我们的网站为什么显示成这样?

可能因为您的浏览器不支持样式,您可以更新您的浏览器到最新版本,以获取对此功能的支持,访问下面的网站,获取关于浏览器的信息:

《中国材料进展网》

您现在的位置:首 页 >公告栏 > 正文

2014新材料国际发展趋势高层论坛在西安召开

分享到:


发布时间:2014/9/30 17:28:34 浏览次数:3989


2014年9月19~22日,2014新材料国际发展趋势高层论坛在西安高新区都市之门会议中心成功召开。此次论坛由中国工程院化工、冶金与材料工程学部,中国材料研究学会,新材料学术联盟主办,西北工业大学,西安市高新技术产业开发区,西北有色金属研究院承办,《中国材料进展》杂志社,凝固技术国家重点实验室协办,并得到了中国工程院、国家自然科学基金委、国家科学技术部基础司、国家科学技术部高新司、国家发展和改革委员会高技术产业司和陕西省人民政府的大力支持。论坛同期还举办了3D打印材料技术前沿论坛、材料基因组论坛和复合材料技术前沿论坛,并首次举办了有近20家研究院所和新材料企业参展的展览会。为更好地促进新材料科技成果的有效转化和新材料产业的创新可持续发展,论坛还设立了一系列产学研对接交流活动。

出席本次会议开幕式的有:中国工程院副院长徐德龙院士,大会主席周廉院士,中国科学院王崇愚、甘子钊、张统一、崔俊芝、魏炳波院士,中国工程院陈立泉、关桥、赵连成、屠海令、何季麟、张生勇、张寿荣、江东亮、付贤智、周克崧、姜德生、王一德、徐惠彬、李言荣、谭天伟、陈祥宝、王海舟、李元元、蹇锡高、李仲平、卢秉恒、傅恒志、张立同吴以成院士,西北工业大学校长汪劲松教授,陕西省人民政府庄长兴副省长,陕西省教育厅张新民总会计师,西安市高新区管委会杨仁华副主任,以及来自国内外近200家研究机构、高校的知名专家学者、学生,和政府部门和企业界的领导约800余人。周廉院士致开幕词,庄长兴副省长、徐德龙院士、杨仁华副主任、汪劲松校长分别作大会致辞。会议开幕式由西北工业大学魏炳波院士主持。

本次论坛大会报告共邀请17位专家学者分别从超导材料、3D打印技术、光催化技术、复合材料、材料基因组、凝固技术6个新材料领域对新材料发展的最新进展和研究前沿进行专题讨论,共同推进我国新材料科学和产业的创新突破和技术进步。

超导材料进展

超导材料进展专题由甘子钊院士和周廉院士主持。

张平祥研究员在“实用化超导材料研发及应用进展”的报告中介绍到,在目前庞大的超导材料体系中具有实用化价值的仅有低温超导材料Nb47wt%Ti (NbTi)、Nb3Sn(Al),高温超导材料Bi-2223、Bi-2212、MgB2 、ReBCO,目前NbTi和Nb3Sn占超导材料市场的90%,BSCCO和MgB2处于应用示范阶段,YBCO涂层导体批量制备尚未实现。并指出,超导材料的宏观/微观尺度的均匀性、材料性能/制备技术的综合性价比是实用化超导材料能否大规模应用的关键,大科学工程及NMR(核磁共振)等高端仪器装备将是我国实用化超导材料发展驱动力,我国通过参与 ITER(国际热核聚变实验堆)计划提升了低温超导研发和产业化能力。报告介绍了西北有色金属研究院和西部超导公司在ITER 用和MRI 用NbTi超导线材方面的自主开发的关键技术和产业发展现状,目前生产的ITER用NbTi超导线所有性能及性能稳定性符合ITER要求,NbTi导体通过ITER认证测试,均进入批量化生产;西部超导的MRI用NbTi超导线材性能与其它制造商相当。同时,报告介绍了ITER用内锡法Nb3Sn超导线材和青铜法Nb3Sn超导线材的研发进展和产业发展,通过关键制备技术的突破,内锡法Nb3Sn超导线股线和导体性能通过ITER认证,进入批量化生产。报告还介绍了实用化MgB2及Bi2212超导材料的研究进展,展示了西北院研制的300mm MCZ单晶硅制备用超导磁体和重离子加速器用超导磁体,报告最后总结到,我国在超导应用方面已具有较好的材料基础,中国聚变工程堆(CFTER)项目目前已开始立项工作,其对超导材料和磁体系统提出了严苛的要求,有助于加速我国超导材料及磁体研究及产业发展。

