湖南大學材料科學與工程學院研究生導師：陳剛

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基本信息

教育背景

工作履歷

研究領域

1、快速凝固與噴射沉積

主要采用快速凝固/粉末冶金、噴射沉積工藝制備高性能輕量化材料，特別是噴射沉積制備高性能顆粒增強鋁基復合材料。

2、霧化法制備微細金屬粉末

主要研究雙流霧化法制備微細金屬及其合金粉末的設備及工藝。

3、樹脂基摩擦材料應用研究

主要研究樹脂基摩擦材料的配方、工藝，研制高摩擦系數、高耐磨合成閘瓦(片)，以滿足車輛高速重載的制動需求。

4、金屬注射成形工藝

采用開發的塑基體系結合配方及其工藝，制備高性能不銹鋼、高密度合金等部件的研究。

5、特種高速鋼熱處理工藝研究

開展特種高速鋼的組織結構、成分以及在熱處理過程的演變規律研究，探索在鋸切行業的開發和應用。

研究概況

先后主持或參與了國家“863”、國家攻關項目、自然科學基金項目、部省級重點項目等30余項。近期主持項目：

1、SCT-121型電動輪自卸車制動盤抗磨損性能研究及其配副高摩合成閘片開發，廣州電力機車有限公司研發項目，25萬。

2、不銹鋼及其高密度合金部件注射成形生產線建設，廣東省校企合作項目，23萬。

3、汽車鋁基高性能復合材料的制備及爆燃噴涂涂料技術表面涂層改性的聯合開發與產業化，廣東科技計劃項目，50萬。

4、噴射沉積-激光重熔高速鋼復合成形與熱磨損特性研究，國家自然科學基金-鋼鐵聯合基金項目，19.2萬。

5、基于鋁熱反應的高溫熔體噴射沉積熔覆機理研究，湖南省自然科學基金，5萬。

6、噴射沉積中空盤的制備，專利實施，5萬。

近期研究：

(1)開展2015年度國家自然科學基金委-鋼鐵聯合基金“噴射沉積-激光重熔高速鋼軋輥復合成形與熱磨損特性研究”項目工作，作為項目的聯合方，主要負責高速鋼軋輥噴射沉積制備、噴射沉積工藝控制研究以及噴射沉積層性能研究。

(2)開展“基于鋁熱反應的高溫熔體噴射涂層機理研究”，項目將針對于此技術中自蔓延鋁熱反應溫度和鋼液合金元素、微量元素成分對界面結合的強度影響機理，以及自蔓延鋁熱反應產生的高溫合金鋼液在噴射過程中的霧化機理、沉積過程、界面結合模型進行深入研究。通過系統的研究，完成蔓燃高溫熔體噴射涂層機理研究，掌握工藝過程的關鍵環節和影響因素，完善工藝參數的設計，從而發展成為一種新的材料表面加工技術。

學術成果

主要業績、成果：

(1)提出了金屬熔體的氣固兩相流霧化新工藝，極大的提高了普通氣體霧化效率，并對其霧化機理、破碎模型進行了充分研究，相應工作獲得國家發明專利和機械工業聯合會科技進步獎。

(2)發明了一種陶瓷顆粒流態化輸送裝置，實現了陶瓷粉末的均勻、精確、定量加入，解決了復合材料工業化連續生產過程中陶瓷粉末的加入問題;發明了一種雙環縫復合霧化器，解決了噴射共沉積過程中陶瓷粉末的分散均勻性和捕收問題。

(3)對噴射沉積裝置進行了創新性設計，實現了大尺寸復合材料坯的連續生產，如通過添置霧化器掃描與沉積基體下降運動的自動控制系統，能夠精確控制沉積坯的直徑和形狀。采用該方法和裝置制備的復合材料具有冷速高、組織微細、陶瓷顆粒分布均勻、材料性能優異等特點。

