長征十二號(hào)首飛箭的級(jí)間段首次采用了上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、金屬基復(fù)合材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的新型碳納米管/鋁基復(fù)合材料，滿足了商業(yè)航天發(fā)展對(duì)結(jié)構(gòu)輕量化的迫切需求。這標(biāo)志著金屬基復(fù)合材料的又一重大突破，為我國航天材料家族再添新丁。碳納米管兼具輕、強(qiáng)、剛、韌的特性，是新一代鋁材性能升級(jí)理想的“強(qiáng)化劑”。然而，如何使碳納米管與鋁合金高效復(fù)合是科學(xué)與技術(shù)的一大挑戰(zhàn)。啟迪于自然界超高強(qiáng)韌的貝殼微結(jié)構(gòu)，金屬基復(fù)合材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張荻院士團(tuán)隊(duì)李志強(qiáng)研究員課題組提出了微納磚砌構(gòu)型化復(fù)合的學(xué)術(shù)思想，發(fā)展了“基元組裝、以小制大”的片狀粉末冶金仿生制備技術(shù)，突破了碳納米管與金屬基體跨維度-尺度匹配、界面相容等一系列關(guān)鍵難題，創(chuàng)制出高模量、高強(qiáng)韌的碳納米管/鋁基復(fù)合材料，被國際同行譽(yù)為開發(fā)新一代高強(qiáng)韌金屬基復(fù)合材料的典型范例。

在基礎(chǔ)研究支撐下，張荻院士團(tuán)隊(duì)李志強(qiáng)研究員課題組歷經(jīng)近十年攻關(guān)，先后攻克了宏量化粉末復(fù)合、大規(guī)格錠坯制備及變形加工等工程化制備技術(shù)，并與上海航天八院密切合作，攻克了熱處理、鈑金、鉚接、陽極氧化、攪拌摩擦焊接等工程化應(yīng)用技術(shù)，在全世界范圍內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了碳納米管/鋁基復(fù)合材料的航天應(yīng)用。作為自主研發(fā)、自主可控的新材料，未來，碳納米管/鋁基復(fù)合材料將為空天、國防等高端裝備跨代發(fā)展提供保障，并為商業(yè)航天和低空經(jīng)濟(jì)等新質(zhì)生產(chǎn)力插上騰飛的翅膀。

長征十二號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射實(shí)況

張荻院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，長期從事金屬基復(fù)合材料應(yīng)用基礎(chǔ)研究。針對(duì)復(fù)合設(shè)計(jì)與制備、界面及形變調(diào)控、復(fù)合構(gòu)效關(guān)系的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)難題，張荻院士團(tuán)隊(duì)建立了多元復(fù)合體系熱/動(dòng)力學(xué)模型，通過調(diào)控合金成分和增強(qiáng)體表面性質(zhì)改善復(fù)合界面相容性，發(fā)現(xiàn)并揭示了增強(qiáng)體誘發(fā)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的熱變形機(jī)制，解決了復(fù)合制備與成形加工難題。近20年來，所研制的高性能碳化硅(SiC)增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料成功應(yīng)用于我國航天等高科技領(lǐng)域，為探月工程、中國空間站、北斗三號(hào)等數(shù)十個(gè)航天器提供了上萬件關(guān)重構(gòu)件，為我國航天材料科學(xué)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。

面向未來，張荻院士團(tuán)隊(duì)正持續(xù)探索復(fù)合材料科學(xué)的前沿。物競天擇，自然界生物經(jīng)億萬年進(jìn)化衍生出令人驚嘆的分級(jí)精細(xì)構(gòu)型和優(yōu)異特性。張荻院士認(rèn)為，向自然學(xué)習(xí)也許是科研工作者做科研的最好途徑，為此張荻院士提出了“生物拓?fù)錁?gòu)型化未來復(fù)合材料”的概念，通過人工智能驅(qū)動(dòng)人工材質(zhì)與生物拓?fù)錁?gòu)型的耦合優(yōu)化，構(gòu)建變革性復(fù)合設(shè)計(jì)新理論與制備新技術(shù)，突破傳統(tǒng)復(fù)合材料的性能邊界，創(chuàng)制出具有超常性能的系列未來復(fù)合材料，為早日實(shí)現(xiàn)航天強(qiáng)國的偉大夢想做出更大的貢獻(xiàn)！

2010年至今

張荻院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)

憑借獨(dú)創(chuàng)的高性能碳化硅(SiC)

增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料

連續(xù)助力中國航天多次重大突破

書寫“五助嫦娥奔月”的輝煌篇章

科研鑄就飛天路

交大智慧

助力航天強(qiáng)國建設(shè)