上海硅酸盐所  |  中国科学院  
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研究员
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陈健      研究员

先进碳化物陶瓷材料课题组

021-69906012

nannancj@mail.sic.ac.cn

通讯地址上海市嘉定区和硕路588号  邮编:201899 

教育经历:

2000-2004,中南大学,冶金科学与工程专业,学士学位

2004-2009,中国科学院上海硅酸盐研究所,材料学,博士学位

工作经历:

2023-至今,中国科学院上海硅酸盐研究所,高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室,研究员

2014-2023,中国科学院上海硅酸盐研究所,先进碳化物陶瓷材料课题组, 副研究员

2009-2014,中国科学院上海硅酸盐研究所,先进碳化物陶瓷材料课题组, 助理研究员

曾获得奖励、荣誉称号:

2021年中国建材联合会技术发明一等奖

2014年科技部创新人才推进计划重点领域创新团队先进碳化物陶瓷材料创新团队成员

2013/2022年中国科学院上海硅酸盐研究所先进个人

2011年中国科学院上海硅酸盐研究所质量管理先进个人

科研工作简介:

科技部创新人才推进计划重点领域创新团队先进碳化物陶瓷材料创新团队成员,上海科技委专家库成员,3D打印碳化硅陶瓷领域开拓者之一,目前主要从事陶瓷材料设计与制备科学,结构陶瓷材料,结构与功能一体化陶瓷材料,陶瓷成型新方法(增材制造与3D打印),陶瓷激光加工,碳化物线性导电陶瓷与非线性电阻陶瓷材料等等。作为项目负责人主持国家自然科学基金项目2项,国家重点研发计划课题1项,中国工程物理院项目1项,中科院重点部署项目1项;以第一作者和通讯作者身份发表论文22篇,在多家媒体发表科普论文8篇,申请专利60项,其中授权30项。

1SiC陶瓷3D打印设计与制备研究

首次发明了高温熔融沉积结合反应烧结3D打印制备SiC陶瓷新方法,解决了3D打印碳化硅陶瓷硅含量较多力学性能偏低的问题,陶瓷力学性能与传统常压固相烧结SiC陶瓷相当,可以极大提高SiC陶瓷环境使用温度;突破了3D打印常压烧结碳化硅陶瓷制备难题;该打印技术制备的SiC陶瓷产品在航空航天、半导体、核工业领域有着广泛应用的前景。

 

1 3D打印示意图

2SiC陶瓷表面激光增材制造光学致密层设计与制备研究

创新性设计了C-Si-O化学键强结合玻璃致密层组分,改善了玻璃膜层的润湿性;通过玻璃层组分优化,单层厚度控制,以及激光打印参数的优化,实现了光学致密层的激光熔融制备;通过基体温控技术,多层梯度结构设计以及激光原位退火的方法来消除应力,获得了表面质量RMS0.675nm的光学致密层。最终实现了300mm直径的复合材料表面激光增材制造,通过直接镀银膜,在可见光波段反射率超过96%

     

2 致密层表面粗糙度

3SiC导电陶瓷设计与机理研究

提出SiC陶瓷线性导电三种途径:渗流、预热、控压新思路。通过添加导电第二相,形成导电网络,使SiC陶瓷电导率迅速升高;通过提高使用温度,晶界电阻降低,直到SiC陶瓷本征导电,势垒不再变化;通过提高工作电压,使电场强度击穿晶界势垒,电阻率迅速降低。最终可获得电阻率: =4.58~100 cm范围可控的SiC导电陶瓷,其渗流阈值为10.8vol%,远低于传统渗流阈值~33vol%,可用于红外光源领域。

 

3 SiC陶瓷电阻特性变化曲线

科研成果:

1. Li Fanfan,Ning-Ning Ma, Chen Jian*,Ming Zhu, Wei-Hui Chen, Chang-Cong Huang, Zheng-Ren Huang*, SiC ceramic mirror fabricated by additive manufacturing with material extrusion and laser claddingAdditive Manufacturing, 2022,58,102994:1-13.

2. Jia-Qi Zheng, Jian Chen*, Ming Zhu, Wei-Hui Chen, Ning-Ning Ma, Xiu-Min Yao, Zheng-Ren Huang*. Synergetic enhancement of electrical conductivity and infrared emissivity of SiC-MoSi2 ceramics via N dopingJournal of the European Ceramic Society, 2022,42 : 3738–3746.

3.Wenhui Chen , Jian Chen*, Ming ZhuJiaqi Zheng, Ningning MaXuejian LiuZhongming ChenZhengren Huang*, Fabrication of SiC ceramics with invariable value resistivity in the range of 20–400 using MAX phase- Ti3AlC2 additives, Journal of the European Ceramic Society, 2021, 41(4):6248-6254.

4.Ning-ning Ma, Jian Chen*, Zheng-ren Huang *, Ya-jie Li, Meng Liu, Ming Zhu, Xue-jian Liu, Zhong-ming Chen, Yun-zhou Zhu, Joining of sintered SiC ceramics at a lower temperature using borosilicate glass with laser cladding Si modification layer, Journal of the European Ceramic Society, 2021,41(4):2974-2978.

5. Zhu Ming, Jian Chen*, Jia-Qi Zheng, Zheng-ren Huang*, Xue-jian Liu, Zhong-ming Chen,  High infrared emissivity of SiC-AlN ceramics at room temperature, Journal of the European Ceramic Society, 2020, 40:3528-3534.

 

详细介绍:

https://www.sic.cas.cn/kybm/kybm3/yjly2/200811/t20081111_1751368.html#cj

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