学科专业评审组:材料科学组
项目名称:航空航天碳化硅陶瓷基复合材料关键技术体系创新与产业化应用
提名单位: 中共陕西省委军民融合发展委员会办公室
提名等级:一等奖
提名单位意见: 该项目针对航空航天新一代重大装备对碳化硅陶瓷基复合材料(CMC-SiC)更高服役性能、短周期低成本制造、大批量高稳定生产的重大需求,在国家重大科技专项、发改委产业化项目等持续支持下,重点突破了CMC-SiC多元微结构和成分设计、多相复合工艺、高效批量制造等系列关键技术,并实现了产业化应用。 主要科技创新:①建立了面向结构功能一体化的多元微结构和成分设计方法,突破了不同服役环境下高性能结构功能一体化设计瓶颈。②提出了气、液、固相复合制备工艺,解决了不同微结构单元的精确快速制造难题,从而有效提升了材料高温服役性能。③发展了均匀性控制与批量化制造装备及应用方法,实现了大尺寸复杂型面热防护构件、复杂高精度热结构件、高精密轻质结构件的批量制造。 项目发表论文470余篇,出版专著3部;授权国家发明专利67项,美国专利1项;成果应用于96类33000余构件,已在国际上首颗激光雷达大气探测卫星、我国第二代数据中继卫星、可重复使用空天飞行器等31种型号上装机服役,推动CMC-SiC由前沿关键材料跨越成为广泛应用的先进骨干材料。近三年累计经济效益约26.1082亿元。 科技成果评价专家组认为,项目技术总体达到国际先进水平,其中气-液-固时空耦合工艺技术居国际领先。 特提名该项目为陕西省科学技术进步奖一等奖。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:成来飞
    排名:1
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:对科技创新1,2,3做出了创造性贡献,包括: (1)建立了面向结构功能一体化的多元微结构和成分设计方法,并指导方案实施; (2)提出了气、液、固相复合制备工艺,并指导方案实施; (3)发展了均匀性控制与批量化制造装备及应用方法,并指导方案实施。 见附件1、2、3、17-20、22、23。
    曾获国家科技奖励情况:2004年国家技术发明一等奖,耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术,R2,2004-F-242-1-01-02 2016年国家技术发明二等奖,碳陶飞机刹车功能复合材料的研制与应用,R3,2016-F-24202-2-03-R03 2019年国家技术发明二等奖,大型复杂陶瓷基复合材料防热构件组合集成制造技术,R1,2019-F-31024-2-01-R01 2016年教育部自然科学一等奖,结构功能一体化陶瓷基复合材料的设计、制备与应用基础,R3 2016年陕西省科学技术一等奖,连续纤维增韧陶瓷基复合材料的强韧化基础研究,R1 2019年教育部技术发明一等奖,陶瓷基复合材料缺陷控制的强韧化新技术,R2 2024年陕西省自然科学二等奖,富电子合成氨催化材料的原子尺度复合与计算设计,R4
  2. 姓名:栾新刚
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:对科技创新1,2做出了创造性贡献,包括: (1)提出了微结构和成分双梯度化界面技术,并指导方案实施; (2)发展了气-液-固时空耦合工艺技术,并指导方案实施。 见附件2、18。
    曾获国家科技奖励情况:无。
  3. 姓名:叶昉
    排名:3
    行政职务:复合材料系主任
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:对科技创新1,2做出了创造性贡献,包括: (1)提出了多尺度缺陷调控技术,建立了承载/透波、承载/吸波一体化方法,并指导方案实施; (2)发展了液-气前驱体可控热解制备技术,并指导方案实施。 见附件1、17、19。
    曾获国家科技奖励情况:2016年教育部自然科学一等奖,结构功能一体化陶瓷基复合材料的设计、制备与应用基础,R5
  4. 姓名:刘永胜
    排名:4
    行政职务:重点实验室副主任
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:对科技创新1,2做出了创造性贡献,包括: (1)提出了元素定量掺杂与组元定域分布技术,并指导方案实施; (2)发展了强遗传性定位液-固反应技术,并指导方案实施。 见附件3。
    曾获国家科技奖励情况:2019年国家技术发明奖二等奖,大型复杂陶瓷基复合材料防热构件组合集成制造技术,R5,2019-F-31024-2-01-R05 2016年教育部自然科学一等奖,结构功能一体化陶瓷基复合材料的设计、制备与应用基础,R4 2016年陕西省科学技术一等奖,连续纤维增韧陶瓷基复合材料的强韧化基础研究,R5
  5. 姓名:张青
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:副研究员
    工作单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:对科技创新1,2做出了创造性贡献,包括: (1)提出了承载/屏蔽一体化方法,并指导方案实施; (2)发展了催化转化法制备微观异质界面缺陷技术,并指导方案实施。 见附件3。
    曾获国家科技奖励情况:无。
  6. 姓名:涂建勇
    排名:6
    行政职务:总工程师
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:对科技创新3以及科技创新在航空发动机上的应用做出了创造性贡献,包括: (1)发展了系列化分流盘装置,验证了小尺寸构件的批量化制造; (2)推动了科技创新在复杂高精度航空发动机热结构件上的应用。 见附件20、46。
    曾获国家科技奖励情况:无。
  7. 姓名:廖军刚
    排名:7
    行政职务:产品研发部部长
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:对科技创新3以及科技创新在空间卫星上的应用做出了创造性贡献,包括: (1)发展了进气引导扩散装置,验证了大尺寸构件的均匀化制造; (2)推动了科技创新在大尺寸高精密空间卫星构件上的应用。 见附件10、21、46。
