国家技术发明奖推荐公示材料

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1、国家技术发明奖推荐公示材料项目名称：陶瓷基多相复合材料相调控关键技术及应用推荐单位（专家）意见：推荐项目发明了陶瓷基多相复合材料相调控关键技术，建立了多相复合的相界结构和调控机制，突破了陶瓷-陶瓷、陶瓷-玻璃、陶瓷-孔隙、陶瓷-金属之间的相界构建技术，实现了微纳相组成、显微结构及孔结构、力学性能及电学性能的可控设计，开发出高性能的纳米复相陶瓷材料、纳米晶复合玻璃陶瓷、多孔陶瓷基复合材料、表面金属化陶瓷材料，部分发明成果应用于高端机械密封、电器配套面板、电接触元件的生产制造，实现了产业应用。该项目是课题组在多年研究积累基础上完成的，发明思路新颖，创新成果突出，其理论及技术具有普适性，有助于促进

2、我国陶瓷材料、复合材料等相关学科及领域的发展，对新材料、电子、机械密封、电器等行业发展具有重要推动作用。项目获授权国家发明专利45项，发表SCI论文105篇；项目有关纳米复合碳化硅陶瓷和多相复合锂铝硅玻璃陶瓷成果已分获2013年浙江省技术发明一等奖和2008年浙江省技术进步一等奖。项目推荐书所填内容真实，同意推荐参加国家科学技术发明奖评审。项目简介：项目属无机非金属材料领域，立足于陶瓷基复合材料的高性能化，发明了陶瓷基多相复合材料相调控关键技术，建立了多相复合的相界结构和调控机制，突破了陶瓷-陶瓷、陶瓷-玻璃、陶瓷-孔隙、陶瓷-金属之间的相界构建技术，解决陶瓷相形成过程难以控制、界面理论不完

3、善、性能剪裁困难等科学问题，实现了微纳相组成、显微结构及孔结构、力学性能及电学性能的可控设计，制备出系列高性能陶瓷基复合材料，建立结构与性能之间的构效关系，部分发明成果应用于高端机械密封、电器配套面板、电接触元件的生产制造，实现了产业应用。主要发明内容及创新点包括：（1）发明了纳米复相陶瓷的微纳复合与相界强化技术，发展了纳米增强相与微米基体相构建陶瓷相-陶瓷相的微纳复合结构，建立了多相晶界形成及强化控制机制，突破了溶胶原位分散、功能相微量掺杂、低温烧结等关键技术，实现增强相与基体相多相共存、相分布均匀、纳米增强及晶界强化的目的，克服了陶瓷强度、韧性及其它性能难以兼顾以及添加剂分布不均导致稳定

4、性和重复性差等技术难题，发明的纳米复合碳化硅陶瓷、微量掺杂钛酸盐陶瓷等纳米复相陶瓷材料的力学性能、电学性能显著增强。（2）发明了纳米晶复合陶瓷的分相调控及相界设计技术，发展了均一体系分相构建微晶相-玻璃相、陶瓷相-孔隙相的多相复合结构，建立了相分离调控及多相界面设计机制，突破相分离诱导、晶相原位形成、相结构演变可控等关键技术，实现多晶相-玻璃相（或孔隙相）共存、微晶相比例及晶粒径可控、孔隙相比例及孔尺寸可调的目的，解决了分相不足或过度分相带来的复合陶瓷结构与性能不佳的技术难题，发明的纳米晶复合玻璃陶瓷具有优越的高强耐热和耐磨耐蚀性能，以及多孔陶瓷基复合材料具有独特的阶层多孔结构和孔径可调。（

5、3）发明了纳米陶瓷材料表面金属化及陶瓷-金属相界结合技术，发展了纳米陶瓷颗粒表面金属化构建陶瓷相-金属相的多相复合结构，建立陶瓷-金属界面结合强化机制，突破纳米陶瓷颗粒湿化学制备、陶瓷颗粒粒径及形态控制、纳米陶瓷颗粒表面金属化等关键技术，实现陶瓷-金属界面组织结构优化和界面结合力增强的目的，解决金属与陶瓷界面结合弱、传统化学镀界面结合强度低的技术难题，显著提高纳米陶瓷材料的电学性能。形成一套具有自主知识产权的陶瓷基复合材料相调控技术，获国家授权发明专利45项，发表SCI论文105篇。成套技术发明成果实现产业应用，建成4条陶瓷基复合材料及相关产品示范生产线，开发出高性能的纳米复合碳化硅陶瓷密封

6、件、多相复合玻璃陶瓷电器配套面板及工业防护板材、银陶瓷复合电接触材料等系列产品。纳米复合碳化硅陶瓷密封件产品的抗弯强度达到509MPa，断裂韧性达到7.7MPa·m1/2，产品已出口福斯流体控制、博格曼等国际机械密封行业一流企业；多相复合玻璃陶瓷电器配套瓷面板产品的抗弯强度为156.4MPa，热膨胀系数为6.8×10-7℃-1，产品已定点供货美的、苏泊尔等国内知名家电企业；多相复合玻璃陶瓷工业防护板材的磨损量为0.052g/cm2，冲击韧性3.1kJ/m2，产品已在钢铁、煤炭、造纸等行业进行广泛应用；银陶瓷复合电接触材料的退火态断后延伸率达25%，电阻率为2.09μΩ·cm（银含量≤88wt

7、%），抗熔断性能优越，产品被西门子、施奈德、GE等龙头企业使用。项目促进了我国陶瓷材料、复合材料等相关学科及领域的发展，相关产品打破了国外大公司的垄断，推动了我国新材料、机械密封、电子电器等相关行业的发展，获得显著的经济和社会效益。客观评价：1.技术比较本项目发明了陶瓷基多相复合材料相调控关键技术，主要发明点为纳米复相陶瓷的微纳复合与相界强化技术、纳米晶复合陶瓷的分相调控及相界设计技术、纳米陶瓷材料表面金属化