立足于学科交叉，以催化化学、DFT计算和仿生学的最新理论和成果为基础，开展耐火材料制备、改性及性能基础研究。提出催化原位反应制备非氧化物复合耐火材料新方法，结果表明Fe、Co和Ni纳米颗粒均可促进Si粉在较低温度下氮化生成Si₃N₄粉体；其中，Co纳米颗粒的催化氮化效果最好，其完全氮化的条件为1573 K/2 h; Fe和Ni纳米颗粒的催化效果次之，且Fe纳米颗粒与Ni纳米颗粒的催化氮化效果基本相当。DFT的计算结果表明金属原子与N₂分子之间的电荷转移可以削弱了N₂分子中N≡N键的结合强度，活化N₂分子，并最终促进Si粉氮化反应的进行。基于仿生学原理制备超疏渣耐火材料，结果表明在碳纳米纤维沉积量仅为约0.14wt%的条件下，即可使刚玉质浇注料的渣蚀面积减少36%，甚至优于加入3wt%改性石墨所产生的浇注料抗渣侵蚀性能改善的效果(渣蚀面积比降低28%)，表明表面碳纤维改性浇注料是一种很有前景的解决当前含碳耐火材料所存在的碳含量与抗渣侵蚀性能之间矛盾的方法。构筑超疏水表面，提出MgO抗水化新方法，结果表明MgO粉体表面改性的最佳制备工艺条件为：改性剂加入量为3 wt%、热处理温度为523 K及热处理时间为1 h；改性后粉体的抗水化性能大幅提高，与未改性的轻烧MgO粉体相比，其水化时间延长了250%。

作者简介

张海军，博士，二级教授，博士研究生导师。先后获得湖北省"楚天学者"特聘教授、湖北省有突出贡献中青年专家、中国金属学会青年冶金先进工作者、河南省杰出青年科学基金、河南省省级学术与技术带头人及武汉市黄鹤英才计划等荣誉称号。团队入选湖北省自然科学基金创新群体和湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队。在包括"Nature Materials"在内的国内外刊物上发表学术论文400余篇，被SCI检索200余篇，EI检索250余篇， SCI引用3300多次。获得省部级科技进步奖9项，授权申请国家发明专利50余项，学术专著3部，主持或参加国家、省部级科研项目20余项。兼冶金过程物理化学分会以及中国工程陶瓷学会的理事，担任《Interceram》、《China's Refractories》及《耐火材料》的编委。研究方向为新型耐火材料及制备工艺、结构陶瓷和纳米材料。