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：ρ=4.58~100 Ω·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