基本信息

党海政 博导 中国科学院上海技术物理研究所

红外科学与技术全国重点实验室

超导应用集成技术联合研究中心 主任
全国重点实验室制冷与低温系统研究组 负责人
低温制冷领域国际期刊《
Cryogenics》编委
美国低温学会 终身会员 (Lifetime Membership)
中国电工技术学会超导应用技术专业委员会 委员
上海铂钺制冷科技有限公司 董事长兼首席科学家
电子邮件:haizheng.dang@mail.sitp.ac.cn
办公电话:021-25051967
通信地址:上海市虹口区玉田路500号,200083



研究领域

研究领域:

  面向量子信息技术应用的极低温制冷技术2K以下至mK级);稀释制冷技术与大制冷量型无液氦稀释制冷机;深空探测制冷技术;超导应用低温制冷技术(包括大型强电超导系统和弱电的超导电子学系统);航空航天遥感遥测制冷技术;红外探测器制冷技术;微型低温制冷技术;脉冲管制冷技术;低温制冷技术前沿与制冷新技术

主要贡献:

近年来的主要贡献有三:一是开创了本研究所的脉冲管制冷技术研究,建立了其基本理论体系,研制出系列样机并进行了系统的知识产权保护,为相关航天红外遥感遥测应用的各类长寿命、低干扰、高效率脉冲管制冷机的研制及应用奠定了直接基础;二是1~2K温区的复合制冷领域取得重要创新性成果,基于多级高频脉冲管制冷循环和JT制冷循环的复合制冷机获取1.36K(-271.79℃),为迄今为止公开报道同类循环实际达到的最低温度,并在实际超导纳米线单光子探测器的冷却中得到应用验证;三是在国产化、全技术链、大制冷量mK温区无液氦稀释制冷机的研制方面取得开拓性进展,顺利获取7mK (-273.143) 以下温度,并在20-100mK的制冷量达到国际先进水平。后二项工作为我国空间量子通信、量子计算、深空探测以及极低温科学实验条件的建立等方面的重要应用打下了实实在在的基础。

研究工作概述:

党海政,男,2004年2月毕业于中国科学院研究生院,获工学博士学位。攻读博士学位期间,师从周远院士,从事高频脉冲管制冷技术的机理分析、前沿探索及实用化研究工作;2006年3月自中科院工程热物理研究所博士后出站;自2006年4月起先后在瑞士日内瓦欧洲核子研究中心(CERN)和德国亥姆霍兹联合会卡尔斯鲁厄研究中心(现KIT)分别从事大型超导系统制冷、粒子探测器制冷和高可靠、低干扰、长寿命深低温系统等方面的研究工作;2009年3月归国,在中国科学院上海技术物理研究所从事空间制冷及制冷新技术前沿研究至今。现任红外物理国家重点实验室研究员、博士生导师,制冷与低温系统研究组负责人,超导应用集成技术联合研究中心主任。

长期从事低温制冷科学与技术研究,在高可靠低温系统及装置、精密低温测量与控制、长寿命线性压缩机技术、2K以下至mK温区极低温制冷技术等领域做出了较突出的创新性贡献。

一是在以线性压缩机驱动的长寿命、高可靠、高制冷效率的2K以上温区高频脉冲管制冷技术的机理研究及实用化方面做出了开创性贡献,建立了其基本理论体系,主持研制出的单级至五级机型可有效覆盖2K以上至常温温区,以之为基础的重要机型已陆续进入航天实用化阶段,为航天红外遥感遥测系统所需长寿命低干扰低温环境的实现奠定了关键基础。特别是在国际上率先开展五级高频脉冲管技术研究并实际获取2.2K,是迄今为止纯粹高频脉冲管制冷循环所实际获取的最低温度(参见:https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2023.103630 和 https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2023.103631),且在液氦温区的制冷量超过2.8W@4.2K,为稀释制冷等极低温区制冷循环提供了关键预冷解决方案。在超大制冷量机型方面,在国内率先研制出千瓦级制冷量脉冲管制冷机(参见:https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2020.103045 和 https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.127968),与国际最好水平相当,并在超导电力领域进行了成功应用示范。2019年7月因在2~6K多级高频脉冲管制冷技术理论与实验研究的突破性进展,荣获《CRYOGENICS》期刊2018年度唯一的最佳学术论文奖(CRYOGENICS Best Paper Award 2018),参见:https://www.sciencedirect.com/journal/cryogenics/about/news/cryogenics-best-paper-award-2018, 这也是该奖项设立16年来首次授予隶属于中国科研机构的研究人员。

二是在以多级高频脉冲管循环附加JT循环的1~2K温区复合制冷技术的机理及实验研究方面取得了重要的创新性成果,其中基于四级高频脉冲管循环作为前级、JT循环作为终端的创新技术路线,获取了迄今为止公开报道的基于多级高频脉冲管耦合JT的复合制冷循环实际达到的最低温度1.36K【优于此前美国诺斯罗普·格鲁门空间系统公司(NGAS)同类机型的最低温度纪录1.7K】(参见:https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2021.103282 和 https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2022.103452https://www.cas.cn/syky/202204/t20220415_4831692.shtml 和 http://www.shb.cas.cn/kjjz2016/202204/t20220415_6427928.html),相关工作为深空探测、空间量子通信、光量子计算等重要领域所需1~2温区低温制冷系统的研制和应用提供了坚实支撑。同时,针对国际上此前获取2K以下温度均需使用稀缺而昂贵的氦-3工质的缺点,提出以氦-4为唯一工质的革新方案,应用于冷却实际的超导纳米线单光子探测器,可以为后者提供1.84K工作温度和良好电环境,使其保持稳定可靠的工作状态(参见:https://engine.scichina.com/doi/10.1360/TB-2021-1305)。

