàng)的放電等離子燒結(jié)、納米復(fù)合粉體的包裹法制備以及納米復(fù)相陶瓷方面的研究工作,豐富了陶瓷粉體的制備和燒結(jié)技術(shù)的科學實踐,加快了高性能納米陶瓷產(chǎn)業(yè)化進程,在陶瓷材料的制備和應(yīng)用史上必將產(chǎn)生里程碑意義的深遠影響。
多年來,高濂研究員率領(lǐng)其課題組在納米材料和納米復(fù)相陶瓷方面取得了豐碩的研究成果,在國際國內(nèi)學術(shù)刊物上發(fā)表學術(shù)論文460余篇,共被SCI他引700余次,申請中國發(fā)明專利42項(已授權(quán)10項),學術(shù)專著4部,得到國內(nèi)外同行專家高度評價。