專家信息：

王鈾，1989年獲哈工大工學博士學位，1991年清華大學博士后出站被評為副教授，1993年任北航教授，1994年至2004年間旅居美國和加拿大，曾任美國標準技術研究院(原國家標準局)客座科學家、美國納米材料集團高級工程師兼項目經理、加拿大阿爾伯塔大學訪問教授。

2004年他作為海外引進人才回到哈工大，被聘為教授、博士生導師�，F為黑龍江省表面工程學會理事長、全國熱處理標準化技術委員會委員、《熱處理技術與裝備》編委會委員，還為《Surface and Coatings Technology》、《Wear》、《Thin Solid films》、《Materials Science and Engineering A》、《Tribology letters》、《Journal of Materials Science & Technology》等多家國內外雜志的審稿人。

王鈾教授是170余篇論文的作者，多項美國或國際專利的發(fā)明人，數十篇文章為SCI收錄并為同行在國際雜志引用200余次。上世紀末因在摩擦學和表面工程方面的杰出貢獻被英國劍橋國際傳記中心選入《二十世紀2000杰出科學家》。

科學研究：

研究領域：

材料摩擦學、納米表面工程和納米改性材料。

主要成果：

●　將宏觀摩擦磨損性能與微觀組織的動態(tài)變化相結合，研究了高碳鋼干滑動摩擦金屬學行為并揭示了其磨損機理，研究表明鋼種不同顯微組織所表現出的耐磨性差異是由于在磨損過程中所具有的不同熱強性、不同的對塑性變形和裂紋形核及擴展的抗力、尤其是不同的能量消耗所造成的。

●　以直接證據證實了球形磨損顆粒是磨損表面局部熔化所形成的熔滴凝固而成，解決了摩擦學界長期懸而未決的一個難題。

●　證實了磨損表面生成非晶態(tài)，結束了摩擦學界長達20多年的爭論。

●　建立了摩擦表面層溫度場模型，計算機模擬紅外熱象測溫結果擬合理想，使摩擦溫度測算更接近真實。

●　在熱噴涂和激光表面稀土改性方面的開拓性工作，使材料的耐磨抗腐蝕性能大幅度提高。

●　首次研發(fā)出的高性能納米結構熱噴涂陶瓷涂層被美國海軍譽為一種革命性的新涂層，是目前世界上在該領域首次成功獲得應用的納米技術，與傳統陶瓷涂層相比，該納米陶瓷涂層的韌性、結合強度、抗熱震性能高1-2倍，耐磨性能高4-8倍。該技術已用于美國海軍艦船的數百種零部件，包括儲水槽的水泵軸、潛艇艙門支桿、主柱塞閥閥桿、主加速器軸等。2001年，該技術獲得被譽為“應用技術奧斯卡獎”和“研究發(fā)明諾貝爾獎”的“世界研究開發(fā)百項獎”，和美國國防部“軍民兩用研究開發(fā)技術獎”。

●　首次采用熱噴涂技術制備出了納米結構固體自潤滑復合材料涂層。

●　首次采用稀土協同改性技術，基本解決了鎳鋁金屬間化合物室溫脆性大而限制其應用的問題，能在保證高強度的同時提高其室溫塑性(室溫塑性超過10%)。

●　首次采用納米改性技術，使硬質合金材料的耐磨壽命提高1倍。

●　首次采用納米改性技術，顯著提高了耐磨合金鑄鐵磨板的磨削效率和使用壽命，加工鋼球或合金球時，1副改性磨板相當于2-4副國內外現用的磨板。

發(fā)明專利：

1.一種新型氧化鋁/氧化鈦復相陶瓷材料

2.稀土改性NiCrAlY涂層技術

3.熱噴涂納米結構陶瓷涂層及在海軍裝備上的應用

4.納米改性硬質合金材料

5.納米改性高效耐磨優(yōu)質磨板

論文專著：

發(fā)表論文：

1 一種新型高性能復相陶瓷材料的應用前景 楊勇; 鄭國明; 潘兆義; 孫曉光; 王亮; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系; 河北工業(yè)大學材料科學系; 黑龍江歲寶熱電有限公司水泥分廠 【期刊】山東陶瓷 2011-04-25

