上海先进陶瓷结构设计与精密制造专业技术服务平台是为满足我国冶金和航空航天、能源、电子等行业的需求和解决先进陶瓷多尺度结构设计与制造的关键技术问题，以先进陶瓷、耐火材料、能源材料研发，陶瓷、冶金固废循环利用，及其产品的多尺度结构设计、制造、结构分析与性能评价服务为目标，建设上海先进陶瓷结构设计与精密制造专业技术服务平台，实现从原子、微纳、宏观尺度的结构设计-材料制备-产品制造-结构分析-性能评价的全链条的材料研发体系。 

　　本平台依托上海大学材料复合及先进分散技术教育部工程研究中心、上海市资源环境材料利用工程研究中心上海新材料及应用协同创新中心、科技部纳米复合功能材料国际科技合作示范基地，联合上海材料基因组工程研究院、上海应用技术大学的国家级人才团队，为我国先进陶瓷及相关行业提供技术研发、服务，本平台的建设对促进我国先进陶瓷行业的发展，推动材料计算、材料科学与材料工程科学的交叉融合，具有重要的现实意义和社会意义。

  一、平台总体目标

上海地区拥有全世界规模和产量最大的宝武集团，航空、航天、新能源、电子信息材料等产业的发展在国内处于领先地位，这些行业对先进陶瓷材料都有着十分迫切的需求。由于先进陶瓷材料具有耐高温、耐腐蚀、高强度和绝缘性好等特性，所以，先进陶瓷在上述领域中的应用是其他材料无法替代的。目前，在上海市内尚缺乏完全满足先进陶瓷结构设计、先进制造和超精密加工的专业技术服务平台。为满足这些行业的重大战略需求，解决先进陶瓷材料的结构设计和先进制造与精密加工的关键技术问题，以无机非金属材料器件（或产品）的设计、制造、结构分析与性能评价服务为目标，从原子尺度、微纳尺度、宏观尺度多个层次对器件（或产品）进行设计，完善制备技术，开发新装备，优化生产工艺，以实现材料的结构优化和性能最大限度的发挥，服务上海地区先进陶瓷材料的结构设计、制造和加工的需求，同时辐射国内外的相关行业。

通过加强“材料设计-实验-生产”的紧密结合和深度融合，探索革新材料科学研究的新模式和新方法，加快材料研发模式的转变，加强材料科学基础研究和前沿探索的发展； 面向上海市和国家的战略需求，推进建立“计算材料-材料科学基础-材料制备与表征-工程化和产业化”的紧密结合的全链条研发体系，促进高新技术材料的发展；以先进耐火材料、高温陶瓷、多功能耦合材料、热电和光电能量转换材料、储能材料、电子陶瓷等为研究对象，系统加强先进陶瓷的基础研究、技术开发、试验研究，包括面向实际体系的计算材料基本方法的发展和应用，力学和热学性能、电子输运和离子输运性能预测等的新方法、新模型、新理论的发展和应用等，推动计算材料、材料科学与材料工程科学的整体发展。

本技术服务平台整合了上海大学、上海应用技术大学的优势资源，为上海地区的相关行业或企业的创新创业提供信息共享、研发设计、联合攻关、测试验证、中试放大等特色鲜明的专业技术服务，降低创新成本、促进创新驱动发展。同时，开展技术服务平台的共享服务系统开发、服务培训、宣传推广。

二、平台创新点

[1]建立“计算材料-材料科学基础-材料制备与表征-生产制造工程化”的紧密结合的全链条研发体系。

[2] 实现从原子、分子到微纳结构，再到宏观结构的部件、产品的多尺度的结构设计、研制、生产与加工。（1）建立在原子尺度上人工合成材料技术体系,例如,原子团簇、团簇材料、线性链、多层异质结构、超薄膜等的制备方法；（2）建立在微观制度上，微纳结构的调控技术体系，如晶体的定向生长、晶体阵列的制备技术；（3）建立在宏观尺度上，建立增材制造（包括3D打印等）的技术体系、数据库和相关标准。（4）建立先进陶瓷、电子器件超精密加工（包括超精密抛光等）的技术体系。

