记者:请您简单介绍一下大工材料学院的创立及发展现状。
黄院长:大连理工大学材料科学与工程学院源于铸造专业和金属材料及热处理专业,1984 年成立材料工程系,2005 年成立材料科学与工程学院。学院现有教职工 102 人,其中兼职院士 2 人,教授 35 人,副教授 33 人,高级工程师4 人。有“千人计划”入选教授 1 人,国家杰出青年科学基金获得者4人, “长江学者奖励计划”特聘教授 3 人,国家973 首席科学家 1 人,国务院学科评议组成员 3 人,国家百千万人才工程百层次人才 2 人,教育部跨 / 新世纪优秀人才 9 人。我院现有在校本科生 741 人,硕士生 271 人,博士生 177 人,其中国外留学生 14 余人。多年来为社会各界培养了大量优秀人才,改革开放后的杰出代表有:中国科学技术大学校长万立骏院士,东京工业大学金属材料系史?教授,加拿大阿尔伯塔大学材料与冶金系陈卫星教授,三一重工股份有限公司总裁向文波,中国航空工业集团公司总经理助理刘井宏,原西安航空动力股份有限公司副总阎国志等,以及朱敏、任忠鸣、牛焱、江莞、韩晓东、马秀良、赵永好、董闯、雷明凯和王同敏等 10 位国家杰出青年基金获得者。
学院学科、专业设置合理。现有材料科学与工程学科一级学科博士点,材料物理与化学、材料学、材料加工工程、材料表面工程、高分子材料、材料连接技术、材料无损检测与评价 7 个二级学科博士点和硕士点;被评为辽宁省一级重点学科。现有金属材料工程、材料成型及控制工程、材料物理、功能材料 4个本科专业,其中金属材料工程专业设有日语强化班,由中日双方师资协同授课。材料成型及控制工程专业被评为为辽宁省本科教学示范基地、国家高等学校特色专业建设点,2010 年全国第一个通过工程教育专业认证。2013 年辽宁省教育厅专业综合评估中,金属材料工程和材料物理专业均排名第一;2015 年金属材料工程专业被辽宁省教育厅评为优势特色专业。
李廷举教授团队“高铁接触线用CuCrZr合金铸坯的非真空水平电磁连续铸造”获国家发明二等奖
记者:请您简单介绍一下大工材料学院的科研情况。
黄院长:学院针对国家重大领域发展需求,整合科研方向,融合形成四个科研平台,它们包括:高性能材料加工成形新技术、新能源及功能材料设计与表征、重大工程表面技术、先进连接技术及材料平台。 依托的主要平台基地有:
辽宁重大装备制造国家级 2011 协同创新中心、教育部三束材料改性重点实验室、辽宁省太阳能光伏系统重点实验室、辽宁省先进连接技术重点实验室、辽宁省凝固控制与数字化制备技术重点实验室、辽宁省高校原材料特种制备技术重点实验室,以及辽宁省先进连接制造工程技术研究中心、辽宁省激光 3D 打印装备及应用工程技术研究中心,以及校材料测试分析中心。
近五年,学院承担了国家“973”、“863”和国家科技支撑、国家基金重点项目,及其它省部级重大重点项目和军工预研等多项,年均科研经费三千万元;获国家技术发明二等奖 1 项,省部级一等奖 3 项,二等奖 14 项;省部级鉴定成果 14 项,成果转化 18 项。
与韩国先进复合材料研究所开展合作交流
高精密透射电镜
记者:能否再介绍一下材料学院四个科研平台的相关情况?
黄院长:“高性能材料加工成型新技术平台”面向国家对航空航天、轨道交通、电气电子等领域用新材料重大需求,围绕高铁用高强高导铜合金、3D 打印技术、大型高效电机用非晶合金、航空用高温陶瓷、吸波和轻质复合材料制备过程中相关的组织控制和成形加工关键问题,开展基础理论和应用研究。近三年,获国家级奖励 1 项,省部级奖励3 项。
“新能源及功能材料设计与表征”
平台以新能源、生物医用及纳米功能材料等领域关键科学问题,开展材料成分设计优化、新能源材料高纯制备、电池材料纳米界面微观调控、生物医用材料组织结构设计以及电子功能薄膜制备工作,拥有“长江学者奖励计划”特聘教授 1 人, “千人计划”入选者 1 人。
“重大工程表面技术”平台面向国家核电、航空航天、超超临界电站等领域,围绕高质量形性协同制造中材料组织、成分调控及性能评价等问题,开展核主泵关键部件表界面完整性与调控、航空涂层结构检测、高温材料强度与可靠性的基础理论和应用研究。近三年,承担国家重大科研课题和国家自然科学基金项目近五十项;其中,雷明凯教授,2 次成为国家 973 项目首席科学家。
“先进连接技术平台”拥有“基于绿色制造的焊接工艺与装备”教育部长江学者创新团队和辽宁省创新团队,依托辽宁省先进连接技术重点实验室和工程技术研究中心, 形成以低能耗、 高效率、环境友好为特征的绿色焊接技术、材料与装备研究方向,以及先进微电子封装材料与技术研究方向。获得省部级科技奖励 3 项。多项研究成果经鉴定达到国际领先和先进水平,引领和推动了绿色焊接制造理论和技术研究的发展前沿,并实现产业化应用,得到了国内外焊接学术界及工程制造领域的高度认可。
东京工业大学教授来院授课
核电站管道焊缝的显色检测
显色检测-核电站未钝化阀门焊唇的显色检测
记者:“重大工程表面技术”平台在科研成果工程化应用方面取得了一系列成果,可否简单介绍一下相关的发明技术及应用情况?