        三是在国产化、全技术链、大制冷量mK温区无液氦稀释制冷机的机理研究和样机研制方面取得了开拓性进展,在稀释制冷循环内部工作机制、关键部件优化以及整机研制方面取得一系列创新性成果,获得国际同行广泛关注和普遍认可(参见:https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2023.103731 和 https://doi.org/10.1109/TASC.2023.3349370https://doi.org/10.1109/TASC.2024.3350594https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2024.103818https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2024.103832顺利获取7mK以下温度,并在20-100mK的制冷量达到国际先进水平。成功打破国外垄断和技术封锁,为我国超导量子计算、拓扑量子计算、量子低温基础特性研究、极低温科学实验条件的建立等重要领域所必需的mK温区极低温制冷机的完全国产化和真正实用化打下了实实在在的基础。

        近年来作为项目或课题负责人主持承担的重要科研项目包括国家科技重大专项、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、上海市市级科技重大专项、上海市科委重大项目、上海市科技创新行动计划项目、上海市产业协同创新项目等,担任国家重点研发计划重点专项、上海市市级科研计划、上海市科学技术奖等的评审专家。近年来以第一或通讯作者在本领域重要学术期刊及国际会议上发表学术论文110余篇,以第一发明人申请和获得授权的国内外专利120余项。担任制冷及低温工程领域重要国际期刊《Cryogenics》、《International Journal of Refrigeration》、Journal of Low Temperature Physics 》、Energy》、《Aerospace Science and Technology》等的审稿人,荣获爱思唯尔(Elsevier)出版集团颁发的如下三个期刊的杰出贡献审稿人证书 (Certificate of Outstanding Contribution in Reviewing):《CRYOGENICS》(2017年11月)、《ENERGY》(2018年2月)和《Sensors & Actuators A: Physical》(2017年11月)等。担任低温制冷领域国际权威期刊《CRYOGENICS》的编委(Editorial Board Member)、美国低温学会终身会员、中国电工技术学会超导应用技术专业委员会委员等。曾在本领域多个重要国际会议上做特邀报告,并应邀连续两届担任每四年一届的国际制冷大会(International Congress of Refrigeration)的低温系统分会场主席 (Cryogenic System Session Chairperson,第23届捷克布拉格ICR 2011,第24届日本横滨ICR 2015),并于2018年担任世界应用超导大会超导装置用低温系统分会场主持人(ASC 2018, 美国西雅图)。

      在致力于极低温区制冷、空间制冷以及制冷新技术前沿及应用研究的同时,还对高端低温制冷技术在应用超导、量子科技、红外光电等重要领域的科技成果转化和产业化方面进行了成功拓展,特别是大制冷量稀释制冷技术、复合制冷技术、高频脉冲管制冷技术在7mK~200K温区形成系列化,成功打破国外关键技术垄断,多项重要科研成果及专利技术已成功转向市场。在具体的项目实践和成果应用中实现了“产、学、研、用”的紧密结合,联合所在研究所、上下游产业和社会资本共同发起成立上海铂钺制冷科技有限公司,任董事长兼首席科学家

招生信息

每年招生名额2名,招收动力工程及工程热物理一级学科之下的各二级学科(如工程热物理、热能工程、动力机械及工程、流体机械及工程、制冷及低温工程等)或其它相关专业背景的硕博连读生或直博生,尤其欢迎符合条件的推免生。

招生专业
080705-制冷及低温工程
招生方向
空间制冷技术,高效热传输技术,空间仪器热控制技术,脉冲管制冷方法与技术

教育背景

2000-09--2004-02   中国科学院力学研究所   获工学博士学位
所学专业与研究方向

博士学位专业为制冷及低温工程,攻读博士学位期间,师从周远院士,从事高频脉冲管制冷技术的机理分析、前沿探索及实用化研究工作。

工作经历

   
工作简历
2009-03~现在, 中国科学院上海技术物理研究所, 研究员
2007-12~2009-03,欧洲核子研究中心(CERN), Scientific Associate
2006-12~2007-11,德国亥姆霍兹联合会Karlsruhe研究中心, Visiting Scientist
2006-04~2006-11,欧洲核子研究中心(CERN), Asian Fellow
2004-03~2006-03,中国科学院工程热物理研究所, 博士后
社会兼职
2023-07-11-2029-07-10,《Cryogenics》期刊, Editorial Board Member (编委)
2018-10-27-2018-11-01,2018年世界应用超导大会 (The Applied Superconductivity Conference 2018, ASC 2018, 美国西雅图), Session Moderator of Cryogenics for Superconducting Devices (超导装置用低温系统分会场主持人)
2018-02-10-今,上海铂钺制冷科技有限公司, 董事长、首席科学家
2017-07-01-2029-06-30,中国电工技术学会超导应用技术专业委员会, 委员
2015-12-30-今,Cryogenic Society of America (美国低温学会), Lifetime Member (终身会员)
2015-08-15-2015-08-21,第24届国际制冷大会 (The 24th International Congress of Refrigeration, ICR 2015, 日本横滨), Cryogenic System Session Chairperson (低温系统分会场主席)
2011-08-21-2011-08-25,第23届国际制冷大会 (The 23rd International Congress of Refrigeration, ICR 2011, 捷克布拉格), Cryogenic System Session Chairperson (低温系统分会场主席)