基本介紹
個人經歷,研發方向,工業套用,
個人經歷
清華大學材料科學與工程系 工學博士， 研究員， 粉體工程研究室主任、能源環境材料研究所副所長。兼任九三學社中央社會服務諮詢委員會副主任、浙江清華長三角研究院粉體及新材料工程中心主任、中國粉體工業網主任，中國矽酸鹽學會精細陶瓷分會、中國金屬學會粉末冶金專業委員會、中華中醫藥學會製劑專委會、中國非金屬礦協會碳酸鈣專委會、中國塑膠加工協會塑膠改性專業委員會理事；《 Powder handling and Processing 》 (International Journal) 、《中國粉體技術》、《中藥現代化》、《粉煤灰綜合利用》等雜誌編委；日本粉體工學會國外會員。
1983.9－1984.6 武漢工業大學矽工系，研究生班學習
1984.7－1985.6 大連外語學院，日語培訓班
1985.11－1987.1 日本東北大學素材研究所進修(國家教委考試選拔派出)
1989.9－1992.1 東北大學礦物工程系攻讀博士研究生，獲得工學博士學位
1992.1－1994.4 清華大學化工系從事博士後研究
1982.1－1983.8 山東建材學院材料系任教
1987.2－1989.2 山東建材學院任粉體工程研究所所長。
1994.4－1998.11 清華大學工程力學系
1998.11－至今 清華大學材料系
研發方向
粉體是由細小微固體顆粒的集合，遍及自然界和日常的生活之中。在工業上，泛指材料原料、產品或中間產品的粉狀存在形式。粉體加工技術是我們研究開發工作的的核心：以構成粉體材料基本單元——顆粒為研究對象，研究粉體的細度和微觀結構控制、形貌、尺度以及複合等過程工藝及機理，開展與工業實踐相結合的套用開發。
粉體工程研究室開展的主要研究方向有：
（1）礦物粉體填料的表面納米化包覆修飾
利用非均勻形核結晶沉積原理，控制化學反應條件，在微米級無機礦物粉體顆粒或工業廢棄物顆粒的表面沉積納米結構晶體，修飾微米級無機礦物顆粒形貌，形成具有“核－殼”結構的複合材料，改善複合材料中填料和基體界面結合性，提高複合材料性能，主要套用於廉價的礦物材料和工業廢棄物的高附加值開發。
首次在重質碳酸鈣顆粒表面進行納米化包覆和修飾，使顆粒粉碎形成的尖銳稜角得到鈍化，檢測結果證明填充到PP中使製品抗衝擊強度提高20－30%；並成功地實現了方解石、矽灰石、白雲石、硫酸鈣和粉煤灰等廉價資源的表面納米化修飾研究。
（2）微納米顆粒有序複合與顆粒球形化
本著“顆粒結構設計延伸至複合材料性能設計”和“複合材料性能規劃延伸至顆粒結構預測”的理念，使用高速衝擊顆粒複合化系統（PCS），將不同物理化學性能的顆粒進行複合，使子顆粒包覆在母顆粒表面，形成功能性複合顆粒，為功能型複合材料的製造奠定基礎。
聚合物複合粉體：以炭黑、納米炭管或其他導熱（電）粉體為子顆粒，以超高分子聚乙烯為母顆粒的複合，製備具有互穿網路結構的高強低電阻率導電工程塑膠。與共混填充相比，複合顆粒製品電阻率與共混方法製品的電阻率降低近2個數量級，現正試用於煤礦大型通風機輕質抗靜電葉片的製造。
金屬複合粉體：以納米氧化鋁為子顆粒，以電解銅為母顆粒，通過高速衝擊顆粒複合系統將子顆粒包覆在母顆粒表面，然後將這種複合顆粒燒結成型。該方法將機械合金化與粉體球形化技術結合，同時實現了金屬基顆粒的複合和球形化，製備了成分均勻，流動性和填充性良好的複合粉末。
