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科研团队

粉末冶金与涂层材料科研创新团队


一、团队基本概况

团队聚焦特殊工况对减摩耐磨、抗腐蚀、抗高温氧化等方面的特性需求,在钢铁材料、钛合金和超高温难熔金属材料表面,进行金属、陶瓷、复合材料等涂层的成分与结构设计、制备工艺优化、服役行为评价等方面的理论研究和技术开发。

近五年,团队累计承担国家级、省部级科研项目52项,其中国家级科研项目10项、省部级科研项目40余项,涵盖国家自然科学基金、湖南省重点研发计划等。团队与多家企业建立长期产学研合作,在耐磨抗氧化涂层设计制备、硬质合金刀具材料等方向取得突破性成果,获湖南省自然科学二等奖1项,三等奖项2项,完成8项发明专利转化,累计转让额超200万元。

二、团队核心架构与人才队伍

2.1 团队负责人

颜建辉,教授/博士生导师,入选校湘江学者人才发展计划,湘潭市高层次人才,国家自然科学基金函评专家,教育部学位与研究生教育评估评审专家,中国机械工程学会摩擦学分会常务理事,湖南省机械工程学会摩擦学分会副理事长,中国机械工程学会表面工程分会特邀专家。

主要从事高熵合金、粉末冶金材料、抗高温氧化以及减摩耐磨涂层防护等方面的科研工作。主持国家自然科学基金项目3项,主持基础研究项目子项目1项,主持省自然科学基金、省科技计划、省教育厅重点等省级项目10余项。在《Wear》、《Tribology international》、《Ceramics International》、《Applied surface science》、《Journal of Thermal Spray Technology》、《Materials characterization》、《复合材料学报》、《中国有色金属学报》、《摩擦学学报》等国内外刊物上发表学术论文80余篇,出版《二硅化钼及其复合材料的制备和性能》专著1部,出版《机械工程材料》教材1部,授权国家发明专利13项,第1完成人获湖南省自然科学二等奖1项,获省级教学成果二等奖1项、三等奖1项。

2.2 核心团队与人才梯队

团队现有专任教师队伍13人,含教授3名、副教授5名、讲师5名。

三、核心研究方向与技术优势

团队围绕三大核心研究方向深耕细作,形成了多项具有自主知识产权的核心技术,突破了多项行业“卡脖子”技术难题,核心研究方向如下:

3.1 难熔金属表面高熵合金层阻界面元素扩散技术

难熔金属表面涂覆涂层是提高金属高温抗氧化性能的主要手段。在Mo基体上涂覆MoSi2陶瓷层是提高其高温抗氧化性能的一种很好的策略。抑制Mo/MoSi2界面的元素互扩散对延长Mo基体的使用寿命非常重要。开发了一种WMoNbVTa高熵合金( HEA)层作为Mo/MoSi2界面的扩散阻挡层。

3.2 Mo-Si-B合金强韧化调控技术

超细晶或纳米晶Mo-12Si-8.5B合金具有比粗晶合金更优异的强度,但在室温下往往表现出有限的断裂韧性。同时提高Mo-12Si-8.5 B合金的强度和韧性对其实际应用具有重要意义。本研究采用溶胶-凝胶法结合一步氢气高温还原法成功制备了纳米Mo-ZrO2 ( Y2O3 )复合粉体。以纳米和微米Mo粉为原料,采用放电等离子烧结技术制备了一系列由不同比例的粗、细Mo晶粒组成的Mo-12Si-8.5 B-ZrO2 ( Y2O3 )合金。

3.3 宽温域自润滑耐磨涂层制备技术

随着现代工业和高新技术的快速发展,用于航空航天发动机、燃气涡轮机等系统装备的热端运动部件所处的温度高达1000℃,使其润滑和耐磨等高温防护问题日益凸显。运动部件的润滑和耐磨问题成为决定装备可靠性和寿命乃至整个系统设计成败的关键。在运动部件表面构筑热喷涂自润滑涂层,不仅可以保证装备部件拥有优异的机械强度,还能赋予运动部件具有优良的自润滑耐磨性能。然而,现有的热喷涂自润滑涂层还不能完全满足室温~1000℃范围内润滑与耐磨的需求。因此,迫切需要研制高性能长寿命热喷涂自润滑耐磨涂层,这对保证机械设备及其部件的长期安全稳定运行具有十分重要的意义。Mo-Si-B-Ag是一种极具应用潜力的自润滑耐磨材料。润滑组元Ag快速扩散的抑制和摩擦界面润滑层的强化,是研制新型Mo-Si-B-Ag基自润滑耐磨涂层的主要难题。构筑纳米Ag/La2O3晶内晶间分布改性Mo-Si-B涂层的新思路,使Ag由单一的晶间扩散变为晶内晶间混合扩散,抑制Ag的扩散速率;利用稀土晶内晶间分布强化摩擦层界面自润滑行为。

科研成果

4.1 国家基金

序号

项目名称

项目来源

编号

研究期限

1

AgLa2O3晶内改性Mo-Si-B自润滑涂层的构筑及其宽温域摩擦学行为

国家自然科学基金

52175167

2022.01~

2025.12

2

原位晶界碳调控锆酸镧纳米陶瓷纤维高温隔热及结构稳定性研究

国家自然科学基金

52402025

2026.01~

2029.12

3

Co-Ni-Cr-V协同抑制WC晶粒长大制备高粘结相超细晶硬质合金及其作用机制

国家自然科学基金地区项目

52264052

2023.01~

2026.12

4

可控分层降解超疏水海洋防污减阻复合涂层的制备及性能研究

国家自然科学基金

51775183

2018.01~

2021.12

5

NbC-Ni基金属陶瓷的相图热力学及润湿行为研究

国家自然科学基金

52011530147

2020.01~

2021.12

6

取向排布石墨烯调控SiCf/AlPO4复合材料介电性能的机理研究

国家自然科学基金

51802095

2019.01~

2021.12

7

铌基合金高温长时防护用高熵合金阻扩散层的构筑及功能实现机制

湖南省自然科学基金

2020JJ4025

2020.01~

2022.12

8

风电叶片自适应保温散热抗冰涂层的制备及性能研究

湖南省自然科学基金

2025JJ70082

2026.01~

2028.12

9

航空发动机刷式封严涡轮转子轴激光熔覆高温自润滑耐磨复合材料涂层研究

湖南省重点研发计划项目子课题

2022GK2030

2021.07~

2024.12

10

冷气动力喷涂CoCrFeNiMo高熵合金涂层微观结构及摩擦行为研究

湖南省自然科学基金

2021JJ50025

2021.01~

2023.12

11

风电叶片防护抗冰功能涂层的制备及性能研究

湖南省自然科学基金

2021JJ30259

2021.01~

2023.12

12

基于石墨烯取向排布的SiCf/AlPO4复合材料介电性能的调控机理研究

湖南省自然科学基金

2019JJ50165

2019.01~

2021.12

13

纳米Zr-Al(Si)-C改性ZrB2-SiC基层状复合材料的强韧化和抗烧蚀机制

湖南省自然科学基金

2021JJ40209

2021.01~

2023.12

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