這位蘇州院士,是復合材料研究的“領航員”

陳祥寶,1956年4月25日出生于江蘇常熟。工程院院士,復合材料專家。長期從事先進樹脂基結構復合材料和結構/功能一體化復合材料研究工作。
蘇州院士  
自2020年7月10日,蘇州科學家日設立以來,蘇州以一座城市的名義,禮敬各路英才。
 
  01.
  1973年,陳祥寶畢業于常熟吳市中學。之后做過木匠,當過普通工人?;謴透呖己?,于1978年至1984年就讀于北京航空航天大學材料科學與工程學院,獲學士、碩士學位。1991年,畢業于比利時魯汶大學,獲工學博士學位。
  現任北京航空材料研究院副院長、研究員、博士生導師。他是航空工業集團公司復合材料席專家、總裝備部先進材料技術專業組副組長、“863”計劃航空航天領域專家、復合材料學會副理事長。2011年,當選為工程院院士(化工、金與材料工程學部)。
  陳祥寶長期從事先進樹脂基結構復合材料和結構/功能一體化復合材料研究工作,帶領團隊研制了耐高溫高韌性復合材料、低溫固化高性能復合材料和結構功能一體化復合材料,發展了復合材料制造過程模擬優化和自動鋪放技術,提升了樹脂基復合材料性能、功能和制造技術水平,并在航空裝備得到大量應用,為我國樹脂基復合材料的發展和應用做出了重要貢獻。
  02.
  先進樹脂基復合材料的高成本是制約其大規模應用的重要因素。復合材料60%-70%的成本來自制造過程,包括能耗、模具和輔助材料成本,這三者同時受復合材料的固化溫度的影響,固化溫度越高,能耗就越高、模具和輔助材料的成本就越高,如果把復合材料的固化溫度降低到80℃以下,復合材料的制造成本就會大大降低。
  陳祥寶及其團隊抓住低溫固化這個降低制造成本的關鍵,歷時5年多,合成了新型潛伏性固化劑,這種固化劑在室溫下跟環氧樹脂反應非常緩慢,但在60℃-80℃時能夠迅速和環氧樹脂發生化學反應。通過控制固化劑在環氧樹脂的溶解性和形態,將固化劑做成了在室溫狀態下不溶于環氧樹脂的顆粒,當升溫到60℃的時候,固化劑顆粒就會融化,擴大了反應面積,使得復合材料迅速固化。
  陳祥寶在實驗室
  低溫固化高性能復合材料的成功研制,解決了復合材料成本過高的問題,而且還具有與常用中溫、高溫固化復合材料一樣的高性能,極大地促進了高性能復合材料應用領域的擴大。目前,低溫固化高性能復合材料已經在預警機、無人機和直升機的構件上獲得應用。該項目獲得了技術發明獎二等獎。
  03.
  傳統的材料學是一門實驗學科,要制造出理想的復合材料,需要耗費大量的人力、財力、物力,研制周期長、成本高。如何提高復合材料研究過程的效率呢?
  陳祥寶帶領科研團隊先系統研究了樹脂基復合材料制造過程的熱化學、熱物理規律,建立了制造過程固化動力學方程、溫度場分布模型和樹脂流動浸潤模型,發展了固化變形控制和制造過程工藝優化技術,形成了結構完整、實用的“先進樹脂基復合材料制造模擬與優化系統”,該系統的成功研制,縮短了復合材料的研制周期,提高了研制水平,同時,也間接降低了復合材料的制造成本。該技術獲得科技進步獎二等獎。
  除此之外,陳祥寶和他的團隊持續開展了復合材料增韌技術研究,發展了復合材料樹脂基體分子結構改性、高性能熱塑性樹脂本體增韌及“層間協同增韌”技術,建立了高韌性復合材料技術體系,成功研制了高韌環氧復合材料及高韌性雙馬復合材料;開展了國產碳纖維增強高性能復合材料應用技術研究,牽引和促進了國產碳纖維CCF-300實現穩定生產和工程應用;主持了復合材料自動鋪帶技術研究,建立了復合材料預浸帶技術標準和自動鋪帶工藝規范,明顯提高了制造效率,提升了復合材料構件自動化制造技術水平。
  陳祥寶在辦公室
  陳祥寶長期從事先進復合材料的研究工作,科技成果獲得多項獎勵,申請發明47項,其中29項已經得到授權;出版《高性能樹脂基體》、《先進復合材料制造技術》、《復合材料制造模擬與優化技術》等著作11部,在國內外學術刊物和會議發表論文100多篇,其中50多篇被科學引文索引(SCD和工程索引(E)收錄。