张立同，1938年4月生于重庆市，1956年以第一志愿考入北京航空学院热力加工系，1958年随国家院系调整到西北工业大学热加工系学习铸造专业，1961年毕业于西北工业大学材料科学与工程系。
1976年，张立同成功攻克困扰航空熔模铸造生产十几年的刚玉型壳高温变形问题，研究发展了保温壳型工艺和低热应力熔铸工艺，制造出了中国第一个无余量叶片。
1980年，用铜川上店土壳材料铸造成功了中国第一批高精度、低粗糙度无余量空心导向叶片。
1984年4月15日，张立同主持的“薄壁复杂无余量整体铝合金构件石膏型熔模铸造技术研究”通过了部级鉴定。
1989年4月～1991年1月在美国NASA空间结构材料商业发展中心作高级访问学者。成为第一位获准进入该研究机构的中国高级学者，承担了美国未来大型空间站结构用陶瓷基复合材料的研究和指导研究生工作。
1995年当选为中国工程院院士。
1998年底，张立同等人制出了第一批性能合格的陶瓷基复合材料试样，接着又成功突破了碳化硅陶瓷基复合材料制造工艺与设备的一系列核心技术，使材料性能达到了国际先进水平。同年当选为第九届全国人民代表大会代表。
2004年，张立同主持的“耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术”获国家技术发明奖一等奖，使该奖项在连续6年空缺后实现了“零”的突破。
2007年当选在中国共产党第十七届代表大会代表。
2014年9月22日，第五届全国杰出专业技术人才表彰大会在北京举行，张立同荣获第五届“全国杰出专业技术人才”称号。
2015年10月，张立同院士团队专著《自愈合陶瓷基复合材料制备与应用基础》经化学工业出版社正式出版发行，该专著是张立同院士团队编著的连续纤维增韧陶瓷基复合材料系列专著之一。
张立同从事航空航天高温陶瓷及其复合材料研究，在氮化硅结合碳化硅、自增韧碳化硅、定向自生共晶硼化物复合材料、硅炭氮纳米吸波材料以及连续纤维增韧钡长石复相玻璃陶瓷复合材料等方面均取得新突破。特别在连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料及其制造技术方面，打破国际封锁，建立了具有中国自主知识产权的制造技术与设备体系。
1980年，在张立同的科研理论指导下，中国首次采用铜川上店土型壳材料铸造成功了第一批高精度、低粗糙度的斯贝低压一级无余量空心导向叶片。新铸叶片的尺寸精度及内部质量与国际著名的罗罗发动机公司的斯贝发动机叶片相当，表面粗糙度还略低于英国叶片。斯贝发动机的引进，使张立同的研究进入到向国际先进行列看齐的新阶段。
张立同主持研究的“无余量熔模铸造技术”，不仅将中国的熔模铸造水平推向了国际先进行列，而且还为发展中国新型发动机复杂内腔叶片及薄壁复杂整体构件奠定了理论和工艺基础。铜川上店土型壳材料，也被正式命名为“中华高岭土型壳材料”。
2000年和2008年先后创建超高温结构复合材料国防重点实验室和陶瓷基复合材料工程中心，为中国陶瓷基复合材料研究与工程转化搭建平台，工程化成果广泛用于航空航天领域，并向民用领域拓展。
张立同合著专著二部，授权国家发明专利50余项，发表SCI和EI收录论文400余篇。
1987年以前从事航空无余量熔模铸造理论和工艺研究，连续获得国家科技进步一、二、三等奖4项，省部级二等以上奖15项。1987年以后从事航空航天高温陶瓷及其复合材料研究，“耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术”获2004年度国家技术发明一等奖，填补该奖项连续六年空缺。1992年获国防光华科技基金；1993年被评为部级“优秀研究生导师”；2004年荣获国家技术发明一等奖；2014年获第五届“全国杰出专业技术人才”称号。
张立同先后获得“国防科技工业杰出专业技术人才”、“何梁何利基金科学与技术进步奖”、“全国五一劳动奖章”、“全国三八红旗手”、“陕西省科学技术最高成就奖”等荣誉称号，所领导的团队被评为“国防科技工业优秀科技创新团队”。
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