黄院长:该平台以表界面层性能调控和无损检测方面的特色优势,针对航空航天、核电等领域高性能表界面层零件的制造,实现了高性能表界面层的精确测量和组织性能的调控,并研发出系列装备及测试方法;在航空高性能涂层、核电阀门和主管道安装维护等方面,为企业获得经济效益超过 15 亿元。
在航空方面,针对飞机雷达吸波涂层,提出了多层界面几何特征的无损检测方法,研发出涂层厚度及内界面粗糙度测量仪,实现吸波涂层表界面几何特征精准测量。针对航空发动机热障涂层,利用异质界面畸变频散波形识别和多参数反演,解决了涂层多尺度非均质条件下无法精确表征的难题,实现了无损表征涂层厚度、密度、弹性模量及界面附着力等特性;采用强流脉冲离子束表面辐照对涡轮叶片基体表面封顶处理增强涂层附着性,保证对热障涂层工作寿命的调控作用。
在核电方面,针对系列核一、二级不锈钢阀门洁净和光整制造表面特性需求,采用反应显像和损伤缺陷压电阻抗检测技术,精准确定表面、亚表面加工损伤形状、大小及分布,结合光整打磨,实现核电阀门洁整化制造工艺优化及其应用。针对核岛主管道焊缝低应力挖补修复减控焊缝缺陷需求,采用低频相控阵超声成像及全聚焦图像后处理技术,识别承压件焊缝界面缺陷特征和精准定位定量,结合去应力表面冲击强化,实现减控焊缝界面缺陷主管道焊接应用。
扫描电镜
金属材料工程专业与东京工业大学本科生开展的晶间腐蚀联合实验
记者:听了您的讲解,该平台在科研成果的工程化应用方面取得了丰硕的成果,可否分享一两个腐蚀及防护工程应用中的故事?
黄院长:该平台在上一个国家 973项目“核主泵制造关键科学问题”中围绕主泵洁整化制造开展相关研究,提出显色检测不锈钢表面铁污染的新方法。
这时,某核电装备制造厂不锈钢发生生锈,特别是核一、二级阀门,在产品堆放现场就能生锈,即使酸洗钝化也难以彻底避免。该团队通过分析制造工序、检测工具耗材,结合表界面组织损伤分析,阐明了嵌入型铁污染是生锈主要原因,并提出相应光整打磨方法,满足了核电表界面洁整化的苛刻要求。该团队中显色检测的主要发明人程从前副教授和赵杰教授还将该法应用到核电站工程现场的钝化质量评估中。工程方不仅安排使用显色法,同时还安排工程人员用标准推荐蓝点法开展双盲对比测试。有意思的是,在第一次检测中显色法优于蓝点法;在第二次检测中,上午蓝点法灵敏度高于显色法,但在下午却明显低于显色法;据检测人员反映,由于第一次显色试剂优于蓝点,检测人员在第二次测试时将蓝点试度增大以提高灵敏度。但是,由于试剂不稳定,在下午时灵敏度明显降低,这一现场结果与该团队实验室对比结果非常一致,证明了显色检测的有效性和灵敏性;获得了核电站工程方认可。该方法已写入核电行业标准规范稿,预计明年实施。
通过对阀门、网板、管道焊缝等大量不锈钢零部件的检测应用表明,显色法不仅作为核电工程质检验收有效手段,提升我国标准自主化水平;还可拓展至医疗、石化等领域。
材料学院—材料馆
三束教育部重点实验室
人物简介
黄明亮,大连理工大学教授,博士生导师,科技部中青年科技创新领军人才,德国洪堡学者。研究方向为电子封装材料与技术,电子学会电子制造与封装分会理事、无铅电子制造战略联盟理事。主持国家自然科学基金重点项目、科技支撑计划课题、中国航天专项、军工等国家与省部级以上项目19项,荣获中国材料研究学会科学技术一等奖、教育部自然科学二等奖、省自然科学二等奖、省技术发明二等奖、省人才工程“百人层次”人才。