2 SPS合成Al₂O₃-Al₂TiO₅復相陶瓷的組織性能及磨損行為 趙玥; 楊勇; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系 材料導報 2010-11-25

3 大力發(fā)展納米表面工程 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系納米表面工程研究室 熱噴涂技術 2011-03-15

4 用先進表面工程服務新材料產業(yè)發(fā)展 王鈾; 張成連; 陳正基; 葛文慶 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系; 東北特鋼集團技術中心北滿分中心; 哈爾濱麥捷納科技發(fā)展有限公司 【期刊】黑龍江冶金 2010-03-15

5 礦用納米稀土硬質合金的磨損性能研究 彭飛; 王政; 金寶士; 劉娟; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院; 哈電集團（秦皇島）重型裝備有限公司; 佳木斯大學材料學院 【期刊】熱處理 2010-08-25

6 燒結溫度對固相法制備ZrW₂O₈的影響 王鈾; 王姬; 王亮 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院 【期刊】熱處理 2010-08-25

7 Al₂O₃基復相陶瓷材料摩擦學研究進展 趙玥; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系 【期刊】熱處理技術與裝備 2010-10-25

8 納米稀土改性熱噴涂WC/12Co涂層的摩擦磨損性能研究 周紅霞; 彭飛; 王振強; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學 【期刊】熱處理技術與裝備 2009-02-25

9 雷廷權院士對材料熱處理及表面工程的貢獻 周玉; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院 【期刊】材料熱處理學報 2009-04-25

10 納米稀土對熱噴涂WC-12Co涂層的改性作用 周紅霞; 王亮; 彭飛; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院 【期刊】材料熱處理學報 2009-04-25

11 負熱膨脹材料ZrW₂O₈研究現狀 王姬; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院 【期刊】熱處理技術與裝備 2009-06-25

12 等離子噴涂納米結構與傳統結構熱障涂層的殘余應力對比研究 王亮; 王鈾; 田偉; 楊勇; 周紅霞 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院 【期刊】材料保護 2009-03-15

13 納米改性Cr-Mo-Cu合金鑄鐵的石墨形態(tài)及其性能 王鈾; 潘兆義; 王政; 王亮 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院 【期刊】金屬熱處理 2009-07-25

14 納米氧化鈰對納米晶硬質合金組織性能的影響 劉娟; 王鈾; 王政; 羅鑫 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系 【期刊】熱處理技術與裝備 2009-10-25

15 新型鋯酸鹽基熱障涂層材料的研究進展 王鈾; 王亮 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系 【期刊】中國表面工程 2009-12-15

16 三種熱噴涂WC-CoCr涂層的組織及腐蝕行為 王振強; 楊勇; 王鈾; 翟崗; 畢麗英 哈爾濱工業(yè)大學; 北京東方潤鵬科技有限公司 【期刊】熱處理技術與裝備 2009-12-25

17 納米結構涂層與納米改性材料 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系 【期刊】金屬熱處理 2010-01-25

18 光固化互穿網絡結構的丙烯酸乳液的研制 王鈾; 馮征; 魏月貞 哈爾濱工業(yè)大學應用化學系; 哈爾濱工業(yè)大學應用化學系 【期刊】哈爾濱工業(yè)大學學報 1997-08-30

19 論我國“九五”期間石油化工和精細化工的發(fā)展 閻學政; 王鈾; 陳長慶 黑龍江省科學院石油化學研究所; 哈爾濱工業(yè)大學; 哈爾濱－鼎環(huán)保設備廠 【期刊】化學與粘合 1997-10-15

20 影響膠接表面特性的諸因素分析 劉曉輝; 張廣艷; 王鈾 黑龍江省科學院石油化學研究所; 哈爾濱工業(yè)大學 【期刊】化學與粘合 1997-10-15

21 制備聚合物納米復合材料展望 王鈾; 沈靜姝 哈爾濱工業(yè)大學; 中國科學院化學所 【期刊】化工新型材料 1998-01-20

22 國外航空工業(yè)膠接結構耐久性的論述 張廣艷; 王旭紅; 王鈾 黑龍江省科學院石油化學研究所; 哈爾濱工業(yè)大學 【期刊】化學與粘合 1998-01-15

23 玻璃纖維增強環(huán)氧型應變計基底材料的研制 王鈾; 卞明 哈爾濱工業(yè)大學應用化學系; 黑龍江化工設計規(guī)劃院 【期刊】哈爾濱工業(yè)大學學報 1998-06-15

