跨界寻灵感，这支博士后团队破解极端环境材料之困

航空航天、化工等重大工程领域的构件，常在超高温、强腐蚀、高压等极端环境下服役，如何提升极端条件下服役构件的安全性，已成为国际关注的重大课题。

航空航天、化工等重大工程领域的构件，常在超高温、强腐蚀、高压等极端环境下服役，如何提升极端条件下服役构件的安全性，已成为国际关注的重大课题。面对这些国家重大工程需求，西北工业大学力学与交通运载工程学院副教授卫冲团队扎根实验室，围绕高性能陶瓷材料反复攻关，并凭借“高性能陶瓷研发及产业化应用”项目，在第二届陕西省博士后创新创业大赛中摘得新能源新材料赛道金奖。这不仅是一次技术的突围，更是一场从实验室走向产业化的深刻蜕变。 “行业真正缺少的，不只是一种‘耐高温材料’，而是一套能够制造、评价、验证并长期可靠服役的系统解决方案。”卫冲介绍，如碳化物陶瓷虽具备耐高温、抗腐蚀等优良特性，但在实际应用中，断裂韧性不足、连接困难以及长期服役损伤难以监测等问题，如同几座大山横亘在工程化应用的道路上。 研发之初，团队曾寄希望于增加金属层来解决复合材料构件韧性和导热性不足的问题。然而，金属与陶瓷截然不同的热膨胀特性，让高温下的异质界面极易形成较大的热应力与界面反应，严重时甚至会导致开裂与脱层，反而影响构件产品的长期可靠性。正当研究陷入瓶颈，一次与牙医关于牙釉质与牙本质的多孔缓冲结构的交流，意外让卫冲豁然开朗：工程技术创新不只是寻找一种“更强的材料”，更重要的是通过结构和界面设计，让不同材料协同工作。 <img src="https://cmsimg.peopledigital.com.cn/2026/11/02/d53e3358-c9d2-4acf-b013-9960d2a496fc.jpg" alt="1102.03.jpg"> 受此启发，团队在异质材料之间引入多孔界面，并建立热力驱动的复合结构系统设计模型，对不同金属体系、金属厚度和界面结构进行系统筛选。此后，团队又在金属层与复合材料层之间设计多孔中间缓冲层，并通过冷冻铸造等工艺将这一结构真正制备出来。研究表明，在合理结构参数下，多孔缓冲层可使异质界面热应力降低约30%，同时保持较好的径向导热性能。 如果说偶然的灵感迸发是科研的浪漫，那么走上创新创业大赛的舞台，则是一场直面市场的“大考”。卫冲回忆，过去团队更多关注的是论文发表、性能指标和技术创新。但在准备大赛路演时，他们必须把行业痛点、竞品路线、应用场景、客户需求、成本构成和产业化路径一一讲透。这促使团队完成了从“科研成果如何评价”到“用户为什么需要、成果怎样落地”的思维转向，帮助他们重新梳理了技术体系，更加重视工程化和市场化问题。 赛场上的高光时刻，化作了赛场外扎实的转化步伐。目前，该项目形成了耐高温、耐腐蚀、高气密复合结构设计与智能制造技术，已支撑四川三贡化工开展耐酸、耐腐蚀相关装备研发，并支撑空军军医大学开展高原供氧气瓶相关研发，未来可重复使用热防护产品还可应用于航天领域，初步形成了“一项核心技术、多类应用场景”的成果转化路径。 尽管成果初显，卫冲团队依然保持着科研人的清醒与审慎。他们深知，从工程样件走向应用定型之间，横亘着一道需要中试制备、长期服役评价平台和耐心资本来跨越的“验证鸿沟”。因此，团队并未急于成立公司，而是希望将这一步留在技术成熟度、验证基础、首批应用场景和商业模式相对清晰之后。现阶段，他们选择依托高校、科研机构和行业应用单位开展联合攻关，集中优势平台完成关键验证、积累工程数据并完善知识产权布局。 从一次看牙的跨界启发，到一场大赛的市场洗礼，再到如今多点开花的产业化应用，卫冲团队的探索之路，是广大博士后将论文写在祖国大地上的生动实践。在极端环境材料这个高难领域，他们以跨界之智破局，以务实之心转化，正一步步把前沿技术推向工程应用，为大国重器积蓄可靠的材料支撑。 一审：张坤 二审：王兆 三审：郑瑜涵 复核：柳静