納米顆粒分散：以微米顆粒為載體包覆納米粒子，實現材料中微量納米粉體的高度分散。首次在殲擊機雷達罩上實現納米級人工介質均勻化，改善罩殼介電常數一致性，該技術已經在中航637所(中國航空工業濟南特種結構研究所)進入型號生產階段。
顆粒形狀處理：對天然鱗片石墨進行整形，以提高粉體堆積密度，使球形化處理後的堆積密度提高2倍以上，可用於製備高密度核燃料石墨球及鋰離子電池負極材料；對二矽化鉬粉、還原銅粉、鐵粉、鋁粉、鈦粉整形，球形化處理後的堆積密度大大提高，同時改善材料的性能。如球形化處理後矽鉬棒使用溫度提高50℃，此技術生產的產品在山東已經投放市場。
（3）工業粉體原料超細加工工藝與改性系統最佳化
通過對粉磨過程機械力化學和超細粉體在強湍流場中分散規律的研究，建立粉磨過程數學模型，進行離心分級機內部流場數值模擬和工藝參數最佳化，在此基礎上採用系統工程的理論，對設備工藝參數和系統組成進行最佳化研究，在國內率先提出了多目標多因素的系統最佳化方法，統籌考慮工藝－設備－產品三者之間的關係，形成大型超細粉磨的工藝最佳化方法，實現以較低的成本獲得高質量產品的目的。
針對塑膠、橡膠和塗料等行業對填料粉體功能化的要求，在國內首先實現了超細粉體連續改性的工藝方法，提高了礦物填料表面活化度，改善了礦物填料與高分子聚合物之間的相容性，達到降低複合材料成本和改善複合材料性能的目的。工業礦物填料有機化表面改性的活化度達到95%以上；濕法強湍流剪下改性的活化度達98%以上。
針對電子工業對礦物填料（特別是二氧化矽質礦物填料）表面導電性雜質（鐵、鈉、氯離子等）含量的嚴格要求，通過對雜質形成和高溫提純過程的分析，實現微電子工業用高純超細矽微粉填料粉體生產的可行技術路線。使超細高純矽微粉的鈉、氯離子濃度均小於1ppm，產品質量達國際先進水平。
（4）生物粉體微細化與生物利用度提高
通過細胞破壁的微細化處理，中藥、食品、礦物藥等生物質粉體的生物利用度將產生質的飛躍，對中藥現代化、農產品增值、提高國民生活質量具有積極的學術價值和社會意義。此技術獲得2007年度國家技術發明二等獎。
在衝擊和擠壓等外力作用下使生物顆粒內部形成組織撕裂和細胞破壁，在此研究的基礎上，開展了天然聚合物超細加工機理、細胞破壁對有效物質溶出量的影響、加工工藝對中藥毒理特性的影響等研究，實現年產13億粒通心絡膠囊粉料微細加工的產業化。由於該技術對中藥現代化和農副產品深加工意義重大，全國人大常委會副委員長、科協主席韓啟德院士親切接見了課題組研究人員並將其列入九三學社科技扶貧計畫。
藉助濕法粉磨機械力化學激發作用提取麥飯石中的有益礦物元素，提高礦物質的人體生物利用度。
利用機械力化學激發作用處理磷礦，提高磷的溶出度和作物的生物利用度，實現中低品位磷礦的短流程加工利用。
工業套用
(1) 專用設備的研製和推廣。在超細粉碎和分級理論研究的基礎上，在開發新工藝技術的同時注意到專用設備的研製和推廣。先後設計開發了新型雷蒙磨、衝擊粉碎機、超細攪拌磨機、高頻振動球磨機、大型超細分級機、粉體表面改性機、中藥超細加工系統、微顆粒複合與球形化系統等設備。該系列設備的開發，對傳統粉體加工設備的更新換代與技術進步起到了積極的作用。國內外已有幾十家設備製造企業採用了該系列技術，其中僅新型雷蒙磨已有200餘台設備被生產企業所採用，大型超細分級機有320餘台服務在國內企業之中。