24 鋼表面層在滑動磨損過程中的硬化和軟化行為 王鈾; 高彩橋; 雷廷權 清華大學; 哈爾濱工業(yè)大學; 哈爾濱工業(yè)大學 北京 【期刊】機械工程材料 1992-03-01

25 摩擦磨損表面層溫度場分布函數及計算機模擬 閻牧夫; 王鈾; 雷廷權; 夏立芳; 高彩橋; 祖國成 哈爾濱工業(yè)大學; 哈爾濱工業(yè)大學; 哈爾濱船舶工程學院 哈爾濱 【期刊】宇航學報 1993-07-02

26 復合化學熱處理鋼表面層的摩擦學性能 高彩橋; 劉新明; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學; 東安機械廠; 哈爾濱船舶工程學院 【期刊】金屬科學與工藝 1983-12-31

27 滲碳與電解滲硫熱處理鋼表面磨損性能的研究 高彩橋; 王鈾; 劉新明 哈爾濱工業(yè)大學; 哈爾濱船舶工程學院; 國營東安機械廠 【期刊】熱加工工藝 1985-05-01

28 SEM研究表面強化鉻鎳鋼的磨損機制 王鈾; 高彩橋; 王典亮 哈爾濱工業(yè)大學; 哈爾濱工業(yè)大學; 哈爾濱工業(yè)大學 哈爾濱 【期刊】電子顯微學報 1987-08-29

29 熔融鹽法鋼鐵表面被覆碳化鈮的研究 郭久柱; 王鈾; 王項敏 吉林工學院; 哈爾濱工業(yè)大學; 國營133廠 【期刊】熱加工工藝 1988-12-26

30 高碳鉻軸承鋼干滑動磨損機制的轉化 王鈾; 高彩橋; 雷廷權 哈爾濱工業(yè)大學; 哈爾濱工業(yè)大學 【期刊】金屬科學與工藝 1988-12-30

31 滑動磨損過程中鋼表面層的組織與性能 王鈾; 高彩橋; 雷廷權 哈爾濱工業(yè)大學; 哈爾濱工業(yè)大學 【期刊】金屬科學與工藝 1989-07-02

32 SiCw/Al復合材料的磨損性能 曹利; 王鈾; 姚忠凱 哈爾濱工業(yè)大學; 哈爾濱工業(yè)大學 【期刊】物理測試 1989-12-27

33 GCrl5鋼磨損機制轉化的掃描電鏡研究 王鈾; 王典亮; 高彩橋; 雷廷權 哈爾濱工業(yè)大學; 哈爾濱工業(yè)大學 【期刊】物理測試 1989-06-30

34 T8鋼干滑動磨損表面形貌和磨損顆粒特征 王鈾; 潘俐; 雷廷權 清華大學; 云南工學院; 哈爾濱工業(yè)大學 【期刊】機械工程材料 1990-10-28

35 粘著-熔化磨損轉型前后的磨損表面層和磨損顆粒的特性 王鈾; 高彩橋; 王典亮 哈爾濱工業(yè)大學; 哈爾濱工業(yè)大學 【期刊】潤滑與密封 1990-03-02

36 鋼復合化學熱處理的表層特性及應用 高彩橋; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學; 清華大學 【期刊】表面工程 1990-12-31

37 軸承鋼磨損表面層的XRD和SEM研究 王鈾; 王典亮; 歐陽社旺; 高彩橋; 雷廷權 清華大學; 哈爾濱工業(yè)大學; 哈爾濱工業(yè)大學 【期刊】物理測試 1990-10-28

38 SiCw/Al復合材料滑動磨損的微觀機制 王鈾; 曹利; 劉家設; 姚忠凱 清華大學機械工程系; 北京有色金屬研究總院; 哈爾濱工業(yè)大學 北京 【期刊】復合材料學報 1991-07-02

39 GCr15鋼和T8鋼的原始組織硬度與耐磨性 王鈾; 高彩橋; 雷廷權; 潘俐 清華大學; 哈爾濱工業(yè)大學; 哈爾濱工業(yè)大學; 云南工學院 【期刊】鋼鐵 1991-05-01

40 殘余應力對零件耐磨性的影響的定量比較研究 胡忠輝; 王鈾; 袁哲俊 哈爾濱工業(yè)大學; 哈爾濱工業(yè)大學 【期刊】金屬科學與工藝 1991-04-02

