山东-兰海新材料
专业生产耐磨蚀复合材料
2022年6月5日10时44分，随着“点火”、“起飞”的指令发出，我国在酒泉卫星发射中心成功将搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭发射成功。
从1992年立项，到2022年神州十四上天，随着航空航天高技术产业的快速发展，对研制具有耐高温、抗氧化、高强度等性能的材料提出了迫切要求，在对高温陶瓷材料热运输和微观结构的理论研究进程中科学家们就发现过，碳化硅和氮化硼陶瓷材料所具有的耐高温,热导率高和良好的化学稳定性等优点，在机械工业、核能以及航天航空各个领域应用广泛。
空间站应用：
2021年4月29日空间站“天和”核心舱发射成功后，中国科学院金属研究所就在其官网就该所多项材料技术成果在“天和”核心舱获得应用发布动态，其中就包含了氮化硼、碳化硅陶瓷基复合材料技术成果：
（1）首次应用于核心舱电推进系统中的霍尔推力器腔体采用了由金属所研制的氮化硼陶瓷基复合材料。金属所沈阳材料科学国家研究中心陈继新副研究员，带领团队解决了氮化硼陶瓷材料强度低、易吸潮、腔体放电状态不稳定、抗离子溅射能力差等难题，研制出具备低密度、高强度、抗热震、耐溅射、易加工、绝缘性能好等优点的氮化硼基复合材料，满足了推力器对陶瓷腔体材料的要求。此外，霍尔推力器中还有多种部件也采用了该陶瓷材料作为高电压与低电压之间的绝缘介质。
（2）由金属所师昌绪先进材料创新中心马宗义团队研制的高性能碳化硅颗粒增强铝基复合材料（SiC/Al）应用于太阳翼伸展机构关键部件，保证了电源系统的顺利展开。
嫦娥五号着陆器：
在2020年12月2日，嫦娥五号着陆器和上升器组合体完成了月球钻取采样及封装工作，其中月球钻取采样机构中的关键部件—钻杆及其结构件就是由中国科学院金属研究所马宗义团队研制的碳化硅颗粒增强铝基复合材料制成，其轻质、高刚度、高强度和耐磨损等特点，满足了嫦娥五号在月球表面苛刻工况下的采样需求。
铝基复合材料具有低密度、高强度、高模量、耐磨损等优异特性，是替代钢、钛、铝等传统金属制备钻杆的理想材料。然而，传统铝基复合材料强韧性匹配差，其稳定性和可靠性难以满足钻采机构苛刻的工作环境和“万无一失”的质量要求。马宗义团队通过研发铝基复合材料大尺寸坯锭及多道次变形加工工艺，研制出高强韧铝基复合材料挤压棒材、锻件和厚壁管材，实现材料性能和稳定性的大幅提升，研制的钻杆耐磨性和强度可与钢材媲美，实现减重65%，解决了月壤钻杆“无材可用、有材难加工”的困境。为嫦娥五号钻采任务的顺利完成提供了重要支撑。
由上述案例可以看出，先进陶瓷材料在我国航空航天领域的应用早已进入实战，任何一种在实验理论表现突出的材料，最终进入现实终端应用才能体现它最大的价值。
可被应用于航天领域的先进陶瓷举例：
（1）碳化硅陶瓷纤维（SiCf）：
碳化硅纤维在其他陶瓷纤维类别中的抗拉强度、抗蠕变性、抗氧化性以及陶瓷基体相容性等方面表现都更为突出，其在航空航天领域已有多次应用研究，英国航天局（AEA）就曾将40vol%的连续SiCf增强陶瓷基复合材料用于新型航天飞行器并获得成功。该材料用热压或热等静压成型，质轻且坚固，在承受强大的空气动压力的同时还能经受航天器重返大气层时的极度高温，满足了航天器的苛刻需求，且成本不高，使用方便，是钛合金和镍基耐热合金的理想替代物。
