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打破依赖进口僵局 助力中国航天梦
——精细陶瓷粉体与先进成型技术实验室主任蒋丹宇项目研发纪实
发布人:工委、管委会办公室新闻科 发布时间:2017/5/8 9:23:58 点击:


  蒋丹宇 2017年淄博市英才计划人才,工学博士,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员,中国硅酸盐学会测试技术分会副秘书长,全国工业陶瓷标准化技术委员会委员;2009年至今与淄博启明星新材料股份有限公司合作创立了“精细陶瓷粉体与先进成型技术实验室”,并担任实验室主任。研究方向包括氧化物精细陶瓷的粉体制备、成型和烧结技术的研究和开发,应用领域为气体传感器、齿科修复材料、陶瓷微晶磨料和核工业用特种耐火材料,承担了国家发改委高技术产业化示范工程、863、国家重点研发计划等项目。近几年共发表SCI收录论文34篇,申请中国发明专利18项,已授权12项,主持制定国家标准5项,行业标准6项,参与制定国际标准3项,获国家科技进步二等奖,国家发改委高技术产业化十年成就奖等多项国家及省部级奖项。开发了整体弧形氧化铝防弹插板、硅酸锆研磨介质、锆铝复合研磨介质、陶瓷复合基板、ZrC-SiC陶瓷复合粉体等项目并开始产业化,取得了较好的经济效益和社会效益。

  还记得儿时的梦想吗?“长大后我要当一名飞行员”“我的梦想是航天员”“我想去参观嫦娥仙女的家”……看似童真的航天航空梦想,在科技高速发达的今天,逐渐变为现实。在奔赴航空航天的梦想照进现实的背后,是一大批科研工作者高精尖的研发付出。尤其在当前大力倡导“中国梦、航天梦”的时代背景下,有关航空航天的领域成为炙手可热的研究热点。
  蒋丹宇就是这样一位怀揣梦想,致力航空航天超高声速飞行器新材料领域研发的佼佼者。他与淄博启明星新材料股份有限公司合作创立了“精细陶瓷粉体与先进成型技术实验室”,参与研发“液-固相凝胶合成法生产高纯超细ZrC、SiC及ZrC-SiC陶瓷复合粉体”项目,主要负责产品研发及产品性能测试,以满足中国航空航天超高声速飞行器对耐高温陶瓷材料的迫切需求。
  据了解,ZrC是一种难熔金属碳化物,具有高熔点、高硬度以及与金属相近的高热导率和电导率、高的化学稳定性和良好的耐辐射特性,高纯超细ZrC粉体广泛应用于航空航天器的耐超高温结构陶瓷及抗氧化涂层、超高温耐火材料等领域。然而,目前国内现有的生产工艺制备出的这种粉体材料存在纯度低、粒径粗大、原材料成本高、工艺过程复杂、生产效率低、容易造成废气和废水污染等问题,大规模的工业化有一定的困难。
  针对现有技术的不足,蒋丹宇的团队进行了“液-固相凝胶合成法生产高纯超细ZrC、SiC及ZrC-SiC陶瓷复合粉体”项目的研发,以硅酸锆单独或者在硅酸锆中添加氧化锆或硅溶胶中的一种或两种作为锆源和硅源材料,以蔗糖或葡萄糖作为碳源材料,以丙烯酰胺单体和亚甲基双丙烯酰胺交联剂作为凝胶材料,制备可批量生产的高纯超细ZrC、SiC粉体和ZrC-SiC复合粉体。该项目避免了原料在干燥脱水和反应过程中的偏析,有利于碳热还原合成反应充分进行,能够获得超细的粉体;同时原料中采用蔗糖和葡萄糖,纯度高、成本低,较好地解决了工业化生产高纯粉体的问题。
  毋庸置疑,市场对于项目研发有绝对的话语权,项目研发成功与否最终由市场裁决。蒋丹宇的团队深谙这一理论。据介绍,该项目的完成可以改变ZrC主要依赖进口的局面,直接满足目前我国航空航天工业对ZrC、SiC及ZrC-SiC复合粉体的迫切要求,按粉体平均1500元/kg计算,每年将新增3000万元的产值,并且所有原料均无毒无害、廉价易得,工艺过程简便易控,无废液排放,废气排放极低,属环保节能工艺技术,将带来良好的经济效益和社会效益,也对该产业集群进一步开发耐超高温结构陶瓷、功能涂层和超高温耐火材料具有重要意义。同时,项目所形成的技术还将直接用于大尺寸复杂形状陶瓷零件的精密成型,具有很大的拓展空间。
  目前,项目已试制了50kg微晶结构的高纯超细ZrC粉体提供给航天703所等单位,经检测和试用,产品性能高于国内同类产品,用户试用满意并提出生产高纯超细SiC及ZrC-SiC复合粉体的要求。
  面对良好的发展前景与广大的拓展空间,蒋丹宇表示,选择好的合作平台可以给项目研发带来事半功倍的效果。项目研发取得的成绩得益于团队的同心合作,得益于淄博启明星新材料股份有限公司长期发展积累的技术、市场经验。下一步,我们将充分借鉴公司氧化锆固相凝胶合成中试生产线积累的经验,对关键工艺节点预先进行验证试验,优化工艺参数,尽早在中试生产线上生产稳定高质量的产品,助力淄博新材料产业发展,为中国航天梦添砖加瓦。(齐菲 王小村)



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