概況
天津大學複合材料研究所(以下簡稱RICM)是學校直屬的跨學科研究所。其中包括金屬基複合材料、陶瓷基複合材料、聚合物基複合材料、碳基複合材料以及複合材料力學等研究方向。複合材料研究所的職能是整合學校複合材料領域的研究力量,積極吸引國內外相關專業的優秀人才,培養從事複合材料科學事業的高素質科技工作者,積極爭取承擔重大科研項目,並努力推進其產業化。天津大學複合材料研究所的特色是將功能複合材料和生物複合材料作為研究、開發的主要對象。中國複合材料學會生物複合材料專業委員會掛靠在天津大學。天津大學複合材料研究所自組建以來,一直致力於複合材料基礎理論和實際套用研究。研究方向包括生物醫用複合材料、特殊功能複合材料、工程複合材料、生態及仿生材料、表面工程以及計算材料學等。RICM擁有一支老、中、青相結合的穩定而團結的隊伍。至今已完成國家及天津市各類科技項目20餘項,培養博士及碩士研究生70餘名,發表論文200多篇,獲得多個國家和天津市科技獎勵。由於RICM在生物複合材料研究方面的貢獻,中國複合材料學會生物複合材料專業委員會掛靠於RICM。RICM擁有細菌和細胞培養室、大型離子注入機、多種顯微鏡、多種力學性能試驗機、自製疲勞試驗機、等離子處理機、多種複合材料成型設備、大型熱壓機等。目前,RICM正承擔來自國家、天津市和企業的多個項目的研究工作。
研究方向
多年來,天津大學複合材料研究所在複合材料方面完成了或正在承擔的科研項目有:國家“九七三”項目、國家“七五”科技攻關項目、國家“八五”科技攻關項目、國家“九五”科技攻關項目、國家“八六三”計畫項目、國家軍工配套項目、國家自然科學基金、高等院校博士學科點專項科研基金、天津市自然科學基金、天津市重點科技攻關項目、以及由企業委託的橫向課題等多個項目。多年來,完成或正在承擔的科研項目具體內容包括以下幾個方面:
功能複合材料方面:
纖維增強金屬基複合材料如《碳纖維增強銅基複合材料的研究》、《電刷用碳纖維連續電沉積銅工藝及設備研製》、《電阻焊用碳纖維/銅基複合材料製品的研究》等項目,其中經專家鑑定,碳/銅複合材料的性能以及研製的工藝和設備,達到國內先進和領先水平。
顆粒增強金屬基複合材料如《快冷SiCp/Al基複合材料的製備技術和性能研究》項目,採用離心霧化的方法製取鋁合金微晶粉末作為基體,製備了SiCp/Al複合材料,用離心霧化的方法製取鋁合金微晶粉末技術處於國內領先水平。《顆粒銅複合材料及其磨損特性的研究》、《顆粒增強銅基複合材料製備新技術的研究》、《銀基電接觸複合材料》等項目,其顆粒增強銅基複合材料性能達到國內先進水平,可在汽車軸瓦和電阻焊電極生產中開發套用;銀基複合電觸頭材料電性能和物理性能完全符合國家標準,並成功套用於直升飛機的斷電器和航天用電刷材料中。
聚合物基複合材料如《鍍金屬碳氈/樹脂基電磁功能複合材料的研製》、《特殊電性能樹脂基複合材料的創製與設計》《磁禁止材料/微波吸收材料》等項目,可提供電磁禁止和電磁波吸收的碳纖維/樹脂功能複合材料,具有質量輕、耐腐蝕、效能高等特點,能適應不同的套用要求。《聚乙烯管道悍接技術》項目,對我國塑膠管線的連線工程套用有重要意義。
陶瓷基複合材料如《陶瓷纖維複合技術及電連線器工藝研究》採用陶瓷短纖維、納米粉增強BMI樹脂複合材料,製備耐熱300℃的模壓複合材料,已開發套用于軍工生產。《電連線用高性能PET複合材料》、《注射成型耐高溫複合材料》是陶瓷纖維增強樹脂基複合材料,其耐熱溫度分別為250℃和350℃。
生物醫用複合材料方面有:
組織工程用複合材料如《明膠/殼聚糖網路-羥基磷灰石骨誘導材料智慧型化研究》項目,研製的羥基磷灰石/殼聚糖-明膠網路複合支架和β-磷酸三鈣/殼聚糖-明膠複合支架模擬了天然骨成份,細胞實驗和動物實驗表明此類支架材料具有良好的細胞相容性、生物相容性和骨缺損能力,是骨組織工程很好的備選材料。
骨科用複合材料如《三維編織複合材料骨固定系統的套用研究》、《骨折內固定用C3D/聚合物複合材料的研製》以及《骨折內固定用C/PLA(碳纖維增強聚乳酸)複合材料的研究》等項目,在於克服骨科用金屬材料的缺點,發揮複合材料可設計的優勢,進行力學仿生、結構仿生,提高骨科醫療質量,減少病人的痛苦。骨科用內固定器件和可吸收材料已有階段性成果,外固定器件已在開發套用。
生物活性表面工程如《NiTi合金生物活性表面工程的研究》項目,採用化學表面處理的方法,克服等離子噴塗存在的塗層比較脆、易溶解、與合金表面結合力差等不足,在合金表面形成羥基磷灰石的修飾層,改善材料的生物相容性,賦予NiTi形狀記憶合金以生物活性。