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新材料室科研团队及研究成果报告人：王继平Email:jpwang@ 材料科学与工程学院2016年7月9日材料学院机构设置材料学系材料物理与化学系材料加工工程系教学机构研究机构新材料（或称先进材料）是指那些新近发展或正在发展之中的具有比传统材料的性能更为优异的一类材料新型金属材料合金、稀有金属新型无机非金属材料 先进陶瓷、光导纤维、半导体材料纳米材料新能源材料歼-11机体制造中使用大量钛合金材料碳/碳复合材料光电信息材料太阳能电池材料陶瓷天线罩 热电材料复合材料材料设计，制备，性能评价和应用研究一体化新材料科研队伍研究室成员王红洁教授博导杨建锋教授博导席生岐教授博导乔冠军教授博导刘高杰副教授王继平副教授博导史忠旗副教授博导王波副教授夏鸿雁讲师在读研究生100人研究领域先进陶瓷材料、军工用材料、新金属材料、机械化合金等研究特色材料基础研究和新材料应用开发紧密结合以国家目标和企业需求为导向，服务于国民经济和国家安全1、研究背景主要研究方向先进陶瓷材料（先进陶瓷研究所）•先进陶瓷材料的制备技术、严酷条件下的力学性能•包括碳化硅陶瓷、特种可加工陶瓷、多孔陶瓷材料、木材陶瓷、超级陶瓷纸，纳米陶瓷、透明陶瓷，热电陶瓷等•承担数十项国家自然科学基金。

同时为航天、核能、兵器等部门提供关键部件，完成了一系列国防预研，军品配套项目。

机械合金化制备技术（机械合金化课题组）•利用高能球磨技术实现机械合金化，研制新型合金材料，非晶合金，准晶及纳米材料，金属间化合物，过饱和固溶体，难溶化合物以及纳米复合材料等。

☐主要研究方向◆陶瓷强度设计与性能优化◆陶瓷的先进制备技术◆陶瓷多功能化与典型应用研究方向与科研项目☐科研项目介绍39.7%6.5%53.8%科研项目分布国家项目省部级项目横向项目承担国家“973”，支撑计划，“863”，国家自然科学基金大型研究计划，面上项目等纵向课题近30项科研经费1300余万元承担横向课题30余项8先进制备设备多功能炉CVDPAS1500×500×5002300℃感应烧结炉 1850 ℃高温H 2炉9热电测试系统Zeta 电位仪荧光分光光度计 太阳能电池IV 测试系统3D 激光共聚焦显微镜DSC台式SEM万能试验机 高温抗折试验机完备的测试仪器丰富的学术成果在Acta Materialia、J Am Ceram Soc 、Carbon等本领域知名期刊发表SCI收录论文300余篇，SCI他引1000次，授权专利近70项。

典型科研成果和应用举例1. 高性能碳化硅陶瓷及其产业化技术面向产业应用，高性能、低成本、复杂形状制品成套技术开发；特点：净尺寸成型、烧结，不变形，能够制备复杂形状制品；耐高温、抗氧化、耐腐蚀、高热导用途：热交换器、热电偶保护管、辐射管密封件、柱塞、喷嘴等能源冶金等高温部件、内加热器等该工作曾获得国家科技攻关、863、多项科研基金、产业化专项资金资助复相陶瓷技术在熔融有色金属内加热器上的应用陶瓷套管要求：抗熔融金属腐蚀，抗高温氧化，抗浸渗，抗热冲击性能好，导热性能好，有一定强度选用：SiC/石墨复相陶瓷材料在金属铝液中模拟服役前(a)后(b)套管的宏观形貌该项关技术达到国际先进/领先水平2012年度国家技术发明二等奖奖2011年教育部技术发明一等奖1项2. BN 复相可加工陶瓷湿化学方法合成纳米BN 包覆粉体包覆结构的BN 纳米复合粉末Si 3N 4/BN 、 SiC/BN 、 Al 2O 3/BN 、 ZrO 2/BN 、AlN/BN 等系列纳米复相陶瓷纳米复合，解决了高强度与可加工性能的矛盾该工作获得2项国家自然科学基金、863计划和教育部产学研计划资助两步烧结法解决可加工性能与高硬度之间的矛盾先制备Si 3N 4/BN/Al(Ti)复合材料—硬度低， 可加工。

