中國粉體網訊 近日,據江蘇經濟日報報道,江蘇師范大學張樂教授團隊研發制備的紅光陶瓷已從實驗室進入小規模生產階段,正在進行多種規格產品的多批次重復試驗,性能穩定后將延伸到完整的生產線,實現量產。
張樂指導學生開展科學實驗
據悉目前已有多家大型企業和張樂教授團隊達成購買意向,市場發展前景廣闊。屆時,革新后的紅光陶瓷制備技術將會在我們“碳”索綠色生活的道路上大顯身手。
專家簡介
張樂,男,1988年1月,博士,江蘇省開放實驗室副主任,教授。創立江蘇錫沂高新材料產業技術研究院,并任執行院長。入選中組部國家“萬人計劃青年拔尖人才”,擔任國家重點研發計劃“稀土新材料”首席青年科學家,獲徐州市勞動模范等榮譽稱號。
研究方向
1.光功能透明陶瓷設計、制備、應用及產業化
2.激光照明用關鍵材料與系統研制
3.太陽能激光器增益介質極端環境服役行為
4.大尺寸復合結構透明陶瓷成型技術
5.透明陶瓷缺陷行為與演變機制
突破“瓶頸”,實現產業轉化
我國是名副其實的稀土大國,長期以來,稀土光功能陶瓷始終是業界舉足輕重的研究課題。從學生時代開始,張樂教授就對發光陶瓷領域充滿興趣,也一直在這一領域研究至今。
張樂教授帶領團隊研制了國內首款超高亮度陶瓷發光體,其初始發光亮度是其他蓄光材料的4倍,儲能20分鐘可持續發光12小時;面對成本過高的問題,張樂教授帶領團隊走遍徐州、連云港尋找替代品,最終新沂運河邊的一家工廠尋找到了一種工業廢料,實現了95%的原料替代;授權的3項發明專利,實現了突破性500萬元成果轉化,產品即將裝配國家“00X”艦艇。2021年,張樂教授也作為首席科學家獲批了國家重點研發計劃項目,入選了國家萬人計劃青年拔尖人才。
紅光陶瓷的創新
近年來,江蘇師范大學張樂教授團隊從事光功能陶瓷的研發應用,針對激光照明與顯示領域紅光氧化物材料嚴重稀缺的問題,帶領團隊在其研發的透明陶瓷基礎上嘗試紅光陶瓷的創新研發。
張樂團隊研發的激光照明用多色(黃綠-橙-紅)熒光陶瓷樣品
實際上,美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室和日本西門子公司發現通過制備合成紅色陶瓷可有效提升紅光發射效率和穩定性,其生產的紅光陶瓷耐濕熱性能一般,工藝復雜、能源消耗大、成本高昂,難以實現推廣應用。
不同于傳統的陶瓷制備技術,張樂教授通過將稀土原料高溫加熱至透明熔體狀態,隨后在低熔點的條件下精準控制結晶過程,成功繞過了原料昂貴且環境要求極其嚴苛的保護條件,實現在常規空氣條件下制備高性能的新型紅色氧化物陶瓷。
張樂教授提到,這種技術下制備的紅光陶瓷,具備光轉化效率高,紅色光源品質好,制備流程易操作等突出特點,大幅提升了紅光品質和可操作性,生產成本得到顯著降低。
通過革新后的紅光陶瓷制備技術制造出的光源,有著優異的性能和成本優勢,具有極大的應用潛力。這一結果不僅打破了國外相關科研機構的技術壁壘,更對推動高質量激光照明與顯示產品產業化實現變革具有重要意義。
產研學結合,打造綠色生產
在“雙碳”目標引領下,我國綠色低碳產業蓬勃發展,高效激光照明與顯示產品需求日益增長。2019年10月,由江蘇錫沂高新區、江蘇師范大學與人才團隊合作共建的新型研發機構—江蘇錫沂高新材料產業技術研究院正式成立。
江蘇錫沂高新材料產業技術研究院成立儀式現場
在研究院中,可以實現特種功能陶瓷材料的成型、燒結、加工、檢測甚至中試等一系列流程。此外,研究院還整合了國內外眾多優質資源,匯聚成為了有重大影響力的稀土光功能材料技術中心及成果轉化基地,培養了一批精技術、懂產業的復合型人才,實現持續的科學創新和重大技術突破,使江蘇省在稀土光功能材料技術領域實現了人才和產業的雙重優勢。
圍繞新技術,張樂教授團隊已經交出了相當亮眼的“成績單”。團隊對多維度極限尺寸光學透明陶瓷精密成型技術及應用進行了創新研究,為高功率激光技術等重大國防戰略需求及其概念革新等方面提供了科學路徑,在該領域已授權中國發明專利47項、美國發明專利1項,發表高水平論文68篇。張樂擔任執行院長的江蘇錫沂高新材料產業技術研究院年度服務企業90余家,實施科技成果轉化2項,相關成果在風華高科、格利爾等12家企業得到推廣應用,近兩年相關企業銷售額近19億元。
來源:
江蘇師范大學報:江蘇師大稀土光功能陶瓷研究取得新進展!未來將全面走進你我生活
徐州教育頭條、新華日報、錫沂高新材料產業技術研究院官網
(中國粉體網編輯整理/空青)
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