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研究室簡(jiǎn)介
先進(jìn)粉體材料與工程研究室隸屬于北京科技大學(xué)粉末冶金研究所，研究方向主要有：粉末注射成形、氮化鋁陶瓷、難熔金屬及高溫合金、新型納米粉體材料制備及應(yīng)用等。研究室近年來(lái)承擔(dān)了包括國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家973計(jì)劃、國(guó)家863計(jì)劃、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃、國(guó)防軍工等50余項(xiàng)國(guó)家與省部級(jí)科研項(xiàng)目。
相關(guān)研究成果已在Adv.Energy Mater.、Adv.Funct.Mater.、Energ.Environ.Sci.、J.Mater.Chem.A、Carbon、Chem.Comm.、ACS Appl.Mater.Inter.、J.Am.Ceram.Soc.、J.Eur.Ceram.Soc.、Powder Metall.、Powder Technol.、Int.J.Refract.Met.H.等行業(yè)權(quán)威雜志發(fā)表SCI論文200余篇，授權(quán)發(fā)明專利100余項(xiàng)；獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、教育部高等院校優(yōu)秀成果獎(jiǎng)（技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)）一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，中國(guó)有色金屬工業(yè)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，北京市科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，山東省科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。
研究室部分成員簡(jiǎn)介
秦明禮教授，博士生導(dǎo)師
賈寶瑞副研究員，碩士生導(dǎo)師
吳昊陽(yáng)副研究員，碩士生導(dǎo)師
研究室主要研究?jī)?nèi)容及科研成果
1、粉末注射成形技術(shù)及應(yīng)用
粉末注射成形是將現(xiàn)代塑料注射成形技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而形成的一門粉末近凈成形技術(shù)，該技術(shù)將原料粉末與粘結(jié)劑通過(guò)混煉制�；旌暇鶆�，以粘結(jié)劑為載體采用塑料注射的方法成形，成形坯中的粘結(jié)劑脫除后經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)得到最終的產(chǎn)品，不僅可以低成本大批量制備精密零部件，還可以解決一些高性能難加工材料復(fù)雜形狀制品的制備難題，被稱作為“零部件加工制造技術(shù)的一場(chǎng)革命”。圍繞該技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用所面臨的關(guān)鍵問題開展了深入的基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究，在注射成形粉末制備原理與工藝、粘結(jié)劑設(shè)計(jì)、強(qiáng)化燒結(jié)與微觀組織調(diào)控等方面取得了多項(xiàng)創(chuàng)新性成果，建立了氮化鋁、金屬軟磁、難熔金屬、高溫合金、鈦合金、高氮不銹鋼等多種材料體系的粉末注射成形工藝，已在多個(gè)國(guó)防重要型號(hào)武器和民品中獲得成功應(yīng)用，取得顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。相關(guān)研究獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級(jí)科技成果一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，發(fā)表論文100余篇，授權(quán)發(fā)明專利50余項(xiàng)。
2、氮化鋁陶瓷研究與應(yīng)用
