一、 显微结构和形貌可控环境友好多孔陶瓷材料 

　　多孔陶瓷是指经过高温烧结而得到的气孔体积分数大于15％的无机非金属材料，多孔陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化等传统陶瓷的基本性能。大比表面积、气孔尺寸和气孔形貌可控的多孔陶瓷材料由于尺寸效应和表面物理特性表现出独特的热、电、磁、光、化学等性能，从而使多孔陶瓷材料在石油、催化、化工、冶金、能源、环保、医药、生物等领域具有广泛的用途。该研究方向主要利用各种制备工艺和方法，调节陶瓷材料的气孔尺寸、气孔率、比表面、气孔形状和孔径等，实行陶瓷材料的显微结构和形貌可控制备，以满足各领域对不同性能的多孔陶瓷材料的需求。 

图1 过滤废水废液的多孔陶瓷材料

　　图2多孔陶瓷材料的微观形貌 

　　二、 结构功能一体化耐高温微波介质材料 

　　结构功能一体化的高温微波介质材料，从电学性能考虑除了满足小的介电常数，材料还必须具有较高的使用温度和优异的力学性能、抗热冲击性能、低的热敏感性能等。结构功能一体化的高温微波介质材料是制备陶瓷滤波器、谐振器的关键材料。氮化硅陶瓷材料具有很好的高低温力学性能和抗热冲击性能，通过对其进行多孔设计、层状设计和显微结构调控，实现材料的介电性能和力学性能的调控和优化，制备出满足性能要求的结构功能一体化高温微波介质材料。 

图3 多孔Si₃N₄基陶瓷的显微结构

　　三、 陶瓷改性铜基复合材料 

　　铜及其合金材料是传统的摩擦磨损材料，在列车和高性能汽车等领域的摩擦器件中有着广泛的应用。但是在摩擦系统速度和载荷持续增长的使用条件下，铜及其合金材料存在磨损量大，齿轮啮合精度降低的问题，还存在机械强度较低，容易发生变形和断裂的问题。采用陶瓷相增强铜基复合材料是获得更稳定的摩擦系数和更高的耐磨性的重要手段，已经成为当前研究的一个热点方向。该研究方向主要利用通过陶瓷和金属的界面设计，增强陶瓷和金属的结合力，调节陶瓷添加物的形状、数量等，实现金属复合材料的力学和热学等性能的可控制备，以满足高技术领域对该性能金属材料的需求。 

　　图4 陶瓷晶须改性的铜基复合材料以及纯铜和陶瓷晶须改性的铜基复合材料 

　　四、  医药生物相关陶瓷复合材料 

　　医药生物相关陶瓷复合材料被广泛关注，如骨替代和移植材料，牙齿修复用等材料。该研究领域通过设计生物材料组分和微结构，达到提高材料力学和生物学性能的目的。 

　　图5 人工骨关节以及牙齿用有机修复材料

　　图6 生物多孔材料以及晶须增强有机树脂材料的显微形貌