【研究室总体介绍】

本研究室共有教师3名，其中研究员/博导1名，副研究员2名。近年来承担和完成国家重点研发计划，国家级杰出人才计划项目，国家自然科学基金重大研究计划、面上项目和青年项目，省部级科技计划以及企业横向协作项目等课题40余项。

本研究室主要从事以下方面的研究工作：电磁及多物理场超材料、铁电制冷材料、超高频软磁材料、多孔陶瓷的设计与研发，材料基因工程数据库与大数据技术，先进表面技术/表面纳米工程，材料/纳米材料的电化学制备与应用，耐蚀材料、功能材料、航天材料开发，材料腐蚀与防护行为机理，航天/航空/海洋/火电等超（超）临界环境服役装置的腐蚀与控制等。

研究室地址：北京科技大学腐蚀与防护中心楼二楼南侧

教师办公室：223房间，电话：010-62332548

【研究室成员介绍】

白   洋    研究员，博士生导师

王旭东    副研究员

刘传宝    副研究员

【研究室主要研究方向】

1. 功能陶瓷与新型电子元器件

2. 电磁及多物理场超材料与新型器件设计

3. 铁电制冷材料与新型微制冷器开发

4. 铁氧体软磁材料与吸波器件设计

5. 铁性材料的多场耦合响应及其环境断裂机理

6. 材料基因工程

7. 空间环境下航天器热控涂层的服役行为与机制；

8. 航天器用镁、钛合金的功能化表面制备技术；

9. 航天器材料的腐蚀控制、评估与失效分析；

【研究室主要研究内容及科研成果】

1、功能材料/纳米材料的制备与新型元器件设计

主要研究：电磁及多物理场超材料与新型微波/光学器件、功能陶瓷与新型电子元器件、铁电制冷材料研究与微型制冷器、铁氧体软磁材料与吸波器件、铁性材料的多场耦合响应及其环境断裂机理等；采用电化学方法研究：金属/合金纳米粉体材料液相还原制备、非晶纳米晶材料、块体非晶和薄膜非晶材料的电化学制备与成型技术，开拓非晶、非晶纳米晶复合材料和纳米材料等功能材料的应用。

2、先进表面技术/表面纳米技术

主要研究：研发以耐蚀、耐磨和功能性等为目的多种表面技术，包括：电化学沉积、化学沉积、反应烧结、热喷涂、纳米复合有机涂层等表面技术，主要研究：高催化活性的纳米晶氧化物涂层烧结成型技术、功能性非晶纳米晶复合涂层电化学沉积技术、高耐蚀耐磨纳米强化非晶复合涂层热喷涂技术，快速注射/喷涂成型的环保型纳米复合聚氨脂/聚脲涂料。

3、航天/航空/油气开采输运炼制/钢铁冶金/海洋等领域的腐蚀与控制/剩余强度及寿命评估/软件系统开发

主要研究：航天/航空/油气开采输运炼制/钢铁冶金/海洋等领域装置与材料的腐蚀失效规律、检测与评价方法、风险评估技术，工业设备的使用寿命预测以及腐蚀控制手段的应用研究，开发应用软件系统。

4、复杂多相及苛刻环境下材料腐蚀、评价技术

主要研究：油气开采输送炼制过程中的多相流体系的腐蚀过程、航天器宇宙环境用材料或防护涂层失效过程、大型水利枢纽工程中水轮机冲刷腐蚀和空泡腐蚀过程、火电等超（超）临界等的复杂多相及苛刻环境下材料腐蚀与检测、评价技术，建有海洋、航天、油气开采输送炼制等环境的腐蚀加速模拟方法、海洋腐蚀仿真模型、单空泡腐蚀试验装置等。

【研究室代表性文献】

1. Ruowei Yin, Junjie Li, Xiaopo Su, Shiqiang Qin, Chengye Yu, Yuxuan Hou, Chuanbao Liu, Yanjing Su, Lijie Qiao, Turab Lookman, Yang Bai, Emergent enhanced electrocaloric effect within wide temperature span in laminated composite ceramics, Advanced Functional Materials, 32: 2108182 (2022).

