评审组:材料科学组
项目名称:SiC高温结构吸波材料介电与力学性能协同提升机理及方法
提名单位: 陕西省教育厅
提名等级:二等奖
提名单位意见: 该项目针对制约SiCf/SiC高温结构吸波材料力学性能与吸波性能难以协同提升的关键科学问题,从SiC 纤维预制体、界面层、基体对复合材料吸波、介电性能的影响以及复合材料介电温度响应机理等角度,揭示了纤维、界面层、基体与复合材料整体电磁阻抗特性和力学行为的内在联系,为协同提升高温结构吸波材料介电和力学性能提供了必要的理论基础和共性指导。主要成果包括:(1)发现SiC纤维表面的连续富碳层(厚度约50 nm)是导致国产SiC纤维阻抗失配、吸波性能不良的主要原因,突破了碳硅比单一因素决定SiC纤维介电性能的传统认知局限。(2)建立了高介电和低介电填料调控SiCf/SiC复合材料力学性能和电性能的方法。阐明了官能团对CNTs均匀稳定分散的作用机制,首次建立CNTs均匀分散协同提升SiCf/SiC复合材料吸波性能和力学性能的新方法。(3)构建了SiC纤维及SiCf/SiC复合材料高温介电性能演变物理模型,阐明了低介电界面层和低温氧化对SiCf/SiC复合材料力学性能和高温介电性能调控机理。该项目在本领域顶尖期刊Carbon, Composites Part A等发表论文60多篇,出版英文专著章节1章,授权发明专利8项。5篇代表作SCI他引291次,获得了欧洲科学院院士、中国工程院院士、世界陶瓷科学院院士等国际权威专家的高度评价。符合陕西省自然科学奖的推荐条件。
项目简介:

客观评价:

代表性论文专著目录:

主要完成人情况:
  1. 姓名:丁冬海
    排名:1
    行政职务:高温陶瓷研究所党支部书记
    技术职称:教授
    工作单位:西安建筑科技大学
    完成项目时所在单位:西安建筑科技大学
    对本项目主要学术贡献:作为项目负责人,在项目执行期间负责研究计划制定,技术方案论证,研究结果分析,以及论文撰写修改,是该项目重要科学发现点 1,2主要学术思想的提出者,代表性论文的1-3的第一作者和通讯作者。发现SiC纤维表面富碳层对连续SiC纤维预制体电磁性能的决定作用,提出了利用表面热解碳层调控SiCf/SiC复合材料吸收/屏蔽性能的新思路。提出制备液相浸渍法制备h-BN等阻抗匹配型界面层协同提升SiCf/SiC复合材料吸波和力学性能。提出通过表面官能团提升CNTs在陶瓷先驱体中悬浮稳定性和陶瓷基体中分散性的新方法。投入本项目的工作量为80%。
  2. 姓名:穆阳
    排名:2
    行政职务:所长
    技术职称:研究员
    工作单位:中国飞行试验研究院
    完成项目时所在单位:中国飞行试验研究院
    对本项目主要学术贡献:作为项目第二完成人,在项目研究内容执行期间,是代表性论文4、5的第一作者和通讯作者,提出了低介电微纳米填料改善PIP-SiCf/SiC复合材料阻抗匹配特性的思想,发现微纳米填料抑制基体热解过程收缩的效应,通过基体改性实现了SiCf/SiC复合材料吸波性能和力学性的协调提升。投入本项目的工作量70%。
  3. 姓名:罗发
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:合作完成发现点1、2、3的主要理论和实验工作,指导第一完成人、第二完成人、第五完成人开展本项目的研究,是代表作1、2、4的主要作者。参与完成了表面富碳层和热解碳界面层调控SiC纤维预制体和复合材料介电性能理论模型的建立和相关实验的设计实施。参与完成了表面富碳层和热解碳界面层调控SiC纤维预制体和复合材料介电性能理论模型的建立和相关实验的设计实施。参与完成适用于SiCf/SiC高温结构吸波出来哦的阻抗匹配型界面层制备方法和工艺路线的设计实施。投入本项目的工作量60%。
  4. 姓名:肖国庆
    排名:4
    行政职务:本科生院常务副院长
    技术职称:教授
    工作单位:西安建筑科技大学
    完成项目时所在单位:西安建筑科技大学
    对本项目主要学术贡献:对科学发现点2做出了贡献,提出了评价CNTs在先驱体溶液中悬浮稳定性的评价方法,参与了羧基化CNTs悬浮稳定机理分析研究。是代表性论文3的主要完成人。投入本项目工作量50%。
  5. 姓名:李皓
    排名:5
    行政职务:研究室主任
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中国飞行试验研究院
    完成项目时所在单位:中国飞行试验研究院
    对本项目主要学术贡献:合作完成发现点3的主要工作,是代表性论文5的作者之一,实验测试了SiCf/SiC复合材料高温介电性能,验证了通过低介电界面层和低温氧化调控SiCf/SiC复合材料介电性能温度响应行为方法的可行性。投入本项目工作量50%。
主要完成单位:
  1. 单位名称:西安建筑科技大学
    单位贡献:西安建筑科技大学作为该项目的第一完成单位,在项目研究内容执行期间,负责总体研究计划制定,技术方案的论证,可行性分析,研究结果分析等,为本项目的实行提供了各方面条件的支持,主要贡献有: 1. 在项目申报、研究期间负责项目的组织、管理和协调工作。为项目研究内容的实施和完成提供了设备和人员支持。 2. 为科研成果的推广、交流提供了平台。 3. 通过项目的实施,培养博士和硕士研究生共10名。

  2. 单位名称:中国飞行试验研究院
    单位贡献:中国飞行试验研究院是第二完成人和第五完成人的工作单位,代表作5的第一完成单位。主导完成发现点3的主要理论和实验工作,实施了主要成果的应用验证。中国飞行试验研究院是中国唯一经国家授权的军民用飞机、航空发动机、机载设备等航空产品国家级鉴定试飞机构,是国家级的飞行试验技术研究机构,同时也是国家“飞机适航认可实验室,为本项目的实施提供了性能测试和验证平台。

  3. 单位名称:西北工业大学
    单位贡献:合作完成发现点1-3的主要工作,是完成人1、2的博士毕业单位。完成人在西北工业大学进行高温结构吸波材料的研究过程中,形成了发现点1-3的部分学术思想。西北工业大学为本项目实施所需要的实验设备、软硬件设置提供了充分保障,确保了项目的顺利实施,是典型的服务国家重大战略需求、解决国家卡脖子技术的研究型高校,为本项目人才培养提供了良好的平台。

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