一文了解高温结构材料与涂层技术工信部重点实验室


来源:中国粉体网   平安

[导读]  一文了解高温结构材料与涂层技术工信部重点实验室

中国粉体网讯 



实验室简介


高温结构材料包括高温合金、金属间化合物、难熔金属材料、超高温材料等,是发展航空航天、舰船、兵器等高端装备制造用的重要物质基础与保障。随着先进航空发动机和燃气轮机的发展,先进高温结构材料已经成为提高发动机服役性能和寿命、降低能耗和成本的关键。高温防护涂层是提升高温部件性能的关键技术,起着隔热、抗高温烧蚀、抗冲刷、抗氧化腐蚀等作用。计算材料工程是创新高温结构材料和涂层的有效方法,欧美等工业强国十分重视高温结构材料的研发,在材料基因组计划推动下,形成了高温结构材料的快速设计理论,加快了研制周期,降低了成本。装备与表征技术是发展高温结构材料和涂层的基础与保障。高温结构材料和涂层的发展历程表明,重大技术创新和新的研究领域的开辟往往是技术方法和装备上的突破为先导。

近年来,我国设立了国家(国防)973、国家自然科学基金重大项目、“两机”重大专项、国防基础研究等重大重点项目,支持高温结构材料及涂层的基础及应用研究,建立了沈阳材料科学联合国家实验室等科学研究基地,为我国航空航天等国防装备用高温结构材料及防护涂层技术的发展做出了重要贡献。

然而,我国高温结构材料研究的基础和技术水平相比国外先进国家还有一定差距,主要原因包括:材料基因组计划项目刚刚起步,高温合金处于从仿制向自主创新的转型期,关键装备严重依赖进口。航空发动机研发应用水平同美国相比落后二十年,一个关键因素就是高温结构材料研发水平落后。因此,迫切需要建立从材料设计、制备、表征到装备一体化的高温结构材料及涂层技术研究基地。

高温结构材料与涂层技术工信部重点实验室瞄准发动机、大飞机等国家航空领域重大战略需求,面向我国国防建设与国民经济重大需求的高温结构材料,以计算材料科学推动我国高温结构材料与涂层的创新设计,以装备制造技术保障高温结构材料及涂层的创新发展,促进材料科学与工程学科与信息数字化及机械工程等学科的交叉融合,建设成为高温结构材料、高温防护涂层、计算材料工程、装备与表征技术等方向的研发平台,建立产学研协同机制,成为我国航空发动机高温结构材料及涂层的应用基础、关键技术和产业共性技术的创新基地、高水平专业人才培养基地、学术交流与合作基地、成果转化和技术服务基地,为提高我国航空发动机高温结构材料及涂层设计、制备与装备、以及表征技术的创新能力、构建我国航空高温材料创新体系、推进航空工业转型升级、深化航空领域信息化和工业化融合提供有力支撑。


组织机构




学术委员会主任




李仲平,1964年8月5日出生于湖北省,男,汉族,湖北省安陆市人,航天复合材料专家。中共党员。1986年毕业于北京航空学院,后获工学博士学位。现任中国运载火箭技术研究院航天材料及工艺研究所所长,研究员,先进功能复合材料国防科技重点实验室主任,功能性碳纤维复合材料国家工程中心实验室主任,国家重大科技专项材料分中心主任等。长期从事极端服役环境功能复合材料应用基础研究和工程应用研究,负责并带领团队探明功能复合材料热力电行为规律,实现航天用功能复合材料体系及制备技术创新,研制出系列新材料与防热结构,成功应用于新一代航天型号,解决“热障”与“热透波”问题,支撑再入机动、精确制导和小型化等型号关键技术突破。获国家科技进步特等奖1项、一等奖1项、二等奖2项。2013年当选为中国工程院院士。


研究方向及成果


高温结构材料与涂层技术工信部重点实验室自成立以来,聚焦先进航空发动机领域国家重大战略和产业需求,围绕发动机核心热端部件用高温结构材料、高温防护涂层、计算材料工程、装备与表征技术等方向开展基础和应用基础研究。

近5年,主持并承担了国家自然科学基金重大项目、“两机”专项基础研究项目、科技部重点研发项目、预研等80余项国家级项目,在基础研究和应用基础研究、重大关键技术、产业共性技术等方面均取得了一系列的创新性成果。研发的某单晶高温合金已用于我国在研下一代航空发动机高压涡轮双层壁单晶导向与转子叶片,在其他高性能航空发动机上也具有重要的应用前景。研发的超高温热障涂层GYbZ/YSZ/PtNiAlX被我国在研下一代航空发动机设计采用;研制的具有我国自主知识产权的热障涂层制备用电子束物理气相沉积装备,使得我国成为继德国、乌克兰之后国际上第三个掌握电子束物理气相沉积装备制造技术的国家,成功应用于我国先进航空发动机叶片热障涂层生产;发明的高温/超高温热障涂层材料、界面结构、制备与表征方法支持了我国95%以上航空发动机叶片热障涂层的生产,在我国多个型号航空发动机叶片上获成功应用,为我国先进军机、大型客机等重大型号的研制提供了重要技术支持。

研究成果发表SCI论文近300篇,授权发明专利130余项,获得国家技术发明一等奖(2016年度)和教育部技术发明一等奖(2018年度)各1项。实验室与中航工业、中国航发等发动机领域内单位开展了深度合作,集聚和培养了一批高水平“产、学、研、用”一体化创新人才,将继续为我国先进航空发动机的自主创新发展贡献重要力量。

资料来源:高温结构材料与涂层技术工信部重点实验室官网

(中国粉体网编辑整理/平安)

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作者:平安

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