2. Yang Li, Chuanbao Liu, Pei Li, Tianxing Lu, Cunguang Chen, Zhimeng Guo, Yanjing Su, Lijie Qiao, Ji Zhou, Yang Bai, Scattering cancellation by a monolayer cloak in oxide dispersion-strengthened alloys, Advanced Functional Materials, 30: 2003270 (2020).

3. Chengye Yu, Jingjin He, Mengxi Tan, Yuxuan Hou, Hua Zeng, Chuanbao Liu, Huimin Meng, Yanjing Su, Lijie Qiao, Turab Lookman and Yang Bai, Selective enhancement of photo-piezocatalytic performance in BaTiO3 via heterovalent ion doping, Advanced Functional Materials, 32: 2209365 (2022).

4. Mengxi Tan, Yuan Ma, Chengye Yu, Qingjie Luan, Junjie Li, Chuanbao Liu, Wenjun Dong, Yanjing Su, Lijie Qiao, Lei Gao, Qipeng Lu, Yang Bai, Boosting photocatalytic hydrogen production via interfacial engineering on 2D ultrathin Z-scheme ZnIn2S4/g-C3N4 heterojunction, Advanced Functional Materials, 32: 2111740 (2022).

5. Junjie Li, Honghui Wu, Jianting Li, Xiaopo Su, Ruowei Yin, Shiqiang Qin, Dong Guo, Yanjing Su, Lijie Qiao, Turab Lookman, Yang Bai, Room-temperature symmetric giant positive and negative electrocaloric effect in PbMg0.5W0.5O3 antiferroelectric ceramics, Advanced Functional Materials, 31: 202101176, (2021).

6. Yang Li, Chengye Yu, Chuanbao Liu, Zhengjiao Xu, Yanjing Su, Lijie Qiao, Ji Zhou, Yang Bai, Mass Diffusion Metamaterials with “Plug and Switch” Modules for Ion Cloaking, Concentrating, and Selection: Design and Experiments, Advanced Science, 9: 2201032 (2022).

7. Jingjin He, Chengye Yu, Yuxuan Hou, Xiaopo Su, Junjie Li, Chuanbao Liu, Dezhen Xue, Jiangli Cao, Yanjing Su, Lijie Qiao, Turab Lookman, Yang Bai, Accelerated discovery of high-performance piezocatalyst in BaTiO3-based ceramics via machine learning, Nano Energy, 97: 107218 (2022).

8. Jingjin He, Junjie Li, Chuanbao Liu, Changxin Wang, Yan Zhang, Cheng Wen, Dezhen Xue, Jiangli Cao, Yanjing Su, Lijie Qiao, Yang Bai, Machine learning identified materials descriptors for ferroelectricity, Acta Materialia, 209: 116815 (2021).

9. Jingjin He, Xiaopo Su, Changxin Wang, Junjie Li, Yuxuan Hou, Zhonghua Li, Chuanbao Liu, Dezhen Xue, Jiangli Cao, Yanjing Su, Lijie Qiao, Turab Lookman and Yang Bai, Machine learning assisted predictions of multi-component phase diagrams and fine boundary information, Acta Materialia, 240:118341(2022)

10. Xiaopo Su, Junjie Li, Yuxuan Hou, Ruowei Yin, Jianting Li, Shiqiang Qin, Yanjing Su, Lijie Qiao, Chuanbao Liu, Yang Bai, Large electrocaloric effect over a wide temperature span in lead-free bismuth sodium titanate-based relaxor ferroelectrics, Journal of Materiomics, 9: 289-298 (2024).

11. Junjie Li, Ruowei Yin, Jianting Li, Xiaopo Su, Yanjing Su, Lijie Qiao, and Yang Bai, Correlation between multi-factor phase diagrams and complex electrocaloric behaviors in PNZST antiferroelectric ceramic system, Journal of Advanced Ceramics, 12: 463-473 (2023).

