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。
(1)SiC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。
图1 3D打印示意图
(2)SiC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RMS为0.675nm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%。
图2 致密层表面粗糙度
(3)SiC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。
图 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 cladding,Additive 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 doping,Journal of the European Ceramic Society, 2022,42 : 3738–3746.
3.Wenhui Chen , Jian Chen*, Ming Zhu,Jiaqi Zheng, Ningning Ma,Xuejian Liu,Zhongming Chen,Zhengren 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