江苏师范大学张乐教授：稀土巧变“夜明珠”！
江苏师范大学张乐教授：稀土巧变“夜明珠”！
江苏师范大学张乐教授团队研发制备的红光陶瓷已从实验室进入小规模生产阶段，目前已有多家大型企业与其团队达成购买意向，市场发展前景广阔。
中国粉体网讯 近日，据江苏经济日报报道，江苏师范大学张乐教授团队研发制备的红光陶瓷已从实验室进入小规模生产阶段，正在进行多种规格产品的多批次重复试验，性能稳定后将延伸到完整的生产线，实现量产。
张乐指导学生开展科学实验
专家简介
张乐，男，1988年1月，博士，江苏省开放实验室副主任，教授。创立江苏锡沂高新材料产业技术研究院，并任执行院长。入选中组部国家“万人计划青年拔尖人才”，担任国家重点研发计划“稀土新材料”首席青年科学家，获徐州市劳动模范等荣誉称号。
研究方向
- 光功能透明陶瓷设计、制备、应用及产业化
- 激光照明用关键材料与系统研制
- 太阳能激光器增益介质极端环境服役行为
- 大尺寸复合结构透明陶瓷成型技术
- 透明陶瓷缺陷行为与演变机制
突破“瓶颈”，实现产业转化
我国是名副其实的稀土大国，长期以来，稀土光功能陶瓷始终是业界举足轻重的研究课题。从学生时代开始，张乐教授就对发光陶瓷领域充满兴趣，也一直在这一领域研究至今。
张乐教授带领团队研制了国内首款超高亮度陶瓷发光体，其初始发光亮度是其他蓄光材料的4倍，储能20分钟可持续发光12小时；面对成本过高的问题，张乐教授带领团队走遍徐州、连云港寻找替代品，最终新沂运河边的一家工厂寻找到了一种工业废料，实现了95%的原料替代；授权的3项发明专利，实现了突破性500万元成果转化，产品即将装配国家“00X”舰艇。2021年，张乐教授也作为首席科学家获批了国家重点研发计划项目，入选了国家万人计划青年拔尖人才。
红光陶瓷的创新
近年来，江苏师范大学张乐教授团队从事光功能陶瓷的研发应用，针对激光照明与显示领域红光氧化物材料严重稀缺的问题，带领团队在其研发的透明陶瓷基础上尝试红光陶瓷的创新研发。
张乐团队研发的激光照明用多色(黄绿-橙-红)荧光陶瓷样品
实际上，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室和日本西门子公司发现通过制备合成红色陶瓷可有效提升红光发射效率和稳定性，其生产的红光陶瓷耐湿热性能一般，工艺复杂、能源消耗大、成本高昂，难以实现推广应用。
不同于传统的陶瓷制备技术，张乐教授通过将稀土原料高温加热至透明熔体状态，随后在低熔点的条件下精准控制结晶过程，成功绕过了原料昂贵且环境要求极其严苛的保护条件，实现在常规空气条件下制备高性能的新型红色氧化物陶瓷。
张乐教授提到，这种技术下制备的红光陶瓷，具备光转化效率高，红色光源品质好，制备流程易操作等突出特点，大幅提升了红光品质和可操作性，生产成本得到显著降低。
通过革新后的红光陶瓷制备技术制造出的光源，有着优异的性能和成本优势，具有极大的应用潜力。这一结果不仅打破了国外相关科研机构的技术壁垒，更对推动高质量激光照明与显示产品产业化实现变革具有重要意义。
产研学结合，打造绿色生产
在“双碳”目标引领下，我国绿色低碳产业蓬勃发展，高效激光照明与显示产品需求日益增长。2019年10月，由江苏锡沂高新区、江苏师范大学与人才团队合作共建的新型研发机构—江苏锡沂高新材料产业技术研究院正式成立。
江苏锡沂高新材料产业技术研究院成立仪式现场
在研究院中，可以实现特种功能陶瓷材料的成型、烧结、加工、检测甚至中试等一系列流程。此外，研究院还整合了国内外众多优质资源，汇聚成为了有重大影响力的稀土光功能材料技术中心及成果转化基地，培养了一批精技术、懂产业的复合型人才，实现持续的科学创新和重大技术突破，使江苏省在稀土光功能材料技术领域实现了人才和产业的双重优势。
围绕新技术，张乐教授团队已经交出了相当亮眼的“成绩单”。团队对多维度极限尺寸光学透明陶瓷精密成型技术及应用进行了创新研究，为高功率激光技术等重大国防战略需求及其概念革新等方面提供了科学路径，在该领域已授权中国发明专利47项、美国发明专利1项，发表高水平论文68篇。张乐担任执行院长的江苏锡沂高新材料产业技术研究院年度服务企业90余家，实施科技成果转化2项，相关成果在风华高科、格利尔等12家企业得到推广应用，近两年相关企业销售额近19亿元。