中国科学院上海硅酸盐研究所

第一节 中国科学院上海硅酸盐研究所

中国科学院上海硅酸盐研究所渊源于1928 年成立的国立中央研究院工程研究所。新中国成立后,原中央研究院工学研究所被中央人民政府接收,接收后工学研究所于1949 年改名为“中国科学院工学实验馆”,周仁任馆长。1953 年,工学实验馆改名为中国科学院冶金陶瓷研究所,周仁任所长兼研究员。此时该所的研究内容方面,从中国科学院第一次扩大院务会议记录中工程研究所拟订的工作计划来看,这一时期该所研究内容没有发生变化,即除在光学玻璃和化学瓷方面进行一些基础性研究外,仍侧重于改进钢铁铸造方法。

1953 年周恩来总理指示轻工业部要抓好中国古瓷的研究,黄炎培在轻工业部组建了“建国瓷制作委员会”下设国瓷设计组、研究组等,在郭沫若的建议下,周仁担下了中国古瓷的研究任务。为此他率领国瓷研究小组多次访问瓷都景德镇,在古窑遗址的废墟瓦砾中挖掘收集古瓷,每一个窑址都要弄清它的年代及身世,并请画家把景德镇老匠人的制瓷工序画成画册,以传于世,同时国瓷研究小组对古瓷片则用现代科技手段对其进行了化学分析和科学鉴定,并对各地原料作了调查分析,最后选定了几种优质材料进行试制,经过反复试验一批批具有传统特色的高级瓷器试制成功了,精巧玲珑、光彩夺目、典雅美观,再现了我国古陶瓷的水平,有些还超过了古瓷的水平。在这期间,在中央轻工业部的大力支持下,国瓷研究小组与轻工业部硅酸盐研究所及江西景德镇陶瓷研究所密切协作,出版了许多有关陶瓷基础理论、原材料、陶瓷机械、窑炉和烧成工艺、陶瓷行业等方面的专著和论文。从景德镇市图书馆所编的《馆藏陶瓷、陶瓷美术书刊目录》和景德镇陶瓷学院图书馆编的《轻工业部陶瓷研究所图书总目录》中可以得知,仅有关景德镇的陶瓷科技专著就有50 多部,其中《景德镇瓷器的研究》《景德镇制瓷技术总结》《中德技术合作颜色釉总结》《郎窑红的工艺探讨》《明代几种突出色釉的工艺与特点》等均为这一时期的学术研究成果。

1958 年,该所又与浙江省轻工业厅、轻工业部硅酸盐研究所、浙江美术学院、浙江省文物管理委员会、中央美术学院以及龙泉瓷等单位分工协作,成功地恢复了龙泉青瓷的再生产。

在继续进行古瓷研究的同时,冶金陶瓷所根据社会发展和行业产业结构调整的需要,加强了在国家工业发展中极其重要的结构陶瓷、功能陶瓷和无机涂层方面的研究。1953 年,在利用苏联技术资料的基础上,冶金陶瓷研究所研制出高强度的刚玉质瓷刀,用于合金钢的精加工。为解决高压输电问题,冶金陶瓷研究所研究试制了氧化铝含量高的瓷胚,能满足110kV 以上高压输电的要求,并解决了1m以上大型瓷件生产的难题。1957 年研制成功了钡硅质高温搪瓷系列,用于各航空发动机制造厂和拖拉机发动机中的高温防腐蚀电绝缘层。1958 年开始对火焰喷涂氧化铝涂层进行研究,后又建立了电弧等离子体高温喷涂设备,研究和发展了具有高温、隔热、耐腐蚀、耐磨损、电绝缘等特性的氧化物和金属陶瓷复合涂层,应用于航空、航天工业以及民用。这一时期,冶金陶瓷所的工作已经和国防、国家工业建设密切结合起来,科学研究工作的方向发生了转变。

1960 年,上海冶金陶瓷研究所分为上海冶金所和上海硅酸盐及工学研究所(简称上海硅酸盐所)。这一时期冶金陶瓷研究所的科研任务发生了变化。在陶瓷研究方面,以“出材料、出科学”为主要任务,其研究对象也从建所前的主要从事传统硅酸盐材料(如高压电瓷、水泥、耐火材料、矿物原料等)研究转到新型无机非金属材料的广阔领域,即研究无机非金属材料(新型硅酸盐材料),部署了人工晶体、特种玻璃、功能陶瓷、结构陶瓷和无机涂层等无机非金属材料研究领域,以及与材料研究密切相关的材料组成分析和性能(电学、力学、热学和显微结构)表征研究。

在高等专业人才培养方面,1956 年,中国科学院冶金陶瓷研究所开始招收研究生,学制4 年,从1956 年到1965 年的近10 年中,该所培养了26 名研究生,1966~1976 年受到“文化大革命”的影响,这一时期该所的各项工作趋于停滞。1978 年恢复招收研究生,招硕士研究生36 名,博士研究生2 名,1979~1982 年,有近百名各国专家和学者来所参观访问,进行学术报告和专题讨论,有50 人次出席各种国际性或地区性学术会议与考察访问,还有3 人应聘担任了国际学术性刊物的编辑委员。在此期间,该所又开拓了光导纤维、非晶硅薄膜和快离子导体陶瓷、信息功能材料、高性能结构陶瓷和复合材料等新领域。

