尧山实验室的“黑科技”有哪些?


来源:中国粉体网   空青

[导读]  一文了解尧山实验室。

中国粉体网讯  2023年10月,尧山实验室揭牌仪式在平顶山举行。



尧山实验室是河南省实验室,由平顶山市委市政府主导建设,河南省科学院、平顶山学院牵头,联合郑州大学、中国科学院上海硅酸盐研究所、河南中宜创芯发展有限公司等高校、科研院所、龙头骨干企业组建,总部设在平顶山。




研究方向


1.SiC半导体材料科创中心


针对新兴光电子高技术产业创新发展对半导体材料的重大需求,构建SiC半导体材料创制与评价科创平台。


大尺寸SiC半导体材料开发平台,围绕新功能晶体材料的分子设计和材料设计,发展新的高纯SiC生长方法和工艺以及解决关键性技术问题;

高性能SiC器件测试与评估平台,包括对材料的微观结构/成分表征、光/电/磁/力/热综合物性表征、耐久性测试、极限性能测试、故障诊断、可靠性和寿命评估等;

先进SiC光伏逆变器研发及检测平台,包括组串式逆变器模块化、并网逆变器模块化、电能再生性能测试等。


2.先进碳化物陶瓷基复合材料科创中心


针对临近空间的开发与利用、高性能航空发动机热端部件对耐高温、抗氧化烧蚀、高强度的超高温结构材料及其制备技术的重大需求,构架先进碳化物陶瓷基复合材料科创中心。


①连续纤维增强的超高温陶瓷基复合材料开发平台,采用连续纤维作为增强体、超高温陶瓷为基体,发展系列轻质、耐极端高温、非脆性断裂的连续纤维增强超高温陶瓷基复合材料可控制备技术;

②多场耦合条件下陶瓷基复合材料服役行为评价平台,包括陶瓷基复合材料损伤行为的声发射、X-射线计算机断层扫描成像实验平台,以及复合材料在空气气氛下的常/高温力学实验平台,并首先以连续纤维增强超高温陶瓷基复合材料为研究对象,分析了该材料在特定应力水平的加载/卸载过程的损伤特征;

③低维纳米材料宏观有序化智能制备平台,利用3D打印等技术,通过低维纳米材料宏观有序化研究,实现高灵敏度调控和优化,制备出满足性能要求的结构功能一体化复合材料。


3.高分子材料加工成型与智能制造研究中心


围绕航空航天、电子信息、轨道交通等领域高分子材料加工“高端化、智能化、数字化、集成化、定制化”需求,构建高分子材料加工成型与智能制造研究中心。


①科学与工程计算平台,包括加工过程模拟计算、高效仿真分析、多场多尺度耦合模拟、材料及技术优化等;

②微成型理论研究平台,包括成型过程中高分子链结构的演变规律、凝聚态结构与性能相关性研究、加工过程材料晶型调控、热力学、动力学与相变机制;

③加工装备调控及设计平台,包括材料生产加工涉及的模具、注塑机、挤出机及其辅助设备等;

④智能成型制造平台,包括装备智能控制系统、智能制造关键技术与部件、高端智能制造工艺与装备、制造装备与系统智能管控等;

⑤高分子材料加工成型中试基地,具备技术、产品工艺研发、装备智能制造等技术服务、外包服务及中试验证服务等能力。


4.材料基因工程研究中心


面向“科技、时尚、绿色”的高质量发展对纺织材料的重大需求,构建先进复合材料创制平台。


①宏量化纳米纤维研制平台,包括高品质静电纺非织造材料、高曲率紧密静电纺丝技术、静电纺非织造材料宏量制备理论等;

②特种功能复合材料研制平台,包括先进聚合物基复合材料、碳纤维复合材料、安全防护用纤维材料及纺织品等;

③柔性电子器件开发平台,包括柔性自修复储能器件、电子皮肤、柔性智能传感材料与器件等;

④生物医用材料研究平台,包括生物医用高分子材料、纳米复合生物医用降解材料、医用防护材料、医用功能纤维材料等。


5.材料智能设计(AI)研究中心


面向材料设计中的基础理论、智能设计等重大需求,构建智能设计基础研究平台。


 ①AI数据技术与高通量集成计算平台,包括跨尺度多物理场耦合模拟、材料/结构-性能优化等;

②关键数理问题研究平台,包括材料极端服役环境下的本构关系、结构与关键性能关联关系、工艺与微结构的演变规律、宏观力学行为与微结构的关联规律、微结构的作用机制等;

③高强高模设计基础平台,包括多场多尺度的协同设计与优化调控、高精度测量表征与性能评价等;

④材料基因工程技术平台,建成集数据自动采集、挖掘、分析为一体的材料基因工程数据平台,为新材料研究提供智能化数据支撑。


研究成果


尧山实验室精准对接新材料前沿领域,聚焦航空航天用第三代碳化硅纤维和高分子热塑性复合材料,重点推进“KD-SA高耐温烧结型高结晶第三代碳化硅纤维产业化项目”和“航天用高分子热塑性复合材料快速成型项目”的转化落地。与中国平煤神马集团联合开展的“第三代半导体碳化硅材料产业化示范项目”获得省科技厅600万元省市联动经费支持,正在推进项目落地投产工作,力争早日实现第三代碳化硅纤维项目的产业化。拟与国家生物医学材料工程技术研究中心合作,在骨诱导磷酸钙生物陶瓷、羟基磷灰石生物陶瓷等医疗陶瓷生产方面取得突破。


2024年11月9日,尧山实验室成功举办科研成果发布会。发布了“光储充一体化商业充电站”项目、“轻质高强建筑装饰盐和多功能性盐材料的研发及产业化”项目两项研究成果,推动钠离子电池储能和盐建筑装饰材料的产业化发展。


来源:尧山实验室官网/官微、平顶山日报


(中国粉体网编辑整理/空青)

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作者:空青

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