41 4Cr5MoV1Si鋼表面激光快速熔凝的組織特征 李曉東; 尹鐘大; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學; 哈爾濱工業(yè)大學; 清華大學 哈爾濱 【期刊】激光技術 1991-12-27

42 GCr15鋼在干滑動磨損過程中的機制轉化及磨損表層組織變化 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學 【期刊】金屬熱處理 1989-05-01

43 嵌段共聚物表面AFM針尖鍛造納米圖案熱擦除動力學研究 洪曉東; 王鈾; 王雪峰 哈爾濱工業(yè)大學材料物理與化學系; 哈爾濱工業(yè)大學; 微納米研究中心; 哈爾濱工業(yè)大學管理學院 【會議】2009年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（上冊） 2009-08-18

44 摩擦磨損表面層溫度的紅外熱象分析 王鈾; 閆牧夫; 徐景俊; 楊振麗 清華大學; 哈爾濱工業(yè)大學; 哈爾濱工業(yè)大學 【會議】第一屆全國青年摩擦學學術會議論文集 1991-12-01

45 嵌段共聚物自組裝在微納制造領域的應用研究 曹永智; 王鈾; 梁迎春; 董申 哈爾濱工業(yè)大學機電學院精密工程研究所; 哈爾濱工業(yè)大學 【會議】全球化、信息化、綠色化提升中國制造業(yè)——2003年中國機械工程學會年會論文集（微納制造技術應用專題） 2003-06-30

46 納米表面工程與改造傳統工業(yè) 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系 【會議】納米材料與技術應用進展——第四屆全國納米材料會議論文集 2005-12-01

47 熱噴涂NiAl金屬間化合物涂層的稀土改性 楊勇; 王鈾; 閆牧夫 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系 【會議】第六屆全國表面工程學術會議暨首屆青年表面工程學術論壇論文集 2006-08-01

48 高強韌耐磨納米陶瓷涂層的制備及應用 田偉; 楊勇; 王超會; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系 【會議】第六屆全國表面工程學術會議暨首屆青年表面工程學術論壇論文集 2006-08-01

49 稀土表面工程與摩擦學 王鈾; 楊勇; 閆牧夫 哈爾濱工業(yè)大學 材料科學與工程學院; 哈爾濱工業(yè)大學 材料科學與工程學院 【會議】2006全國摩擦學學術會議論文集（三） 2006-07-01

50 納米表面工程與摩擦學 田偉; 王鈾; 王典亮 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院 【會議】2006全國摩擦學學術會議論文集（二） 2006-07-01

51 熱噴涂NiAl金屬間化合物涂層的稀土改性 楊勇; 王鈾; 閆牧夫 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系 【會議】第六屆全國表面工程學術會議論文集 2006-08-01

52 高強韌耐磨納米陶瓷涂層的制備及應用 田偉; 楊勇; 王超會; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系 【會議】第六屆全國表面工程學術會議論文集 2006-08-01

53 納米稀土氧化物對7075鋁合金硬度和耐磨性的影響 馬國亮; 田偉; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系 【會議】第九次全國熱處理大會論文集（二） 2007-09-01

54 TC4鈦合金表面等離子噴涂Al₂O₃-13wt%TiO₂涂層及激光重熔研究 李崇桂; 田偉; 楊勇; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系 【會議】第九次全國熱處理大會論文集（二） 2007-09-01

55 等離子噴涂Al₂O₃-13%TiO₂涂層的耐腐蝕和耐沖蝕性能研究 田偉; 王尊義; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料學院 【會議】第七屆全國表面工程學術會議暨第二屆表面工程青年學術論壇論文集（二） 2008-10-01

56 等離子噴涂納米結構與傳統結構熱障涂層的殘余應力研究 王亮; 王鈾; 田偉; 楊勇; 周紅霞 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院 【會議】第七屆全國表面工程學術會議暨第二屆表面工程青年學術論壇論文集（一） 2008-10-01

57 納米陶瓷的發(fā)展及研究現狀 劉剛; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料學院; 哈爾濱工業(yè)大學材料學院 【期刊】陶瓷 2006-01-25

