北京科技大学新材料技术研究院

【研究室总体介绍】

表面科学与工程技术研究室隶属于北京科技大学腐蚀与防护中心腐蚀控制系统工程研究所、北京市腐蚀磨蚀与表面技术重点试验室。研究室现有教师2人，博士后1人，主要研究方向主要有：功能涂层或膜层的设计与制备、金属的腐蚀与防护处理、合金强化耐磨和修复处理、高性能特殊钢基础研究及工程应用、表面及内部残余应力无损检测与控制等。研究室坚持以应用需求为牵引，以工程应用带动基础研究与技术创新，承担了科技部重点研发、国家自然基金等多项省部级以上纵向课题以及企业合作开发项目，研究成果在多个设备上获得推广应用。

【研究室成员介绍】

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张津连勇

张津教授，博士生导师

连勇副研究员，硕士生导师

【研究室主要研究内容及科研成果】

1、钛合金表面改性及涂层制备技术

钛合金因具有优异的综合力学性能在航空、航天、船舶、石油、化工、电子等行业得到高度重视和广泛应用，利用微弧阳极氧化、离子氮化、阴极等离子处理、热氧化工艺，对钛合金进行表面改性和涂覆涂层，提高钛合金基体的耐磨、抗氧化和防污自洁净等性能，已在Surface and Coatings Technology等国内外期刊上发表论文10余篇。

2、残余应力表征与消减控制技术

利用联合开发的钨靶短波长特征X射线衍射技术（SWXRD），实现对材料内部织构以及残余应力的定点无损检测，可实现镁合金、铝合金、钛合金最大厚度分别为70mm、40mm、9mm残余应力的无损定点测试，相关测试结果与中子衍射法测试结果一致；拥有二维面探表面应力测试仪，可以快速测定表面残余应力；针对所测得残余应力分布，可以提供残余应力消减均化方案，为高精密制造、高精仪器设备的研发提供坚实的基础保障。研究获得国家科技部863项目、国家自然科学基金及科技部重点研发计划和大型科学仪器设备开发等项目支持，相关测试技术与方法处于国内外领先。相关学术成果在Journal of Materials Science等国内外期刊发表。

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SWXRD得到的两种不同铝合金板沿板厚织构分布比较

中子衍射和SWXRD测得的铝合金淬火板内部(a) TD和(b) RD方向残余应力分布对比

3、长寿命耐热耐磨钢材料技术

部分材料需要同时承受高温、高压、高速腐蚀性燃气烧蚀冲刷、交变载荷挤压和磨损多因素综合作用。针对此工况，采用低碳、多元复合合金化，实现宽温限范围内析出多种类、多尺度稳定碳化物。研制新材料700℃高温强度为同类材料1.5~2倍，600~700℃高温磨损量为现用材料1/5~1/2，材料已在部分型号上得以推广应用。已形成行业标准1项，申请授权专利10余项。

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4、耐海洋腐蚀高强度钢及涂层防护技术

研制出一种强度1800MPa级同时兼具优异韧性、优良耐腐蚀性能的新型马氏体时效不锈钢，并建立了合理的热处理规范。将纳米层状石墨烯应用于富片锌基涂料形成纳米-微米层状共轭结构长效耐蚀涂层，耐中性盐雾试验达2000以上。形成行业标准1项，申请专利5项，相关研究成果已发表在Mater. Sci. Eng. A等期刊。

5、激光熔覆高熵合金耐磨耐蚀耐高温涂层技术

利用激光加热熔池高过冷效应和强碳化物原位诱导析出，开发了高熵合金耐磨耐蚀耐高温涂层体系及工艺，获得了低残余应力、高致密的高熵合金涂层，室温耐磨耐蚀性能优异，高温耐磨性和抗气氛烧蚀显著优于镀硬铬，相关研究成果已发表在Corrosion Science、Surface and Coatings Technology等期刊

6、镁合金微弧氧化/磷酸盐复合阻燃涂层技术

针对镁合金产品件阻燃防护需求，利用微弧氧化涂层高膜基结合强度、高热稳定性以及浆料法制备的涂层成分可调、厚度可控特点，获得具有良好阻燃性的复合涂层。微弧氧化复合涂层起燃时间可延长至20 min，满足适航考核要求。相关研究成果发表在Journal of Magnesium and Alloys、Surface and Coatings Technology等期刊。

7、多元复合共渗耐磨耐蚀涂层技术

利用N、C、O、B、RE等多元活性元素共渗实现合金钢表面多元复合共渗改性处理（MEDT），开发了低温共渗盐及成套工艺，通过低温配合活性介质催渗，获得深层无脆性强化层，显著提升室温及高温耐磨性能。形成耐磨渗层同时在渗层表面可形成致密氧化膜，提升耐蚀性能。相关技术已申请授权专利6项，成果发表在Journal of Materials Research and Technology等期刊。