“陶瓷晶粒的各向异性生长及应用研究”项目结题

日期 2004-04-22　来源：　作者：国际合作局陈文涛白鸽工程与材料科学部陈克新高瑞平　【大中小】　【打印】　【关闭】

　　2004年3月10日，工程与材料科学部、国际合作局的有关同志在尊龙凯时基金会听取了澳大利亚Monash大学物理和材料工程学院程一兵博士与中科院上海硅酸盐研究所王佩玲研究员的“两个基地”项目——“陶瓷晶粒的各向异性生长及应用研究”的结题汇报。　　该项目于2000年立项，执行期为2001年1月至2003年12月，国内基地负责人还包括清华大学谢志鹏教授、武汉理工大学程金树教授。在项目执行3年期间，程一兵博士与国内合作伙伴开展了系统的、实质性的合作，在研究深度和广度两方面均取得了很好的成效，并提出了许多新的学术观点，项目的主要研究成果包括：对钛酸铋和铌酸锶钡陶瓷的织构化从粉体、晶种制备、流延到材料烧结进行了系统研究，首次采用水解法制备了钛酸铋超细粉体、报导了钛酸铋水悬浮液的特性并采用水基流延成功地制备出钛酸铋流延膜；采用模板晶粒生长技术（TGG）制备了高度取向的钛酸铋和铌酸锶钡陶瓷，材料的介电性能均呈现出明显的各向异性。这些结果均未见国内外文献报道，它为进一步深入开展功能陶瓷的定向生长，提高性能以至应用打下了扎实基础。在首次用炉渣自蔓延合成单相a-Sialon粉料的基础上，进一步研究了a-Sialon粉料在高温热处理过程中的反应动力学过程；研究了各种制备条件下炉渣Sialon陶瓷材料的力学和抗冲刷性能。结果表明，虽然它的硬度低于利用化学原料制备的成本昂贵的a-Sialon材料，但韧性相当。它的抗冲刷性能明显好于Al2O3和ZrO2陶瓷，优于反应烧结SiC，与化学原料制备的a-Sialon陶瓷相近，显示出明显的性价比优势。开展了a-Sialon陶瓷透可见光及红外性能的研究。通过调节组分和工艺优化得到了高度透明的a-Sialon陶瓷。在厚度为1.0mm时，a-Sialon陶瓷的最大可见光和红外透过率分别达到58%和65%，为目前文献报道的最高值。针对国际陶瓷界广泛关注的凝胶注模成型氧阻聚问题，首次提出和系统研究了多元胶态成型体系。通过引入凝胶高分子与单体聚合的协同作用，克服了纯单体聚合凝胶注模成型的氧阻聚、消除了坯体表面裂纹并且使陶瓷坯体抗弯强度提高了20%；提出无毒性海藻酸钠凝胶大分子为主的多元胶态成型新方法，通过控制陶瓷浆料中海藻酸钠凝胶反应速度和引入聚乙烯吡咯烷酮获得高强度坯体和均匀显微结构；首次将多元胶态成型方法成功引入到粗颗粒体系的高级耐火材料的制备中，使悬浮体固相含量达到70%以上，获得了高密度成型坯体，并将其应用于我国高技术耐火材料行业，制备出高性能的重结晶碳化硅和氮化硅结合碳化硅材料。　　项目执行期间，国内基地也派人员赴澳大利亚开展了合作研究。通过程一兵博士回国访问、共同指导研究生、派人员出国进行合作研究以及一直保持密切联系的学术交流与讨论，该项目的海外基地负责人和国内基地负责人在科研成果、应用开发、国际交流等方面均取得了实质性的进展和结果。在该项目合作的3年中，共发表文章（含接受发表）62篇，其中SCI收录53篇，EI收录4篇，国际会议论文5篇；申请发明专利5项，其中授权1项。此外，通过该项目的执行，还培养了一批高水平的年轻队伍，共出站1位博士后，培养5名博士生和1名硕士生。　　在“两个基地”项目的资助下，程一兵博士与国内合作者还共同得到了国内和国际其他合作项目的支持，包括澳大利亚ARC国际合作基金（2000-2002年）、中澳科技特别基金、中国科学院海外杰出学者基金、宝钢技术开发项目、辽宁省和沈阳市科委“海外学子研究基金”、武汉市科委国际合作研究基金等，使“两个基地”项目的种子作用得到了充分的发挥。通过国内基地这座桥梁，程一兵博士不仅与国内著名研究所和大学合作建立了牢固的研究基地，为今后开展长期的、更深入的合作打下了坚实的基础，而且还与国内的工业界开展了合作，解决了工业生产中的一系列关键技术问题。