58 納米表面工程的研究進展及展望 田偉; 王鈾; 王典亮 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院 黑龍江哈爾濱; 黑龍江哈爾濱 【期刊】熱加工工藝 2006-03-25

59 熱噴涂納米結構Al₂O₃/TiO₂涂層及其應用 王鈾; 田偉; 劉剛 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院 黑龍江哈爾濱; 黑龍江哈爾濱 【期刊】材料科學與工藝 2006-06-30

60 納米表面工程與摩擦學 田偉; 王鈾; 王典亮 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院 黑龍江哈爾濱; 黑龍江哈爾濱 【期刊】潤滑與密封 2006-07-15

61 提高材料摩擦學性能之稀土表面工程 楊勇; 王鈾; 閆牧夫 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院 黑龍江哈爾濱; 黑龍江哈爾濱 【期刊】熱處理技術與裝備 2006-12-25

62 等離子噴涂納米硫化亞鐵自潤滑涂層的分析與摩擦學性能 王超會; 王鈾; 王典亮; 佟曉輝; 鄭仲瑜 齊齊哈爾大學無機非金屬材料與工程系; 哈爾濱工業(yè)大學材料學院; 哈爾濱工業(yè)大學材料學院; 北京機電研究所; 北京機電研究所 黑龍江齊齊哈爾; 黑龍江哈爾濱 【期刊】熱處理技術與裝備 2006-12-25

63 熱噴涂納米結構熱障涂層的最新研究 胡長均; 王鈾; 吳朝軍 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系; 航天材料及工藝研究所 黑龍江哈爾濱; 黑龍江哈爾濱 【期刊】熱加工工藝 2007-06-10

64 TC4鈦合金表面等離子噴涂Al₂O₃-13wt％TiO₂涂層及激光重熔研究 李崇桂; 田偉; 楊勇; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系 黑龍江哈爾濱; 黑龍江哈爾濱 【期刊】材料熱處理學報 2007-08-31

65 納米稀土氧化物對7075鋁合金硬度和耐磨性的影響 馬國亮; 田偉; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系 哈爾濱 【期刊】材料熱處理學報 2007-08-31

66 高強韌耐磨納米Al₂O₃/TiO₂涂層的制備及應用 田偉; 楊勇; 王政; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院 【期刊】熱處理 2008-12-25

67 熱噴涂納米結構涂層的研究進展及在外軍艦艇上的應用 王鈾; 楊勇 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系納米表面工程研究室; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系納米表面工程研究室 哈爾濱 【期刊】中國表面工程 2008-02-15

68 稀土改性熱噴涂NiAl金屬間化合物涂層 楊勇; 王鈾; 何君琦 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系 黑龍江哈爾濱; 黑龍江哈爾濱 【期刊】金屬熱處理 2008-04-25

69 懷念恩師雷廷權 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學系 哈爾濱 【期刊】黑龍江冶金 2008-02-15

70 硫化物自潤滑涂層的制作方法及其前景展望 王超會; 王典亮; 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院; 哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院 黑龍江哈爾濱; 黑龍江哈爾濱 【期刊】熱加工工藝 2005-11-20

71 嵌段共聚物自組裝模板——構造納米結構的一種新方法 曹永智; 董申; 王鈾; 邢攸美 哈爾濱工業(yè)大學機電學院精密工程研究所; 哈爾濱工業(yè)大學機電學院精密工程研究所; 哈爾濱工業(yè)大學理學院應用化學系; 哈爾濱工業(yè)大學理學院應用化學系 哈爾濱 【期刊】納米技術與精密工程 2003-02-15

72 傳感器用瀝青密封膠的研制 王鈾 哈爾濱工業(yè)大學應用化學系 【期刊】中國膠粘劑 1999-02-15

73 有關無機化學和高分子化學學科及其材料的發(fā)展 王鈾; 李欣; 張國強 哈爾濱工業(yè)大學; 黑龍江省科學院石油化學研究分院 【期刊】化學與粘合 1999-01-15

74 溶劑對SBS溶液澆鑄膜形態(tài)結構及性能影響 王鈾; 董堯; 沈靜姝; 龍程奮 哈爾濱工業(yè)大學應用化學系; 中國科學院化學所 【期刊】高等學校化學學報 2000-07-15