加工成型后，二次高温(硬化)热处理—原位反应，转化为硬质相。

SiC/BNAlN/BNSi 3N 4/BN 特点:高强度、象金属一样可切削加工,电绝缘,不与金属或玻璃熔体润湿用途:LED 、IC 等玻璃封装夹具、模具;有色冶金精密复杂模具；复杂形状、尺寸精密陶瓷部件3. 多孔陶瓷的制备和应用研究☐碳热还原法(3SiO2+6C+2N2→Si3N4+6CO)，以SiO2和C为原料通过直接原位反应，低成本制备多孔氮化硅陶瓷；孔径从纳米到毫米可控，孔隙率调控自由度大☐建立了注浆、凝胶注、挤出等先进成型方法，能够制作复杂形状、薄壁多孔陶瓷制品孔隙率：70％，弯曲强度：68 MPa 高温用陶瓷过滤管**型号发动机高温支座蜂窝陶瓷多孔氮化硅透波陶瓷特点: 高强、多孔、低密度、耐高温、耐腐蚀高温低介电常数、低介电损耗结构-功能一体化的多功能属性用途:高温催化载体，腐蚀介质过滤器，航天用高温轻质部件，高温（超高速）雷达天线罩等该工作获得2项国家自然科学基金、863计划、产学研计划、国防预研基金和多项国防协作项目、企业协作项目的资助4. C/C 陶瓷复合材料的研究CondenserThermocoupleUpper susceptorLower susceptorBoiling precursor Adiabatic material InductorExhaust gas outletPreform 发明专利(1)：采用上、下发热体同时加热、沉积速率更快，3小时可以得到1.7g/cm 3密度均匀的圆盘形C/C发明专利(2)：将液态前驱体的气化、传输和裂解反应分开，实现工艺的稳定性、减少能量和资源消耗☐发明了C/C 复合材料气液两相快速沉积技术，实现C/C 复合材料短周期、低成本制备☐通过液相浸渍、高温原位反应，制备C/C-SiC 、C/C-Al 2O 3(ZrO 2)等碳/陶复合材料该工作获得3项国家自然科学基金、2项军工配套项目资助5. 陶瓷材料的有机模板转化制备技术渗硅前和渗硅后的SEM 图像获得4项国家自然科学基金、973专题项目的资助，陕西省高等学校科学技术奖一等奖以木材、纸张、树脂等有机物为主要原料，通过碳化和高温渗硅原位反应，形成具有仿生微结构、层状结构、微孔或有序孔的碳素及陶瓷材料特点: 能够制备大尺寸纳米多孔碳块体材料利用树脂流动性，可以浇注成型，制备复杂形状陶瓷部件用途: 纳米多孔碳可作为医药环保催化、吸附载体，电池电极 碳化硅陶瓷可用于叶轮、空心叶片、泵壳等耐磨、耐蚀、耐高温部件6. 陶瓷/金属连接与复合装甲材料Al2O3/可阀合金焊接ZrO2/Nb焊接SiC/SiC焊接复合装甲材料7. 燃烧合成法制备纳米材料AlN 纳米晶须--可低成本制备AlN 粉体燃烧合成☐首次采用燃烧合成法制备出具有均一形貌的AlN 纳米晶须Al 粉原料及AlN 纳米晶须的典型微观形貌照片Al 粉原料3D 刷状结构微反应器☐氮化物荧光粉：优异的热稳定性和化学稳定性好，发光光谱覆盖范围广等。

8. 其他研究成果单晶碳化硅☐采用逐步扩大生长室技术制备大尺寸单晶☐优化石墨化程度、石墨晶体择优取向，抑制晶核周边的异质成核钛烤瓷材料HID透明氧化铝全透光率85% 高温NTC热电材料机械合金化材料课题组简介席生岐刘高杰教授/博导副教授☐主要研究方向◆机械合金化粉末冶金◆能源与环境新材料◆材料的断裂与疲劳失效◆组织性能与应力研究等☐科研项目包含◆国家自然科学基金◆陕西省工业攻关项目◆企业合作项目等典型研究方向A 粉末制备与烧结设备—机械合金化粉末冶金用卧式搅拌高能球磨机、高效振动棒磨机，三维混料机，高温氢气还原炉、小型热压成型机、真空与气氛保护高温管式炉和箱式炉等B 湿化学合成设备----功能TiO2合成制备用恒温水浴箱、机械搅拌机，超声分散乳化机、旋转涂膜机，焙烧炉、丝网印刷成膜机、低速离心分离机，循环冷却泵等C 其他还具有制样设备、部分检测分析设备，以及良好的办公网络条件22% 18%31%11%4%14%就业分类统计信息 研究所国有大中型企业 高校 民营企业 跨国外企继续深造等研究生就业去向总计毕业109人，其中硕士生69人，博士生40人航天三院、四院等院所 中船重工725所 中航工业608所绵阳九院等军工研究院 ……上海汽轮机厂台积电（中国）有限公司 陕西重型汽车有限公司西安陕鼓动力股份有限公司 上海通用飞机公司 太原钢铁西安交通大学 湖南大学北京工业大学 陕西科技大学麻省理工曼切斯特大学布朗大学 大阪大学……杰出校友何力贵州省副省长于杰贵州省科技厅厅长兰新哲陕西省榆林市副市长李思殿山西大学副校长吴引江宝德公司总经理许小红山西师范大学杰出青年基金获得者活跃的团队期待你的加入。