研究所介紹：

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)生態(tài)功能材料研究所簡(jiǎn)介 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)生態(tài)功能材料研究所(Research Institute of Ecological and Functional Material)成立于2003年初,作為我國(guó)首個(gè)專門從事生態(tài)和安全功能材料研究與開(kāi)發(fā)的跨學(xué)科研究機(jī)構(gòu),主要研究?jī)?nèi)容是生態(tài)恢復(fù)材料、安全工程材料及材料表面工程技術(shù)。 研究所擁有一支高水平的科研隊(duì)伍，現(xiàn)有科研人員和技術(shù)人員近30人，其中包括碩士研究生、博士研究生和工程技術(shù)人員，現(xiàn)任所長(zhǎng)兼學(xué)術(shù)帶頭人是張?jiān)鲋窘淌�。研究所以學(xué)科建設(shè)為依托，現(xiàn)有兩個(gè)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和一個(gè)產(chǎn)業(yè)化中試基地。其中，生態(tài)功能材料實(shí)驗(yàn)室是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）“211”工程重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一，瓦斯阻爆材料實(shí)驗(yàn)室是“煤炭資源與安全開(kāi)采”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的重要組成部分。另外，目前研究所還是《中國(guó)材料進(jìn)展》雜志北京編輯部所在地。 2003年至今，研究所承擔(dān)了國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863）項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、教育部重點(diǎn)項(xiàng)目、北京市產(chǎn)學(xué)研共建項(xiàng)目和河北、陜西、內(nèi)蒙古重大或重點(diǎn)項(xiàng)目和多項(xiàng)橫向課題，取得一批重要科研成果，發(fā)表大量科技論文，為許多相關(guān)重點(diǎn)研究領(lǐng)域解決了一批關(guān)鍵技術(shù)，為環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。 研究所成立多年來(lái)，在學(xué)術(shù)帶頭人、博士生導(dǎo)師張?jiān)鲋窘淌诘膸ьI(lǐng)下，在研究所大批博士、碩士研究生的共同努力下，秉承“方向明確、技術(shù)創(chuàng)新、理論透徹、成果產(chǎn)業(yè)化”的理念，倡導(dǎo)“嚴(yán)謹(jǐn)、創(chuàng)新、實(shí)干、進(jìn)取”的優(yōu)良作風(fēng)，創(chuàng)建“學(xué)術(shù)至上，以人為本”的文化氛圍，網(wǎng)羅天下英才，為攀科技高峰，強(qiáng)化社會(huì)服務(wù)，堅(jiān)定走產(chǎn)業(yè)化道路，不斷拓寬研究領(lǐng)域，力將研究所打造成為在國(guó)內(nèi)外具有重要影響的集產(chǎn)學(xué)研為一體的研究機(jī)構(gòu)。  生態(tài)功能材料實(shí)驗(yàn)室  瓦斯阻爆材料實(shí)驗(yàn)室  北京昌平產(chǎn)業(yè)化中試基地       ASAP2020比表面積及孔隙度分析儀  熱重/差熱綜合熱分析儀  安捷倫氣相色譜儀     OPTINE2120紫外/可見(jiàn)光分光光度計(jì) 高溫節(jié)能管式爐   PQX多段人工氣候箱       電子拉力試驗(yàn)機(jī)   試驗(yàn)平臺(tái)展示1     試驗(yàn)平臺(tái)展示2

