自主創(chuàng)新，勇于超越，助力大國重器
——走進金屬基復(fù)合材料國家地方聯(lián)合工程實驗室

實驗室概況

金屬基復(fù)合材料國家地方聯(lián)合工程實驗室成立于2014年，前身為“黑龍江省金屬基復(fù)合材料重點實驗室”，其金屬基復(fù)合材料研究始于1981年，為國內(nèi)最早的研究團隊之一。

實驗室由哈工大金屬復(fù)合材料與工程研究所、哈工大金屬基復(fù)合材料技術(shù)中心、齊齊哈爾翔科新材料有限公司構(gòu)成，是“產(chǎn)、學(xué)、研”一體化的重點實驗室。目前實驗室擁有教授14人，副教授、高級工程師15人，工程技術(shù)人員70余人，形成了專業(yè)配套、優(yōu)勢互補、結(jié)構(gòu)合理的科研生產(chǎn)隊伍。迄今為止已經(jīng)培養(yǎng)博士79名、碩士237名、本科畢業(yè)生308名，他們其中很多已經(jīng)成為本單位金屬基復(fù)合材料的領(lǐng)軍人物。

實驗室擁有自排氣壓力浸滲裝備、真空/氣壓浸滲裝備、半自動化放電等離子燒結(jié)（SPS）設(shè)備、超聲波輔助攪拌鑄造裝備等復(fù)合材料制造的先進設(shè)備；擁有微屈服、微蠕變測試設(shè)備、材料溫度循環(huán)下尺寸穩(wěn)定性測試設(shè)備、磁性材料磁電功能退化測試設(shè)備等材料長期穩(wěn)定性專用測試設(shè)備。

代表性成果

自“九五”以來，實驗室累計完成國家級、軍兵種、省部級重大研究項目及國家標準項目150 余項，授權(quán)國家發(fā)明專利175項，發(fā)表論文750余篇，獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎1項；國家科技進步特等獎1項；獲國防技術(shù)發(fā)明一等獎1項，國防科技進步一等獎2項、二等獎2項、三等獎1項；省自然科學(xué)一等獎3項、二等獎1項。

實驗室始終面向國家重大工程的迫切需求展開基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)公關(guān)，突破了金屬基復(fù)合材料設(shè)計、制備與工程化應(yīng)用的核心關(guān)鍵技術(shù)，目前已經(jīng)研制成功20余種不同功能、不同用途的金屬基復(fù)合材料，推動了我國精密儀器、空間結(jié)構(gòu)、電子信息等領(lǐng)域關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料的更新?lián)Q代。代表性的應(yīng)用成果有：

（1）面向“北斗工程”星際間激光通信設(shè)備要求指向精度長期穩(wěn)定的技術(shù)難題，國際上首次采用了儀表級SiC/Al復(fù)合材料主結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案，基于材料穩(wěn)定化機理分析，突破復(fù)合材料組織成分精細化設(shè)計、制備、高精密加工的難題，成功解決了高精度、減重、低頻諧振、天地一致性等關(guān)鍵問題，實現(xiàn)穩(wěn)定的星間高精度通信。

（2）面向“載人航天”重大工程的艙外航天服反光鏡的空間環(huán)境適應(yīng)性需求，國際上首次提出光學(xué)級SiC/Al復(fù)合材料反光鏡超薄設(shè)計、無（金相）缺陷制備、穩(wěn)定化處理、多層介質(zhì)膜鍍覆的技術(shù)方案，研制出超薄、高穩(wěn)、高反射率反光鏡，解決了抗擦劃、抗沖擊、反射率高、空間暴露下精度穩(wěn)定等關(guān)鍵問題，保障了出艙任務(wù)順利完成。

（3）為解決固體火箭發(fā)動機喉襯高溫?zé)g的問題，采用低熔點、低沸點、低反應(yīng)自由能的金屬做耗散劑，制成石墨基主動防熱復(fù)合材料（亦稱為耗散防熱材料）。通過耗散劑氣化吸熱降溫、耗散劑氧化耗散氧，改變邊界層燒蝕環(huán)境，使喉襯燒蝕率降低兩個數(shù)量級、成本降低1/2，制備周期縮短90%，成為在國際上我國獨有的原創(chuàng)性的非燒蝕材料技術(shù)。

