一、带头人与团队介绍
团队带头人:刘河洲教授,生于1966年,本科毕业于清华大学化学化工系,上海交通大学博士。现任上海交通大学特聘教授(教育部国防科技领域长江学者)、上海交通大学深圳研究院执行院长。研究领域主要包括应用于国家重要领域的特种结构与功能一体化复合材料,应用于航空航天领域功能涂层材料。曾主持国家大飞机材料专项、XX专项工程基础理论研究、XX应用推进项目、XX基础加强项目、国家自然科学基金、国家“863”高技术计划、某领域材料配套研制及上海市基础研究重大项目等数十项课题,取得了国内外同行关注的研究成果。在国际知名期刊上发表SCI收录论文100多篇,他引超过1000次,申请和获授权国家发明专利30项。
刘河洲教授是总装备部专项工程工作组及材料专家组成员、国防科工局军品配套及大飞机材料论证专家组成员、中国商飞大飞机新材料论证工程专家组成员、中国材料研究学会青年委员会高级理事,担任高分子材料领域Top 期刊Polymer Testing 副主编Associate Editor、中国核心期刊《复合材料科学与工程》编委会成员、担任Advanced Materials,Advanced FunctionalMaterials, Scientific Report,ACS Applied Materials & Interfaces, J. Mater. Chem. C,Chemical Engineering,Composites Part A,Polymer Composites,RSC Advances等10余种期刊审稿人。
刘河洲教授主要研究成果包括:耐特殊服役环境的功能复合材料、大型空中运载装备减振降噪复合材料、超高速飞行器耐高温热密封材料与空间结构特种功能复合材料、水下装备减振降噪与声隐身复合材料、新型高温叶片涂层材料与工艺等。
团队情况:
先进材料与智能技术研究所有十人左右的研发团队,团队年龄结构合理,层次清晰,毕业于清华大学、上海交通大学、北京理工大学、北京科技大学等在材料学领域基础雄厚的高校,工作于国内外知名高校、企业。
团队针对涡轮叶片产品的涂层进行了系统化的开发,初步实现了从涂层设计到制备、检测、评估的产业技术生态体系的构建;针对关键技术和装备如电沉积、气体渗铝、固体渗铝、反刻蚀等形成了自主研发思路。在涂层制备产业化细节技术如表面前后处理、CMM检测、磁粉液探伤智能检测、低倍组织缺陷检测等形成了研发和产业化能力。特别是在电沉积技术上,成为从装备到工艺的完整拥有自主知识产权体系和成套技术装备研发和制造能力的团队。
二、总体定位与发展方向
航空发动机与重型燃气轮机(两机)是世界上公认的最精密最复杂的工业装备,被誉为“皇冠上的明珠”。两机的研发制造涉及到高端的材料研发、复杂的加工制造工艺、精密的设计计算等。从我国两机发展历程来看,逆向测仿并不能真正掌握心技术,必须从设计、材料、制造工艺、实验验证等方面不断研究积累。
高温叶片(高压涡轮叶片与导向叶片)是两机最核心部件,是结构功能一体化材料的制高点,由基材与涂层构成。其中,由于工作温度高、环境恶劣,所以先进的涂层技术是保证叶片在远超出其基材承受温度和其他氧化、腐蚀等恶劣环境下安全工作的重要保障。
三、科研成果
本项目团队在刘河洲教授的领衔下,逐步突破了高温叶片涂层陶瓷原材料设计的理论与技术体系、涂层界面冶金结合的理论与技术体系,具备了气相/固相渗金属、特种金属纳米电沉积等装备的自主设计制造能力,掌握了行业普适的大气等离子喷涂等共性技术标准,并在涂层再制造(去除服役期满后或意外损坏的涂层)技术方面积累了自主知识产权。
不管是各型装备发动机,还是重型燃气轮机,在核心部件涂层方面的突破,对我国两机的自主化进程都有里程碑式的贡献。