研究方向：

荒漠化地區(qū)生態(tài)恢復(fù)新材料： 針對(duì)提議嚴(yán)重的荒漠化問(wèn)題，主要研究設(shè)計(jì)用于干旱、半干旱地區(qū)植樹(shù)造林的蓄水滲膜材料和飲水體材料以及用于草皮種植和恢復(fù)的改性泥漿固沙植草系列材料。其中，蓄水滲膜材料獲“863”項(xiàng)目驗(yàn)收總評(píng)“優(yōu)秀”、教育部鑒定“屬國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平”的稱號(hào)。該產(chǎn)品現(xiàn)已建成批量化專業(yè)生產(chǎn)線，已在全國(guó)11�。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）得推廣，取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。        蓄水滲膜材料產(chǎn)品  蓄水滲膜全國(guó)試驗(yàn)室區(qū)分布圖 蓄水滲膜材料效果對(duì)比圖 替代電鍍工藝的高效快速感應(yīng)熔涂技術(shù)： 針對(duì)目前電鍍工藝存在的高能耗、高污染、高成本的問(wèn)題，研發(fā)高耐磨、高抗腐蝕和高性價(jià)比的使用熔涂涂層材料和相關(guān)配套機(jī)械設(shè)備。教育部專家對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的鑒定結(jié)果為“國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，居于國(guó)際先進(jìn)水平”。該技術(shù)可用于石油、化工、機(jī)械、航空航天及軍工等領(lǐng)域，目前已在全國(guó)多家企業(yè)實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)。        感應(yīng)熔涂生產(chǎn)線  典型抽油桿接篩產(chǎn)品  典型壓力柱塞產(chǎn)品 干粉制造涂料： 針對(duì)傳統(tǒng)有機(jī)溶劑類鑄造涂料存在嚴(yán)重污染和人身侵害的問(wèn)題，研發(fā)了一種綠色環(huán)境友好型醇基干粉鑄造涂料。分為醇基英粉鑄鋼涂料和醇基石墨粉鑄鐵涂料兩大類。該涂料具有防粘砂性優(yōu)異，表面光潔度高，懸浮穩(wěn)定性好，發(fā)氣量低，流平性和觸變性好等優(yōu)點(diǎn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和良好的可操作性。        干粉鑄造材料產(chǎn)品  涂料刷涂過(guò)程  刷涂涂料后的鑄型表面狀況 煤礦井下瓦斯治理材料： ;以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）"煤炭資源與安全開(kāi)采"國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為依托，針對(duì)目前我國(guó)煤炭開(kāi)采工程中瓦斯突出問(wèn)題嚴(yán)重，煤炭安全形勢(shì)嚴(yán)峻的現(xiàn)狀，研究開(kāi)發(fā)用于井下瓦斯治理的瓦斯吸收和抑爆材料、井下綜采面潔凈環(huán)境治理材料（降塵材料）、綜采面不停電作業(yè)控制系統(tǒng)和相關(guān)配套自動(dòng)化控制系統(tǒng)及其井下瓦斯災(zāi)害防治平臺(tái)的建設(shè)。        實(shí)驗(yàn)室自行改裝的爆炸罐  國(guó)家安全監(jiān)察局局長(zhǎng)趙鐵錘(右一) 視察我所瓦斯阻爆材料實(shí)驗(yàn)室  我所師生井下實(shí)地調(diào)研

成果榮譽(yù)：

研究所成立以來(lái)，在學(xué)術(shù)帶頭人張?jiān)鲋窘淌诘膸ьI(lǐng)下，自主創(chuàng)新、銳意進(jìn)取，科研成果分獲2006年科技部“十五”“863”項(xiàng)目驗(yàn)收總評(píng)優(yōu)秀一項(xiàng)、2006年教育部技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)一項(xiàng)；2006年教育部發(fā)明專利獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)一項(xiàng)；2006年“十五”內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)科技貢獻(xiàn)獎(jiǎng)一項(xiàng)（五年評(píng)一次）；2007年中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等絳縣；2008年中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)一項(xiàng)；2005年和2007年北京市科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)兩項(xiàng)；第二屆中國(guó)國(guó)際林博會(huì)特別創(chuàng)新產(chǎn)品獎(jiǎng)等。目前已出版學(xué)術(shù)專著三部，獲國(guó)家發(fā)明專利十四項(xiàng)，發(fā)明學(xué)術(shù)論文近百余篇。      李恒德院士、周廉院士、師昌緒院士柯俊院士（從左至右）為張?jiān)鲋窘淌陬C發(fā)中國(guó)材料研究院學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng) 所獲部分發(fā)明專利證書(shū)  所獲部分獎(jiǎng)項(xiàng)榮譽(yù)證書(shū)

交流合作：

研究所參展第六屆北京科博會(huì) 亞洲開(kāi)發(fā)銀行土地退化與生態(tài)恢復(fù)首席專家道格拉斯博士和全球環(huán)境基金會(huì)土地退化中國(guó)項(xiàng)目經(jīng)歷張衛(wèi)東博士來(lái)我所考察 研究所受邀出席斯諾伐克-綠色中國(guó)研討會(huì)

