郑州大学研究生专业介绍：材料加工工程

　　材料加工工程简介

　　一、学科及代码
　　材料加工工程 080503

　　二、材料加工工程学科概况
　　材料加工工程学科2002年首次被评为国家级重点学科，2007年再次被评为国家级重点学科，也是目前河南省唯一一个工科类国家级重点学科。

　　材料加工工程学科1986年获硕士学位授予权，1984年起开始与清华大学、大连理工大学、西安交通大学、北京科技大学等重点高校联合或独立培养博士生27人，1998年获“材料加工工程”博士学位授予权。

　　材料加工工程学科现有专职教学、科研人员62人，其中中科院院士2人，教授16人，副教授15人，讲师18人，博士生导师5人，其中具有博士学位人员27人；国家级突出贡献专家3人，入选国家“百千万人才工程”2人。

　　学科点主要从事高分子材料成型及模具CAE技术、新型合金及加工技术、高分子材料及其制备技术、高温功能材料及其制备技术等方面研究及开发工作。近年来先后承担并完成包括国家“八五”“九五”“十五”重点科技攻关、国家“十一五”科技支撑计划，国家载人航天计划，国家“973”、“863”计划，国家自然科学基金重大、重点和杰出青年基金等在内的科研开发项目100余项，独立获得包括国家科技进步二等奖2项，省部级科技奖励30余项。

　　学科点实验室面积12000余平方米，拥有原子力显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱仪、GPC分子量测定仪、热分析系统（DMA、DSC和TG等）、流变仪、偏光显微镜、万能电子拉力实验机等材料分析、测试和加工设备，总值9000余万元。已形成“一级学科博士授予权点－博士后科研流动站－国家重点学科－国家工程研究中心－教育部及河南省重点实验室”一体化的培养高层次人才和进行高水平科学研究的基地。支撑本学科的主要科研基地有：
　　橡塑模具国家工程研究中心
　　材料成型过程与模具教育部重点实验室
　　高温功能材料河南省重点实验室
　　模具、材料工程及装备河南省高等学校重点学科开放实验室
　　高分子材料河南省高等学校重点学科开放实验室
　　高分子材料河南省高校工程技术研究中心
　　铝合金材料及加工河南省工程技术研究中心
　　镁合金及制品河南省工程研究中心
　　汽车材料郑州市重点实验室
　　郑州大学材料研究中心

　　三、主要研究方向及学术带头人
　　（1）高分子材料成型加工及模具技术
　　本方向主要从事塑料成型加工、塑料模具优化设计与制造等领域的理论、技术和数值模拟方法的研究。

　　l塑料成型过程及模具设计中的数值模拟技术。针对塑料主要成型加工方式和模具技术，以材料性能表征─成型过程模拟─微观结构演化─模具优化设计─制品性能控制为主线，沿着多学科的交叉和渗透的技术路线，研究塑料成型过程的物理、力学机理，数学模型和计算方法，并开发相应的CAD/CAM/CAE集成化软件。

　　l塑料成型过程及最终制品的多尺度关联模型和相关的多尺度算法。重点开展模塑过程中宏、介、微观耦合的过程动力学、非平衡热力学、复杂流体动力学问题的多尺度关联模型和高性能计算方法等问题的研究。

　　l国家战略用塑料制品的制造和结构性能分析。航天用恶劣环境下防辐射和高光谱透过率塑料件成型、及模具设计制造技术；高铁用高低温环境下的高抗冲击性能塑料件成型、及模具设计制造技术等。

　　l塑料微成型和微加工理论和技术。重点开展微注塑模拟理论及方法，微制品的可成型性和可复制性理论等问题的研究。

　　学术带头人：申长雨，中国科学院院士，博士生导师。1963年6月出生于河南南阳，1990获大连理工大学计算力学专业博士学位，国家杰出青年基金获得者。目前担任郑州大学橡塑模具国家工程研究中心主任，材料成型及模具技术教育部重点实验室主任，国家级重点学科“材料加工工程”第一学术带头人。兼任中国青年科协副主席、中国科协委员、中国模具协会技术委员会委员、中国塑料加工学会应用工程塑料分会副理事长、中国工程塑料学会加工专业委员会副主任委员、教育部高分子材料教学指导委员会副主任、河南省模具协会理事长、河南省科协副主席、河南省青年科协主席等职。并兼任《化工学报》、《应用数学与力学》、《中国塑料》、《模具工业》、《塑料》、《工程塑料应用》等杂志编委。

