江东亮院士:科研初心不变,材料创新不止


来源:中国粉体网   空青

[导读]  江东亮,长期从事先进陶瓷的组成、结构、工艺与性能关系的研究与发展工作。

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人物简介



江东亮,著名无机陶瓷材料科学家,1937年9月生,研究员,博士生导师。1960年毕业于南京化工学院。1992年入选国际陶瓷科学院院士, 2001年当选为中国工程院院士。长期从事先进陶瓷的组成、结构、工艺与性能关系的研究与发展工作。


结缘无机材料,起源好奇


中学时期,江东亮院士就觉得化学很奇妙,对化学产生浓厚的兴趣,所以大学填报的第一志愿就是化学系。刚开始接触他的专业时,他也觉得陶瓷就是碗、茶杯、观赏物等,而在之后的实习中对陶瓷的认知得到的改变。


江东亮院士实习单位中,在大连电瓷厂待的时间最长,在那里他发现,高压线上挂着的电瓷是工业电瓷,涉及很多技术上的要求。他感到自己仍有很多不足,还需继续学习,毕业之后,他又被分到结构陶瓷部门。从这时候开始,他对陶瓷有了新的认识,传统的陶瓷原料是天然黏土、石英等物质成型烧结而成,而要做高强度、化学稳定性好、耐腐蚀性好、耐高温的陶瓷,需要化学成分的设计和特殊工艺手段,传统的原料是无法满足的,必须采用人工合成的材料。同时,江东亮也逐渐明白,先进陶瓷的发展对我国经济腾飞有重要意义。


其实,陶瓷是中国的特产,可是基础研究、设备制造等科学和技术方面原因使得中国陶瓷工业反而落后于日本等国。作为新中国的科技专业工作者,理应为中国高性能陶瓷的振兴贡献自己的才智,江东亮院士坚守在硅酸盐研究所的岗位上,瞄准陶瓷工业发展的新方向,学习、研究、攻关。


攻关须“充电”


在之后,江东亮院士争取到一次出国进修的机会,在大学里学的是俄语,到英语国家,必须过语言关。但他克服了诸多困难,凭着“走廊英语”在美国密歇根大学研究、治学。此后,有了英语基础,江东亮院士能查阅国外资料,及时把握信息,用学到的新知识去攻关。比如,为化工厂解决了“跑冒滴漏”的问题;开发出高强度氧化铝空心球,高纯耐热氧化铝水泥和氧化铝耐热混凝土浇灌料,解决了吴泾30万吨合成氨装置的难题,顺利投产,填补了我国的一个空白。在新材料开发和工程应用上,江东亮院士在国内研制成功高致密微晶氧化铝陶瓷及机械密封件,磁流体发电电极材料,氧化铝轻质、重质耐热混凝土,碳化硅基工程陶瓷等。


材料的创新,科研的初心


江东亮院士对材料革新形势的预判,顶着外界重重压力组建起国内最早系统开展碳化硅陶瓷研究的课题组,率先投入先进陶瓷的组成、结构、工艺与性能关系的研究与发展工作,这便是先进碳化物陶瓷材料研究团队的前身。


随着国家航空航天应用需求的大幅度提升,陶瓷反射镜材料的研制被列入国家重点部署工作之一。现代大型光学望远镜系统最核心的部件是反射镜,并且反射镜的口径越大,望远镜的分辨本领和聚光能力越强,但还是用玻璃做的话,大口径反射镜就会成为火箭“难以承受之重”。


2000年,江东亮院士带领研究团队,开始申请高分辨对地观察反射系统材料的国家项目。据江东亮院士介绍,原来的反射镜大部分是玻璃做的,随着科学的发展,镜子的大小尺寸要求越来越大,发射的要求也越来越高,寻找替代它的材料就要求比玻璃更坚硬、更轻,在所有物质中选择下来,认为碳化硅是一个非常好的选择。


其实早在1977年,江东亮院士就开始碳化硅工程陶瓷的研究,先后完成碳化硅密封件和耐磨材料,我国第一代固体燃料火箭助推发动机用碳化硅复合陶瓷喉衬等研制,但碳化硅反射镜的研制依然困难重重。碳化硅反射镜难度在于:

1、要求尺寸大,那么就要要求烧结炉子的温度要非常均匀;

2、形状很复杂,为达到轻量化,需要做成复杂的薄壁结构且内部挖空。

3、加工精度高,烧结过程出现收缩,成型是个问题。


图来源:上海硅酸盐研究所


多年的研究基础,全新的研制方案,每一个步骤都经过周密设计,每一个细节都精益求精,江东亮院士带领课题组最终完成碳化硅反射镜的研制,2009年,第一批全国批产的碳化硅反射镜随遥感卫星八号进入太空,实现了国产大尺寸碳化硅反射镜在工程任务上的首次成功应用,同时代表着我国空间科学试验、国土资源勘查、农作物估产及防灾减灾等领域再添“利器”。


从氧化铝陶瓷的研究出发,突破30万吨合成氨装置核心材料;开辟碳化硅材料新领域,江东亮院士一方面研制新材料,不断满足国家重大需求,一方面深入探究科学问题,推动无机材料科学发展。“实现大国向强国的发展,我们国家大力提倡在制造业中全面思索、创新。而在中国制造业占有举足轻重地位的是基础材料,没有五花八门的材料、各种性能的材料,要设计一个新东西等同于无米之炊。江东亮院士道出强国发展战略的一大关键。


多年来,江东亮院士不断推动建立中国材料基因组系统,2012年春,在他的倡导下,上海市科委组织会议就针对“材料基因组”方向召开专门会议。



“从单一功能向多功能发展,从结构与功能分开变成结构功能一体化,整个材料发展趋势是这样的”江东亮院士说:“现在开始从基因工程来考虑,目标希望快速的使得材料发展加快研究速度,从而能够降低投入”。


在科研道路上探寻半个世纪后,已是耄耋之年的江东亮院士依然关注科学发展前沿,以前瞻性的眼光与持续的创新研究引领发展,对他来说,这就是始终不变的初心。


参考来源:

创新材料不息,强国之梦不停——中科院上海硅酸盐所江东亮院士(视频)

肖叶:成功就是学习“给力”

中国粉体网、上海硅酸盐研究所网站


(中国粉体网编辑整理/空青)

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作者:空青

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