[3] 建立原子、微纳、宏观多尺度材料表征和性能的评价方法、评价体系和评价平台。

[4] 建立先进陶瓷生产工艺过程中，基于理论与实测工艺参数相结合的工艺优化技术，以及开发先进陶瓷生产线的数字孪生技术。

三、平台建设内容

1、在关键技术研发方面

[1] 研发先进陶瓷“计算材料-材料科学基础-材料制备与表征-生产制造工程化”的全链条研发体系的关键技术。

[2] 研发从原子、分子到微纳结构，再到宏观结构的部件、产品的多尺度结构设计的方法和关键技术。

[3] 研发在原子尺度上人工合成材料的关键技术,例如,原子团簇、团簇材料、线性链、多层异质结构、超薄膜等的结构设计与制备方法。

[4] 研发在微纳尺度上，先进陶瓷材料微结构的调控关键技术，如晶体的定向生长、晶体阵列的结构设计与制备方法。

[5] 研发在宏观尺度上增材制造（包括3D打印等）的关键技术，建立相关数据库和相关标准。

[6] 研发先进陶瓷、电子器件超精密加工（包括超精密抛光等）的关键技术。

[7] 研发基于理论与实测工艺参数相结合的工艺优化关键技术，以及先进陶瓷生产线的数字孪生关键技术。

[8] 研发从原子、微纳、宏观多尺度材料性能的评价方法和关键技术，建立性能评价体系。

2、在资源建设整合方面

本技术服务平台负责组织与协调上海大学、上海应用技术大学的相关优势学科和团队，促进“材料科学与工程、计算机科学、工业自动化”三个领域的交叉学科的建设，培养创新人才，支撑先进陶瓷和先进制造产业，促进科技成果转化，以及加强国内外合作。

[1] 在原子尺度材料结构设计和实验研究方面，由上海大学“上海材料基因组工程研究院”（学术带头人是国际著名的材料学专家张统一院士）的国家级人才团队为主要力量，承担该方向的先进陶瓷材料结构设计、试验研究、材料制备和分析表征技术服务工作。

[2] 在微纳尺度材料结构设计、制造和结构表征方面，由上海大学“材料复合及先进分散技术教育部工程研究中心”（学术带头人是我国著名复合材料专家孙晋良院士）的国家级人才团队为主要力量，承担该方向的先进陶瓷微纳结构设计、材料制备、超精密加工和分析表征技术服务工作。同时，联合上海大学“上海材料基因组工程研究院”在微纳结构表征、相图计算方面的国家级人才团队，通过CALPHAD方法与第一性原理计算相结合，加强先进陶瓷结构设计工作，通过现有多功能跨尺度结构表征平台，开展先进陶瓷材料微纳结构的定量化、机理性研究和技术服务。

[3] 在宏观尺度材料结构设计与制造方面，由上海应用技术大学的国家级高层次领军人才赵喆教授的科研团队为主要力量，开展宏观尺度材料结构设计和3D打印增材制造的研究和技术服务工作。该团队长期从事先进陶瓷材料的性能与先进制造工艺研究，重点研究陶瓷材料中不同尺度显微结构与材料性能之间的相互关系，并利用先进陶瓷制备工艺来实现对材料显微机构与性能的可控制备。

[4] 利用上海大学“材料复合及先进分散技术教育部工程研究中心”、上海材料基因组工程研究院和上海大学测试中心的分析检测设备，开展材料的微纳结构表征和性能测试技术服务工作。

[5] 利用上海大学“材料复合及先进分散技术教育部工程研究中心”和计算机学院的研发团队开展先进陶瓷生产工艺优化和生产线的数字孪生关键技术研发和技术服务。

[6] 上海大学与上海应用技术大学联合开展增材制造数据库开发研究和技术服务。

[7] 上海大学与上海应用技术大学联合开展研究从原子、微纳、宏观多尺度材料性能的评价方法，建立性能评价体系，建立3D打印技术增材制造的技术体系和相关标准，开展相关技术服务。

3、在共享服务系统开发、服务培训、宣传推广等方面

为满足上海地区和我国高温冶金工业、航天、航空、能源、电子等行业的重大战略需求，解决先进陶瓷材料制备的关键技术问题，通过本技术服务平台整合上海大学、上海应用技术大学的优势资源，为上海地区、国内的行业或企业开展关键技术研发、技术服务，同时开展共享服务系统开发、服务培训、宣传推广。

以先进陶瓷构件和产品的设计、制造、结构分析与性能评价服务为目标，从原子尺度、微纳尺度、宏观尺度多个层次对先进陶瓷材料和部件进行设计、研发，开发先进陶瓷制备技术、工艺优化技术，提供微纳结构和性能分析检测服务，规范部分关键材料的检测方法，服务上海、长三角地区乃至国内外的先进陶瓷制造企业、科研院所、高等院校，并为相关企业提供公共研发、产品检测、测试分析、人才培训服务。