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江苏省高端结构材料重点实验室
发布日期:2014-03-26   浏览次数:

一、简介

江苏省高端结构材料重点实验室于2012年8月通过建设方案论证并由江苏省科技厅批准建立。实验室主任为程晓农。研究方向为高性能特殊钢的设计与制备、高性能轻合金及其复合材料设计制备、高性能非金属结构材料研发等主要三个特色方向,实验室已经建成特色明显的集学术研究和工程应用于一体的科研、教学和技术开发基地,该中心的科研、教学及队伍建设为材料科学与工程等学科建设起到重要推动作用。

实验室日常管理规范、科学、有序。实验室成立以来,承担国家级科研项目15项,省部级项目7项,到账科研经费总额900多万;招收研究生120余名;发表学术论文140多篇,其中收录论文90多篇,申请国家发明专利135项,授权70项;获省部级及以上科技进步奖3项,新增江苏省特聘教授1人,产生了显著的经济和社会效益。

二、研究方向

方向一:高性能特殊钢的设计与制备

(1)高品质特殊钢多尺度一体化的设计开发技术

通过计算预测,进行成分设计和试验,以产业化为目标开发具有自主知识产权的、以适用于700℃服役环境为目标的超超临界火电用传热管材及安全性高、寿命长、使用温度更高的核电传热管材料,满足超超临界火电、核电等国家重大装备发展需要。

(2)高品质特殊钢组织性能精确调控制备加工技术

以高效高质低成本制备材料为目标,精确成分控制、优化冶炼工艺,保证材料成分、组织的均匀性,内部质量的高纯净化。通过工艺优化和控制,提高最终产品的质量和合格率,并研究新开发钢的焊接性能,匹配新的焊接材料。

(3)高品质特殊钢高/低温性能机理研究

研究高温强化和高温蠕变机理,研究氧化膜形成规律,研究材料成分、工艺和组织对韧脆转变温度的影响规律,研究新材料的焊接过程中组织变化规律、增强相与金属基体结合机制和原位反应机制。

方向二. 高性能轻合金及其复合材料设计制备

(1)开发原位铝基纳米复合材料工业规模制备技术

系统研究反应物在铝合金熔体中的分散以及生成颗粒的形状、尺寸和分布等与工艺参数之间的关系;通过改变电磁场类型和参数控制反应过程和产物,通过磁场、反应场、温度场的三场藕合使反应生成的增强颗粒尺寸控制在纳米尺度且均匀悬浮于熔体中,从而实现高性能新型原位颗粒增强铝基纳米复合材料的工业规模制备,开发出系列高强高韧铝基原位复合材料。

(2)开发高应变速率下的铝基原位复合材料超塑成形技术

研究铝基原位复合材料,特别是原位颗粒增强铝基纳米复合材料基体组织的细化方法,获得不同基体组织与纳米增强颗粒的系列组合;研究不同复合材料在不同应变速率下的应力-应变关系,探讨实现超塑成形的途径;优化复合材料组成和结构,开发出高应变速率下的超塑成形技术。

(3) 高性能多级结构纳米晶铝、钛合金

采用等通道角挤压、高压扭转等大塑性变形工艺,并致力开发新的先进的大塑性变形工艺,分析大塑性变形轻金属及其合金典型纳米结构的变化规律及其交互作用机制,全面认识大塑性变形的晶粒细化机理、变形机理,有效控制轻金属及其合金纳米结构材料的组织和性能,以期得到高强高韧、高强高抗腐蚀性、高强高抗磨损性、高强高导性等高性能轻合金材料。

方向三. 高性能非金属结构材料研发

(1) 高速列车专用安全玻璃研发

针对不断提高的列车运行速度,通过单片玻璃化学钢化工艺及玻璃结构的优化,不断提高极端环境条件下安全玻璃尤其是风挡玻璃的抗冲击性能,风挡玻璃的力学性能超过法国标准NF F 15-818,抗冲击性能大于610Km/h;进行计算机控制S形加热丝布丝技术的研发和防飞溅层的工艺优化,达到防飞溅层组成和厚度的均匀性,同时满足透光性85%以上,符合GB14681.2标准,电加热的均匀性符合或超过TB/T1451-2007标准,通电后各点温差小于2℃的要求。

(2)高端装备关键部件摩擦与润滑技术研究

针对超高低温、高速、重载、高真空、强氧化、腐蚀、有放射性等极端的环境,研究极端条件下摩擦磨损润滑的机理。采用NiCrW系高温合金,加入多组分MX2(M=Mo、W、Nb、Ta、Ti、Zr;X=S、Se)作润滑剂,开发化学稳定性强、自润滑、低成本、绿色、环保、使用温度可达800℃的新型固体润滑复合材料、陶瓷复合材料。形成产业化规模生产,推广应用到航空航天、化工、电力、冶金机械重载轴承、齿轮等关键传动部件。研究采用表面技术制备金属间化合物超硬薄膜、固体润滑薄膜、多元准晶薄膜。

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