1998年畢業于北京科技大學材料學院，獲博士學位；
1998—2000年中國科學院物理研究所作博士后；
2000年9月受聘為中科院物理所副研究員；
2006年入選中科院“百人計劃及引進海外杰出人才”進入中科院福建物質結構研究所；
2008年通過中科院“百人計劃引進海外杰出人才”擇優支持；
2010年獲得福建省運盛青年科技獎；
2012年通過中科院“百人計劃”終期評估優秀……
在這一系列履歷的背后，是我國LED新紀錄締造者曹永革的人生軌跡。
作為中國科學院福建物質結構研究所研究員、課題組長，先進材料研究室主任，博士生導師，中國人民大學特聘教授，曹永革正是憑借行走國際前沿的敏銳和堅持，在激光陶瓷和光電材料領域做出了屬于自己的一份“獨特”。
不斷改進 締造LED新紀錄
作為第三代綠色節能照明的典范，LED半導體照明受到各國政府的高度重視。經過實踐的檢驗，LED已經被成功地貼上這樣的標簽：光效高、超節能、綠色環保。這是LED照明最突出的特點。因此，LED被視為下一代照明光源當之無愧的選擇。
轉型已成為趨勢。而如何轉型，也成為許多專家學者為之思考的問題。“LED要規模化進入普通照明領域，首先要降低成本，同時要在低成本下確保其高光效、高可靠性、高顯色性等技術優勢。”中國科學院福建物質結構研究所先進材料研究中心主任、中科院海西研究院（現依托中科院福建物質結構研究所進行籌建中）先進制造與技術集成研究所副所長曹永革研究員這樣說。
曹永革十分明確該中心的發展，那就是以光功能陶瓷材料研究、半導體照明關鍵材料與技術研發為核心方向，以工程化、產業化的推廣應用為手段，實現關鍵技術突破與集成，推動先進材料的產業化。
2011年，海峽兩岸LED產業科技成果發布會上宣布，我國已發明出整燈光效高于141lm/W的LED日光燈管并已實現產業化。這意味著，我國LED日光燈整燈光效第一次刷新了世界紀錄。在此之前，國際上的最高整燈光效是日本日亞化學工業株式會社同樣在2011年研發的NSSW157A型燈管，其整體光效為129lm/W。而這次的紀錄由中國科學院海西研究院及福建省萬邦光電科技有限公司、廈門三安光電公司共同刷新，不僅整體光效提高了10%，成本僅為其1/4。
2012年，數據結果顯示，采用特種陶瓷MCOB封裝技術，我國已實現了231lm/W 產業化的全球最高光源光效；同時實現了153lm/W（Ra>82）產業化室內照明球泡燈整燈光效，而最近的實驗室結果則表明：Ra=92時，整燈光效可達168lm/W。這是當時國際上報道的最高數據之一，不低于美國Cree公司采用該公司的高端芯片封裝的光源光效，但成本只有Cree公司的1/10。
同年10月，他采用自主研制的透明陶瓷熒光體實現了261lm/W白光LED的實驗室光源光效，是當時國內外最高光源光效。2013年通過中科院成果鑒定，由3位國內外享有盛譽的半導體領域的院士及九位專家經過評審，所研發的低成本高可靠性高光效陶瓷基多功能改進型MCOB封裝集成技術在2013年1月31日的中科院成果鑒定中被專家認定為“綜合性能和技術水平達到國際領先水平”。
“我們立足于自主知識產權創新，努力形成穩定的先進工藝技術與裝備，以解決該領域國家重大需求的基礎性、關鍵性和技術集成問題，使研發、工程、生產及應用諸環節的優勢力量得以集成并迅速推廣。”他對記者說道。
自主研發摘下“皇冠上的明珠”
擁有“皇冠上的明珠”美譽的激光透明陶瓷具有重要的國防應用背景，是國外禁運、國防急需的關鍵材料，被美國軍方認為是最具發展潛力的激光增益介質。同時，它也被認為是最為純凈、光學質量最好、性能最高，難度也是最大的先進陶瓷中最高技術的集成與代表。
作為未來激光發展的兩種最重要的材料之一，激光透明陶瓷受到了世界各國政府的極大支持和關注。在日本和美國，激光透明陶瓷領域百千瓦的激光輸出已經成為現實，但材料上的禁運和技術上的重要性，迫使我國迅速認清了一個現實——必須自主研制，才能“豐衣足食”。
經過數年的研究，曹永革認識到，激光陶瓷制備的瓶頸在于對性能要求極為苛刻的高溫高真空燒結設備和制備工藝，而我國高溫高真空技術與國外技術差距在15年以上。為了在技術上有所突破，曹永革回國后，利用他本人在國內外高溫設備、超高真空領域的長期技術經驗積累，吸取國外一流高溫高真空設備的優點，立足本土，自主設計研制成功了三代高溫高真空設備超高真空高溫燒結爐，其關鍵性能高溫真空度比國外優越兩個數量級，不僅為激光陶瓷的高溫真空燒結提供了更佳的氣孔排除的驅動力和更為潔凈的燒結環境，還保證了產品的光學均勻性、機械性能均勻性以及應變均勻性。該成果獲得了國家實用新型專利授權，突破了國外高溫高真空技術限制，為高質量大尺寸激光透明陶瓷制備的完全國產化奠定了堅實的設備基礎。
在“中國科學院重大裝備自主研制項目”驗收評審中，專家一致認為其關鍵性能“超過國外先進同類設備水平”；在“福建省科技計劃重點項目”驗收中，評審專家認為激光陶瓷及自主設備達到“國際先進、部分領先”水平。
從工藝角度出發，為了尋找新的路徑，曹永革率課題組采用特殊的粉體表面活化與造粒方法，利用新型非平衡制備技術來制備高活性、具有單分散、球形、高純的YAG陶瓷納米粉體，顯著降低了燒結溫度、避免了晶粒異常長大、實現了近“無氣孔”燒結，降低了陶瓷散射損耗；繼而，又利用自主研發的高壓注漿成型技術和濕法成型理論解決了陶瓷成型過程中的陶瓷顆粒變形與硬團聚的嚴重問題，有助于提高陶瓷燒結致密度和陶瓷透過率；隨后，他們利用合適的燒結助劑，在陶瓷素坯燒結過程中進行熱力學和動力學控制，實現了晶界調控和微結構調控，獲得了薄直純的晶界和尺寸均勻晶粒以及極少的微氣孔，極大地降低了陶瓷固有的散射損耗。
通過自主研發的新設備和創新工藝，2008年曹永革課題組制備了透過率達到理論值和單晶水平的Nd：YAG激光透明陶瓷，其激光效率達到56.7%，2013年實現了5千瓦輸出，與上硅所一起，使得我國成為繼日美之后第三個實現單片單級千瓦陶瓷激光輸出的國家。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