SiCf还能作为吸波材料的吸收剂和增强剂，轻质、高强度、高耐磨、耐高温且同时具备良好的吸波性能。美国就已研制出了SiCf增强的玻璃陶瓷基复合材料，它在高温环境下也具备吸波性能。有报道称，用SiCf和聚醚醚酮纤维混杂增强的结构材料可用于制造隐身巡航导弹的头锥和火箭发动机壳体，该材料在军事航天领域上也不容小觑。
（2）新型稀土钽酸盐高温铁弹相变陶瓷材料：
2017年昆明理工大学材料科学与工程学院的冯晶教授团队就研究了一种新型陶瓷热障涂层材料，且有望使我国在热障涂层技术完成领跑式的发展。冯晶教授表示，在航空发动机中最重要的技术就是两盘一片和热障涂层，所以热障涂层技术也是影响发动机的四大关键核心技术之一。
根据介绍，冯晶教授团队研制的新型稀土钽酸盐高温铁弹相变陶瓷材料，其最高使用温度可以达到1600℃、甚至是1800℃，是一种非常稳定的陶瓷。同时其相比西方传统的氧化锆基材料，还存在着三大优势，首先就是其热导率比氧化锆基材料低一半，能更好地保护发动机叶片和其他部件，使发动机的使用寿命变长。其次就是铁弹相更加增韧，大大提高了材料的高温断裂韧性。最后在低热导率的机制上，两者也有很大的不同，稀土钽酸盐材料更加不容易被破坏。
（3）韧性多孔陶瓷材料：
美国北达科他能源与环境研究中心就曾开发出一种多孔陶瓷材料，这种材料更耐高温、韧性更好，其质量足以满足宇航应用，与其他材料联合使用就更加抗震。
用这种材料制成的4个单体结构被安装于空间站的每一边，进行4~6个月的试验，在此期间相关元件则会暴露于紫外辐射及原子态氧的作用之下。
低温下，这种材料适用于发电站或其他工业元件的韧性、抗撞击应用，也可用于轻质防弹装甲材料。
（3）陶瓷零件增材制造技术：
与传统制造方法相比，增材制造技术具有设计自由度高、产品研发周期短、制造成本相对较低等优势，可以无需模具快捷制造复杂结构先进陶瓷零件。世界知名发动机公司罗尔斯·罗伊斯对航空发动机材料的发展作出评估：发动机中的金属材料，如铝合金、镍合金及钛合金等材料的用量在21世纪初会逐渐减少，取而代之的将是新型高性能陶瓷材料及其他复合材料。
从1992年立项，到2022年神州十四上天，随着航空航天高技术产业的快速发展，对研制具有耐高温、抗氧化、高强度等性能的材料提出了迫切要求，在对高温陶瓷材料热运输和微观结构的理论研究进程中科学家们就发现过，碳化硅和氮化硼陶瓷材料所具有的耐高温,热导率高和良好的化学稳定性等优点，在机械工业、核能以及航天航空各个领域应用广泛。
空间站应用：
2021年4月29日空间站“天和”核心舱发射成功后，中国科学院金属研究所就在其官网就该所多项材料技术成果在“天和”核心舱获得应用发布动态，其中就包含了氮化硼、碳化硅陶瓷基复合材料技术成果：
（1）首次应用于核心舱电推进系统中的霍尔推力器腔体采用了由金属所研制的氮化硼陶瓷基复合材料。金属所沈阳材料科学国家研究中心陈继新副研究员，带领团队解决了氮化硼陶瓷材料强度低、易吸潮、腔体放电状态不稳定、抗离子溅射能力差等难题，研制出具备低密度、高强度、抗热震、耐溅射、易加工、绝缘性能好等优点的氮化硼基复合材料，满足了推力器对陶瓷腔体材料的要求。此外，霍尔推力器中还有多种部件也采用了该陶瓷材料作为高电压与低电压之间的绝缘介质。
（2）由金属所师昌绪先进材料创新中心马宗义团队研制的高性能碳化硅颗粒增强铝基复合材料（SiC/Al）应用于太阳翼伸展机构关键部件，保证了电源系统的顺利展开。
嫦娥五号着陆器：
在2020年12月2日，嫦娥五号着陆器和上升器组合体完成了月球钻取采样及封装工作，其中月球钻取采样机构中的关键部件—钻杆及其结构件就是由中国科学院金属研究所马宗义团队研制的碳化硅颗粒增强铝基复合材料制成，其轻质、高刚度、高强度和耐磨损等特点，满足了嫦娥五号在月球表面苛刻工况下的采样需求。
