<p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"> <b style="font-size:22px;">朔風(fēng)撕裂荒原的寂靜，將最后一片柳葉卷向云層。此刻，您是否在窗前，可曾聽見葉梗叩擊窗欞的聲音？在它蜷曲的脈絡(luò)里，刻錄著我捎去的信息，告訴您，冬天來了！</b></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><b style="font-size:22px;"> ---題記</b></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><b style="font-size:22px;"> 在2025年10月29日的中國碳素網(wǎng)天津會(huì)議上，清華大學(xué)蓋國勝教授以《顆粒形貌與碳素材料提質(zhì)增效》為題，從粉體工程的微觀視角揭示了碳素材料性能優(yōu)化的核心邏輯。作為我國粉體工程領(lǐng)域的領(lǐng)軍學(xué)者，蓋教授的報(bào)告延續(xù)了其“從顆粒設(shè)計(jì)到材料創(chuàng)新”的學(xué)術(shù)脈絡(luò)，通過剖析顆粒形貌對碳素材料性能的深層影響，為行業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供了極具實(shí)踐價(jià)值的理論框架。</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">一、顆粒形貌：碳素材料的性能“基因”</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;"> 蓋教授指出，碳素材料的宏觀性能本質(zhì)上由其微觀顆粒的形貌特征決定。以石墨負(fù)極材料為例，天然鱗片石墨的棱角結(jié)構(gòu)易導(dǎo)致電極膨脹破裂，而通過球形化整形后，顆粒的流動(dòng)性、堆積密度顯著提升，電池循環(huán)壽命可延長30%以上。這種“形變引發(fā)質(zhì)變”的規(guī)律同樣適用于其他碳素材料：片狀碳粉在防腐涂料中能形成致密屏障層，球形碳化硅顆粒則能優(yōu)化復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)12。研究顯示，當(dāng)碳化硅顆粒尖角被鈍化為近球形時(shí)，復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度可提升15%-20%1，這印證了“顆粒形貌是材料性能的微觀基因”的科學(xué)論斷。</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">二、形貌調(diào)控技術(shù)：提質(zhì)增效的工藝革新</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;"> 要實(shí)現(xiàn)顆粒形貌的精準(zhǔn)控制，需要突破傳統(tǒng)加工技術(shù)的局限。蓋教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)的“機(jī)械-化學(xué)協(xié)同整形”技術(shù)，通過優(yōu)化球磨參數(shù)（如球料比1.5:1、多級球徑配比）和表面處理工藝（如HF酸洗鈍化），使碳化硅顆粒球形度達(dá)到0.92，表面粗糙度降低40%1。在碳素材料領(lǐng)域，這種技術(shù)被拓展應(yīng)用于石墨烯增強(qiáng)復(fù)合材料的制備：通過調(diào)控石墨烯片層的褶皺結(jié)構(gòu)與堆疊方式，其導(dǎo)電性能提升3個(gè)數(shù)量級的同時(shí)，力學(xué)強(qiáng)度增加60%。這些技術(shù)創(chuàng)新不僅突破了材料性能瓶頸，更將粉體加工從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”推向“參數(shù)可控”的科學(xué)階段。</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">三、跨領(lǐng)域協(xié)同：從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化的躍遷</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;"> 報(bào)告特別強(qiáng)調(diào)，碳素材料的提質(zhì)增效需構(gòu)建跨學(xué)科、跨產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)生態(tài)。蓋教授以三明經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的天然石墨負(fù)極材料項(xiàng)目為例，展示了從礦物加工（石墨球形化）、表面包覆（納米碳層沉積）到電池組裝的縱向整合路徑。這種“顆粒設(shè)計(jì)-工藝優(yōu)化-產(chǎn)品定制”的閉環(huán)模式，使改性石墨負(fù)極材料的生產(chǎn)成本降低25%，充放電效率提高18%。而在航空航天領(lǐng)域，通過引入等離子體處理技術(shù)對碳纖維表面進(jìn)行微納結(jié)構(gòu)重構(gòu)，復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度提升50%，為輕量化設(shè)計(jì)提供了新可能。</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">四、未來展望：智能時(shí)代的顆粒工程</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;"> 面對新材料產(chǎn)業(yè)的智能化趨勢，蓋教授前瞻性地提出“數(shù)字孿生+形貌設(shè)計(jì)”的研發(fā)范式。通過建立顆粒形貌-工藝參數(shù)-材料性能的數(shù)據(jù)庫，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法，可實(shí)現(xiàn)碳素材料性能的逆向設(shè)計(jì)。例如，在碳/碳復(fù)合材料研發(fā)中，借助有限元模擬分析不同形貌碳纖維的熱應(yīng)力分布，可將產(chǎn)品開發(fā)周期縮短40%4。這種將微觀調(diào)控與宏觀性能深度關(guān)聯(lián)的研究方法，正在重新定義碳素材料的創(chuàng)新邊界。</b></p> <p class="ql-block"> <b style="font-size:20px;">蓋國勝教授的報(bào)告，以顆粒形貌為切入點(diǎn)，構(gòu)建起連接材料科學(xué)基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級的橋梁。在“雙碳”戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)下，碳素材料的提質(zhì)增效已不僅是技術(shù)命題，更是關(guān)乎高端制造競爭力的戰(zhàn)略選擇。當(dāng)我們將目光聚焦于這些微觀顆粒的形態(tài)變化時(shí)，或許正見證著中國新材料產(chǎn)業(yè)從“規(guī)模擴(kuò)張”向“質(zhì)量躍升”的歷史性轉(zhuǎn)折。</b></p>