75 原子力顯微鏡與透射電鏡對比研究嵌段共聚物微相分離形態(tài) 王鈾; 李英順; 宋銳; 沈靜姝; 龍程奮 哈爾濱工業(yè)大學應用化學系; 中國科學院化學研究所; 中國科學院化學研究所北京 【期刊】高等學�；瘜W學報 2001-12-15

76 真空澆鑄聚苯乙烯薄膜的拉伸力學行為 沈靜姝; 王鈾; 錢人元 中國科學院化學研究所分子科學中心高分子物理開放實驗室; 中國科學院化學研究所分子科學中心高分子物理開放實驗室 北京; 哈爾濱工業(yè)大學應用化學系 【期刊】高分子學報 2002-01-20

榮譽獎勵：

媒體報道：

成果介紹（一）：

高性能熱噴涂納米陶瓷材料及涂層技術

磨損、腐蝕、疲勞是機械零部件的三大主要失效形式。節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保、高效、長壽是對機械零部件提出的基本要求。據統計，80%的機械零部件因磨損失效。我國每年腐蝕損失約1900億元。利用表面工程技術解決磨損及腐蝕問題是非常行之有效的，但有些表面工程技術對環(huán)境會造成污染，對操作者的身體健康有負面影響。

如傳統的電鍍硬鉻技術所得鍍層硬度高、耐磨、耐蝕，并能長期保持表面光亮。然而,電鍍鉻工藝導致嚴重的環(huán)境問題。目前，各國對鍍鉻工藝的限制已越來越嚴。比如，美國已將六價鉻的空氣排放標準從0.1mg/m3降低到0.0050=0.0005mg/m3。其實，電鍍硬鉻鍍層的硬度和耐磨性遠不及一些陶瓷好，其工作溫度也只能低于427℃，難適應現代機械高溫、高速下的工作要求。再者，鍍鉻層內易產生穿透性裂紋，可導致基體腐蝕，甚至鍍層剝落。

已有一些涂層技術被證明比電鍍硬鉻更清潔、更有效，諸如物理氣相沉積、化學氣相沉積、激光涂層技術和熱噴涂技術等。其中廣泛應用的熱噴涂技術具有成本低廉、工藝簡單、適于規(guī)�；瘧�用的優(yōu)勢、最被看好作為電鍍硬鉻的替代技術。

在環(huán)保方面，陶瓷首當其沖、功不可沒。隨著納米科技的飛速發(fā)展，世界發(fā)達國家都把納米陶瓷材料列為21世紀新材料，投巨資研發(fā)高強韌性、高耐磨抗蝕性、高耐溫性能的納米陶瓷新材料。鑒于目前具有微米或亞微米級晶粒尺寸的傳統工業(yè)材料幾乎已達到了產品性能的極限，而具有納米數量級晶粒尺寸的納米材料則能賦予產品以奇特而有用的性能。因此，納米材料為在高技術和國民經濟支柱產業(yè)上的應用提供了非常廣闊的發(fā)展前景。因為納米陶瓷材料具有表面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應以及宏觀量子隧道效應等，有著常規(guī)尺度陶瓷材料所不具有的特殊光、電、熱、磁、力學等特性，可應用于光催化材料、光電轉換材料、結構功能材料、涂層材料，以及作為環(huán)保材料等。

熱噴涂技術是表面工程領域中應用十分廣泛的技術。如今，納米熱噴涂技術已成為熱噴涂技術新的發(fā)展方向。但由于普通納米粉尺寸小、質量輕，易被氣流吹散或被高溫火焰燒蝕掉，故不能直接用于熱噴涂。幾年前研究出的納米粉末的再造粒方法，使具有納米結構的粉末材料能夠用于傳統的熱噴涂噴槍上，從而使制備出納米結構熱噴涂涂層成為可能。

然而，目前的陶瓷材料普遍存在著脆性大和熱震抗力低這兩大缺點，限制了陶瓷材料的使用范圍。而作為涂層材料使用，還要考慮到陶瓷涂層與基體材料間的結合強度以及涂層本身的致密性。

