納米表面工程

納米改性材料

先進耐磨抗蝕材料
研究方向簡介：

磨損、腐蝕、疲勞是機械零部件的三大主要失效破壞形式。節能、節材、環保、高效、長壽是對機械零部件提出的基本要求。據統計，80%的機械零部件因磨損失效。中國工程院相關統計表明我國因為磨損和腐蝕造成的損失約占GDP的9.5%。為此，王鈾教授的研究就是要解決材料的磨損和腐蝕問題。如他研究開發了熱噴涂納米結構陶瓷涂層。這種納米結構熱噴涂陶瓷涂層在大量的需要耐高溫、防腐蝕、耐磨損、抗疲勞性能的零部件上有著廣闊的應用前景，為解決零部件的失效破壞問題開辟了新途徑。這種納米結構熱噴涂陶瓷涂層被美國海軍譽為一種革命性的新涂層、是目前世界上在該領域首次（也是目前唯一）成功獲得應用的納米技術，與傳統陶瓷涂層相比，該納米陶瓷涂層的韌性、結合強度、抗熱震性能高1-2倍，耐磨性能高4-8倍， 抗疲勞性能提高10倍。目前，該技術已經用于美國海軍裝備系統中的數百種零部件上。2001年，該技術獲得被譽為“應用技術奧斯卡獎”和“研究發明諾貝爾獎”的“世界研究開發百項獎”，美國國防部“軍民兩用研究開發技術獎”。2004年獲世界經濟論壇 “技術先驅獎”。與該工作有關的一篇文章發表在《Wear》雜志上，成為納米結構涂層方面最早的文字文獻，幾年來，該篇文章已被SCI他引160多次。現在，王鈾教授已經將納米結構熱噴涂陶瓷涂層技術移植國內進行了再創新，于是，2008年王鈾榮獲了黑龍江省第三屆留學人員報國獎、2011年王鈾榮獲了黑龍江省科學技術獎自然科學二等獎和黑龍江省冶金行業科技進步獎一等獎。

近幾年，王鈾在材料的納米改性方面進行了卓有成效的研究。他與企業合作，利用納米材料的小尺寸效應、表面和界面效應等特征，采用先進納米改性技術生產出了綜合性能優良的用于加工鋼球、合金球、陶瓷球、瑪瑙球、工藝品球等球體材料的耐磨合金鑄鐵磨板（包括光球板、粗磨板、精研板等）。改性后的耐磨合金鑄鐵磨板的強度、硬度和斷裂韌性等均得到明顯改善，使得最終產品的磨削加工效率和使用壽命大幅度提高，一副納米改性耐磨合金鑄鐵磨板可以抵得上幾副國內外現行的耐磨合金鑄鐵磨板。

王鈾還通過向WC-Co硬質合金中加入包括納米稀土在內的納米改性劑并優化制備工藝參數，制出了綜合性能優良的硬質合金。改性后的硬質合金材料的強度、硬度和斷裂韌性等均得到明顯改善，使得最終產品的使用性能和壽命明顯提高。如納米改性硬質合金材料與同類傳統硬質合金相比，硬度提高1HRA以上，抗彎強度提高20％左右，沖擊韌性提高將近40-50％，斷裂韌性提高約10-30％，沖擊磨損性能提高100%以上。在小批量生產階段，將生產的“納米改性高性能礦用硬質合金球齒”提供給客戶試用，根據客戶的反饋信息，“納米改性高性能礦用硬質合金球齒”的綜合力學性能明顯提高，使用壽命顯著增加，穩定性明顯提高。2013年王鈾又榮獲了黑龍江省科學技術獎自然科學二等獎和黑龍江省高校科技進步獎一等獎。

最近，王鈾教授通過在納微尺度上調控粉體的組織結構以提高結構陶瓷材料的強韌性能，現已取得非常顯著的效果。調控粉體制備陶瓷的彎曲強度、斷裂韌性、維氏硬度和彈性模量比未調控粉體制備陶瓷分別提高51.1%、21.6%、31.1%和18.1%。

男，漢族，1954年生。現任哈爾濱工業大學材料科學系教授、博士生導師。

1989年獲哈工大工學博士學位，1991年清華大學博士后出站被評為副教授，1993年任北航教授，1994年至2004年間旅居美國和加拿大，曾任美國標準技術研究院(原國家標準局)客座科學家、美國納米材料集團高級工程師兼項目經理、加拿大阿爾伯塔大學訪問教授。

2004年，作為海外引進人才回到哈工大，被聘為教授、博士生導師。現為黑龍江省表面工程學會理事長、全國熱處理標準化技術委員會委員、黑龍江省新材料專家委員會委員、國際雜志《Journal of Materials Science & Technology》編委會委員、國際雜志《Journal of Mechatronics》編委會委員、《材料熱處理學報》編委會委員、《納米技術》編委會委員、《熱處理技術與裝備》編委會委員，《Journal of Thermal Spray Technology》嘉賓編輯，《Surface and Coatings Technology》嘉賓編輯，還為《Wear》、《Thin Solid films》、《Materials Science and Engineering A》、《Tribology letters》、《Corrosion Science》、《Surface Science》等二十多家國內外雜志的審稿人。

