董紹明：“做材料，我們自嘲下里巴人”

“現(xiàn)在很多科技產(chǎn)業(yè)‘卡脖子問題’，實際上追根究底都是卡在材料上?！?/p>

中國工程院院士、中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員董紹明向上海科技表示：“材料在高新技術領域中非常關鍵?！?/p>

“大家往往能看到，一個科技重器是多么宏偉，一顆航天衛(wèi)星是多么震撼，而重器所用到的材料通常是不被看到的。材料人往往是‘幕后英雄’，但其實我們非常自豪。”

董紹明介紹，他所帶領的團隊，開發(fā)了高熱穩(wěn)定、高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、超高溫等適用于不同服役環(huán)境的陶瓷基復合材料，攻克了大尺寸、復雜形狀陶瓷基復合材料構(gòu)件的精確成型和精密加工、復合材料與金屬異質(zhì)材料連接以及復合材料氣密性和空間適用性等關鍵技術難題，在國內(nèi)成功實現(xiàn)了陶瓷基復合材料構(gòu)件在重要領域的應用，相關材料與構(gòu)件的制備和應用技術均達到國際先進水平。

不僅如此，董紹明團隊還攻克了多層超高溫抗氧化涂層的可控制備技術，并將之成功地應用于超高溫陶瓷基復合材料熱結(jié)構(gòu)件的研制。多層超高溫抗氧化涂層技術的成功開發(fā)，使我國成為國際上少數(shù)掌握該項核心技術的國家之一。

陶瓷脆，但卻是解決高端材料“卡脖子”的關鍵

陶瓷，作為華夏文明的象征，不僅承載著五千年的文化積淀，而且有著輕質(zhì)、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點。“實際上我們做陶瓷的人很了解自己所研制的材料，陶瓷的優(yōu)點有很多，但是一提到更高級的應用，就會想到它的缺點——脆?！倍B明說。

為了解決陶瓷“脆”的缺陷，董紹明將纖維引進到陶瓷當中。經(jīng)復合后做成的陶瓷基復合材料就會變得和金屬、樹脂一樣具有韌性。

塑料扔在火里面一下子就熔化了，而董紹明做的陶瓷基復合材料則可以兼具強度高和耐高溫的效果，因此在航空航天等領域里有舉足輕重的地位。

針對航空和先進核能領域?qū)﹂L壽命、耐腐蝕熱結(jié)構(gòu)材料的迫切需求，董紹明帶領團隊開展了sic/sic陶瓷基復合材料的研究工作，開發(fā)了sic纖維穩(wěn)定化處理技術和高致密sic/sic復合材料的制備技術，成功制備出高致密sic/sic材料，其力學性能達到國際同類材料水平。

目前，不論是軍機還是民機，從燃燒室、渦輪外環(huán)到調(diào)節(jié)片、導向葉片，乃至轉(zhuǎn)子葉片，都將大量使用陶瓷基復合材料。

“材料發(fā)展不夠成熟，是高新技術發(fā)展短板中的短板”

早在1998年，董紹明曾作為高級訪問學者前往法國波爾多大學熱結(jié)構(gòu)實驗室，并在那里產(chǎn)生了研發(fā)纖維增強陶瓷基復合材料的靈感。董紹明說：“回國后我就立志把材料這個學科建立起來。剛開始沒有裝備和場地，也沒有充足的經(jīng)費，我就東拼一張桌子，西湊一張臺子，打游擊式地搞科研。沒有實驗裝備，我就自己做。”

“如果把空間探測、電子信息等等應用比作是‘陽春白雪’，我們做材料的經(jīng)常自嘲是‘下里巴人’?！?/p>

董紹明認為，材料的發(fā)展不夠成熟，是我國高新技術發(fā)展短板中的短板。而在材料領域，先進陶瓷及陶瓷基復合材料耐高溫、耐腐蝕的特質(zhì)，又是其他材料無法比擬的。

“在高新技術發(fā)展體系，包括航空航天、電子信息、精密機械、國防軍工、生物醫(yī)藥、新能源、石油化工等領域都涉及到先進陶瓷材料的應用。先進陶瓷材料在耐高溫、耐腐蝕的極端條件下，沒有材料可以替代，因此也成為高新技術產(chǎn)業(yè)的一個支柱。”

未來，向著耐3000度高溫材料的目標推進

“2000度在過去是個很高的耐高溫材料門檻，但現(xiàn)在隨著飛行器速度的提高，應用端對材料的耐溫能力有了更高的要求?！?/p>

董紹明的科研團隊將會繼續(xù)創(chuàng)新，設計新體系、研制新材料，向著耐受2500度、2800度，甚至3000度的目標推進。

“工作溫度提升了以后，裝備系統(tǒng)有了依托，從設計角度上看它們的性能就會得到大幅度提升?！倍B明介紹，“例如在航空航天領域，我們經(jīng)常聯(lián)合研發(fā)，他們需要高性能材料支撐發(fā)展，而這些技術的攻克就需要我們的裝備和技術創(chuàng)新來解決。材料就要陸續(xù)驗證，相信這對我國航空航天裝備的發(fā)展具有歷史性意義?！?/p>

時間緊，任務重，這也將是董紹明建立實驗室以來又一個“不回家的春節(jié)”。