在国家自然科学基金杰出青年基金项目的资助下,我们对多功能航天防热用陶瓷基复合材料及其在典型多场耦合条件下的组织性能演化规律和损伤机制等相关基础与应用基础科学问题,及其在航天防热部件上的应用等开展了系统研究,取得了突破性进展。
发明了以下3个系列新材料: 1. 原位Sialon增强h-BN复合陶瓷 2. 共强韧化MAS-BN复合陶瓷 3. 高致密非晶SiBCN块体陶瓷及复合材料 4. 石墨烯/铝硅酸盐聚合物
我们阐明了成分及工艺对各类多功能防热陶瓷及其复合材料微观组织结构以及性能的影响规律,包括某些体系晶化动力学特性等。进而揭示了其在液氧-煤油发动机烧蚀、氧-乙炔焰烧蚀以及等离子体侵蚀等过程中,在热震、烧蚀、氧化、离子溅射等多种条件耦合作用下的损伤行为及损伤机制。这些研究成果为航天防热部件的应用奠定了理论基础和技术支撑。
进一步地,我们突破了多种多功能防热陶瓷材料构件在成型、烧结与机械加工等关键工序过程中的多道技术难关,研制出多种国防和航天重点型号用样件。其中,4种已通过地面台架模拟实验考核,2种已在我国首套新型带缓冲腔结构霍尔推力器、某型运载器姿控发动机推力室等关键防热构件上获得成功应用,其他也显示出良好的应用前景。
自2013年以来,我出版专著1部(《无机聚合物及其复合材料》(63万字),“十二五”国家重点图书);发表学术论文45篇(SCI收录39篇;EI收录41篇);申请国家发明专利21项,获授权14项;相关成果获省部级科技奖励一等奖1项。本人及团队成员积极参加学术交流,参加国际及国内会议16次,担任国际学术大会主席、组委会或者学术委员会成员6次,作会议邀请报告16次。同时,邀请国内外大学和研究所的知名学者来访,合计20人次。