5月15日上午,2018年度上海市科學技術獎勵大會在上海展覽中心友誼會堂隆重舉行,授獎300項(人)。中國科學院上海硅酸鹽研究所作為第一完成單位,由陶順衍、楊凱、趙華玉、丁傳賢、邵芳等完成的《嚴苛服役環(huán)境耐磨抗蝕氧化物陶瓷涂層設計、制備技術及典型應用》項目榮獲上海市技術發(fā)明一等獎!秶揽练郗h(huán)境耐磨抗蝕氧化物陶瓷涂層設計、制備技術及典型應用》項目團隊主要開展了嚴苛服役環(huán)境耐磨抗蝕氧化物陶瓷涂層設計、制備技術及典型應用研究。發(fā)明了涂層孔隙率與孔徑分布調控、應力誘導相變、金屬Al包覆含量控制、原位異質形核與部分固溶,突破了導熱、強韌與耐磨一體化制備以及耐海洋性鹽霧腐蝕氧化物陶瓷涂層的無機封孔等關鍵技術,實現(xiàn)了氧化物陶瓷涂層的耐磨與抗蝕一體化。項目研制的氧化鋁基陶瓷涂層滿足高承載、富氧、寬溫域交變熱沖擊、鹽霧腐蝕條件下的服役考核,成功應用于120噸級和18噸級液氧/煤油高壓補燃發(fā)動機渦輪端和氧泵密封動環(huán),并在長征六號(CZ-6)、長征七號(CZ-7)和長征五號(CZ-5)新一代運載火箭,以及自潤滑關節(jié)軸承等領域成功應用,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟、社會效益。 其中,青促會會員楊凱是該獲獎項目的第二完成人。主要貢獻如下:其一、 首次發(fā)現(xiàn)并闡明Al2O3涂層中的原位納米晶填充微裂紋的“自修復”機制和部分共格界面強韌化機制,提出應力誘導相變原位調控α-Al2O3納米晶含量進行自增韌涂層的方法,同步優(yōu)化涂層的導熱、力學與耐磨性能。學術思想發(fā)表在美國金屬學會ASM主辦的國際熱噴涂領域唯一SCI期刊Journal of Thermal Spray Technology,被評為2016年度20篇優(yōu)秀論文之一(中國僅2篇文章入選)。應力誘導相變Al2O3涂層成功應用于長征五號、長征六號、長征七號新一代運載火箭的動力心臟“120噸級液氧/煤油高壓補燃發(fā)動機”渦輪端密封動環(huán)和直升機旋翼系統(tǒng)自潤滑關節(jié)軸承內圈。其二、為抑制Al2O3涂層的導溫系數(shù)呈負溫度系數(shù)特征,尤其在500°C以上涂層導熱呈衰減趨勢,基于異質形核和部分固溶,設計并制備了Al2O3-Cr2O3復合涂層,強化相界面并細化晶粒,改善涂層層間界面結合,獲得熱導率初值高且400°C后呈現(xiàn)正溫度系數(shù)特征復合涂層,實現(xiàn)了涂層導熱、強韌與耐磨的同步優(yōu)化,成果在高壓補燃液氧/煤油火箭發(fā)動機氧泵密封動環(huán)中獲得成功應用。以上兩點分別作為該獲獎項目的兩個主要發(fā)明點,是青促會會員楊凱作為第一作者/第一發(fā)明人的研究成果。 
|