    曾获国家科技奖励情况:无。
  8. 姓名:王鹏
    排名:8
    行政职务:工艺技术部部长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:对科技创新3做出了创造性贡献,包括: 发展了系列化扰流板装置,实现了构件在制造装备中的高效柔性排布,推动了构件的批量化制造。 见附件22、46。
    曾获国家科技奖励情况:无。
  9. 姓名:陈翔
    排名:9
    行政职务:质量检验部部长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:对科技创新3做出了创造性贡献,包括: 发展了全流程质量监测和批量检测方法,形成了构件排布数字化评价,促进了构件的批量化制造。 见附件46。
    曾获国家科技奖励情况:无。
  10. 姓名:张立同
    排名:10
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:对科技创新1以及科技创新的产业化应用做出了创造性贡献,包括: (1)提出了面向结构功能一体化的多元微结构和成分设计思想; (2)指导团队的关键技术体系创新在我国重大工程领域的应用验证。 见附件1、3、17、19。
    曾获国家科技奖励情况:2004年国家技术发明一等奖,耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术,R1,2004-F-242-1-01-01 2016年国家技术发明二等奖,碳陶飞机刹车功能复合材料的研制与应用,R1,2016-F-24202-2-03-R01 2019年国家技术发明二等奖,大型复杂陶瓷基复合材料防热构件组合集成制造技术,R2,2019-F-31024-2-01-R02 2016年教育部自然科学一等奖,结构功能一体化陶瓷基复合材料的设计、制备与应用基础,R2 2016年陕西省科学技术一等奖,连续纤维增韧陶瓷基复合材料的强韧化基础研究,R2 2019年教育部技术发明一等奖,陶瓷基复合材料缺陷控制的强韧化新技术,R3
  11. 姓名:陈旭
    排名:11
    行政职务:无
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:对科技创新3以及科技创新在空天飞行器上的应用做出了创造性贡献,包括: 发展了原料梯度进给方法,实施了RMI设备可控渗透-反应技术,支撑了高速飞行器厚壁、复杂型面热防护构件的均匀化制造。 见附件20、21、23。
    曾获国家科技奖励情况:无。
  12. 姓名:范尚武
    排名:12
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:对科技创新2做出了创造性贡献,包括: 实施了气、液、固相复合制备工艺,支撑了超高温CMC-SiC材料体系的发展。 见附件46。
    曾获国家科技奖励情况:2016年国家技术发明二等奖,碳陶飞机刹车功能复合材料的研制与应用,R4,2016-F-24202-2-03-R04 2016年陕西省科学技术一等奖,连续纤维增韧陶瓷基复合材料的强韧化基础研究,R6
  13. 姓名:王晶
    排名:13
    行政职务:复合材料系主任助理
    技术职称:副研究员
    工作单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:对科技创新2做出了创造性贡献,包括: 实施了气、液、固相复合制备工艺,支撑了长寿命CMC-SiC材料体系的发展。 见附件3。
    曾获国家科技奖励情况:2025年陕西高等学校科学技术研究优秀成果一等奖,高强韧抗水氧腐蚀SiC陶瓷基复合材料制备技术及应用验证,R2
  14. 姓名:史思涛
    排名:14
    行政职务:无
    技术职称:工程师
    工作单位:西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:对于科技创新3做出了创造性贡献,包括: 实施了CVI设备流场全域控制技术,支撑了卫星光机轻质结构部件的均匀化制造。 见附件21、46。
    曾获国家科技奖励情况:无。
  15. 姓名:邓莹莹
    排名:15
    行政职务:无
    技术职称:工程师
    工作单位:国投陶瓷基复合材料研究院(西安)有限公司
    对本项目技术创造性贡献:对科技创新3做出了创造性贡献,包括: 实施了CVI设备流场全域控制技术,支撑了卫星光机零件、组件的均匀化制造。 见附件46。
    曾获国家科技奖励情况:无。
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:西北工业大学
    单位贡献:对科技创新1,2,3和科技创新的应用推广做出了创造性贡献,包括: (1)发展了面向结构功能一体化的多元微结构和成分设计方法。突破了微结构和成分双梯度化界面设计、元素定量掺杂与组元定域分布、多尺度缺陷调控等技术。 (2)发展了气、液、固相复合制备工艺。突破了气-液-固时空耦合工艺、强遗传性定位液-固反应、液-气前驱体可控热解制备等技术,实现了不同微结构单元的精确快速制造。 (3)发展了均匀性控制与批量化制造装备及应用方法。突破了大尺度气液固相流场控制和大空间构件高效柔性排布等技术。 (4)推动了科技创新在高分辨卫星、空天飞行器、航空发动机、高性能飞机刹车等新一代重大装备上的应用。

  2. 单位名称:西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司
    单位贡献:对科技创新3和科技创新的应用推广做出了创造性贡献,包括: (1)建立了体系化的产业化制造装备,实现了不同类型CMC-SiC构件的均匀性控制与批量化制造,显著提升了产业化规模。 (2)将科技创新成果应用于96类33000余构件的研制和批产,推动其在31种型号上装机服役,实现了CMC-SiC的工程化和产业化。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处