人才培養(yǎng)：

承擔(dān)機(jī)電與信息工程學(xué)院本科生和研究生的部分教學(xué)任務(wù)，接受多個(gè)大學(xué)生科技創(chuàng)新小組參與科研工作，已培養(yǎng)博士2名，碩士研究生40余名。        大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)小組獲獎(jiǎng)證書(shū)  研究所師生參加中煤國(guó)際材料研討會(huì) 業(yè)余活動(dòng)剪影

發(fā)展愿景：

感應(yīng)加熱的高技術(shù)涂層化應(yīng)用：

感應(yīng)加熱的高技術(shù)涂層化應(yīng)用高效快速感應(yīng)熔涂技術(shù)

——以高性能涂層提升高頻淬火硬面技術(shù)的抗磨本領(lǐng)

——以環(huán)境友好工藝替代傳統(tǒng)電鍍硬鉻技術(shù)

——以可設(shè)計(jì)的材料和涂層厚度解決各種惡劣工況條件下工件的磨損與腐蝕問(wèn)題

——以成熟的技術(shù)打造涂層高耐磨、高抗蝕和低成本的優(yōu)勢(shì)性價(jià)比

高效快速感應(yīng)熔涂技術(shù)是利用感應(yīng)趨膚加熱原理將預(yù)涂于工件表面的粉末材料快速熔結(jié)于金屬基體，形成冶金結(jié)合的高性能涂層。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基體受熱小、涂層充分熔制、高效快速完成這一理想化涂層精制模式。

高附著力、高硬度、高耐磨性、防腐、耐熱、長(zhǎng)壽命和低成本是本技術(shù)的顯著特點(diǎn)，與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)相比，該技術(shù)生產(chǎn)效率高、性價(jià)比優(yōu)越、附加值高、投資小、效益高、無(wú)環(huán)境污染，形成了具有成熟工藝和裝備的批量化生產(chǎn)線，具有廣泛的應(yīng)用前景。

本技術(shù)涂層的耐磨性高于激光熔覆和氧乙炔噴焊（表1）；涂層的耐蝕性是激光熔覆和氧乙炔噴焊的4倍以上（表2）；涂層制備成本僅僅是電鍍硬鉻、激光熔覆、超音速火焰噴涂、等離子噴涂的1/10～1/5，而涂層制備效率卻是它們的10倍以上（表3）。

該技術(shù)獲國(guó)家發(fā)明專利2項(xiàng)（ZL200510098597.9、ZL200510002625.9）、實(shí)用新型1項(xiàng)（ZL200720173794.7），獲2008年度國(guó)家高等學(xué)�？茖W(xué)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)發(fā)明專利一等獎(jiǎng)，獲2008年度中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，該技術(shù)已形成十余條批量化生產(chǎn)線，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

表1 MM－200磨損試驗(yàn)機(jī)磨損

載荷 試樣	400N	600N	800N
感應(yīng)熔涂	6.3	11.3	18.5
激光熔覆	8.0	15	26
噴焊技術(shù)	9.6	17.1	46.1

注：GNi－WC25不同載荷下平均失重/kg

表2 在3.5％Nacl溶液中的耐腐蝕試驗(yàn)對(duì)比

項(xiàng)目	感應(yīng)熔涂 Ni60	噴焊技術(shù) Ni60	感應(yīng)熔涂NiWC25	激光熔覆NiWC25	噴焊技術(shù)NiWC25
自腐蝕電位（mv）	－326	－328	－355	－238	－304
零電流電位（mv）	－329	－321	－353	－235	－296
腐蝕電流 （mA·cm-2）	0.0008	0.0089	0.0018	0.0085	0.0122

表3 與其他傳統(tǒng)技術(shù)綜合對(duì)比

獲獎(jiǎng)專利：

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）生態(tài)功能材料研究所榮獲

第十一屆中國(guó)專利獎(jiǎng)

2009年第十一屆中國(guó)專利獎(jiǎng)評(píng)選結(jié)果揭曉，由中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）生態(tài)功能材料研究所申報(bào)的《吹制式蓄水滲膜及其制備方法》榮獲優(yōu)秀獎(jiǎng)項(xiàng)目。