12. Jingjin He, Changxin Wang, Junjie Li, Chuanbao Liu, Dezhen Xue, Jiangli Cao, Yanjing Su, Lijie Qiao, Turab Lookman, Yang Bai, Machine learning assisted prediction of dielectric temperature spectrum of ferroelectrics, Journal of Advanced Ceramics, 12: 1793-1804 (2023).

13. Zhonghua Li, Shiqiang Qin, Jianting Li, Yanjing Su, Lijie Qiao, Chuanbao Liu, and Yang Bai, Negative slope polarization in ferroelectric hysteresis loop engineered by defect dipoles, Acta Materialia, 277: 120224 (2024).

14. Yuxuan Hou, Junjie Li, Ruowei Yin, Xiaopo Su, Yanjing Su, Lijie Qiao, Chuanbao Liu, Qian Li and Yang Bai, A multifunctional oriented nanocrystalline Pb0.91La0.06Zr0.8Ti0.2O3 relaxor ferroelectric thin film for chip power and thermal management, Journal of Materials Chemistry C 12: 7956-7965 (2024).

15. Xueqian Wang, Chuanbao Liu, Feilou Wang, Weijia Luo, Chengdong Tao, Yuxuan Hou, Lijie Qiao, Ji Zhou, Jingbo Sun, and Yang Bai, Highly efficient broadband achromatic microlens design based on low dispersion materials, Engineering, 38: 194-200 (2024).

16. Xueqian Wang, Chuanbao Liu, Lijie Qiao, Ji Zhou, Yang Bai, Jingbo Sun, Imaging with high-resolution and wide-field-of-view based on ultrathin microlens array, Physical Review Applied, 21, 034035 (2024).

17. Yisong Bai, Chuanbao Liu, Yang Li, Jinxu Li, Lijie Qiao, Ji Zhou, Yang Bai, Programmable mechanical metamaterials with tailorable negative Poisson’s ratio and arbitrary thermal expansion in multiple thermal deformation modes, ACS Applied Materials & Interfaces, 14: 35905-35916 (2022).

18. Yisong Bai, Chuanbao Liu, Yang Li, Jinxu Li, Lijie Qiao, Ji Zhou, Yang Bai, Moisture-sensitive mechanical metamaterials with unusual and re-programmable hygroscopic deformation modes, Materials Horizons, 9: 2835-2845 (2022).

19. Yisong Bai, Chuanbao Liu, Yang Li, Jinxu Li, Lijie Qiao, Ji Zhou, Yang Bai, Modular reprogrammable 3D mechanical metamaterials with unusual hygroscopic deformation modes, Materials Horizons, 10: 4470-4479 (2023).

20. Chengdong Tao, Chuanbao Liu, Yongliang Li, Lijie Qiao, Ji Zhou, and Yang Bai, Efficient excitation of acoustic graphene plasmons for sub-nanoscale infrared sensing, Journal of the Optical Society of America B, 41: 2280-2284 (2024) .

21. Chengdong Tao, Chuanbao Liu, Yongliang Li, Lijie Qiao, Ji Zhou, Yang Bai, Graphene plasmonics for ultrasensitive imaging-based molecular fingerprint detection, Journal of Materials Chemistry C, 11: 7068-7075 (2023).

22. Chuanbao Liu, Yang Li, Junhong Chen, LiJie Qiao, Ji Zhou, Yang Bai, Novel specular-reflection bandpass filter based on composite metagratings, Science China Technological Sciences, 66: 889-895 (2023).

23. Chuanbao Liu, Changxin Wang, Jun Hong Chen, Yan Jing Su, Lijie Qiao, Ji Zhou, Yang Bai, Ultrasensitive Frequency Shifting of Dielectric Mie Resonance near Metallic Substrate, Research, 2022: 9862974 (2022).

24. Chuanbao Liu, Yang Bai, Ji Zhou, Junhong Chen, Lijie Qiao, Refractive index sensing by asymmetric dielectric gratings with both bound states in the continuum and guided mode resonances, Optics Express, 29: 42978-42988 (2021).