(2) 特種粉體加工工藝開發。結合專用設備的開發，進行了特種粉體加工工藝開發，解決了國內的一些技術難題：如高分子聚合物的無降解常溫粉碎。經過對衝擊和擠壓粉碎在顆粒內部裂紋形成過程的研究，強化顆粒的撕裂破壞而不是彈性變形。實現了羥甲基纖維素、聚丙烯醯胺、天然魔芋等物料的常溫超細粉碎，在國內藥物和精細化工領域得到大面積推廣；研究室克服國外同行對片狀石墨球型化生產技術的封鎖，通過實驗研究，開發了國內第一條片狀石墨球型化生產線，並在行業內得到套用。
(3)生物粉體微細破壁技術開發。本研究室在現有工業原料超細加工技術的基礎上，進行了中藥類生物粉體細胞破壁技術開發和推廣。為回響我國醫藥工業中藥現代化的重大戰略方向，率先在國內實現了中藥的常溫連續化超細加工，在完成了國家計委中藥現代化加工示範項目後，在中藥領域進行了大面積推廣。該技術移植到食品領域後，開拓了超細食品和保健品的新領域。該技術先後在河北、廣西、雲南、四川、福建、海南、吉林、山東得到推廣。據統計，大約有50家企業採用了該技術或由該技術形成的設備，對當地山區少數民族的農民脫貧致富，促進農業產業化和豐富食品市場起到積極的推動作用。
(4) 固體廢棄物資源的分離利用技術及推廣。固體廢棄物資源的再生利用，首先需要對其進行粉碎分離。我們將現有粉體顆粒加工技術移植到固廢利用方面，收到良好的效果。① 廢橡膠輪胎是現代社會的一大公害。我們分別從膠粉製備、裂解煉油和碳渣超細製備碳黑填料三個方面進行了綜合加工處理的研究開發，使其得到綜合的利用，提高了附加值。該技術在山東和廣東已經有3家得到推廣利用。②粉煤灰是火力電廠排放的固體廢棄物，大量的排放與堆積已造成了全國範圍內的環境污染。雖然作為發電廠的固體廢棄物，但粉煤灰中含有微珠、磁珠、漂珠、碳精粉及其他高附加值組分，其中超細微珠是塑膠橡膠的優良填充料，經過表面改性處理後的複合粉煤灰微珠能改善填充性能。③廢舊印刷線路板的回收利用：這種固廢中含有銅、錫等多種貴重金屬及玻璃纖維和樹脂材料，可以通過衝擊粉碎和重介質分離的方法，將貴重金屬與玻纖、樹脂分開。該技術已經在廣東福建地區得到推廣。
(5) 開拓國外市場。本研究室超細加工技術不但在國內進行了推廣，國外企業中也認可此技術。如東南亞當地華人公司於1997年引進本研究室的超細粉碎分級技術，在馬來西亞和泰國製造銷售設備，建成多條礦物填料超細加工生產線，與日本、德國技術相比具有很強的市場競爭力。該技術在港台地區也形成了一定的影響，香港理工大學等單位也選用了本研究室研發的超細加工設備。至目前為止，在大陸已經有10餘家外商投資企業採用了該系列技術。
(6) 產業開發產生的經濟與社會效益。本研究室的課題大多數都是多年來對粉體技術及其理論研究的基礎上，考慮產業界的需求，本著“從實踐中來，到實踐中去”的原則進行研發的。共完成產業化項目42項，涉及到材料、礦物、電子、環保、冶金、化工、藥物、食品等領域，均圓滿地完成了任務，得到了客戶的驗收合格報告，受到了企業和當地政府的好評。因為在雲南科技支農和省院省校合作中成績突出，被雲南省科委評為優秀科技工作者；由於在鞍山地區的科技推廣中對當地經濟的促進作用突出，先後4次獲得鞍山市人民政府授予的科技種子基金獎勵，合計獎勵總額為35萬元。自1998年統計以來累計科研費進賬1000多萬元。在這些項目的推廣中，收集到的20家經濟效益證明已累計形成15.6億元的產值，經濟效益8億多元。
