2025先进复合材料学术研讨会在河南工业大学隆重开幕

关键词 先进复合材料|2025-12-05 10:34:24|来源 中国超硬材料网
摘要 复合材料就像一位“材料魔术师”,通过将两种或多种不同性质的材料以微观或宏观形式组合,创造出性能远超原组分的新材料,从而实现“1+1>2”的效果。作为现代工业发展的基石......

 复合材料就像一位“材料魔术师”,通过将两种或多种不同性质的材料以微观或宏观形式组合,创造出性能远超原组分的新材料,从而实现“1+1>2”的效果。作为现代工业发展的基石,先进复合材料凭借其轻质高强、耐腐蚀、多功能化等特性,已成为航空航天、新能源、电子信息等领域的核心支撑材料。

       11月29日,以“先进复合材料创新突破与产业赋能”为主题的2025先进复合材料学术研讨会在河南工业大学学术报告中心隆重开幕,来自全国高校、科研院所及企业的专家学者齐聚一堂,共同探讨先进复合材料领域的前沿科技与未来趋势。 

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       上午八点三十分,大会在热烈的气氛中正式开始。首先由大会主席、河南工业大学吴智深教授致开幕辞。他首先对与会嘉宾表示热烈欢迎,简单介绍了河南工业大学的概况及发展后,进一步指出,当下,先进复合材料发展日新月异,重大突破不断涌现,应用前景也更加广泛。本次研讨会我们邀请顶尖的学者齐聚一堂,聚焦复合材料创新突破、成果转化与未来布局,旨在对接行业的前沿需求,深化学术与产业的融合。真诚希望各位专家学者都提出真知灼见,推动技术创新及产业发展。同时也期待本次会议能成为一个高效的思想碰撞与成果交流平台,为我国复合材料领域的创新发展注入新动能。

       在随后进行的大会报告中,14场主旨报告依次展开,涵盖复合材料设计、制备、性能优化及产业应用全链条,现场学术氛围浓厚。

       上午报告环节亮点纷呈: 

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       河南工业大学吴智深教授作了题为《高性能玄武岩纤维复合材料研究及应用进展》的报告,深入探讨了玄武岩纤维绿色高性能化及稳定规模化生产关键技术,玄武岩纤维定位于碳纤维与玻璃纤维之间,秉持采用天然玄武岩矿石为原料的理念,通过多元均配混配技术控制玄武岩矿石原料的波动性,实现高性能玄武岩纤维产业化生产;利用高性能玄武岩纤维及BFRP,已通过一系列工程技术创新,应用于土木、市政工程、海洋工程、能源工程、生态环境工程、汽车、船舶、航空、国防军工等领域。这种高性能、长寿命的绿色低碳化材料,契合双碳目标,玄武岩纤维是弥补碳纤维-玻璃纤维之间应用空白区的高性价比之选,期待不远的将来会有更大的发展。

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陈小丰副教授代讲

       昆明理工大学易健宏教授分享了《非原位WC界面相调控碳纳米管/铜基复合材料的组织与性能》,报告指出随着新能源交通、电子信息等技术领域的飞速发展,对纯铜的使用要求已趋于其性能上限,高性能铜基材料作为支撑新能源、电力电子等战略产业的关键基础材料,在“双碳”战略驱动下的绿色低碳转型中凸显多维战略价值。研究中采用化学气相沉积技术,实现WC纳米颗粒在CNTs表面的外延生长,优化了CNTs与Cu基体的界面微观结构,显著改善界面结合; CNTS-WC-Cu 稳定界面的形成不仅可以提高复合材料的载荷传递效率,还增加了界面处的电子传输通道,提高了界面处电子的弹性散射概率;界面微观结构调控与优化是提高 CNTS 强化效应的有效手段,进而促进复合材料强度、塑性与电导率的协同提升。报告展示了通过界面调控提升复合材料综合性能的创新方法。

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       郑州大学单崇新教授带来的报告为《金刚石基高热导材料研究》,报告指出随着激光不断向更高功率发展,热管理成为制约其功率进一步提升的关键限制因素,器件温度上升10℃,寿命降低30-50%,高功率激光的发展史就是一部与“废热”斗争的历史,报告中介绍了金刚石/铜(及铝)复合材料的制备流程、结合界面分析及导热性能效果分析,接着还提出了基于高温高压生长型金刚石聚晶制备方式,结合金刚石溶剂理论,通过优选金刚石粒度+金属触媒,可实现自支撑+大尺寸高导热多晶金刚石材料,这种方法无需基体材料,避免传统复合材料因界面失配导致的热导率下降,单教授指出可根据实际需求选择合适的材料设计方案,为解决电子器件日益严峻的“散热危机”提供了极具潜力的材料解决思路。

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       合肥工业大学张久兴教授带来了《SPS技术制备金属复合材料的新进展》,首先介绍了粉末冶金三种先进烧结技术对比以及SPS与热压、热等静压相比的技术优势,报告中采用SPS技术制备金刚石/铜复合材料,微观组织致密,高金刚石体积分数(>60vt.%)金刚石/铜复合材料致密度>98.5%,突破传统固相烧结法制备高体积分数金刚石/铜复合材料致密度低的局限性,展现了放电等离子烧结技术在快速制备高性能金属基复合材料方面的独特优势。