上世紀末，美國英佛曼公司采用王鈾發(fā)明的納米合金化技術制造出了具有十分優(yōu)異的強韌性能、耐磨抗蝕性能、抗熱震性能及良好的可加工性能的納米陶瓷涂層。如所開發(fā)出的納米結構氧化鋁/氧化鈦陶瓷涂層比目前廣泛使用的商用美科130涂層具有十分優(yōu)異的強韌性能、耐磨抗蝕性能、抗熱震性能及良好的可加工性能。這一在世界上首獲實際應用的熱噴涂納米結構涂層技術被美國海軍稱之為一項革命性的先進技術，并已被廣泛應用于軍艦，潛艇，掃雷艇和航空母艦設備上的數百種零部件上。2001年，該技術獲得被美國媒體譽為應用發(fā)明諾貝爾獎的世界研究開發(fā)百項獎和美國國防部軍民兩用先進技術獎。作為一種綠色環(huán)保技術，這種納米陶瓷涂層是不僅可以替代有污染的電鍍鉻方法，而且可以大幅度提高材料的表面性能，大幅度提高機械裝備的壽命，大大地降低了能耗，因而用途廣泛。

現在，該技術發(fā)明人王鈾已將先進納米陶瓷涂層技術帶回移植國內并進一步創(chuàng)新。2006年11月30日，中國船舶重工集團公司規(guī)劃發(fā)展部在西安主持召開了“高性能精細納米陶瓷噴涂材料研究”項目驗收暨技術鑒定會，陜西省發(fā)改委和科技廳有關領導出席了會議。以著名科學家張立同院士為主任委員的項目驗收暨鑒定委員會聽取了項目組的研制工作匯報，審閱了全部技術文件，評審認為該項目技術先進，取得了多項創(chuàng)新成果，成功解決了陶瓷涂層韌性低和抗熱震能力差的兩大難題，與處于世界領先水平的美國海軍在用的熱噴涂納米結構陶瓷粉體材料相比，主要性能達到了同等水平。如所開發(fā)出的納米結構氧化鋁/氧化鈦陶瓷涂層比目前廣泛使用的商用美科130涂層有著高出3-10倍的耐磨性，高出1倍的抗蝕性，高出1倍左右的斷裂韌性，高出1-2倍的結合強度和抗熱震性能，高出5-10倍的疲勞抗力。

這種納米結構熱噴涂陶瓷涂層用途廣泛，可以應用的零部件包括(但不局限于)：潛水艇和艦船零部件、汽車和火車零部件、航空器零部件、金屬軋輥、印刷卷輥、造紙用干燥軋輥、紡織機器零件、液壓活塞、水泵、內燃機和汽輪機零部件，閥桿、閥門、活塞環(huán)、汽缸體、銷子、傳動軸、支承軸、支撐板、挺桿、工具模具、軸瓦、重載后軸柄、凸輪、凸桿，密封件等。

成果介紹（二）：

硬質材料加工用高效冷卻液

金剛石作為世界上最堅硬的材料經常被用于加工許多硬質材料。諸如我們熟知的各種陶瓷材料，硬質合金材料，及各種石材等都是采用金剛石工具進行加工的。然而在加工過程中，金剛石本身也會磨損變鈍，這不僅使極大的降低了加工效率，還加速了金剛石的消耗。

針對金剛石工具在加工過程中的磨損機理，我們開發(fā)出了一種新型高效加工冷卻液。該冷卻液可以有效防止金剛石工具的磨損變鈍，從而大大提高加工效率。如一般可使磨削加工時的材料移除率與砂輪磨損率之比率提高若干倍。

現場實驗已表明：如用傳統冷卻液，金剛石砂輪加工約30個碳化鎢硬質合金刀片后就磨損變鈍了，必須停工精整砂輪才可使用，而砂輪經幾次精整后就得報廢；與此對照，如采用本冷卻液，金剛石砂輪加工了500個碳化鎢硬質合金刀片后仍可正常使用，無需停工精整。

我們愿與陶瓷廠家，硬質合金廠家，精細石材廠家合作，提供服務，以減少貴公司的產品加工成本，增加貴公司的經濟效益。

A typical SEM photograph of the diamond surface (tilted 65°) with wheel grit 180 for a depth of cut of 0.05 mm after testing for resin bonded grinding wheels.

A typical SEM photograph of the diamond surface (tilted 65°) with wheel grit 180 for a depth of cut of 0.5 mm after testing for resin bonded grinding wheels.

用新的高效冷卻液加工氮化硅陶瓷時的G比值是商用冷卻液的3倍多。