氮化鋁具有高導(dǎo)熱、低膨脹、絕緣、高彈性模量等特點(diǎn)，常用作軍工電子、航空航天等領(lǐng)域裝備的關(guān)鍵材料。建立了高品質(zhì)氮化鋁粉體制備及其精密成形技術(shù)，研制出高純度、細(xì)粒度氮化鋁粉體，金屬雜質(zhì)總含量低于50ppm，氧含量0.7~0.8wt%，平均粒徑約1μm；開發(fā)出氮化鋁的粉末注射成形技術(shù)，解決了由于硬度高、脆性大而造成復(fù)雜形狀制品無(wú)法直接加工制備的難題，實(shí)現(xiàn)了氮化鋁制品的精密制造，熱導(dǎo)率達(dá)到了248 W·m-1·K-1，所開發(fā)多種氮化鋁制品成功用于航天、艦船、電子等領(lǐng)域。相關(guān)研究在J.Am.Ceram.Soc.、J.Eur.Ceram.Soc.、Ceram.Intel.、CrystEngComm、ACS Appl.Mater.Inter.、Carbon等雜志發(fā)表論文20余篇，授權(quán)發(fā)明專利16項(xiàng)，獲得“中國(guó)有色金屬工業(yè)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)”（高導(dǎo)熱氮化鋁精密成形技術(shù)及應(yīng)用）。
開發(fā)的部分氮化鋁制品（圖片來(lái)源：北京科技大學(xué)）
3、難熔金屬及合金
金屬鎢是熔點(diǎn)最高和蒸汽壓最低的金屬，密度高，熱膨脹系數(shù)低，耐高溫，耐燒蝕，耐電子轟擊，在現(xiàn)代國(guó)防、原子能、電真空以及一些特殊高溫應(yīng)用領(lǐng)域具有不可取代的作用。建立了溶液燃燒合成納米鎢基粉末及其近終成形技術(shù)，制備出致密度大于95%，晶粒尺寸約為500nm的復(fù)雜形狀鎢制品。將鎢粉的分散分級(jí)與等離子球化相結(jié)合，開發(fā)出一種細(xì)粒度球形鎢粉的制備新方法，以該粉體為原料，制備出孔隙均勻、連通度高的注射成形異型多孔鎢制品。所開發(fā)多種鎢制品成功用于電子、核能、航天等領(lǐng)域。相關(guān)成果在Int.J.Refract.Met.H.、Mater.Design、Mater.Lett.等雜志發(fā)表論文SCI論文30余篇，申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利20余項(xiàng)，授權(quán)18項(xiàng)，曾獲得“教育部高等學(xué)校科學(xué)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)（技術(shù)發(fā)明）一等獎(jiǎng)”。
4、粉末注射成形金屬軟磁與強(qiáng)化燒結(jié)
金屬軟磁材料（鐵鎳Fe-Ni、鐵鈷Fe-Co、鐵Fe等）具有高的磁導(dǎo)率和低的矯頑力，是電子、電力、通訊、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域裝備中不可缺少的基礎(chǔ)材料。建立了金屬軟磁的“粉末注射成形－強(qiáng)化燒結(jié)”工藝，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜精密軟磁零部件的高效低成本近終形制造，不僅克服了機(jī)加工工藝?yán)速M(fèi)資源、制造成本高的缺點(diǎn)，而且解決了傳統(tǒng)粉末冶金軟磁材料存在的密度和磁性能低的問題，開發(fā)出多種金屬軟磁制品，滿足了國(guó)防型號(hào)武器研制和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。相關(guān)成果在J.Magn.Magn.Mater.、Powder Technol.、J.Alloy Compd.等雜志發(fā)表SCI論文12篇；申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利16項(xiàng)，授權(quán)10項(xiàng)；獲得“中國(guó)有色金屬工業(yè)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)”（高性能金屬軟磁制品近終形制造技術(shù)）。
5、新型納米粉體材料的制備及應(yīng)用
開展納米粉體材料制備新技術(shù)及其應(yīng)用研究。采用溶液燃燒、水熱、等離子等物理、化學(xué)方法制備出新型納米粉體，通過(guò)調(diào)控反應(yīng)參數(shù)，合成出粒度、形貌、物相可控的納米粉體材料，并在粉末冶金、環(huán)境、能源、催化等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。在Adv.Energy Mater.、Adv.Funct.Mater.、Energ.Environ.Sci.、J.Mater.Chem.A、Carbon、Chem.Comm.等雜志發(fā)表論文SCI論文50余篇，申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利30余項(xiàng)，授權(quán)20余項(xiàng)。
研究室承擔(dān)科研項(xiàng)目
研究室近年來(lái)承擔(dān)了包括國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家973計(jì)劃、國(guó)家863計(jì)劃、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃、國(guó)防軍工等50余項(xiàng)國(guó)家與省部級(jí)科研項(xiàng)目，部分項(xiàng)目如下：