王鈾教授是270余篇論文的作者，二十余項美國、中國或國際專利的發明人，數十篇文章為SCI收錄并為同行在國際雜志引用約2100余次。上世紀末因在摩擦學和表面工程方面的杰出貢獻被英國劍橋國際傳記中心選入《二十世紀2000杰出科學家》。

主要榮譽
曾于1991年摩擦學學科創立25周年之際獲得國際摩擦學理事會主席的專函致謝及英國菲立普親王殿下親筆簽名的致謝函。

曾被中國摩擦學會授予1987-1992年度有突出貢獻的先進工作者稱號。

1993年榮獲教育部霍英東青年教師基金。

1993年被評為北京市高等學校優秀青年骨干教師。

2001年其研發的熱噴涂納米結構陶瓷涂層技術獲得 “世界研究開發百項獎”。

2001年其研發的熱噴涂納米結構陶瓷涂層技術獲得美國國防部“軍民兩用研究開發技術獎”。

2004年其研發的等離子噴涂納米結構陶瓷涂層技術獲得世界經濟論壇的 “技術先驅獎”。

2007年獲得黑龍江省高等教育教學成果一等獎（第二完成人）。

2008年榮獲黑龍江省第三屆留學人員報國獎。

2011年獲黑龍江省高校科學技術獎二等獎（第一完成人）。

還曾被《中國科學報》、《中國航空報》報道，還被收錄于《中國當代名人大典》、《中國英才》、《中國科技脊梁》、《科技強國中流砥柱》、《中國當代知名學者辭典》和《美國列克星頓名人錄》等。

上世紀末因在摩擦學和表面工程方面的杰出貢獻被英國劍橋國際傳記中心選入《二十世紀2000杰出科學家》。

2006年底被《科學中國人》雜志報道。

2011年，“納米粉體調控提高陶瓷材料及其涂層的性能研究”獲得黑龍江省科學技術獎二等獎（第一完成人）。

2012年，“納米結構熱噴涂強韌耐磨抗蝕陶瓷涂層”項目獲得黑龍江省冶金行業科技進步獎一等獎（第一完成人）。

2013年，“基于摩擦金屬學研究的納米改性耐磨新材料與應用”項目獲黑龍江省高校科學技術獎一等獎（第一完成人）。

2013年獲黑龍江省高等教育教學成果一等獎（第五完成人）。

2013年，“基于摩擦金屬學研究的納米改性耐磨新材料與應用”獲得黑龍江省科學技術獎二等獎（第一完成人）。

2014年，“納米改性耐磨合金材料研究及工業應用”獲得中國產學研合作創新成果獎（第一完成人）。

工作經歷
時間 工作經歷
2004年10月-至今 哈爾濱工業大學材料學院，教授，博導
2001年1月-2004年10月 加拿大阿爾伯塔大學化工和材料系訪問教授
1998年3月-2000年12月 美國納米材料集團高級工程師兼項目經理
1997年9月-1998年3月 美國南方公理大學高級研究員
1995年2月-1997年8月 美國標準技術研究院(原國家標準局)客座科學家
1994年4月-1995年1月 加拿大馬尼托巴大學訪問教授
1991年10月-1998年12月 北京航空航天大學副教授/教授
1989年10月-1991年10月 清華大學機械工程系博士后/講師/副教授
1992年 中國科學院蘭州化學物理研究所客座教授


教育經歷
1974年9月-1977年9月，哈爾濱工業大學金屬材料及熱處理專業學生
1978年9月-1980年12月，哈爾濱工業大學金屬科學及工藝系碩士生獲得碩士學位
1986年2月-1989年9月，哈爾濱工業大學金屬科學及工藝系博士生獲得工學博士學位
1989年9月-1991年9月，清華大學機械工程系博士后，出站后被清華大學評為副教授（被評為副高職的當時僅占清華大學出站博士后的十分之一）
主要任職
1995至2000年期間主要學術兼職：

中國機械工程學會材料青年分會副理事長兼秘書長

中國機械工程學會青年摩擦學會副理事長

中國機械工程學會失效分析專家

基礎科學和工程應用科學學報編委

中科院固體潤滑重點實驗室客座教授

國際材料研究會(MRS)會員

美國機械工程師學會(ASME)會員

被邀為紐約科學院(New York Academy of Sciences)Active Member



現主要學術兼職：

中國金屬學會高級會員

全國熱處理標準化技術委員會委員

國家自然科學基金通訊評審專家

黑龍江省表面工程學會理事長

黑龍江省新材料專家委員會委員

國際期刊《Journal of Materials Science and Technology》編委

國際期刊《Journal of Mechatronics》編委

國際中文期刊《納米技術（Hans Journal of Nanotechnology）》編委

國際期刊《Journal of Thermal Spray Technology》Guest Editor

國際期刊《Surface and Coatings Technology》Guest Editor

《材料熱處理學報》、《熱處理技術與裝備》編委、《黑龍江冶金》編委

聊城大學特聘教授

黑龍江科技大學特聘教授

寧波新型金屬材料服務平臺專家委員會專家