上海市教委重点学科-材料加工工程
发布时间:2016-09-19 浏览次数:

 

材料加工工程是材料科学和现代制造技术相结合产生的新兴学科。上海应用技术学院材料加工工程学科是学校第一、二、四期重点建设学科,上海市教委第四期重点培育学科和上海市第二期重点(培育)学科。经过多年建设,已形成三个具有鲜明特色和较高水平的研究方向。

1)功能晶体材料及其应用方向: 功能晶体材料广泛应用于微电子、光电子、通讯、能源等领域,是高技术产业的基础和新材料产业的重要组成部分。本方向重点开展功能晶体材料的生长、性能研究,特别重视新材料、新技术研发及其推广应用,现有研究人员9人,包括教授4人,副教授2人、讲师3人,具有博士学位8人,合作招收有硕士、博士研究生若干名,已形成高学历、高起点、结构合理的学科队伍,先后承担十多项国家和上海市各类科研项目,方向带头人担任多家重要期刊的编委和全国性专业学会理事。

该方向主要有两个特色:(1)功能晶体材料:开发了包括四硼酸锂(LBO)、硅酸镓镧(LGS)、铌锌钛酸铅(PZNT)等在内的多种压电晶体,部分晶体已在移动通讯、超声器件、传感器等领域获得了应用,其中LBO晶体及其新生长方法曾获得国家技术发明二等奖,创造经济效益近亿元;以信息和能源产业为依托背景,积极发展GaAs单晶、ZnTe单晶和锗单晶等工业化生长技术;探索金属单晶生长的技术,适应大飞机等行业对金属材料择优取向生长的需要。(2)在晶体生长技术方面,围绕坩埚下降法生长技术开展了一系列技术创新,先后发明和发展了熔剂下降法、底部籽晶法、两步法等新工艺,形成了一批自主知识产权并与企业合作推广应用。

国内高校中,山东大学晶体材料国家重点实验室、西北工业大学凝固技术国家重点实验室都开展了晶体生长和表征研究,西安理工大学开展了晶体生长设备研发,而本学科方向注重大块晶体的坩埚下降法生长技术及其应用开发,并在功能晶体产业化方面取得了良好的效益。通过重点学科建设,争取在未来35年内形成一批有显示度的科研成果,并服务地方经济。

 

2)新型炭材料及其复合材料方向:本方向重点研究沥青中间相定向生长机理与针状焦的制备技术,研究石墨烯、纳米碳管和炭气凝胶的合成方法及炭复合材料制备技术,研究这些材料在储能(锂离子电池等)、电磁屏蔽、氧化还原催化反应、环境有机和无机有毒物的吸附和催化降解等方面的应用。

本方向有研究人员11人,其中教授3人、有博士学位9人,已形成一支结构合理的多学科研究队伍。承担国家重大基础专项、国家自然科学基金、国家科技支撑计划等项目30多项,为相关企业产生直接经济效益二千多万元。成员担任国际、国内重要刊物编委、审稿人。

与华东理工大学、清华大学、大连理工大学、东华大学、中科院山西煤炭化学研究所、上海大学等相关学科研究单位相比,本方向注重学科交叉研究、材料制备工艺及应用,特别是沥青中间相定向生长研究、多壁碳纳米管、炭气凝胶合成方法等方面有特色,与国内主要研究单位错位发展,有一定的影响。

3)金属材料及压力加工技术方向:针对大飞机工业、汽车工业、建筑工业以及电子工业对金属材料性能与质量要求以及上海钢铁工业新的发展规划,并与本市相关高校实现错位发展,形成高温合金及热障涂层、金属材料成形加工、高温结构和性能研究、材料表面改性技术为特色的学科研究方向。

本方向已建有上海市高校唯一的轧制工艺实验基地,主要研究人员11人,其中教授3人(含东方学者特聘教授岗位),有博士学位6人,主要开展两方面研究:(1)瞄准石化设备、发电厂和飞机等大型涡轮机叶片的制备,开展高温合金、热障涂层等与大飞机产业紧密关联的新材料的基础研究、技术开发、应用和产业化攻关工作。(2)围绕宝钢等大型钢铁企业的实际问题,开发金属压力加工新技术,解决高水平产品开发的关键技术。

与国内高校相比,东北大学、北京科技大学、上海交通大学、包头钢铁学院和安徽工业大学在金属变形的机理与控制方面进行了大量研究。而本方向以轧制工艺和材料的高温特性为重点,兼顾金属材料的制备、热处理以及表面改性的理论和新技术研究,应用计算机人工智能技术优化金属压力加工工艺以及工艺过程的计算机控制、组织性能的模拟与仿真技术,拓展开发高温合金及金属材料成形工艺研究。

本学科以应用技术研究和开发见长,得到国内外同行的认可,有一定的影响和优势,是国内培养晶体材料、炭材料和金属压力加工方向本科生的少数高校之一,材料科学与工程”2008年获得教育部特色专业建设项目。近几年,学科成员获得过包括863项目、国家自然科学基金项目在内的多项国家级研究项目。金属压力加工(轧制)是上海高校中唯一培养本科生的专业方向。2004年出版的《上海科技年鉴》和2005年出版的《上海城市每一天》均有关于我校材料加工工程学科的专版介绍。

在校级、市级重点学科资助下,经过几期建设,材料加工工程学科已形成了一定的研究水平和鲜明的特色,但与教育部重点高校相比,我们在基础研究、人才队伍、实验手段以及先进装备等方面还有一定的差距,需要在现有基础上进一步发展特色,并推进材料学科成果转化。

上海是我国最主要的信息产业基地,微电子、光电子等行业已形成巨大的市场规模,在太阳能利用以及其它清洁能源领域潜力巨大。上海形成了精品钢、石油化工纤维等新材料产业形成了优势,在汽车工业、电子工业配套的相关材料方面也有长足的进展,国际著名炭材料生产企业(如美国西格马、英国摩根等)均在上海建立生产基地。根据新拟定的产业导向,上海将重点从产业化和科研两方面引导和促进新材料产业发展。随着中国石油化工和精细化工基地上海化工区的启动,上海将建成世界一流的新材料基地,并带动新材料技术升级和产品更新。这些产业化项目的实施,将有力地提升传统产业的技术水准,提高产品档次,扩大规模生产能力,形成优势领域及产品。我校材料加工工程学科紧紧围绕上海新材料发展战略,有所为有所不为,充分发挥自身优势和特色,不仅为上海市新材料产业培育一线工程师,而且通过新材料研发和成果转化,为上海新材料产业发展提供必要的技术和人才支持。