材料物理系前身是金属物理教研室,始建于1960年,是国家首批拥有学士、硕士和博士学位授予权的学科;所在的一级学科“材料科学与工程”为国家一级重点学科,拥有博士后流动站;所属二级学科“材料物理与化学”于2000年被认定为国家级重点学科,拥有一个国家级优秀教研团队、一门国家精品课程、一个“高性能铜及铜基复合材料”省级创新团队。全系现有教学、科研人员28人,其中中国工程院院士1人,国家中青年领军人才1人,芙蓉学者特聘教授1人,教育部新世纪优秀人才2人,湖南省杰出青年基金获得者1人,湖南省“青年百人”1人,湖湘青年英才1人,入选湖南省人才汇聚工程2人,博士生导师12人、教授17人、副教授9人、讲师2人,是一个充满活力、团结进取的团队。近十年来承担国家“973”、“863”、国防基础研究、国家自然基金等项目60余项,在Energy Environ. Sci., ACS Accounts of Chemical Research, Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Nano Energy, Acta Mater., Small, Nanoscale, J. Mater. Chem. A等国际SCI刊物上发表学术论文400余篇,获国家及省部级奖励10余项,形成以下5个主要研究方向。

一、先进铝合金设计与显微结构表征

着重于铝合金研发中的重大物理冶金基础问题,从多组元合金成分设计出发,深入研究微量稀土元素与过渡金属微合金化在铝合金中的存在形态与作用机理,分析铝合金中多层次微结构和第二相(结晶相、弥散相、时效强化相)与成分、性能的相关性。在铝合金微合金化理论的引导下,研发出航天航空用含钪铝合金、超高强铝合金、高耐损伤铝合金以及交通运输用大型铝合金型材及其配用焊丝等一系列新型铝合金,其研究成果达国际先进水平,部分材料已应用于航空航天和轨道交通等领域,替代了国外进口,为我国国防军工和国民经济的发展作出了重要贡献。

二、高性能铜合金及微纳结构

着重于高性能铜合金的设计、先进制备加工工艺、相变机理、强化机制、导电机制和应力松弛机理的研究;提出了高强高导、高弹性高导电等高性能铜合金的设计原理和方法,发展了高强高导纳米铜、高强高导弥散强化铜合金、高抗应力松弛弹性铜合金、抗变色及耐蚀铜合金、超高强耐磨铜合金、先进铜基复合材料、高耐热铜基记忆合金以及上述高性能铜合金的先进制备技术,成功研制出了零烧氢膨胀弥散强化铜合金、高强高导铜合金、引线框架铜合金、高抗应力松弛弹性铜合金、高抗变色耐蚀铜合金和高耐热稳定性的QBe/SMA弹性减震铜合金等,相关成果获国家科技进步奖和省部级科技奖,部分材料已经成功应用于高速列车、国防重点型号和航天航空等领域。

三、纳米材料结构设计及其在能源等领域中的应用

着重于维度可控纳米材料的制备、表征和性能评估,以及纳米复合材料制备相关的基础理论和技术创新研究,借助分子动力学、蒙特卡罗、第一原理等计算研究纳米材料的结构、相变及性能,探索新型纳米材料在能源、信息、生物、环境等领域的相关应用。涉及的具体材料包括贵金属纳米粒子、过渡金属硫族化合物、聚阴离子型化合物,Si/C、金属合金等材料;重点研究上述材料在锂、钠、锌离子电池、超级电容器、和催化等领域的应用,承担了863计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目等项目,相关研究成果在Energy Environ. Sci., Adv. Energy Mater., Adv. Funt. Mater., ACS Nano, ACS Energy Lett., Nano Energy, Energy Storage Mater., Small, Nanoscale, J. Mater. Chem. A等国际期刊上发表200余篇。

四、电子信息材料

着重于电子封装材料与器件、陶瓷发热材料与器件、热敏材料与元件、铁电、压电和介电陶瓷、高性能透明隔热涂层等方向的研究。揭示了多金属复合电子封装材料中热、电网络传输机制,建立了导电、导热数学模型;提出了复合电子封装材料中多层智能结构设计方法。研究的军用W/Cu、Mo/Cu、CMC、CPC电子封装材料产品性能达到国际先进水平,被科技部等五部委认定为国家重点产品。

五、高附加值钴基、镍基合金研发及金属3D打印技术

结合相图计算与材料加工技术,开发医用无镍钴合金。主要用作高级外科手术用具、牙床材料、人工关节等。在相图计算结果的基础上,合理调配合金成分,同时提高镍基合金的强度与抗腐蚀性能。利用铃木效应与第二相强化的复合增强的原理,开发出世界上强度最高的Co-Ni-Cr基超合金。进行电子束熔炼金属粉末3D打印技术的研究,开发各种具有复杂形状的钴,镍,铁,钛基合金制品;制品涉及医用,汽车,航空,以及固体燃料电池等领域。

办公联系

潘安强  教 授(系主任),电话:18773139531,E-mail:pananqiang@csu.edu.cn

龚 深  教 授(教学副系主任),电话:13786289378,E-mail:gongshen011@csu.edu.cn

周 江  副教授(科研副系主任),电话:13786199313, E-mail: zhou_jiang@csu.edu.cn

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