探路材料學(xué)發(fā)展 深耕陶瓷功能材料
——記深圳技術(shù)大學(xué)孔令兵教授

記者/李國良

那些追風(fēng)趕月的時光，終會照亮前行的路。在材料學(xué)領(lǐng)域，有這樣一位兢兢業(yè)業(yè)的探索者。他，連續(xù)進(jìn)入斯坦福大學(xué)全球前2%頂尖科學(xué)家榜單排名的“年度科學(xué)影響力排行榜”及“終身科學(xué)影響力排行榜”榜單；從無機(jī)非金屬材料及納米新材料制備、表征與應(yīng)用研究到陶瓷功能材料，都有其砥礪前行的身影。他就是——深圳技術(shù)大學(xué)孔令兵教授。

每個人心中都有一團(tuán)火，孔令兵教授亦是如此。對陶瓷的執(zhí)著與癡迷，讓他沖散陰霾，在陶瓷領(lǐng)域，尤其是在陶瓷功能材料領(lǐng)域，成績斐然。

提到陶瓷，就不得不提透明陶瓷，這種陶瓷，具有高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、高絕緣、耐腐蝕等特性，在固態(tài)激光、空間科學(xué)、醫(yī)學(xué)、特種儀器制造、透明裝甲、智能電子等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

科學(xué)是為發(fā)展服務(wù)的，所以，孔令兵教授團(tuán)隊(duì)在透明陶瓷領(lǐng)域開展了深入系統(tǒng)的工作，先后開發(fā)出石榴石系Yb:YAG，Yb:GdYAG，LuAG，倍半氧化物Ho:Y2O3及Sc2O3固態(tài)激光用透明陶瓷，發(fā)展了二重及多重?zé)Y(jié)助劑工藝，使得透明陶瓷工藝更加有效。值得關(guān)注的是，在探索中，他們發(fā)現(xiàn)了更多極具價值的科研現(xiàn)象。

比如，球磨是陶瓷工藝的一個必要環(huán)節(jié)，在制備Ho:Y2O3透明陶瓷時現(xiàn)，球磨時粉料和球磨助劑(酒精)的比例對Ho:Y2O3陶瓷的致密化和光學(xué)性能有著顯著的影響。當(dāng)漿料濃度為18.4 vol%時，所制備的Ho:Y2O3陶瓷具有最大透過率。

一般而言，透明陶瓷的制備需要采用非常慢的升溫速率以獲得足夠高的透明度，因此，透明陶瓷工藝過程相對比較漫長，為了解決這個問題，孔令兵團(tuán)隊(duì)探索了真空燒結(jié)制備氧化釔透明陶瓷快速致密化的可能性。經(jīng)過研究，他們提出了中溫?zé)崽幚淼膬刹娇焖偕郎毓に嚕晒Φ亟鉀Q了透明陶瓷無法快速燒結(jié)的難題。

孔令兵

近年來，基于數(shù)字化光處理(DLP)的光固化成型，作為陶瓷增材技術(shù)，代表了陶瓷制造的一個新方向。孔令兵團(tuán)隊(duì)以氧化鋁為例研究探討了該技術(shù)在增材制造過程中幾個關(guān)鍵工藝因素對成型缺陷和性能的影響情況，包括漿料中氧化鋁固含量、脫脂過程中的加熱氣氛和加熱速率。

陶瓷工藝的核心技術(shù)是粉體的質(zhì)量。氧化物陶瓷在國民生產(chǎn)及軍工方面具有極大的需求量，尤其是用于激光透明陶瓷、義齒用氧化鋯陶瓷及透明導(dǎo)電膜ITO 靶材等的高端粉體，不可依賴進(jìn)口。

未來，孔令兵教授研發(fā)的重點(diǎn)將放在各種陶瓷粉體的產(chǎn)業(yè)化研究與推廣，目前已涉足的材料包括5G 陶瓷濾波器粉體、陶瓷封裝基板、各種用于鍍膜的陶瓷靶材、透明陶瓷等。他的科研故事已經(jīng)開始，但精彩仍將繼續(xù)......