25. Chuanbao Liu, Yang Bai, Ji Zhou, Qian Zhao, Yihao Yang, Hongsheng Chen, Lijie Qiao, High-performance bifunctional polarization switch chiral metamaterials by inverse design method, Npj Computational Materials, 5: 93 (2019).

26. Chuanbao Liu, Yang Bai, Liqiao Jing, Yihao Yang, Hongsheng Chen, Ji Zhou, Qian Zhao, Lijie Qiao, Equivalent energy level hybridization approach for high-performance metamaterials design, Acta Materialia, 135: 144 (2017).

27. Jing Tang, Hui-min Meng, Sen Li, Meihui Yu, Huan Li, Jin hui Shi，The energy saving mechanism of gas diffusion electrode based on Pt/C catalyst for saving energy and green electrodeposition of manganese dioxide，Electrochimica Acta， 170: 92-97 (2015).

28. Liangliang Huang, Huimin Meng, Likang Liang, Sen Li, and Jinhui Shi，Effects of heat treatment on corrosion resistance of carbon steel coated with LaMgAl11O19 thermal barrier coatings, International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 22: 1050-1059 (2015).

29. Yu-qing Wen, Hui-min Meng, Wei Shang. Corrosion resistance and adsorption behavior of bis-(3-triethoxysilylpropyl)-tetrasulfide selfassembled membrane on 6061 aluminum alloy, RSC Advances, 5: 80129-80135 (2015).

30. Jing Tang, Huimin Meng, Xuan Liang, Gas diffusion electrode with platinum/titanium nitride-carbon nitride nanocatalysts for the energy-saving and environment-friendly electrodeposition of manganese dioxide/Pt/TiN-CNx, Journal of Cleaner Production, 137: 903-909 (2016).

31. Jing Tang, Huimin Meng. TiO2-modified CNx nanowires as a Pt electrocatalyst support with high activity and durability for the oxygen reduction reaction, Physical Chemistry Chemical Physics, 18: 1500-1506 (2016).

32. Jing Tang, Huimin Meng, Xuan Liang. Effect Platinum particle size and Oxygen pressure on activity of Platinum/Carbon gas diffusion electrodes in high temperature acid medium, Materials Science Forum, 859: 169-147 (2016).

33. Meihui Yu, Huimin Meng, Ying Xue. Nano-mesh structured Mn-based oxide/conducting polymer composite electrode for supercapacitor, Materials Science Forum, 859: 104-108 (2016).

34. Jing Tang，Huimin Meng，Yunfei He，Energy-saving synthesis of electrolytic manganese dioxide using oxygen cathode with Pt/TiO2-CNx nanocatalysts，Journal of applied electrochemistry, 47: 653-659 (2017).

35. X. D. Wang, S. Y. He, D. Z. Yang and P. F. Gu．Space Radiation Damage in ZnO Induced by Subthreshold Electrons: Defect Identity and Optical Degradation, Radiation Research, 176: 264-268 (2011).

36. Pengfei Gu, Xudong Wang, etc．Synthesis, Characterization and Photoluminescence of ZnO Spindles by Polyvinylpyrrolidone-assisted Low-temperature Wet-chemistry Process, Journal of Crystal Growth, 338: 162-165 (2012).

37. Pengfei Gu, Xudong Wang, etc．Investigation of Defects in N-doped ZnO Powders Prepared by a Facile Solvothermal Method and Their UV Photocatalytic Properties, Materials Research Bulletin, 48：4699-703 (2013).

38. Pengfei Gu, Xudong Wang, etc．Solvothermal Synthesis and Growth Mechanism of Asymmetric ZnO Hierarchical Structures in Diethylene Glycol with Ammonia Solution, Crystal Research and Technology, 48: 989-95 (2013).

