省部级重点学科—材料加工工程
发布时间:2016-09-19 浏览次数:

 

1.学科优势与特色

材料加工工程是材料学和现代制造技术相结合产生的相对新兴学科。上海应用技术学院《材料加工工程》学科于2000年在原三校相关专业基础上组建而成,是学院第一、二期重点建设学科,上海市教委第四期重点培育学科。经过重点建设和发展,目前已经形成两个具有鲜明特色和较高水平的研究方向。

新型炭材料及其复合材料方向: 基于碳本身结构的多样性及其良好的可设计性和可复合性,以碳为主体的具有特殊结构与功能的材料,以及以炭材料为主体的具有交叉边缘学科特征的一些新的学科及产业生长点,日益引起整个科学技术界与产业界的广泛关注。重点将在新材料、新能源以及可持续性发展产业中获得突破,成为国家未来高新科技与产业的制高点。

    本研究方向重点之一在于具有特殊性能的新型炭材料产品的开发与应用研究,主要研究领域在于碳纳米材料、高比表面积炭质吸附剂与膜材料的制备及其在环保、混合物分离过程以及新能源中的应用;沥青中间相定向生长机理与针状焦的制备技术研究。另一重点在于超支化大分子合成和高分子纳米复合材料制备技术与应用。本方向还特别注重炭-高分子材料复合制备新型复合材料研究。

本学科方向具有一支学历、职称、年龄、学缘结构合理的学科队伍。主要研究人员11人,全部小于50岁。其中教授4人、有博士学位6人,从英国、日本、加拿大、美国留学(进修)归来4人。本学科方向还有学院院长聘请的日本群马大学材料学科首席教授大谷朝男(Asao Oya)博士、Bayer公司美国分公司技术部长(MIT博士后)Sharone Feng博士、中科院百人计划人选国家杰出青年基金获得者中科院长春应化所博导马东阁教授、大连理工大学材料化工学院副院长博士生导师邱介山教授为学科兼职教授。

有较先进的研究设备和研发基地,已经建成并投入使用的有X射线衍射仪(日本)、高温偏光显微镜(德国)、孔径分布与比表面测定仪(美国)、综合热分析仪(法国)、凝胶渗透色谱(日本)、动态力学分析仪(德国)、激光颗粒度分析仪(美国)、高温石墨化炉、双螺杆挤出机等大型仪器设备。

02年以来先后主持承担了国家重大基础专项前期研究基金项目1项、国家自然科学基金项目2项、上海市科委基金项目1项以及市教委基金、宝钢等大企业项目30多项。为相关企业产生直接经济效益二千多万元。已申请发明专利5项。03年获上海市科技进步二等奖1项。在国内外发表研究论文五十多篇,被三大检索收录论文12篇。是中国金属学会炭素材料委员会、中国电工学会碳-石墨材料委员会、上海市硅酸盐学会、上海市新材料协会等成员单位。协办由中国工程院谢克昌院士主编、科学出版社出版的中文核心期刊《煤炭转化》。是宝钢股份公司煤焦化工序战略合作单位。与华东理工大学、华东师范大学、南京工业大学等联合培养研究生,已由本学科指导的毕业硕士研究生三届7名,在读博士、硕士研究生5名。

金属压力加工技术方向:针对汽车工业、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,形成金属材料制备、金属成形加工、材料组织与结构研究、材料表面改性技术为特色的学科研究方向。

本研究方向的重点在于,根据材料现代加工技术的发展,将金属材料的制备、成形、热处理以及表面改性技术融为一体,以轧制工艺为重点,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,拓展开发金属及复合材料成形工艺研究。

本研究方向有主要研究人员10人,其中教授3人,有博士学位4人。本研究方向已建有上海市高校唯一的轧制工艺实验基地,本基地拥有多台大型先进设备,如带张力测定和反馈控制的二、四辊实验冷热轧机、综合轧制分析仪、大吨位油压机、高温万能试验机(德国)、万能材料试验机(德国、意大利)、X-Ray镀层测厚仪(德国)等。02年以来先后承担上海教委、宝钢股份集团等三十多项研究项目,研究经费超过200万,在EISCI收录源刊物上发表论文20多篇。与上海交大等同类学科联合培养博士、硕士研究生数名。

2与上海和国内高校同类学科比较

虽然全国设有《材料加工工程》学科的高校一百多所,上海高校设有本学科的高校七所。但本学科所形成的两个主要学科方向在上海高校中具有明显的特色。

全国高校,在新型炭材料研究方面,华东理工大学凌立成教授课题组在超微孔活性炭和高容量电容、清华大学康飞宇教授领导的课题组在膨胀石墨和石墨层间化合物、大连理工大学的邱介山教授领导课题组在碳纳米管制备、东华大学潘鼎教授领导的课题组在PANCF领域进行研究等;而西北工业大学、北京化工大学、上海大学、东华大学在进行含碳复合材料研究;湖南大学和武汉科技大学开展传统炭素材料教学与研究。

金属压力加工技术研究方面东北大学的轧制技术及连轧自动化国家重点实验室、北京科技大学在开展压加新技术研究,上海交大在金属变形与塑性控制方面处于国际领先,包头钢铁学院、安徽工业大学正在传统金属轧制工艺方面进行科研与教学工作;关于轧制工艺过程及轧件变形的仿真系统,国内研究单位不多,德国西马克公司和日本日立公司曾有过对某些轧机的轧制工艺有仿真产品说明软件,但是只限于商业广告而未见详细技术与工艺报道或应用。

与此相比,我院这些方向的某些研究内容亦得到国内同行的认可,有一定的影响和优势,如炭素材料是全国高校中三所培养该方向本科生高校之一,连续获得碳纳米管制备国家自然科学基金项目,获得中间相与针状焦制备科技部国家重大基础研究前期预研基金项目等。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》均有关于本学科的专版介绍。但由于学院尚不是硕士点授权单位,且学科发展历史较短,使我们在相关应用基础研究的学术水平、研究手段及装备水平方面等与高水平同类学科比还有一定的差距。

3.本学科建设的意义与作用

材料是人类一切生产和生活水平提高的物质基础,是人类进步的里程碑,新材料是高新技术的基础和先导,其本身也能成为重要的高技术产业。故新材料和信息、生物技术一起被认为是21世纪最重要、最有发展潜力的领域,是各国政府重点扶持与发展的产业。经济的发展将为学科的发展提供极大的动力和条件,伴随着新材料工业的飞速发展,材料学科将比上世纪更快的速度完善与进步。

新材料包括新型金属材料、新型有机材料、新型无机非金属材料、复合材料和新型建材等五大领域。自“九五”期间新材料被列为上海市优先发展的三大高新技术产业后,上海市通过制定新材料产业的具体规划,将重点发展新型金属材料、新型有机材料、新型无机非金属材料、复合材料和新型建材等五大类新材料,总计达34种。上海新材料产业的高速发展,新材料销售额从1994年的60亿元,猛增至2001年的320亿元,2005年预计实现新材料销售收入600700亿元。

目前,上海在以宝钢为主的精品钢基地等新型金属材料、石油化工纤维等新材料领域形成了优势。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。国际著名炭素材料生产企业(如西格马、摩根、卡博特等)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精品基地,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。

我院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,通过在新型炭材料及其高分子基复合材料、金属压力加工技术等研究方向上不断研究与开发,为上海新材料产业发展提供必要的技术和人才支持。