铝基复合材料具有低密度、高强度、高模量、耐磨损等优异特性，是替代钢、钛、铝等传统金属制备钻杆的理想材料。然而，传统铝基复合材料强韧性匹配差，其稳定性和可靠性难以满足钻采机构苛刻的工作环境和“万无一失”的质量要求。马宗义团队通过研发铝基复合材料大尺寸坯锭及多道次变形加工工艺，研制出高强韧铝基复合材料挤压棒材、锻件和厚壁管材，实现材料性能和稳定性的大幅提升，研制的钻杆耐磨性和强度可与钢材媲美，实现减重65%，解决了月壤钻杆“无材可用、有材难加工”的困境。为嫦娥五号钻采任务的顺利完成提供了重要支撑。
由上述案例可以看出，先进陶瓷材料在我国航空航天领域的应用早已进入实战，任何一种在实验理论表现突出的材料，最终进入现实终端应用才能体现它最大的价值。
可被应用于航天领域的先进陶瓷举例：
（1）碳化硅陶瓷纤维（SiCf）：
碳化硅纤维在其他陶瓷纤维类别中的抗拉强度、抗蠕变性、抗氧化性以及陶瓷基体相容性等方面表现都更为突出，其在航空航天领域已有多次应用研究，英国航天局（AEA）就曾将40vol%的连续SiCf增强陶瓷基复合材料用于新型航天飞行器并获得成功。该材料用热压或热等静压成型，质轻且坚固，在承受强大的空气动压力的同时还能经受航天器重返大气层时的极度高温，满足了航天器的苛刻需求，且成本不高，使用方便，是钛合金和镍基耐热合金的理想替代物。
SiCf还能作为吸波材料的吸收剂和增强剂，轻质、高强度、高耐磨、耐高温且同时具备良好的吸波性能。美国就已研制出了SiCf增强的玻璃陶瓷基复合材料，它在高温环境下也具备吸波性能。有报道称，用SiCf和聚醚醚酮纤维混杂增强的结构材料可用于制造隐身巡航导弹的头锥和火箭发动机壳体，该材料在军事航天领域上也不容小觑。
（2）新型稀土钽酸盐高温铁弹相变陶瓷材料：
2017年昆明理工大学材料科学与工程学院的冯晶教授团队就研究了一种新型陶瓷热障涂层材料，且有望使我国在热障涂层技术完成领跑式的发展。冯晶教授表示，在航空发动机中最重要的技术就是两盘一片和热障涂层，所以热障涂层技术也是影响发动机的四大关键核心技术之一。
根据介绍，冯晶教授团队研制的新型稀土钽酸盐高温铁弹相变陶瓷材料，其最高使用温度可以达到1600℃、甚至是1800℃，是一种非常稳定的陶瓷。同时其相比西方传统的氧化锆基材料，还存在着三大优势，首先就是其热导率比氧化锆基材料低一半，能更好地保护发动机叶片和其他部件，使发动机的使用寿命变长。其次就是铁弹相更加增韧，大大提高了材料的高温断裂韧性。最后在低热导率的机制上，两者也有很大的不同，稀土钽酸盐材料更加不容易被破坏。
（3）韧性多孔陶瓷材料：
美国北达科他能源与环境研究中心就曾开发出一种多孔陶瓷材料，这种材料更耐高温、韧性更好，其质量足以满足宇航应用，与其他材料联合使用就更加抗震。
用这种材料制成的4个单体结构被安装于空间站的每一边，进行4~6个月的试验，在此期间相关元件则会暴露于紫外辐射及原子态氧的作用之下。
低温下，这种材料适用于发电站或其他工业元件的韧性、抗撞击应用，也可用于轻质防弹装甲材料。
（3）陶瓷零件增材制造技术：
与传统制造方法相比，增材制造技术具有设计自由度高、产品研发周期短、制造成本相对较低等优势，可以无需模具快捷制造复杂结构先进陶瓷零件。世界知名发动机公司罗尔斯·罗伊斯对航空发动机材料的发展作出评估：发动机中的金属材料，如铝合金、镍合金及钛合金等材料的用量在21世纪初会逐渐减少，取而代之的将是新型高性能陶瓷材料及其他复合材料。
