学校:中北大学

专业:工学->材料科学与工程->材料加工工程

年级:2020

招生人数:8

课题组简介:

凝固技术及新材料研究所依托于中北大学材料科学与工程一级博士点，材料加工工程、材料学等硕士点，于2017年3月经中北大学批准组建而成。研究所负责人为闫志杰教授。目前研究所具有教师4人，研究生16人，科研经费到账超过300万元。

研究所以先进凝固技术的研究与应用为依托，以特殊钢和铁、亚稳材料等关键基础材料和新材料的研发与应用为目的，组织、承担省级和国家级的应用基础研究和技术开发项目，通过产学研合作转化科研成果，逐步建成山西省乃至国内外有影响的关键基础材料和新材料的成果产出与转化的重要基地。

1、研究方向

（1）新型亚稳材料的研发与应用

通过非平衡凝固技术制备具有特殊力学性能和功能性能的亚稳合金材料。该研究方向主要定位在：（1）新型金属玻璃、高熵合金的开发、性能研究与应用；（2）超高硬度的亚稳粉体材料的制备工艺与应用。

（2）特殊钢和铁的研发与应用

通过变质处理、熔体净化等凝固技术控制合金熔体的凝固行为，结合优化热处理工艺开发出具有特殊性能的钢。该研究方向主要定位在:（1）高强度、高韧性特殊钢的研发与应用；（2）超高硬度、超高强度特殊钢（性能可以和硬质合金媲美）的研发与应用；（3）低温（零下50℃以下）高强度、高韧性特殊钢的研发与应用；（4）低温（零下50℃以下）高强度、高韧性球墨铸铁的研发与应用。

（3）熔体凝固过程的数值模拟研究与应用

利用有限元、有限体积以及有限差分等方法宏观模拟铸件的传热、流动及热应力等现象。利用相场模型微观模拟凝固过程中单个到多个晶粒的形核与生长过程，预测晶粒组织、织构以及微观偏析的形成，并对形成机理进行研究

（4）高品质洁净钢生产技术与应用

研究冶炼工艺整个流程钢液洁净度的变化规律，控制整个流程夹杂物、渣系，提高钢液洁净度水平；研究连铸电磁搅拌、轻压下铸坯中心的偏析；利用熔模精密铸造工艺，通过合理的成分设计和热处理工艺的优化，研究不锈钢的组织和力学性能，拓展其应用领域。该研究方向主要定位在：（1）高品质汽车钢的研制开发与应用；（2）高品质不锈钢的研制开发与应用。

2、承担项目

研究所正在承担的主要项目：

（1）中央引导地方科技发展专项，ydzx20191400004587，基于碳化物纳米球化技术研发高碳高铬马氏体不锈钢，2020/01-2021/12，100万元

（2）浙江省重点研发计划，高端轴承钢及轴承产品的研发与产业化，2020年开始，200万元。

（3）国家自然科学基金，51904278，含p高强if钢液与耐材及夹杂物间界面性质的基础研究，2020-01至2022-12，26万元

（4）山西省自然科学基金面上项目，tcmp工艺下低合金复相高强钢相变控制及微观缺陷强化与性能关联机制研究，2018/12-2020/12，5万元

（5）山西省科技重大专项招标项目“高承载、高抗磨配流盘材料及工艺技术开发”（mc2015-01），经费：800.0万元。

（6）国家自然科学基金项目“低维非晶合金燃烧理论与实验初步研究”（51441004），经费：15.0万元。

（7）横向课题：碳化物纳米球化技术，经费：100万元，在研。

（8）横向课题：高铁及地铁车辆用高强度高精度冷弯型钢生产关键技术，经费：38万元

3、主要成果

在nature旗下scientificreports、appliedphysicsletters、journalofalloysandcompounds、materialsletters、msea等国内外期刊上发表学术论文50余篇，其中被sci收录40余篇。出版专著1部。申请获国家发明专利10余项。

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