1、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃：大尺寸高純稀有金屬制品制備技術(shù)，2221萬(wàn)，2017-2021；大規(guī)格高性能鉬及鉬合金關(guān)鍵制備技術(shù)開發(fā)與示范應(yīng)用，2580萬(wàn)，2017-2021；銅合金閘片制備與產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，123.75萬(wàn)，2016-2020。
2、國(guó)家自然科學(xué)基金：空間場(chǎng)發(fā)射微納鎢極近凈成形的相關(guān)基礎(chǔ)問題，300萬(wàn)，2022-2026；無(wú)壓兩步燒結(jié)高密度超細(xì)晶彌散強(qiáng)化鎢合金的研究，58萬(wàn)，2021-2024；碳熱還原燃燒前驅(qū)物合成納米碳化鎢(WC)基粉末的研究，60萬(wàn)，2018-2021；低溫燃燒合成稀土氧化物摻雜鎢基粉末的研究，75.6萬(wàn)，2016-2019；乳液水熱碳化法制備空心碳球的工藝及機(jī)理研究，20萬(wàn)，2016-2019；聚合物/儲(chǔ)氫合金復(fù)合材料用于氫氣回收的基礎(chǔ)問題研究，40萬(wàn)，2015-2019；高導(dǎo)熱氮化鋁（AlN）陶瓷近凈成形的相關(guān)基礎(chǔ)問題，60萬(wàn)，2012-2015；低溫燃燒合成非氧化物陶瓷粉末的研究，20萬(wàn)，2009-2011。
3、國(guó)家973計(jì)劃：粉體近終形高效成形與組織精確控制，375萬(wàn)，2006-2010。
4、國(guó)家863計(jì)劃：高性能粉末冶金材料及其構(gòu)件先進(jìn)制備技術(shù)，2857萬(wàn)，2013-2016；難熔金屬金屬基復(fù)合陰極材料研制與部件成型技術(shù)-高功率微波強(qiáng)場(chǎng)材料，295萬(wàn)，2012-2015；稀土新型儲(chǔ)氫材料關(guān)鍵制備技術(shù)與應(yīng)用開發(fā)，20萬(wàn)元，2011-2013；雙連通結(jié)構(gòu)SiCp/Al復(fù)合材料及其近終形成形技術(shù)，100萬(wàn)，2006-2010；特種工藝制備燃料電池用高容量納米晶/非晶鎂基復(fù)合儲(chǔ)氫材料，50萬(wàn)元，2006-2009。
5、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃：金屬鎢陰極基底的近終成形及組織精確控制，50萬(wàn)，2010-2013。
6、新金屬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目：Si對(duì)高容量RE-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型儲(chǔ)氫電極合金循環(huán)穩(wěn)定性作用機(jī)理研究，20萬(wàn)，2012-2013。
7、國(guó)防軍工項(xiàng)目：10余項(xiàng)，題目略，總經(jīng)費(fèi)約3000萬(wàn)元。
8、廠協(xié)項(xiàng)目：10余項(xiàng)，題目略，總經(jīng)費(fèi)約1000萬(wàn)元。
9、霍英東教育基金會(huì)高等院校青年教師基金：微型零件規(guī)模化生產(chǎn)用模具制造技術(shù)研究，2萬(wàn)（美元），2011-2012。
10、北京市自然科學(xué)基金：低溫燃燒合成納米碳化釩粉末的研究，10萬(wàn)，2018-2019；乳液水熱碳化法合成空心碳球的工藝過(guò)程和形成機(jī)理，10萬(wàn)，2017-2018；溶液燃燒合成納米鎢基粉體材料，18萬(wàn)；2016~2018；鐵氧體催化劑對(duì)NaAlH4-MgH2儲(chǔ)氫材料熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)性能的作用機(jī)理，18萬(wàn)，2015-2017；溶液燃燒合成氮化鋁粉末的研究，11萬(wàn)，2011-2012。
11、北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目：高性能鐵基軟磁合金近終形制備關(guān)鍵技術(shù)研究，50萬(wàn)，2016-2017。
資料來(lái)源：北京科技大學(xué)新材料技術(shù)研究院官網(wǎng)
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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