国庆70周年系列短文——中科院上海硅酸盐研究所

2014年初，中科院上海硅酸盐研究所（以下简称硅酸盐所）作为我国核心的无机涂层、特种材料研究机构，其负责研制的多种关键新型材料被成功应用于嫦娥三号航天任务。特种涂层保护着航天器结构适应外太空的极端环境，保障精密仪器的正常运行。在此次探月工程中，硅酸盐所研制的新型压电陶瓷成功驱动玉兔号上的超声电机，精准控制了红外光谱仪对月球环境的分析任务。嫦娥三号上由高致密特种陶瓷材料研制成的月基光学望远镜反射镜，热膨胀系数低，为望远镜的成像质量提供了保证。除此外，制成玉兔“红眼睛“红外成像光谱仪的二氧化碲声光晶体、着陆器7500N发动机的“裙子”——高温多层隔热材料、低温多层隔热组件、高摩擦抗冷焊涂层等成果为嫦娥三号任务成功做出重要贡献。目前，硅酸盐所持续承担神舟十一号载人飞船、新一代长征五号运载火箭的涂层、特种部件的研制任务。是我国航天事业成功的幕后功臣。

盐酸盐所的最早历史可追溯至国立中央研究院工程研究所，是中国近代最早开展无机材料研究的科研机构。建国后更名为中国科学院冶金陶瓷研究所，成为我国无机材料研究的先驱单位。时任所长的周仁院士负责研究所的重组、扩建和发展。1959年1月12日，国务院科技委批准成立中国科学院硅酸盐化学与工学研究所。早期的硅酸盐所于1960年3月10日正式成立。几经变迁，定名为硅酸盐所已是二十五之后，1984年底正式更名为中国科学院上海硅酸盐研究所。郭景坤院士任所长，严东生院士任名誉所长。

郭景坤院士是我国先进陶瓷领域的学科领军人物。60年代奠定了高铝氧高频绝缘瓷与金属的真空气密封接技术的理论基础，几种金属化封接办法荣获国家科技发明奖；70年代深入无机材料增韧补强方面的研究，成功研制出用碳纤维补强石英组成的陶瓷复合材料并成功运用于航空航天领域。大大提高了我国在多种纤维/无机物复合体系的应用；80年代开始新型陶瓷复合材料的研究工作，成功研制出无水陶瓷发动机与部件；90年代后开展了陶瓷的烧结动力学和晶须补强、二相粒子弥散强化与相变增韧的相关研究工作；千禧年后专注于纳米结构陶瓷、多相复合陶瓷、透明陶瓷的新方向。

图1. 严东生院士（1918.2.10~2016.9.18）今日科苑·大家

严东生院士是国际无机物材料学术领导者。在60年代，时任硅酸盐所副所长的严东生先生指导了两个课题组对稀土氧化物与其它高温氧化物体系的基础研究，进行了十几个系统的相平衡与结晶化学规律；发明了金属陶瓷隔热和抗热冲击梯度涂层，打破国外对航天核心技术的封锁，为我国“两弹一星”工程提供了技术保障。70年代成功研制耐烧蚀型防热材料，被成功应用于我国第一代洲际导弹。70年代在“相关系”基础上开创性地进行了材料的组分设计和晶界工程研究，是世界上公认的研究复杂氮陶瓷系统“相平衡“的三个中心之一。80年代时正在欧洲核子研究中心进行高能物理实验研究的丁肇中教授找到严东生先生，委托硅酸盐所能在五年内完成1.2万根BGO（新型锗酸）晶体的生产，以应用在大型正负电子对撞机中的L3探测器中用作电磁量能器。严东生教授及其团队不仅提前一年完成晶体交付，并成为美国国家科学基金会对BGO产品评比中，唯一获得满分的产品。至此硅酸盐所在全球无机闪烁晶体领域的国际地位得以奠定。90年代时欧洲核心中心准备建造大型强子对撞机，再次找到了硅酸盐所来研制探测器所需的PWO（新型钨酸铅）晶体。2012年欧洲核子研究中心发现“上帝粒子”，其CMS探测器上的PWO晶体便是严东生先生及其硅酸盐所团队研制的。2014年硅酸盐所研发的汽车尾气净化装置通过中试，装备介孔纳米材料尾气净化装置的轿车成功行驶8万公里后依然达到95%的净化功能。那年严东生先生已96岁高龄，他欣慰说道：“汽车尾气是PM2.5的主要来源之一，所以我觉得，介孔材料装置会有广阔的应用前景。”

多年以前曾有人提问严东生为何回国发展，老先生这样回答道：“当时是国难当头，我们读书是为了救国。抗日战争打了那么长时间，当我们听说新中国将要成立，心里就有一个念头：要尽快回国参与建设，让中华民族走上复兴的道路。”