　　长期从事塑料、橡胶等材料的加工理论和方法、塑料模具设计与制造技术等领域的研究。拓展了我国塑料成型宏观和微观模拟仿真新领域，发展了具有自主产权的塑料成型及模具设计CAE软件；建立起航天用结构塑料件制造新理论和方法，为2008年我国神七载人航天工程做出了重要贡献，所带领的团队，作为全国20个获奖集体之一，荣获“中国载人航天工程突出贡献”奖励；主持建立了我国首批利用世行贷款建设的47个国家工程研究中心之一──橡塑模具国家工程研究中心，发展了一系列塑料先进成型理论、方法和模具设计技术，为我国塑料加工、模具制造及相关产业的技术进步起到了积极的推动作用。共出版专著6部，发表学术论文260余篇，其中EI收录论文117篇，SCI收录论文33篇。作为第一完成人获得国家科技进步二等奖2项，省部级一等奖3项，二等奖2项，并获2008年河南省最高科技奖“河南省科学技术杰出贡献奖”。

　　主要团队成员：陈静波教授，刘春太教授，赵振峰教授，曹伟教授，王亚明教授，李海梅教授等。

　　（2）新型合金及加工技术
　　l生物镁合金材料研究：本研究的重点为新型生物镁合金的制备和性能优化、表面改性处理及形成机制研究；亚快速凝固工艺对新型生物镁合金组织和腐蚀性能的影响；新型生物镁合金体外、体内降解规律及生物相容性研究；新型生物镁合金心血管支架设计与加工；新型生物镁合金骨固定器件设计与加工等。

　　l高性能镁合金材料的研究：研究的重点包括高性能变形镁合金材料的开发及其成形技术、耐热镁合金与高性能铸造镁合金。

　　l高性能铝合金板带箔及细化剂研究：本研究的重点为高性能铝合金板带箔的加工成型，包括6000系铝合金汽车车身板材、高压电子铝箔、哈兹列特连铸连轧铝合金板带、电解铝液直接铸轧生产PS板及铝合金细化剂的研究与开发等，研究高性能与高精度铝合金板带箔生产中的关键技术问题，实现生产过程的短流程与节能降耗。

　　l大块非晶合金研究：制备含有准晶相、高熔点金属相、陶瓷颗粒以及片状石墨的大块非晶复合材料，对这些不同种类第二项影响大块非晶塑性变形行为的机理进行研究；通过合理设计合金成分，成功研制出具有高强度和塑性的CuZr基金属玻璃材料，其断裂强度达1800MPa以上，同时具有一般非晶材料中不具备的加工硬化效应；研究发现这种合金中的非晶基体在保证提供高强度的同时，生成的马氏体相将阻碍剪切带的快速蔓延，并提供塑性变形。

　　学术带头人：关绍康，博士，教授，博士研究生导师。1995年毕业于北京科技大学材料加工工程专业，获博士学位。现任国务院学位委员会第六届材料学与工程学科评议组成员，第二届全国教学名师，国务院政府特殊津贴专家，教育部材料成型过程与模具重点实验室副主任，河南省镁合金及制品工程研究中心副主任，郑州大学材料研究中心主任，中国材料研究学会常务理事，中国铸造学会理事，中国镁业协会专家，河南省铸造学会理事长，河南省有色金属学会副理事长，中国有色金属学报（中、英文版）和特种铸造及有色合金编委等职务。

　　一直从事材料科学与工程的研究工作，主持国家“863”高技术项目、国家“973”项目、国家自然科学基金、博士点基金项目等19项，通过国家及省部级以上鉴定12项，其中8项达到国际先进水平；获省部级以上奖励10项，其中河南省科技进步二等奖3项，授权国家发明专利8项；在国内外著名期刊上发表学术论文208篇，，被SCI、EI收录65次，撰写学术专著5部；先后指导博士研究生14人（其中8人已毕业获博士学位）、硕士研究生46人（其中31人已毕业获硕士学位）。

