董紹明：“做材料，我們自嘲下里巴人”

“現在很多科技產業(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?？萍急硎荆骸安牧显诟咝录夹g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?！?/p>

董紹明介紹，他所帶領的團隊，開發(fā)了高熱穩(wěn)定、高結構穩(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件的精確成型和精密加工、復合材料與金屬異質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，在國內成功實現了陶瓷基復合材料構件在重要領域的應用，相關材料與構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構件的研制。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、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對長壽命、耐腐蝕熱結構材料的迫切需求，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)到調節(jié)片、導向葉片，乃至轉子葉片，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構實驗室，并在那里產生了研發(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，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業(yè)的一個支柱?！?/p>

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。”董紹明介紹，“例如在航空航天領域，我們經常聯合研發(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。”

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)”。