根据该所自身的发展和社会的需要,1984 年更名为“中国科学院上海硅酸盐研究所”。1999年进入中科院知识创新工程试点序列,此后该所更加明确了自身在科研国家队伍中的定位和发展目标,科技创新能力取得跨越式发展,成为中科院材料科技创新的核心研究所和国家与地方材料领域重大科技任务(项目)的重要承担者以及特种材料及部件的重要研发者和供应者,成为新材料及成套制备技术的重要输出源,逐渐形成了自己的独特风格和鲜明特色,形成了自己独具特色的学科方向,即先进无机材料科学与工程。主要研究领域涵盖了人工晶体、高性能结构与功能陶瓷、特种玻璃、无机涂层、生物环境材料、能源材料、复合材料及先进无机材料性能检测与表征等,是该领域科学研究单位中门类最为齐全的研究单位。该所成为国内外先进无机材料基础研究和应用开发领域涵盖广、有实力、有影响的综合性研究机构。

发展至今,该所的科研机构设置有:高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室、中国科学院特种无机涂层重点实验室、中国科学院能量转换材料重点实验室(上海无机能源材料与电源工程技术研究中心)、结构陶瓷工程研究中心(复合材料研究中心)、中国科学院透明光功能无机材料重点实验室(人工晶体研究中心)、中国科学院无机功能材料与器件重点实验室、古陶瓷与工业陶瓷工程研究中心(古陶瓷科学研究国家文物局重点科研基地)、生物材料与组织工程研究中心、无机材料分析测试中心和信息情报中心等。截至2016 年年底,累计取得科技成果1106 项,获得国家、中国科学院、上海市等省部级以上各类科技奖项411 项,其中国家发明奖29 项,国家自然科学奖8 项,国家科技进步奖15 项,历年来申报专利2760 项,批准专利1473 项。在岗职职工711 人,其中高级专业技术人员288 人,中国科学院院士2 名,中国工程院院士3 名(1 名为双院士)。

在上述科研平台的支持下,该所在陶瓷科技研究内容方面涵盖有:电容器陶瓷、压电陶瓷、铁电陶瓷、透明陶瓷、热释电陶瓷、半导体陶瓷、电致伸缩陶瓷、快离子导体陶瓷、堇青石陶瓷、超导陶瓷、微波介质陶瓷等高性能陶瓷等,并结合面向新兴产业发展和市场需求的高性能功能陶瓷及元件的新品开发和批量生产,重点开展相关应用基础研究、关键成套技术开发、工程化研究和示范性生产。此外,中国古陶瓷研究是上海硅酸盐研究所的传统优势方向之一,开创了利用现代科技手段研究中国古陶瓷之先河,并一直在该研究领域保持着国际领先地位。

陶瓷研究生培养方面,上海硅酸盐所是国内首批博士和硕士学位授予单位,首批建立了博士后流动站,是中国科学院博士生重点培养基地。截至2016 年,该所累计招收约2600 余名研究生,拥有:材料科学与工程、物理学、化学三个一级学科和材料物理与化学、材料学、凝聚态物理、光学、无机化学、分析化学、物理化学、材料工程、化学工程和生物工程10 个二级学科,在岗导师112名,其中博导64 名,在学研究生457 名,其中博士研究生220 名。2013 年计划招收硕士研究生100名左右(其中17 名与上海科技大学联合培养),博士研究生60 名左右。该所不仅是硕士、博士学位授予单位,还设有博士后流动站。近年来,还与美国、加拿大、法国、德国、日本、瑞士、斯洛文尼亚等国家和地区联合培养了多名研究生。[1]同时,该所在对外学术交流方面也比较重视,经常与美国、日本、德国、英国、法国、俄罗斯等国家的著名大学和科研机构以专家互访、讲学、合作研究等方式广泛进行学术交流,与国际著名的大公司或西欧核子研究中心等国际化组织进行工程化产业化的合作及出口高技术产品的业务洽谈与往来。

在研究生的教育培养方式上,首先,该所每年实施《研究生科技创新成果培育计划》,为培育对象提供经费资助,支持参加国际学术活动。每学期举办研究生英语学术交流报告会,提高研究生英语学术交流能力和综合素质。同时,组织开展各类提升创新能力讲座,提高研究生创新能力和英文科技论文写作能力。

其次,是积极组织、推荐各类评优项目,取得良好成绩,有效促进研究生评优质量的提升。获得奖项有:中国科学院优秀博士论文;中国科学院院长特别奖;中国科学院院长优秀奖;朱李月华优秀博士生奖和优秀导师奖;宝钢优秀学生奖;必和必拓奖学金;中国科学院科学与社会实践资助专项(创新研究类);中国科学院科学与社会实践资助专项(社会实践类);严东生奖学金;中国科学院研究生院三好学生、优秀学生干部、三好学生标兵和优秀毕业生以及上海市优秀毕业生。

最后,是积极与美国、日本、德国、英国、法国、澳大利亚、俄罗斯等国家的著名大学和科研机构开展合作研究。随着该所对外交流的不断增强,出国交流的研究生不断增加,每年都有20 多名研究生出国参加国际会议,10 多名研究生到国外进行联合培养[2],同时,该所每年组织出国经验交流座谈会,为有意出国深造和参加国际会议的研究生提供非常有意义的经验。

综上所述,该所在我国陶瓷科技研究方面不仅发挥了领头雁的作用,而且在陶瓷高等专业人才培养方面也起到了风向标的作用,为我国的陶瓷科技创新,陶瓷行业的转型发展做出了引领性的探索与尝试。