蓄水滲膜材料是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）生態(tài)功能材料研究所在國(guó)家“863”高科技發(fā)展計(jì)劃課題的支持下開(kāi)發(fā)的具有自調(diào)節(jié)分子滲水功能的導(dǎo)水纖維復(fù)合薄膜，該復(fù)合薄膜由功能導(dǎo)水纖維與可降解友好樹(shù)脂復(fù)合而成，是專門用于荒漠化地區(qū)節(jié)水造林以實(shí)現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)的功能導(dǎo)水纖維復(fù)合膜材料。導(dǎo)水纖維的功能特性來(lái)自天然植物纖維表面上可實(shí)現(xiàn)分子傳水功能化復(fù)合涂層，纖維從膜內(nèi)包裝水到膜外土壤形成水勢(shì)梯度差，根據(jù)植物學(xué)生長(zhǎng)規(guī)律由復(fù)合涂層材料設(shè)計(jì)確定的膜外端的水勢(shì)，保證苗木正常生長(zhǎng)的最低土壤濕度；同時(shí)，導(dǎo)水纖維能夠根據(jù)土壤濕度變化通過(guò)分子傳水自動(dòng)調(diào)節(jié)出合理的滲水速度。

蓄水滲膜材料近7年在我國(guó)三北地區(qū)大規(guī)模推廣應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著成效。規(guī)模化實(shí)施涉及我國(guó)內(nèi)蒙古、新疆、寧夏、甘肅、青海、陜西、山西、遼寧、吉林、河北、北京等11省（市、自治區(qū)），128個(gè)旗縣，涵蓋我國(guó)干旱區(qū)、沙化區(qū)、荒山、荒灘滲漏區(qū)和風(fēng)蝕農(nóng)牧交錯(cuò)帶等5種苗木不易成活的典型荒漠化地帶，推廣面積達(dá)330.05萬(wàn)畝,栽培苗木達(dá)29種，樹(shù)苗成活率和保存率均比傳統(tǒng)造林提高20％-50％，生長(zhǎng)量也具有明顯優(yōu)勢(shì)，在規(guī)模化造林現(xiàn)場(chǎng)徹底扭轉(zhuǎn)了“年年植樹(shù)不見(jiàn)林”的局面。造林用水量?jī)H僅是傳統(tǒng)的1/40-1/20，實(shí)現(xiàn)了免澆水造林。平均土壤濕度提高1％-4％，土壤有機(jī)物質(zhì)含量呈明顯升高趨勢(shì)，有效遏制了土地沙化，造林區(qū)形成生態(tài)良性循環(huán)，改善了當(dāng)?shù)厣�產(chǎn)和生活條件，共安置生態(tài)移民72戶，促進(jìn)了當(dāng)?shù)厣鐣?huì)和諧和農(nóng)牧民安居樂(lè)業(yè)。工程中心產(chǎn)品目前在阿聯(lián)酋、卡塔爾、伊拉克等中東國(guó)家也得到了推廣和應(yīng)用，尤其相比這一地區(qū)滴滲灌技術(shù)造林用水僅僅是其1/50-1/150。

蓄水滲膜材料在2006年科技部十五“863”項(xiàng)目總驗(yàn)收中獲得總評(píng)“優(yōu)秀”稱號(hào)，材料研制和加工成果在教育部科技成果鑒定中獲 “屬國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平”的評(píng)價(jià)，林學(xué)應(yīng)用成果被內(nèi)蒙古自治區(qū)鑒定為“效果顯著，屬國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，居國(guó)際領(lǐng)先水平”。

蓄水滲膜材料的推廣應(yīng)用對(duì)改善生態(tài)環(huán)境，再造秀美山川起到了促進(jìn)作用，促進(jìn)了在我國(guó)嚴(yán)重缺水地區(qū)的西部地區(qū)的造林實(shí)施，加快了我國(guó)荒漠化地區(qū)尤其是水源保護(hù)地區(qū)的山區(qū)、沙地的造林步伐，促進(jìn)了西部生態(tài)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)國(guó)家實(shí)施西部開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略產(chǎn)生積極的推動(dòng)作用，是干旱、半干旱地區(qū)、荒山、沙化區(qū)、滲漏區(qū)等地區(qū)恢復(fù)植被得以推廣的有效方式，將更加有利于我國(guó)生態(tài)環(huán)境建設(shè)的縱深發(fā)展并將產(chǎn)生積極而重要的現(xiàn)實(shí)意義。