济南大学结构材料研究所简介

中心简介

本研究所主要在金属合金熔体性质的研究、铸造熔炼技术研究、陶瓷-金属复合材料的制备技术和性能和技术研究、新材料和新技术的研究和技术开发、非平衡条件下金属材料的组织结构演化与性能研究等方面开展了工作。

研究方向

1.金属熔体物理性质与结构变化及其相互关系以及对固体的影响。由于金属熔体和固态之间存在结构遗传性，金属熔体的结构和特性的研究成为金属材料研究的一个重要方向，并成为金属材料和凝聚态物理的交叉学科。本研究所采用液态X光衍射仪等先进设备对铝（合金）、锡（合金）、镁（合金）等多种金属的黏滞性、液态结构及其相互联系开展了研究，对熔体状态对铸件性能与组织的影响进行了探索，发现了Sn等金属熔体的非牛顿流体性质。近来，对铋、锑熔体的密度进行了初步研究，发现了铋熔体“热缩冷胀”异常现象。

2,铸造生产工艺的研究是获得质优合金铸件的基本保证。基于对金属液态结构特性及遗传性的研究，针对Al-Cu合金设计了TR熔炼工艺，研究了Al—Si合金热速处理+Na元素变质的复合变质强化技术；研究了Zn—Al合金熔体热速处理熔炼工艺等技术。“镁合金绿色熔炼铸造新工艺的研究与应用”的研究已经达到国际先进水平，并申请了国家发明专利。“一种耐磨锌-铝合金及其熔炼工艺”项目已获国家发明专利。耐磨系列合金材料等研究的推广应用为企业生产节约了大量的稀贵铜、锡原材料，获得了显著的社会和经济效益。在有色耐磨合金材料和熔体处理工艺等方面形成了自己的研究特色和优势，在国内产生了较大的影响。

3.对铝合金、镁合金等材料非平衡凝固组织及制备晶态, 准晶态、 非晶态材料技术进行了研究；研究了快速凝固中准晶相的形成、快速凝固非晶态合金的晶化等内容。

4.材料熔体凝固过程计算机模拟技术的研究与应用。采用分子动力学等方法对铝（合金）、铜（合金）、金（合金）等材料的液态结构、黏度及热物理性质及凝固特性进行了计算机模拟研究，进行了单质金属铜等纳米线凝固过程的研究，掌握了最新的分子动力学模拟计算软件及编程技术。

5.金属基复合材料研究成为材料研究的一个热点。本所开展的“陶瓷颗粒增强ZAS40A耐磨复合材料”项目的研究达到国际领先水平。在金属基复合材料中引入三维网络结构陶瓷或金属间化合物增强相能够获得一种完全新型结构的金属基复合材料，拓宽了金属基复合材料的研究领域和范围。三维连续网络结构增强金属基复合材料具各向同性，其独特的增强相结构有助于大大提高金属基复合材料的高温性能和摩擦性能。采用制备新工艺，获得了原位颗粒增强的铝基、镁基复合材料，解决了金属基体与陶瓷颗粒的界面润湿结合差的问题。另外，本所还研究了铜基无银电接触材料，自润滑金属间化合物基摩擦材料、陶瓷颗粒增强镁基复合材料、Cf/C/SiC复合材料和无机晶须增强陶瓷基透波材料等。

6.开展了金属间化合物及其复合材料的设计、制备及性能研究。采用理论计算预测与实验研究相结合的方法，通过深入分析各结构因子之间的内在关系，对复合体系进行剪裁设计，巧妙地将高韧性、抗热震及导电性能赋予同一复合体系，并采用合理的工艺路径，设计制备兼具结构、功能双重性能的金属间化合物/陶瓷基复合材料。

研究人员

本所成员中有教授3名、副教授5名、讲师2名，实验研究人员多名，高级职称教师占该方向人员的75%，其中具有博士学位的7人，博士生导师1人，硕士研究生导师5人。培养博士研究生9名，硕士研究生近30名。团队队伍中有享受国务院特贴专家、省级有突出贡献的中青年专家，形成了一支以中青年教师为骨干力量的高水平科研队伍。

科研设备

该所拥有一批先进的测试试验设备，如高温材料物性测试仪、电弧熔炼和大块非晶熔炼炉、高真空单辊旋淬系统、真空Cf/C/快速制备设备、中频电炉、射频等离子沉积装置等。

科研奖励

支持国家自然科学基金资助项目3项，山东省自然科学基金资助项目4项，在《Journal of Applied Physics 》等著名杂志发表研究论文130余篇，被SCI或者EI收录90篇。培养博士研究生9名，硕士研究生10名。出版专著7部，获得国家发明专利9项，获得教育部科技进步一等奖1项、教育部技术发明一等奖1项，山东省高校优秀科研成果二等奖3项、山东省科技进步（理论）成果三等奖、山东省技术发明二等奖、科技进步二等奖等多项奖励。出版专著1部。

合作单位

本方向与国内外院校、科研机构和企业有密切的学术合作和科研交流，与山东大学、日本田中贵金属工业株式会社、济南惠成铸造有限公司等单位建立了密切合作关系。