中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司玻璃基功能材料研發(fā)團(tuán)隊(duì)

玻璃基功能材料研發(fā)團(tuán)隊(duì)依托中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司國(guó)家級(jí)科技創(chuàng)新平臺(tái)，面向世界科技前沿、經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、國(guó)家重大需求、人民生命健康，聚焦新型玻璃設(shè)計(jì)與制備、玻璃增強(qiáng)增韌、玻璃基微納結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制備、玻璃表面/界面改性、玻璃結(jié)構(gòu)功能一體化和極端環(huán)境下玻璃性能表征及壽命預(yù)測(cè)等方向，開展玻璃基功能材料研發(fā)。團(tuán)隊(duì)的主要研究方向如下：

1.新型玻璃設(shè)計(jì)與制備

開展玻璃與光、電、磁等外界激勵(lì)的作用機(jī)制研究，創(chuàng)新功能玻璃設(shè)計(jì)與仿真、成玻方式、多尺度精密成型、理化處理等理論和制備技術(shù)。主要產(chǎn)品有石英玻璃、透紅外玻璃、特殊色散玻璃、抗輻照玻璃、透紫外玻璃、自基底消雜光玻璃、封裝玻璃和核固化玻璃等。代表性成果：(1)大尺寸高均勻石英玻璃(見圖1)，解決了強(qiáng)激光和航天領(lǐng)域的應(yīng)用需求；(2)核固化玻璃(見圖2)，用于高放射性廢液固化過(guò)程。

圖1 大尺寸高均勻光學(xué)石英玻璃

圖2 核固化用玻璃珠

2.玻璃增強(qiáng)增韌

基于Griffith微裂紋理論和分子動(dòng)力學(xué)理論,詮釋玻璃增強(qiáng)增韌機(jī)理，開展高彈性模量玻璃組分設(shè)計(jì)、預(yù)應(yīng)力增強(qiáng)增韌、定值破碎等關(guān)鍵技術(shù)研究。主要產(chǎn)品有抗高溫高壓視窗、防彈玻璃、定值破碎玻璃和高強(qiáng)度光纖等。代表性成果：(1)耐溫耐壓視窗(見圖3)，用于重大科學(xué)儀器、深海探測(cè)和能源化工等領(lǐng)域；(2)高強(qiáng)度光纖(見圖4)，用作制導(dǎo)光纖。

圖3 耐溫耐壓視窗玻璃

圖4 高強(qiáng)度制導(dǎo)光纖

3.玻璃基微納結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制備

通過(guò)計(jì)算仿真方法設(shè)計(jì)玻璃基微納復(fù)合結(jié)構(gòu)，建立結(jié)構(gòu)單元與復(fù)合玻璃及器件間的構(gòu)效關(guān)系，開展光刻、多次拉絲排列、高溫熔合等微納結(jié)構(gòu)可控制備技術(shù)研究。主要產(chǎn)品有光學(xué)纖維傳像面板、電子倍增微通道板、復(fù)合微孔準(zhǔn)直材料、龍蝦眼X射線聚焦透鏡和可光刻玻璃等。代表性成果：(1)光學(xué)纖維傳像面板(見圖5)，用于微光夜視、紫外探測(cè)和高能物理等領(lǐng)域；(2)復(fù)合微孔準(zhǔn)直材料(見圖6)，用于衛(wèi)星授時(shí)系統(tǒng)。

圖5 微光夜視用光學(xué)纖維傳像面板

圖6 復(fù)合微孔準(zhǔn)直材料

4.玻璃表面/界面改性

基于設(shè)計(jì)仿真與高通量制備技術(shù)，研究材料組成、膜層體系、表面/界面結(jié)構(gòu)與玻璃光、電、熱等行為間的構(gòu)效關(guān)系，突破薄膜、光柵、涂層等可控制備關(guān)鍵技術(shù)。主要產(chǎn)品有電致變色玻璃、鍍金屬玻璃纖維鉑條、紅外光壓制及遮蔽材料和光柵型光窗玻璃等。代表性成果：(1)電致變色玻璃(見圖7)，用于交通裝備、高檔建筑等領(lǐng)域；(2)鍍金屬玻璃纖維鉑條(見圖8)，作為電磁對(duì)抗材料用于國(guó)防建設(shè)。

圖7 電致變色玻璃

圖8 電磁對(duì)抗用鍍金屬玻璃纖維鉑條

5.玻璃結(jié)構(gòu)功能一體化

借助自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)模擬仿真軟件，開展透明件力學(xué)結(jié)構(gòu)、熱學(xué)、電磁和隱身性能仿真設(shè)計(jì)，突破大厚度玻璃原片離子交換、復(fù)雜曲面高精度成形和寬頻譜電磁屏蔽等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)透明件電磁屏蔽、隱身、熱防護(hù)等多功能一體化。主要產(chǎn)品有航空透明件、艦船透明件和特種車輛視窗等。代表性成果：(1)高強(qiáng)度、電磁屏蔽、電加熱等功能復(fù)合風(fēng)擋玻璃(見圖9)，用于國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)；(2)電磁屏蔽、防彈、防核輻射等功能復(fù)合的視窗玻璃(見圖10)，用于特種車輛等。

圖9 CR929用功能復(fù)合風(fēng)擋玻璃

圖10 特種車輛玻璃

6.極端環(huán)境下玻璃性能表征及壽命預(yù)測(cè)

主要研究高溫、低溫、高壓、強(qiáng)光輻射、射線輻照等極端環(huán)境下玻璃服役行為和損傷、失效機(jī)理，建立玻璃材料性能與服役效能間的映射關(guān)系；運(yùn)用計(jì)算仿真和大數(shù)據(jù)等方法，開展玻璃材料可靠性評(píng)價(jià)研究，建立壽命預(yù)測(cè)模型。