赵晓峰、郭芳威教授团队助力我国首型固液捆绑运载火箭长征六号改成功发射

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2022年3月29日，我国首型固液捆绑中型运载火箭长征六号改（以下简称“长六改”）在太原卫星发射中心成功发射，标志着以液体芯级为主动力、以固体捆绑为助推动力的火箭，正式进入中国主流运载火箭领域，填补了中国航天动力技术的多个空白。上海交通大学材料学院赵晓峰教授、郭芳威副教授团队研发的新型热振防护涂层材料成功实现在“长六改”运载火箭上的应用，助力中国航天发展。

图1 “长六改”火箭点火升空

       赵晓峰教授、郭芳威副教授团队在高温热防护涂层材料方面深耕研究，与中国航天科技集团公司第八研究院开展合作，研发的某系列涂层材料已成功应用支撑了航天运输领域多型运载火箭结构大面积热防护需求。此次“长六改”运载火箭上，团队研发的新型热振防护涂层材料得到成功应用。
        新型热振防护涂层的关键核心材料是团队自主研发的层级结构多孔陶瓷微球，与传统核壳陶瓷微球相比，该类微球的比强度及断裂韧性显著提升，热导率显著下降。作为隔热填料，成功实现了隔热和增强的双重性能需求。材料的优异性能使新型热振防护涂层的耐热振性能比同类产品提升了1倍。攻克了在高温和某随机振动的热载荷条件下，实现高温隔热温差的难题。成本降低近60%，可在室温条件下大面积喷涂。该涂层成功应用在“长六改”多个舱段的防热，占总舱段的61%，解决了热振耦合载荷下铝合金异形表面低成本高效防热的难题，保障了箭体内设备安全可靠运行。

图2 “长六改”火箭图

        赵晓峰教授、郭芳威副教授团队开发的高温热防护涂层材料，目前已成功应用于我国航空、航天、核电及新能源汽车动力电池等构件安全防护。该团队由国家级、省部级人才计划等30余人的中青年科研力量组成，承担了国家级和省部级科技项目40余项，在国际一流材料期刊发表论文60篇，国际会议邀请报告13次，多次获得国家级和省部级创新成果奖等荣誉。

图3 航空发动机高温叶片热障涂层

图4 燃气轮机叶片涂层

        上海交通大学材料科学与工程学院将持续面向国家创新驱动发展战略，牢记使命，砥砺前行，主动对接科技自立自强的要求，将论文写在祖国大地上。
          文章来源：上海交通大学
          赵晓峰，上海交通大学教授。1999年毕业于中南大学，2002在中国科学院研究生院获得硕士学位，2007年毕业与英国曼彻斯特大学，获得博士学位，毕业后在曼彻斯特大学材料科学中心从事研究工作。主要研究方向是高温涂层，如航空发动机、燃气轮机所使用的热障涂层，核反应堆燃料包壳的防腐涂层，及其它抗氧化、耐磨等涂层。
        郭芳威博士，副教授，毕业于曼彻斯特大学，从事飞行器表面热防护涂层和超高温结构陶瓷材料研究。主持国防和军工项目10余项，总经费近1000万元；参与国家自然科学基金和军工项目4项，总经费近1500万元。近五年在陶瓷领域国际知名期刊发表文章36篇（21篇SCI一区论文），包括Acta materialia, Scripta Materialia, Carbon, 美国陶瓷等，影响因子大于4.0的文章10篇，2次入选陶瓷领域权威期刊美国陶瓷协会会刊封面文章。以第一发明人获得授权中国/国际PCT专利10余项，主持编写我国航天防热涂层材料标准2份，相关研究成果经已在我国航空、航天和核能行业广泛应用，静电微喷陶瓷粉体技术被“中国核能行业协会”鉴定为：国际/国内首创。入选2018年晨星学者计划，入选2018年度舟山市人才计划，2018年中国高等学校十大科技进展提名。