（4）面向“探月三期工程”月球表面采樣的需求，研制了SiC 晶須增強鋁基復(fù)合材料機械臂，解決了高性能復(fù)合材料設(shè)計與制備、塑性成型、組織調(diào)控與改性和加工檢測等關(guān)鍵技術(shù)，研制出輕質(zhì)、高剛度、高強度月面采樣機械臂，其載荷負重比、重復(fù)采樣定位精度等關(guān)鍵指標優(yōu)于美國好奇號火星車。

（5）面向“高分工程”衛(wèi)星海量數(shù)據(jù)處理器熱控問題的需求，研制成功金剛石/Al復(fù)合材料及其復(fù)雜構(gòu)件成型技術(shù)，使芯片殼溫降低21℃，成功解決了處理器溫升的“卡脖子”問題，保障了海量數(shù)據(jù)的正常傳輸。

超高導(dǎo)熱金剛石鋁、金剛石銅復(fù)合材料電子器件

儀表級SiC/Al復(fù)合材料零件精密加工

SiC/Al復(fù)合材料批量出貨

（6）為滿足第3代半導(dǎo)體（氮化鎵）芯片發(fā)熱量大、熱控難的問題，提出超高導(dǎo)熱金剛石/Cu復(fù)合材料技術(shù)方案，芯片結(jié)溫降低18℃、可靠性增加50%，解決了第3代半導(dǎo)體芯片溫升的“卡脖子”問題。

特色與發(fā)展思路

實驗室始終堅持把肩負國家使命和探索科學(xué)前沿相結(jié)合，圍繞國防安全和國計民生重大問題，開拓新方向、創(chuàng)新新材料和新技術(shù)。在技術(shù)路線上始終秉持著獨立自主的發(fā)展路線，結(jié)合我國國情開展基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)研究。取得了金屬基復(fù)合材料尺寸穩(wěn)定性設(shè)計基礎(chǔ)理論、金屬基復(fù)合材料界面設(shè)計理論、金屬基復(fù)合材料柔性強化理論等基礎(chǔ)理論的重大突破；先后研發(fā)成功金屬基復(fù)合材料大氣環(huán)境下的低成本制備技術(shù)、真空環(huán)境下一次浸滲成型技術(shù)、梯度復(fù)合材料復(fù)合成型技術(shù)、界面反應(yīng)無污染的“綠色”控制技術(shù)、復(fù)合材料微觀組織調(diào)控技術(shù)、精密加工技術(shù)等，創(chuàng)造了若干原創(chuàng)性、國際領(lǐng)先的金屬基復(fù)合材料制造技術(shù),誕生了若干獨具特色的高性能、低成本金屬基復(fù)合材料及其系列產(chǎn)品。目前已經(jīng)基本架構(gòu)完成材料性能設(shè)計、性能評價、高品質(zhì)制備、精密加工、穩(wěn)定批產(chǎn)、標準制定的全鏈條的系統(tǒng)技術(shù)鏈，進入良性發(fā)展，批產(chǎn)應(yīng)用。

實驗室依托金屬基復(fù)合材料研究所，其發(fā)展與建設(shè)目標為：深入拓展國際領(lǐng)先的若干技術(shù)，占領(lǐng)國際學(xué)術(shù)前沿,夯實基礎(chǔ)、培養(yǎng)人才。瞄準國家重大需求、挖掘前沿問題、發(fā)展戰(zhàn)略性、顛覆性技術(shù)，建設(shè)國家級研究平臺。推進產(chǎn)業(yè)化，促進地方經(jīng)濟發(fā)展，促進材料研究良好生態(tài)環(huán)境。形成材料基礎(chǔ)研究、材料技術(shù)研究、工程化應(yīng)用、產(chǎn)品量產(chǎn)的良性循環(huán)。