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個人簡介

褚衍輝,，1987年8月出生，山東棗莊人,，華南理工大學材料科學與工程學院研究員,、博士生導師。國家優(yōu)秀青年基金獲得者,、中科協(xié)青年人才托舉工程項目入選者,；兼任中國硅酸鹽學會特種陶瓷分會青年工作委員副主任委員、中國硅酸鹽學會測試技術分會理事,。

研究方向

（1）高熵陶瓷及粉體材料

（2）新型超高溫防護涂層及納米材料

（3）材料基因工程

成績不菲,，多個“首次”

褚衍輝，本科就讀于濟南大學物理專業(yè),，碩博就讀于西北工業(yè)大學材料學專業(yè),，2014年1月-2015年9月，受國家留學基金委資助赴美國哈佛大學博士聯(lián)合培養(yǎng)學習,；2016年9月-2019年9月,，就職于華南理工大學,，任副研究員（破格）、碩導,；2019年9月至今,，任研究員（破格）。

超高溫陶瓷材料屬于戰(zhàn)略性高技術材料,，是國家重大戰(zhàn)略亟需發(fā)展的材料,，廣泛用于航空航天發(fā)動機、空天飛行器熱防護,、航空剎車,、核能以及高速切削刀具等極端環(huán)境下服役的部件中。然而,，隨著航空航天,、國防軍工等國家重大戰(zhàn)略對超高溫陶瓷材料性能要求的不斷提高，傳統(tǒng)超高溫陶瓷材料已經(jīng)無法滿足使用需求,。因此,，發(fā)展可應用于未來極端條件下的新型超高溫陶瓷材料不僅是目前國內(nèi)外學術界研究的熱點問題，而且也是滿足我國航空航天,、國防軍工等國家重大戰(zhàn)略需求,。

褚衍輝在李賀軍院士和董紹明院士的細心悉心指導下，一直從事國防武器裝備極端環(huán)境下服役的新材料研發(fā)工作,。同時也做出了不菲的成績,，實現(xiàn)多個“首次”：

（1）在國際上率先開展了高熵超高溫陶瓷材料系統(tǒng)而深入的研究，首次建立了高熵超高溫陶瓷材料全面系統(tǒng)的形成能力理論判據(jù),。首次采用熔鹽法,、硼熱還原法、硼/碳熱還原法,、碳熱還原法以及聚合物先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法等方法合成出系列高純,、超細/納米級、成分均勻的高熵超高溫陶瓷粉體,，揭示了相關的合成機理,，為實現(xiàn)成分和結(jié)構可控的高熵超高溫陶瓷粉體合成提供了理論指導。

（2）揭示納米材料的新型生長機理,，實現(xiàn)了系列新型SiC納米材料的可控生長,。在國際上首次提出一種原位CVD可控合成新方法合成SiC納米材料，實現(xiàn)了系列新型SiC納米材料的可控生長,；首次發(fā)現(xiàn)了納米材料的高溫Plateau-Rayleigh以及螺位錯等新型生長機理,，并建立了相應的生長模型，豐富和發(fā)展了納米材料的生長機理,，為實現(xiàn)新型納米材料的可控生長提供了理論指導,。

（3）采用超高壓燒結(jié)技術在國際上首次合成了高熵碳化物納米晶陶瓷,。

不懼高溫，革命性陶瓷材料的誕生

除以上成就,，其最令人矚目的成就就是——新型高熵多孔硼化物材料,，在50% 氣孔率之下實現(xiàn)了337MPa的壓縮強度、以及0.76Wm-1K-1的熱導率,。它兼具優(yōu)異的力學強度和隔熱性能,，有望用于新一代高超聲速飛行器熱端隔熱部件。

據(jù)了解,，褚衍輝團隊長期以來聚焦于高熵超高溫陶瓷材料的研發(fā),。倘若這款多孔陶瓷能被用于高超聲速飛行器熱端隔熱部件，便能有效避免高超聲速飛行器表面高溫環(huán)境對于內(nèi)部零部件所造成的不良影響,，大幅提高新一代飛行器的服役可靠性。

實際上,，褚衍輝課題組剛開始此次研究時,，其安排的研究生學生甚至打起退堂鼓，原因在于多孔陶瓷是一個很早的研究課題,，在20 世紀 70 年代便已有系統(tǒng)性的文獻報道,，針對多孔陶瓷結(jié)構力學強度和隔熱性能的優(yōu)化，相關的報道,、文獻數(shù)不勝數(shù),。如何做出自己的特色并實現(xiàn)性能突破？是褚衍輝一直在思考的問題,。

在偶然一次實驗中他們發(fā)現(xiàn),，當采用超快速燒結(jié)設備制備致密的高熵硼化物陶瓷時，雖然能夠獲得一個完整的塊體,。但是,，上述材料明顯不具備致密陶瓷該有的重量和光澤，因此顯然是一個多孔材料,。于是便讓負責的學生測試了該材料的力學性能,，結(jié)果驚喜發(fā)現(xiàn)它有幾十MPa的壓縮強度，明顯高于目前多孔陶瓷的壓縮強度,。

基于前期在高熵陶瓷基礎理論方面的研究基礎,，褚衍輝在假設能在原子尺度上進一步高熵化，以及在納米尺度上實現(xiàn)強晶界結(jié)合,，并在微米尺度上進一步降低孔隙結(jié)構尺寸,，是否能讓多孔陶瓷兼具高強高隔熱特性？

經(jīng)過團隊的努力,，借助自主研發(fā)的超快合成設備,，成功實現(xiàn)最初的設想,。

參考來源：

【青托工程】青托人才成長故事——褚衍輝

DeepTech深科技：華南理工團隊研發(fā)多孔陶瓷材料，2000℃下力學強度達到690MPa,，可用于太空探索裝備等

華南理工大學材料科學與工程學院官網(wǎng)

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）

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