默默无闻勤钻研新型陶瓷谱新篇记清华大学材料(2) - 哈尔滨学院学报杂志社投稿

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默默无闻勤钻研新型陶瓷谱新篇记清华大学材料(2)

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摘要：

在这样默默无闻的摸索和探求中，杨金龙带领课题组取得了一次又一次的科研和产业化的辉煌。在开展的空心球保温绝热材料的制备及应用研究中，课题组在克服无机保温材料品种数量少、容重高、导热系数高等缺点的前提下，以μm级无机空心球为主要原料，采用直接发泡法成功研制出具有二级闭孔结构的无机保温材料。材料中一级孔的孔隙率占总孔隙率的30%～85%，孔径尺寸分布在0.5～1.0 mm，二级孔的孔隙率占总孔隙率的70%～15%，孔径尺寸在0.01～0.05 mm，这种特殊的二级孔结构使此保温材料具有非常低的导热系数（ W/（m·K）），已经达到有机保温材料水平。同时，此材料还具有容重低（0.1～0.2 g/cm3）、强度高（1～5 MPa）、吸水率小、施工过程简单、工程成本低、符合生态环保的要求等优点，而且防火等级可达A1级，即不燃的级别。这种A1级硬质发泡防火保温板导热系数最低达到0.027 W/（m·K），达到国际领先水平。这种材料可广泛应用于建筑外墙保温领域，替代建筑墙体保温砌块（高容重、高强的产品系列），亦可应用于防火和其他保温领域。目前，项目已完成河北省科技厅科技成果鉴定1项，授权国家发明专利4项。

另外，课题组针对先进陶瓷胶态成型工艺存在的反应体系有毒、坯体强度低、普适性不够等问题，发明了陶瓷高价反离子直接凝固注模成型（Direct Coagulation Casting Via High Valence Counter Ions, DCC-HVCI）和陶瓷分散剂失效原位凝固注模成型（Dispersion Removal Coagulation Casting，DRCC）2种新型胶态成型工艺，这是2项原创性的成果，陶瓷韦伯模数大幅度提高，得到国际同行的认可。以高价反离子对陶瓷悬浮体具有较强的聚沉能力为切入点，提出陶瓷高价反离子直接凝固注模成型的学术思想，并发明了4种可控释放高价反离子的新方法，均可制备性能良好的陶瓷。在行业内顶级期刊美国陶瓷学报12个月内发表了5篇文章，得到国际同行的关注。

同时，课题组以分散剂对陶瓷悬浮体的分散机制为依据，围绕陶瓷悬浮体的分散稳定机制，系统研究了陶瓷分散剂失效原位凝固注模成型新工艺，并发明了5种陶瓷分散剂可控失效的新方法，是陶瓷浓悬浮体均匀固化的新机制。

专业与价值同行

2008年北京奥运会的口号是one world one dream, 杨金龙课题组则是“one group one dream”（一个课题组一个梦想）。杨金龙的导师黄勇教授曾说过：“咱们的技术一定要走向国民经济主战场，为国民经济做贡献，这样的技术才是好技术”。恰恰是源于这样的坚持，课题组每一项研究都是以实际应用为最终目的开展的，而这些实际应用不仅指的是对工业的意义，更有对医学、军事、环保等诸多领域的意义。

例如，杨金龙课题组在“远红外陶瓷微珠的制备及应用研究”中，研究了mm级及亚mm级陶瓷微珠的制备工艺，并开发了一种远红外陶瓷微珠。这种远红外陶瓷微珠采用先进的胶态成球工艺制备而成，形状规则、圆润光滑。具有良好的滚动性和接触感，且强度高、耐磨损，可直接与皮肤接触，并能够直接置于微波炉中加热，使用方便，具有更高的远红外发射效率，能够发射波长为8～14μm的远红外线，和人体皮肤红外吸收特性相同，具有良好的热效应和共振效应，其共振效应使生物分子产生共振吸收效应，使生物的分子能级激发而处于较高的共振能级，改善人体微循环，促进人体血液循环和新陈代谢；另外，还具有显著的降解血乳酸的作用，可加快运动员的疲劳恢复，促进运动员更加科学的训练。同时，他们还在该项目中开发、设计和生产了高发射率远红外陶瓷微珠系列产品，以及一系列结构功能一体化远红外陶瓷微珠综合处理系统，在民用及竞技体育领域都得到广泛应用。其中，课题组2008年研发的远红外陶瓷微珠综合处理系统已被参加2008年北京奥运会的10多个国家队使用。

环保产业也是杨金龙一直关注的领域。在“陶瓷滤料的制备及应用研究”中，他们采用工业固体废弃物作原料制备了μm级开孔空心球。这种空心球表面和内部分布有大量微孔，具有非常优异的吸附和过滤性能，能够脱色、除异味、显著降低COD和BOD，在处理工业污水、河流和湖泊治理等领域具有广泛的应用前景。吸附饱和的滤料通过烧结等再处理工序，可添加到非硬化的土壤中起到吸水、蓄水、净水、保水和缓释水的作用，对于建设“海绵城市”意义重大。据测算，该技术在解决大宗工业固体废弃物、污水治理、海绵城市和土壤修复领域可形成万亿级的产业规模。

文章来源：《哈尔滨学院学报》网址: http://www.hebxyxb.cn/qikandaodu/2021/0420/650.html