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从“两弹一星”到国产大飞机,这家研究院如何定义中国粉末冶金的高度

从“两弹一星”到国产大飞机,这家研究院如何定义中国粉末冶金的高度?

机械工程材料
 2025年05月06日 14:56 
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研究院简介:中国粉末冶金的“国家队”


中南大学粉末冶金研究院坐落于岳麓山下、湘江河畔,作为我国粉末冶金领域唯一的“教学-科研-产业”三结合基地,其前身可追溯至1960年成立的“新材料研究室”,2002年正式更名为粉末冶金研究院。经过六十余年的发展,研究院已构建起完整的学科体系,拥有粉末冶金国家重点实验室、国家工程研究中心等7个国家级科研平台,以及“粉体材料科学与工程”本科专业、材料科学与工程一级学科博士点和博士后流动站。

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研究院现有教职工230余人,包括中国工程院院士2人、国家杰出青年基金获得者4人、“长江学者”3人,形成了以黄伯云院士为代表的老一辈科学家,以张斗教授为代表的中青年学术带头人,以及陈招科研究员等青年才俊组成的多层次人才梯队。其科研实力位居全球前列,累计承担国家级项目500余项,获国家技术发明一等奖2项、国家科技进步一等奖3项,拥有发明专利1000余项,成果转化金额超8.5亿元。曾为我国第一颗原子弹、氢弹的研制,第一座生产性原子反应堆,第一艘核潜艇的建造,第一颗人造卫星、第一枚洲际导弹、第一颗同步卫星、第一枚运载火箭以及“神舟五号”载人航天飞船的发射等尖端科学技术的发展和国防建设做出了重要贡献,五次受到中共中央、国务院、中央军委的贺电嘉奖,被授予“全国高校科技工作先进单位”、“全国国防军工协作配套工作先进单位”称号。

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领军人物:两代科学家的使命传承


黄伯云院士:作为研究院的灵魂人物,黄伯云院士用20年时间攻克了“高性能炭/炭航空制动材料制备技术”,使我国成为继英、法、美之后第四个掌握该技术的国家。他带领团队研发的炭/炭刹车片成功应用于国产大飞机C919,打破了欧美国家的技术封锁,获2004年度国家技术发明一等奖,填补了该奖项连续六年的空缺。如今,85岁的黄院士仍活跃在科研一线,指导团队开展超高温陶瓷基复合材料研究,其学术思想深刻影响着中国粉末冶金的发展方向。

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张斗教授:现任院长张斗教授是国际压电陶瓷领域的顶尖学者。他带领团队发明的智能压电纤维复合材料技术,解决了我国高端装备智能监测的“卡脖子”问题,相关成果获2021年湖南省技术发明一等奖。2025年,其团队在《自然通讯》连续发表3篇论文,提出“局部铁电畸变”理论,为无铅压电陶瓷的设计提供了新范式。作为归国华侨,张斗累计实现科技成果转化6147万元,推动湖南省铋、锑等资源优势转化为产业优势,践行着“把论文写在祖国大地上”的誓言。

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核心团队:多元学科交叉的“创新引擎”


研究院汇聚了一批在粉末冶金领域具有国际影响力的科研团队:


陈立宝教授团队:深耕高温合金粉末冶金,开发出氧化物弥散强化(ODS)合金制备技术,相关材料应用于我国新一代航空发动机。


范景莲教授团队:在难熔金属领域取得突破,发明“两步烧结技术”,制备出超细晶钨合金,性能达到国际领先水平。


陈招科研究员团队:聚焦超高温陶瓷基复合材料,其研究成果发表于《Nature Communications》,为高超音速飞行器热防护系统提供关键材料。


王章维教授团队:在《Science》发表论文,揭示析出相强韧化新机制,为低温钢材料设计开辟新路径。


这些团队依托“粉末冶金国家重点实验室”、“极端环境材料制备技术国防重点学科实验室”等平台,形成了从基础研究到工程化应用的全链条创新能力。


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研究领域:构建材料科学的“四梁八柱”


研究院的科研布局始终紧扣国家重大需求,形成六大核心研究方向:


1.航空航天材料:从“两弹一星”到载人航天,研究院为我国尖端装备提供了炭/炭刹车片、高温合金涡轮盘等关键材料。C919大飞机的机轮刹车系统由其独家供货,国产化率提升至100%。


2. 极端环境材料:针对超高温(3000℃)、强腐蚀等极端工况,开发出碳化钽基超高温陶瓷、耐深海高压复合材料等,应用于火星探测器、深海潜器等装备。


3. 新能源材料:在锂离子电池电极材料、固态电解质粉末制备领域取得突破,相关技术被宁德时代等企业采用,推动我国新能源产业升级。


4. 生物医用材料:研发钛合金骨植入材料、多孔生物陶瓷,实现从实验室到临床的转化,累计植入人体超10万例。


5. 智能材料:张斗团队开发的压电纤维复合材料已在桥梁健康监测、工业机器人等领域规模化应用,市场占有率达35%。


6. 前沿交叉领域:布局数据驱动材料设计、粉末床熔融增材制造等新兴方向,与华为合作开发的AI辅助粉末冶金工艺优化系统,将研发周期缩短40%。


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