　　主要团队成员：孙玉福教授，赵红亮教授，李庆奎教授，刘胜新教授，李福山教授，孙玉峰副教授，王利国副教授，朱世杰副教授等。

　　(3)高分子材料及其制备技术
　　l光电转换高分子材料：通过运用能带隙工程来调节聚合物的光吸收和把光富集染料引入聚合物的主链或侧基上，设计并合成了含苝酰亚胺的聚合物材料B12B，其吸收光谱在400-800nm之间，覆盖了整个可见光区，其可以有效地利用太阳光，是理想的n型半导体光吸收材料。通过在分子主链中构筑Donor-Acceptor交替结构，有效地降低了聚合物半导体的能带隙，得到了两个在可见光区具有宽吸收波段的共轭聚合物材料PQS和PQSe。利用这些材料作为光活性层构筑电致发光器件和太阳能电池器件的研究正在进行中。

　　l新型尼龙类工程塑料：开发出“中华牌”的长碳链尼龙，在长碳链尼龙合成路线上另辟新径，以石油副产品轻蜡经微生物发酵得到的长碳链二元酸为原料，经过近二十年的努力，攻克了原料提纯、腈化、胺化、成盐、聚合等多个技术难题，对有关基础理论进行了比较系统的研究，开发出一套新工艺，合成出了一系列石油发酵长碳链尼龙。以其中尼龙1212为例，它是世界上工业化生产的第三个长碳链尼龙、第一个双号码长碳链尼龙，也是我国至今唯一一个具有自主知识产权的长碳链尼龙类工程塑料品种；

　　l超临界流体技术在高分子材料中的应用：首次发现了超临界二氧化碳中的高分子材料表面的同质诱导附生结晶现象，并首次引入溶度参数的概念来讨论超临界二氧化碳、插嵌单体的相对溶解度以及在聚合物基质上的协同分配乃至竞争问题，这些研究对于在超临界条件下实现无污染、高效率、分布均匀和过程可控的高分子材料或复合材料的合成和改性具有创新意义。

　　学术带头人：曹少魁教授，博士生导师，1960年出生，1988年由中国科学院化学研究所获理学博士学位，1991-1994年在日本东北大学工学部从事博士后研究，教育部第四届科学技术委员会材料学部委员、国务院政府特殊津贴获得者、河南省优秀专家、首批河南省高等学校创新人才培养对象、河南省化学学会常务理事、河南省化学学会高分子专业委员会主任委员。先后主持承担国家自然科学基金、国家教委优秀年轻教师基金、教育部骨干教师基金、河南省杰出青年基金等省部级以上科研项目多项。主要研究领域为由分子设计出发进行功能性高分子材料的制备与应用基础研究。迄今已在国内外正式出版的学术刊物上发表学术论文40余篇，其中被SCI收录的有10篇、被EI收录的有15篇。

　　主要团队成员：赵清香教授，许群教授，朱诚身教授，刘民英教授，石军教授，王玉东教授等。

　　（4）高温功能材料及其制备技术
　　l高温功能材料。立足我国耐火材料资源优势，研究开发优质合成耐火原料，并开展特种高温功能材料的制备工艺、结构与高温性能的研究，以满足高温工业新技术发展的需要。已开发出有特色的矾土基优质合成原料、电熔改性料、氮化还原转型料。在此基础上开发出特种功能耐火制品，、主要用于滑动水口、连铸水口、透气塞、精炼包衬渣线、特种窑具和高温耐磨部位等。

　　l高性能水泥基复合材料研究。利用河南的资源优势，通过掺加引导性、功能性组分及应用特殊工艺，制备高性能与复合功能水泥基材料，尤其在引导性和功能性组分的改性与功能引入机理以及结构特征对水泥基材料性能影响、功能发挥与损毁机理进行深入研究。

　　l生态环境材料的研究。近年来主要集中在工业废弃物（粉煤灰、煤矸石、低品位尾矿）和建筑垃圾等资源的高附加值成分的提取方法和全部资源化利用的深加工机理和用途开发研究。

　　学术带头人：钟香崇，中国科学院院士，1921年11月生，1941年毕业于香港大学，1949年获英国里兹大学博士学位并回国投身新中国建设，1963年开始筹建洛阳耐火材料研究所并任所长、总工程师；1984年被批准为博士生导师，1991年当选中国科学院院士，1993年被评为联合国国际耐火材料学术会议的杰出终身会员并任国际执行委员会委员。

　　钟香崇院士从事耐火材料工作50余年，是我国耐火材料专业的首席科学家，在耐火材料的组成、结构和高温性能方面的系统研究有相当的深度和广度。他组织指导了我国铝镁砖和高铝砖、氧气转炉炉衬材料和连铸长水口，以及耐火纤维和绝热板等新型耐火材料的研究和开发；在耐火材料高温力学性能的研究上有独到之处，发展了耐火材料学科理论，在内容和水平上居国际前沿。为我国冶金工业和耐火材料研究开发做出了卓越贡献。

　　主要团队成员：叶方保教授，叶国田教授，贾晓林教授，徐恩霞教授、葛铁柱副教授、李素平副教授等。