(4)對噴射沉積多孔坯件的擠壓、軋制、鍛造等熱加工技術進行了系統研究，較成功地解決了此類材料的后續塑性加工成形技術問題，發展了楔壓成型、陶粒軋制致密化等多種噴射沉積坯工藝。采用所發明的噴射沉積制坯方法及其裝置，制備出了高性能大尺寸的8009耐熱鋁合金、6000Al和7000Al合金及其復合材料管、棒、板坯。沉積坯的冷速達103-104K/s，平均晶粒度在10mm以下。

(5)開展了高速鋼、硬質合金與高強度鋼的異種金屬特種焊接研究，成果在鋸切、刀具等行業應用效果顯著。

(6)高性能耐磨合成摩擦材料的開發，所制備的閘瓦(片)適合于鋼、鑄鐵、鋁基復合材料對偶，摩擦系數穩定、可控，磨耗僅為傳統材料的1/10。

近5年來(第一或通訊作者)論文：

[1] 顆粒增強鋁基梯度復合材料的摩擦磨損性能.中國有色金屬學報，2011,21(6):1258-1263

[2] 深冷及回火處理對高速鋼M42組織和力學性能影響. 湖南大學學報(自然科學版)，2012，39(4):53-58

[3] 酚醛和丁腈橡膠配比對鋁基復合材料用樹脂基摩擦材料性能的影響. 非金屬礦，2013,36(1):77-80

[4] M42/X32異種金屬CO2激光焊接接頭組織和性能的研究. 湖南大學學報(自然科學版),2013,40(11):89-95

[5] The criterion of gas and solid dual-phase flow atomization crash in molten metal. Transactions of Nonferrous Metals Society of China,2014,24(1):208-216

[6] Zr55Cu35Al10金屬玻璃中緊鍵結合團簇的定量表征. 湖南大學學報(自然科學版)，2015,42(6):73-77

[7] 高硅鋁基材表面爆燃噴涂WC-Co層的性能.材料保護，2015,48(11):51-58

[8] Microstructure and tensile creep resistance of Mg-5.5%Zn-(0.7%, 1.5%, 3.5%, 7.5%)Y alloys. J. Cent. South Univ. 2015,22: 4112−4122

[9] 介孔TiO2 載體對固體聚合物電解質水電解陽極催化劑性能的影響.高等化學學報，2016,37(1):126-133

[10] 擠壓態CuCr25熱變形行為及其加工圖. 湖南大學學報(自然科學版)，2016，43 (6) :10-15

獎勵與榮譽

獲獎情況

1、移動坩堝自動化控制噴射沉積技術及裝置，教育部提名科技進步1等獎。

2、液體金屬與合金的固體霧化過程原理研究，機械工業聯合會科技進步獎3等。

3、陶瓷顆粒增強鋁基復合材料的研究, 湖南省科技進步獎,3等。

4、多層噴射沉積技術與裝置，機械工業聯合會科技進步獎，2等。

5、大尺寸坯件的噴射沉積制備技術及裝置，湖南省科技進步獎3等。

6、大尺寸有色合金多孔坯楔壓熱致密化成型研究，機械工業部科技進步獎2等。

7、固液反應球磨制備金屬間化合物微細粉末技術的研究，機械工業部科技進步獎2等。

發明專利：

1.噴射沉積制備中空盤件的方法(ZL201110400685.5)，第一發明人。

2.一種基于鋁熱反應的高溫鋼液噴射沉積軋輥修復方法(ZL201201234444.2)，第一發明人。

3. 銅包覆鉻復合粉末及其制備方法和應用(ZL201410151550.5)，第一發明人。

4.陶瓷顆粒增強鋁基梯度復合材料及其制備方法和用于制備該材料的噴射沉積裝置(ZL201010122076.3)，第二發明人。

5. 大型噴射沉積方形坯件致密化加工的方法及其裝置(ZL200610031567.0)，第二發明人。