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2019-06-07 14:08

  前不久,记者从山东省科学技术奖励大会上获悉,全省2018年度共评选出195项成果(个人)科学技术奖,山东科技大学作为第一完成单位,由崔洪芝教授主持完成的“高通量耐磨蚀抗热震组合材料创新技术及产业化”获得了山东省科技进步奖一等奖。

  崔洪芝长期致力于材料表面强化、结构功能材料等领域研究,现为我校材料学院院长、材料学科带头人。她针对我国海洋、矿山、冶金等行业关键零部件的磨损、腐蚀现状,带领团队开展耐磨蚀材料以及表面强化技术开发,技术成果在工程机械、冶金、水泥、内燃机等行业推广应用,取得了显著的经济效益和社会效益。

  如何促进产、教、研深度融合,服务地方社会发展,围绕“高通量耐磨蚀抗热震组合材料创新技术及产业化”获奖情况,近日,记者采访了崔洪芝教授。

  记 者:崔教授,祝贺您的团队获得省科技进步一等奖。听说您对材料学的研究情有独钟,并乐此不疲、孜孜以求?

  崔洪芝:谢谢!“材,可通穹宇,料,可定天下。”材料是人类赖以生存和发展的物质基础,是发展现代工业的基石,是现代科技进步的核心。大国重器,科技振兴,离不开新材料的研究和开发,离不开代代材料人矢志不渝的卓越奉献。学习材料,其乐无穷;研究材料,奥妙无穷;开发材料,创意无穷;发展材料,潜力无穷。

  记 者:高通量耐磨蚀抗热震组合材料研究属于金属基复合材料领域,你们团队开展这一高性能材料研究的背景和难点是什么?

  崔洪芝:高性能材料是减排、降耗、节材的重要基础和保障,支撑着汽车、冶金、矿山、石油、机械、造纸等领域关键核心部件高效运行。由于强磨蚀、高热震等恶劣服役环境,导致重型汽车尾气后处理载体、大型矿井支柱和托辊、油田抽油泵管等关键件过早失效,造成严重污染和巨大材料浪费。开发高性能材料,提升耐磨蚀、抗热震等性能是公认的解决途径,这是《中国制造2025》战略重点,也是实现新旧动能转换、发展高端装备技术基础。然而,服役环境严酷的关键部件往往需要兼具耐磨蚀、抗热震等复杂性能,传统的“炒菜式”材料研发方式,投入大、效率低、性能单一,成为制约材料开发的主要瓶颈。

  针对上述背景和难点,我们组建课题组,在“国家863”等计划支持下,分析不同工况条件下材料的服役行为和失效机理,设计材料组成、结构,研究复合强化机制,开发高通量材料组合制备及平行测试技术,搭建耐磨蚀、抗热震材料高效制备、平行测试实验平台,开发了专用数据管理系统,显著提高了材料研发效率,开发出系列耐磨蚀、抗热震材料和关键结构功能产品,实现了大规模产业化应用。

  崔洪芝:主要成果有,开发了高通量等离子熔射技术,一次装载可连续制备6种以上的成分体系、不同工艺参数的组合涂层,效率提高10倍以上,实现了耐磨蚀涂层成分、多尺度组织结构、性能的精确调控;同时,我们开发了组合涂层快速检测及表征技术,可对组合样品阵列进行多参数、多级快速检测,模拟不同工况条件,一次装夹可以同步检测和筛分30个样品。在此基础上,开发了四种耐磨蚀材料体系,用于高温抗冲蚀CFB锅炉风帽、耐磨蚀陶瓷涂布刮刀、抗冲击和磨蚀的矿用截齿、矿用耐磨板、海上风电主轴等典型产品,使用寿命较传统产品提升3倍以上。

  崔洪芝:本项目开发并建立了国内首个耐磨蚀材料高通量制备与快速表征实验平台,获授权发明专利12项,软件著作权3项,发表被SCI、EI收录论文40余篇次,培养博士、硕士生60余名,项目成果已在国内20余家企业应用。项目成果及应用对推动耐磨蚀材料可控制备技术的进步,发展海洋、矿山、冶金、化工、电力等行业关键零部件耐磨蚀强化技术,具有重要意义。

  崔洪芝:下一步,一是针对轨道交通等领域高速发展的高耐磨、磨蚀材料短缺状况,开展基于材料基因工程的高通量技术研究,建立数据库及数据挖掘、迭代模型,指导不同工况环境下耐磨蚀材料的快速开发。二是针对柴油车排放限值的日益收严,开发具有更高性价比的耐磨蚀、抗热震过滤体材料,不断降低机动车尾气颗粒物(PM、PN)排放,助推空气质量改善。同时,继续依托矿用材料及表面强化技术基础,向着海洋耐磨蚀材料、资源化利用材料开发迈进,也就是我们提出的“以矿向海”,并且进一步加强教学、科研、产业的共融发展,通过技术开发和产业化,为培养学生创新能力提供条件和平台,凸显学科特色,提升学科实力和影响力,为建设特色鲜明的高水平科技大学做出新的贡献。(记者:信永华)