闻海虎教授的“高温超导材料研究和应用展望”报告首先介绍了超导现象产生的原因——BCS理论(电-声子耦合),及其简单图像,指出这一理论在解释高温超导现象时具有局限性,这也是超导这个传统物理问题仍然焕发生机的原因。报告介绍了高温超导体铜氧化物的应用研究进展,指出YBCO的优异高温超导性能使未来制备在液氮温度使用的、产生几个特斯拉磁场的磁体成为可能,国内诸多研究机构从事YBCO涂层导体研究,已制备出千米级导线。报告主要介绍了我国铁基高温超导材料的研究及应用的进展,指出目前铁基高温超导材料临界温度接近60K,需要进一步提高,在已发现的铁基高温超导材料中有一半由中国科研人员研究发现,目前中国科学家在铁基超导领域占领主导地位;介绍了可能解释铁基超导现象的新理论—交换反铁磁涨落机制,及其研究小组在实验验证这一机制方面取得的研究成果;指出铁基超导材料的应用研究结果表明,铁基超导体中温区强磁场下具有广阔应用前景,目前采用粉末套管法( Powder-in-Tube, PIT)已生长出铁基超导线材。报告最后指出,某种程度上可以围绕反铁磁性寻找新型高温超导体,并在元素周期表上预测碱金属、碱土、稀土,过渡金属和 C,N,O,F几类元素可能是新型高温超导体需要的元素。

在讨论环节,周廉院士首先发言,指出我国低温超导材料、高温超导材料的研发取得了很大进展,两个报告十分鼓舞人心,针对我国超导材料科研及产业发展存在3个让人失望的事实,提出了相应建议:①我国低温超导材料产业已基本形成,但基于低温超导材料的如核磁成像系统等应用产业仍未形成,超导应用型企业国内还属空白;②高温超导体如MgB2的应用研究及产业化早期领先,但目前已远落后于美国,必须加紧追赶;③国内超导材料研发没有大的国家项目计划支持,超导领域学者、专家应该聚集起来就国际国内超导材料及产业发展现状、发展趋势写出报告书及计划书,积极申请进入十三五规划。王崇愚院士就闻海虎教授的报告提出了关于低温超导材料研究方面的3个问题,闻教授一一做了回答。① 高温超导材料研究方面,研发重点在努力使铁基超导材料临界温度突破液氮温度(70K),还是在加快研发新型高温超导体?答:在未来几年,这两个方向都是高温超导材料研究的重点。②在元素周期表上预测可能具有高温超导性能的元素,有没有考虑过化学元素组合性、化合物结构无限性方面的规律?答:确实需要探讨这两方面的规律去指导新型高温超导材料的发现,目前从研发过程中也总结出一些经验体会。③是否可以从马约拉纳费米子理论出发,去寻找新型高温超导体?答:马约拉纳费米子理论的提出是一个非常重大的物理发现,目前研究人员已认识到该理论可为超导量子计算提供新的量子态;在未来,拓扑超导体结合马约拉纳费米子理论,将会产生一个新兴的物理领域。宝钛集团参会代表问到ITER项目的进展情况,及中国及其他国家的聚变工程堆项目进展如何?张平祥研究员介绍到由全球7个地区和国家参与的ITER项目正在建造,计划将于2019年点火,我国CFTER在立项建议阶段,日本、韩国、欧美国家也已开始计划。太原理工大学许并社教授,北京航空航天大学参会代表等围绕低温超导体制备技术、高温超导体研发方向提了几个科学问题,两位报告人一一作了解答。最后,甘子钊院士做了总结发言,他指出在超导领域科学研究方面,超导不光是物理、电子学的课题,也是材料学研究的重要内容,目前超导应用方面的前景也十分广阔,应用基础也基本成熟,希望国家、地方政府给予超导研究及产业发展更多支持。

