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突破高温材料精密成形关键技术,服务国家重大需求、支撑上海未来产业

落户动态
  • 2025-04-05
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摘要:高温材料及其构件对于航空航天、能源和先进装备的发展意义重大、不可或缺,其研发与制造水平是国家核心竞争力的重要标志。上海市先进高温材料及其精密成形重点实验室依托上海交通大学建设,由孙宝德教授担任主任、宫...

高温材料及其构件对于航空航天、能源和先进装备的发展意义重大、不可或缺,其研发与制造水平是国家核心竞争力的重要标志。

上海市先进高温材料及其精密成形重点实验室依托上海交通大学建设,由孙宝德教授担任主任、宫声凯院士担任学术委员会主任。主要围绕先进高温材料设计、高温材料精密成形、热障涂层材料与技术、高温材料服役评价四个研究方向,开展关键核心技术研发与前沿科学探索。实验室现有固定研究人员56人,其中国家级高层次中青年人才12人,另有工程技术人员近20人。


突破关键技术 助力国家重大工程

实验室面向国家战略需求和上海市产业发展需要,近年来承担了“航空发动机与燃气轮机”重大专项、国家重点研发计划项目等一系列国家级重大科研任务,获得国家自然科学基金委创新研究群体资助,集聚培养了一支创新性研究队伍,形成了一批高水平科技成果,为国家重大工程做出重要贡献。

高温合金大型复杂薄壁结构件整体精密铸造技术

高温合金大型复杂薄壁结构件是航空发动机的关键承力构件,整体精密铸造难度很大。为实现结构减重,将壁厚减至~1mm更是高温合金精密铸造技术国际竞争的制高点。

实验室首创世界首套工业级高温合金调压精密铸造装备,发明了“瞬态建压、精准施压”的高温合金反重力调压精密铸造工艺方法,研制出最小壁厚1mm的一体化铸件,实现减重15%以上。建立了复杂薄壁铸件中疏松、偏析等冶金缺陷的控制方法,形成多点热控凝固技术,解决了高性能高温合金“有材难用、无件可用”的难题。发明基于集成计算与数据驱动的尺寸误差计算技术,开发了铸件全流程尺寸误差的耦合传递与迭代计算软件,实现从“经验试错”到全流程定量补偿方式的转变,解决了铸件由于尺寸超差而“让步使用”的难题。

世界首套工业级高温合金调压精密铸造装备

实验室累计为多个重点型号研制了千余件关键重要精密铸件,满足了航空航天等领域国家重大工程急需。实现了我国大型高温合金结构件整体精密铸造技术“从无到有”,关键核心技术自主可控,总体达到国际先进水平。成果获2024年度国家技术发明二等奖。

轻质低热导抗热振航天热防护涂层技术

防隔热涂层是先进航空、航天飞行器的核心技术,轻质防热材料耐热和隔热性能不足是卡脖留学生落户办理流程是怎么样的?,undefined子问题之一。

实验室首创“仿生层级结构”陶瓷粉体,形成先驱体陶瓷热防护涂层核心技术,突破低成本高性能喷涂陶瓷粉体制备技术。累计为我国长征六号甲运载火箭提供防热涂料50余吨,隔热性能提升130%、减重30%、成本降低60%,全面支撑了多型运载火箭的工程研制,成为我国新一代固液运载火箭核心技术之一。

轻质低热导抗热振航天热防护涂层技术及应用


夯实基础研究 探索凝固科学前沿

实验室在国家自然科学基金重大科研仪器研制项目等的支持下,基于上海同步辐射光源大科学装置,undefined开发了金属凝固过程原位、实时、跨尺度定量表征仪器,揭示温度、溶质、流动三场耦合作用,实现凝固组织从纳米到毫米跨尺度分析。发现周期性溶质流引发的间歇性形核现象,定量表征了溶质抑制形核区的演化行为,阐明了增材制造过程中熔池内孔洞的生成机制。相关论文发表于Acta Materialia、International Journal of Machine Tools and Manufacture等国际一流期刊,并被Journal of Materials Science & Technology列为封面论文。

温度场 金属凝固过程原位、实时、跨尺度定量表征仪器

溶质场


强化产学研合作 赋能产业创新发展

实验室与中国航发商发深度合作,围绕航空发动机精密制造技术共建联合创新中心,直接支撑了长江系列商用航空发动机研制,相关成果获得中国产学研合作创新成果奖和上海产学研合作优秀项目特等奖。

实验室加快科技成果转化,七项发明专利合计作价近3000万元,在江苏宜兴成立专业从事高温合金精密铸造的国家高新技术企业—中超航宇精铸公司,建有国内超大规格真空熔模精密铸造生产线,获得航空航天质量管理体系认证,并已进入航空航天发动机及燃气轮机核心客户的供应商体系。在浙江舟山成立了腾宇航天新材料公司,实现年产60吨轻质热振防护涂料,在国防、商用航天和民用市场具有广阔的应用前景。

上海市在先进制造和工程材料领域具有显著的区位优势和人才优势,正着力打造高端产业集群。未来,实验室将坚持以服务国家战略需求为主攻方向,立足上海,面向全国,努力打造成为我国高温材料领域的一支重要科技力量,支撑未来产业,培育发展新质生产力。


重点实验室是上海市科技创新体系的重要组成部分,是组织高水平科学技术研究、集聚培养优秀科技创新人才、开展高水平合作交流的创新策源基地。重点实验室的主要任务是面向国家与本市重点发展战略领域,开展基础研究、应用基础研究和前沿技术研究,获取创新成果和自主知识产权,打造创新策源和人才高地,构建具有本市特色的科技创新实验室体系。

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