和用来制造餐具、工艺品等生活用品的传统陶瓷不同,先进陶瓷因具备卓越的性能,在航空航天、电子信息、生物医疗、新能源等高科技领域获得了广泛应用。
其中一个与大家日常生活相关的典型案例,便是种植牙中使用的人工材料——氧化锆陶瓷。
将这种白色的晶体粉末加工成型并烧结致密化,使其中的残余气孔和缺陷降至最低,氧化锆陶瓷才能实现光学上的半透明状态,从而像天然牙齿一样具有光泽。
其中,需要说明的是,由于陶瓷的绝大多数性能,都与其残余气孔和缺陷呈强相关,因此材料是否致密,对于它的使用来说非常关键。
清华大学助理教授董岩皓,自本科以来一直在从事包括氧化锆陶瓷在内的无机非金属材料研究,主要聚焦陶瓷烧结和微结构方向,攻克了陶瓷微结构、热力学和动力学领域存在的多个难题。
博士后时期,他选择了交叉学科陶瓷材料研究,以能源陶瓷材料为主,在陶瓷质子膜燃料电池、高比能锂离子电池正极材料等领域取得了突破。
具体来说,在陶瓷质子膜燃料电池领域,他与合作者提出界面反应烧结概念,设计开发了可控表面酸处理和共烧技术,刷新了其工况条件下峰值功率密度的世界纪录。
在锂电正极领域,他与合作者提出渗镧均匀包覆和陶瓷粉体行星式离心解团等多项创新技术,阐述了应力腐蚀断裂主导的衰减机理,并修正传统理论框架下的脆性机械断裂认知。
凭借致力于通过创新的陶瓷制备理论和技术,提升先进陶瓷材料的结构功能特性和极端条件适应性,以开发出具有高可靠性和多功能化的新型陶瓷材料,董岩皓成为 2023 年度《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”中国入选者之一。
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