39. Pengfei Gu, Xudong Wang, Xiangke Wang, Qinglong Liu and Huimin Meng．Preparation of 1D or 3D Nano ZnO Crystals in High-viscosity Solvent, Materials Science Forum, 789: 36-43 (2014)

40. Q. L. Liu, X. D. Wang, X. K. Wang, X. W. Yan and X. J. Ma．Study of high emittance chemical conversion coatings for magnesium alloys, Surface Engineering, 30: 48-52 (2014).

41. Junjun Liu, Xudong Wang, Zhiyong Tian, Ming Yuan, Xijuan Ma．Effect of copper content on the properties of electroless Ni-Cu-P coatings prepared on magnesium alloys, Applied Surface Science 356: 289-293 (2015).

42. 王旭东，程远等．S781白漆低能质子辐照损伤的模拟研究．航天器环境工程．27: 682-685 (2010).

43. 王旭东，李春东等．电子与质子综合辐照下ZnO白漆的光学性能退化研究．航天器环境工程．27: 581-584 (2010).

44. 王旭东，顾鹏飞等．ZnO白漆空间性能退化的地面恢复与保护研究．材料工程．1: 7-10 (2011).

【研究室授权专利】

白洋、王学倩、刘传宝，一种大焦深消色差微透镜的设计方法及其大焦深消色差微透镜，专利号：CN202110541365.5，授权日：2022.05.27

白洋、王学倩、刘传宝，一种基于有效介质理论的消色差超透镜设计方法及其消色差超透镜，专利号：CN202110527536.9，授权日：2022.04.08

白洋、李俊杰、秦士强、李建厅、苏小坡、殷若伟，基于空间热成像技术的高通量电卡测试系统，专利号：CN201910389148.1，授权日：2020.10.02

白洋、郑广平、石三强，一种应用无铅铁电材料的片式微制冷器及其制备方法，专利号：ZL201010146958.3，授权日：2012.11.07

白洋、徐芳、张丽晖、乔利杰、李金许，一种基于左手特性的低损耗可调带通滤波器，专利号：ZL200910079153.9，授权日：2013.03.27

杜晋峰、白洋、乔利杰、褚武扬，一种氢传感器用壳聚糖质子交换膜的制备方法，专利号：ZL200810226502.0，授权日：2011.06.22

王智瑛、白洋、乔利杰，一种螺旋扣式防侧漏氢传感器外壳结构，专利号：ZL200810104021.2，授权日：2011.10.12

王智瑛、白洋, 乔利杰，一种利用氢传感器测量空气中氢气含量的方法，专利号：ZL200810104022.7，授权日：2011.08.10

徐芳、白洋、乔利杰，一种复合材料片式感性元件及其制备方法，专利号：ZL200810089087.9，授权日：2011.02.16

白洋、徐芳、乔利杰，一种低温烧结六角晶系软磁铁氧体，专利号：ZL200710118909.7，授权日：2011.02.16

孟惠民、何庆龙、俞宏英、樊自拴、王旭东、孙冬柏，一种应用于管线钢腐蚀研究的改进设计装置，专利号：ZL 200710065218.5, 授权日：2009.5.13

孟惠民、宋利君、孙冬柏、俞宏英, 一种电解海水制备氢气和氧气的电解设备及其工艺，专利号：ZL201010293440.2，授权日：2011.10.12

孟惠民、郭琳、张慧、孙冬柏、俞宏英、樊自栓、王旭东，一种节能型电解二氧化锰的制备方法，专利号：ZL201010578846.5，授权日：2011.12.28

孟惠民、史艳华、孙冬柏、俞宏英、樊自栓、王旭东,一种网孔状纳米结构锰系氧化物镀层及其制备方法，专利号：ZL200710176693.X，授权日：2010.5.28.