3D 打印技术进展

3D打印技术进展专题由关桥院士和徐惠彬院士主持。

卢秉恒院士的“正在改变世界的3D打印(增材制造)技术”报告指出,3D打印作为一种增材制造,与等材制造(铸锻焊)、减材制造(车铣磨)三足鼎立,是信息技术与制造技术高度融合,实现点点可控的控形控性的制造技术。报告介绍了国内外3D打印技术在工业领域、医学领域的应用,以及制造的各类军用、民用产品,包括3D打印飞机等。我国政府高层领导高度关注3D打印技术,希望抓紧发展3D打印产业,美国政府也表示将增材制造技术作为国家制造业发展的首要战略任务,持续给予了资金支持。报告指出3D打印技术是各国战略必争、竞相争先的新技术领域。报告提出了3D打印相关材料创新、工艺优化方向,及生物材料打印与器官再造领域需要注意的科学问题,并呼吁3D打印技术发展需要多学科、产学研用的协同创新。

黄卫东教授的“增材制造与创新设计”报告首先展示了国内外与结构设计相关的增材制造技术典型应用案例,如最佳应力分布结构设计、先进飞机零件气动特性优化设计、设计与制造双重减重的无人机零件等。传统制造技术的可制造性对结构设计有很严格的限制,而增材制造技术提供了几乎可以制造任意复杂结构的可能性,因而有可能按照最理想的结构形式来设计零件结构,从而在最大限度地满足使用功能的条件下,还可以显著减轻结构重量和提高可靠性。报告指出,增材制造技术将带来结构设计理念全新的革命,新理念目前可概括为设计引导制造, 功能性优先的设计, 最优化设计。目前这一新理念已引起各行各业设计人员的兴趣和热情,全社会掀起了创新设计的浪潮。报告最后强调,增材制造技术发展的一个重要方向是强化增材制造与最优化设计的互动研究,加强新型设计人才的培养。

王华明教授的“高性能大型金属构件激光增材制造技术挑战与若干材料科学问题”报告介绍到,高性能大型金属构件激光增材制造技术是“变革性”的高性能、短流程、低成本、绿色、“材料/制造”、“控性/控形”一体化先进数字制造技术,但大型金属构件激光增材制造过程中内应力很大且难以控制,难以制造“大型构件”问题,以及内部质量难以控制,难以用作关键/主承力构件的问题是该技术面临的两大技术挑战。报告阐述了提高激光增材制造高性能大型金属构件综合力学性能需要解决的激光/金属交互作用机制、能量吸收利用及成形效率,激光熔池冶金、快速凝固行为和晶粒形态演化规律、内部缺陷形成机制、无损检验方法及缺陷力学行为等若干关键材料科学问题。报告最后介绍了王华明教授带领的团队在大型金属构件激光增材制造技术内应力控制、变形开裂预防、激光增材制造装备、内部质量控制方法、技术标准体系建立方面取得的理论、技术成果,该研究团队研发的“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”获2012 年度“国家技术发明一等奖”。

讨论时,西北工业大学参会代表首先提问到,3D打印技术是否有可能用于制备单晶材料?黄卫东教授回答说,目前在送粉条件下采用3D打印技术已经可以实现单晶材料修复,但送粉工艺不能达到单晶叶片制备所需的尺寸精度;另外,在铺粉条件下采用3D打印技术能否制备单晶叶片还是未知数,应该比较困难。对于这个问题,王华明教授认为,在送粉、铺粉条件下采用3D打印技术制备单晶都极其困难,而目前制备成多个微细柱状晶组成的组织是一个可实现的选择。同济大学参会代表就3D打印技术的目前的增材效率,及激光效率对增材效率、产品组织性能的影响进行了提问。王华明教授回答到,目前在保证质量的前提下,采用1万瓦功率的激光器,钛合金增材效率达到2 kg/h,增材制造时需要保证增材效率与组织性能之间的平衡。关桥院士提问到,目前我国增材制造技术发展迅猛,在航空航天领域也已取得应用,现在是否有国家层面的增材制造技术发展路线图呢?卢秉恒院士回答说,中国机械工程学会2012年提出要制定技术发展路线图,近两年中国机械制造工艺协会相关分会就路线图也多次讨论交流,目前已向科技部、工信部提交了路线图初稿,提请讨论。对参会代表提出的关于目前增材制造技术的尺寸精度、表面光洁度问题,卢秉恒院士回答说,目前大型件尺寸精度比铸件的略高,小件在达到组织性能要求前提下尺寸精度可达2C,要达到更高表面光洁度,可对3D打印制品采用电化学、电解处理及电火花加工进行修复。

《中国材料进展》杂志社 惠琼整理