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       燕山大学周向锋教授以《金刚石室温塑性变形和界面迁移增韧》为题,介绍了金刚石室温塑性变形机制及金刚石界面迁移增韧模型。发现金刚石、CBN、Si(类金刚石结构)等共价晶体本征塑性变形机制有所不同,值得进一步研究;提出了共格界面迁移大幅耗散能量,从而提升材料的韧性首次定量地分析共格界面迁移对韧性增强的贡献,从界面设计的角度提炼出一个半经验规则,指导高韧性金刚石材料的研发。报告中超硬材料塑性研究方面的突破性发现,为我们提供了新的思路。

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       北京航空航天大学潘曹峰教授带来了《多模态类脑感知芯片机器人触觉仿生》的报告,传感器技术是现代信息技术三大支柱之一,报告根据人类五大感知觉传感的特点,介绍了触觉传感是亟待攻克的核心技术,其中关键科学问题是多层材料在层-层界面功能耦合时不同材料结构、模量、性能之间如何匹配协同。报告中将复合材料的研究拓展至智能传感与仿生机器人这一交叉前沿领域,让人眼界大开。

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       下午报告环节持续深入:

       下午的会议延续了上午的高水平交流,议题更加聚焦于材料的强化机制、产业化应用与未来趋势。

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       天津大学赵乃勤教授探讨了《金属基复合材料异构化与强化机理》。通过报告我们了解到高强韧金属基复合材料是助力我国空天国防发展和经济建设的关键材料,基体、增强相微观组织构型和界面特性是决定材料力学性能的关键,构筑多尺度异质结构在解决强度-塑/韧性倒置的科学瓶颈大有可为。

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哈工大郑州研究院红外薄膜与晶体研究所副所长 曹文鑫教授代讲

       哈工大郑州研究院朱嘉琦教授再次聚焦热管理材料,带来了《金刚石及其复合材料导热性能设计与调控》的最新研究成果。报告从金刚石本征导热调控技术、金刚石近净散热技术、金刚石/树脂基复合材料、金刚石/金属基复合材料、金刚石/陶瓷基复合材料几个方面介绍了金刚石材料在解决高功率器件热失效方面的新一代散热技术,既有理论研究又有技术落地,产品已经初步应用于国防军工和民用领域。

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       燕山大学高国英教授从理论出发,分享了《超硬材料的理论设计与实验合成》,介绍了提高材料硬度和韧性的方法: 纳米晶、纳米孪晶、多型结构。研究中发现,以通过特殊处理后的纳米级立方碳化硅纳米粉为初始原料,通过调节烧结压力和温度,制备了一系列的纳米晶立方碳化硅块材,超过了超硬阈值,同时断裂韧性也得到有效提高,是一种新型超硬材料。

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       郑州大学胡俊华教授介绍了《锆合金包壳耐事故涂层(ATF)探索》,报告指出,我国目前在运、在建和核准建设总体规模居世界第一,所以核安全问题的研究已经迫在眉睫。ATF(耐事故燃料,又称事故容错燃料)是核能领域的颠覆性技术概念,ATF兼容中子经济性、亚临界水稳定性(服役工况)、LOCA极端环境下结构完整性(抗氧化)。发展以锆合金包壳为基体的涂层技术有望尽快实现工程化,研究团队面向国家重大需求,开发了用于极端环境下的防护材料。

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       河南工业大学邹文俊教授结合重大工程应用,详细阐述了《高铁钢轨修磨技术与CBN砂轮的应用研究》。从钢轨打磨现存问题阐述了提升钢轨打磨砂轮性能的解决方案。例如,开发轻量化砂轮,提升砂轮线速度;研发高效砂轮散热辅助材料;使用CBN超硬磨料,提升磨削效率;设计超硬材料砂轮磨削散热结构;研发高性能树脂/金属复合结合剂。研究将超硬磨料引入钢轨打磨砂轮领域,为高铁修磨技术提供了强大的技术支持。

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       河南大学张经纬教授的报告题目为《纳米功能材料宏量制备及应用探索》,研究涉及二维纳米材料(如石墨烯、氮化钨钼等)、钛基功能材料、透明隔热材料(如二氧化钒)的制备及应用,张教授团队正沿着“科学-技术-样品-产品-商品”这一路线,致力于解决纳米材料从实验室走向产业化规模制备的关键瓶颈。

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       河南工业大学栗正新教授宏观分析了《超硬复合材料产业技术发展现状与趋势》,从超硬材料产业发展现状、发展机遇、产业技术发展面临的挑战及产业技术发展趋势进行了详细讲解,其中提到了超硬材料出口管制事件为中美贸易战取得阶段性胜利做出了重大贡献,使国家对超硬材料的重视程度上升到前所未有的高度,栗教授还从超硬材料合成,培育钻石,功能金刚石,电子、量子级金刚石等方面的发展做了简要分析,为超硬材料产业链发展指明了方向。

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       河南工业大学赵志伟教授最后分享了《新型金属/陶瓷基复合材料的制备及应用进展》报告,报告从Ti(C,N)基金属陶瓷研究现状,SPS烧结制备Ti(C,N)基金属陶瓷,SPS烧结制备Ti(C,N)基梯度金属陶瓷几个方面简单介绍了新型复合材料的制备及应用进展。最后还介绍了河南工业大学材料科学与工程学院概况及发展,让我们对该学院有了更深入的了解。

       今日论坛报告内容覆盖了从基础理论研究到关键技术突破,再到产业应用探索的全创新链条,充分体现了我国在先进复合材料领域的雄厚科研实力与蓬勃生机。此次研讨会的初衷是为学界和产业界搭建了交流桥梁,推动我国先进复合材料技术的创新发展与产业化进程。

       11月30日,研讨会将进行分会场专题报告,包括超硬复合材料、纤维复合材料、金属复合材料、创能复合材料等应用领域,我们将持续报道,敬请关注!

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