孟惠民、孙冬柏、俞宏英、樊自栓、王旭东，一种用于处理有机废水的流化床电极反应器，专利号：ZL 200610144148.8，授权日：2009.6.17

孟惠民、史艳华、孙冬柏、俞宏英、樊自栓、王旭东，一种快速电解降解苯胺的方法，专利号：ZL 200610144149.2，授权日：2009.6.17

孟惠民、王建升、孙冬柏、俞宏英、樊自拴、王旭东，一种金属轧辊表面电火花强化方法，专利号：ZL200910084728.6，授权日：2011.8.14

孟惠民、王书真、俞宏英，一种以网孔状纳米结构锰系氧化物电极组装的超级电容器，专利号：ZL201110402732.X，授权日：2013.7.24

王旭东等，一种用于环境试验的海水飞溅模拟试验装置，200920108502.0，授：2010.06.23

【研究室承担科研项目】

纵向项目

多物理场超材料，国家杰出青年基金，负责人：白洋

信息功能陶瓷材料高通量制备及表征技术与智能化研发平台，国家重点研发计划项目，负责人：白洋

面向大规模非周期序构超材料逆向设计方法及应用研究，国家自然科学基金委-重大研究计划（集成项目），负责人：白洋

数据驱动的PbB’0.5B”0.5O3型铁电/反铁电陶瓷的近室温大电卡效应，国家自然科学基金，负责人：白洋

面向高能效固态制冷的铁电材料电卡效应的多维相图调控研究，北京市自然科学基金，负责人：白洋

基于超构材料空间变换调控物质输运拉普拉斯场的研究，国家自然科学基金，负责人：白洋

基于超材料的平面光学透镜研制，北京市科技计划项目，负责人：白洋

教育部“新世纪优秀人才支持计划”，负责人：白洋

陶瓷基超常介质的对称破缺和石墨烯多重调制，国家自然科学基金，负责人：白洋

准同型相界铁电材料电卡效应影响规律与机理研究，国家自然科学基金，负责人：白洋

多场耦合条件下铁电厚膜电卡效应动力学研究，国家自然科学基金项目，负责人：白洋

外场调节铁电铁磁复合左手材料电磁特性的研究，国家自然科学基金项目，负责人：白洋

高强韧金属基复合材料集成计算与高效设计，国家重点研发计划课题，负责人：王旭东

稀土催化材料专用数据库及全流程数字化研发平台，国家重点研发计划课题，负责人：王旭东

镁合金表面防腐及其与导电、热控功能一体化制备技术，国家重点研发计划课题，负责人：王旭东

材料环境失效过程的多因素耦合加速模拟实验技术，国家重点研发计划课题，负责人：王旭东

基于低损耗、大折射率差相变材料的共振超表面发光调控研究，国家自然科学基金，负责人：刘传宝

基于超光栅结构设计的紧聚焦矢量光场研究，国家自然科学基金，负责人：刘传宝

介质基手性超材料的线极化电磁波不对称传输特性的动态调控，博士后创新人才支持计划，负责人：刘传宝

基于智能化研发平台的微波介质陶瓷开发与应用，国家重点研发计划子课题，负责人：刘传宝

高铁高性能牵引供电系统保护层服役评价研究，国家重大科技专项课题，负责人：孟惠民

海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究（海洋环境下磨蚀过程的力学-电化学机理研究），国家“973”项目（课题），负责人：孟惠民

氧阴极法节能环保制备二氧化锰电解规律研究，国家自然科学基金，负责人：孟惠民

横向项目

电卡制冷芯体技术开发，比亚迪汽车工业研究院，负责人：白洋

转动设备综合故障数字化分析系统研究，中广核，负责人：白洋

转动部件寿命预测数字化分析系统研究，中广核，负责人：白洋

月球原位资源利用可行性研究，航天八院，负责人：王旭东

载人月球车材料防护技术研究，航天八院，负责人：王旭东

探月三期航天器及地面设备环境适应性评价研究，航天八院，负责人：王旭东

核电站用高强度紧固件安全性评价与防护技术研究，苏州热工院，负责人：王旭东

基于电磁超表面技术的气室表面优化，中国计量科学研究院，负责人：刘传宝

供水球墨铸铁管土壤腐蚀与服役寿命研究，负责人：孟惠民