纳米表面工程

纳米改性材料

先进耐磨抗蚀材料
研究方向简介：

磨损、腐蚀、疲劳是机械零部件的三大主要失效破坏形式。节能、节材、环保、高效、长寿是对机械零部件提出的基本要求。据统计，80%的机械零部件因磨损失效。中国工程院相关统计表明我国因为磨损和腐蚀造成的损失约占GDP的9.5%。为此，王铀教授的研究就是要解决材料的磨损和腐蚀问题。如他研究开发了热喷涂纳米结构陶瓷涂层。这种纳米结构热喷涂陶瓷涂层在大量的需要耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳性能的零部件上有着广阔的应用前景，为解决零部件的失效破坏问题开辟了新途径。这种纳米结构热喷涂陶瓷涂层被美国海军誉为一种革命性的新涂层、是目前世界上在该领域首次（也是目前唯一）成功获得应用的纳米技术，与传统陶瓷涂层相比，该纳米陶瓷涂层的韧性、结合强度、抗热震性能高1-2倍，耐磨性能高4-8倍， 抗疲劳性能提高10倍。目前，该技术已经用于美国海军装备系统中的数百种零部件上。2001年，该技术获得被誉为“应用技术奥斯卡奖”和“研究发明诺贝尔奖”的“世界研究开发百项奖”，美国国防部“军民两用研究开发技术奖”。2004年获世界经济论坛 “技术先驱奖”。与该工作有关的一篇文章发表在《Wear》杂志上，成为纳米结构涂层方面最早的文字文献，几年来，该篇文章已被SCI他引160多次。现在，王铀教授已经将纳米结构热喷涂陶瓷涂层技术移植国内进行了再创新，于是，2008年王铀荣获了黑龙江省第三届留学人员报国奖、2011年王铀荣获了黑龙江省科学技术奖自然科学二等奖和黑龙江省冶金行业科技进步奖一等奖。

近几年，王铀在材料的纳米改性方面进行了卓有成效的研究。他与企业合作，利用纳米材料的小尺寸效应、表面和界面效应等特征，采用先进纳米改性技术生产出了综合性能优良的用于加工钢球、合金球、陶瓷球、玛瑙球、工艺品球等球体材料的耐磨合金铸铁磨板（包括光球板、粗磨板、精研板等）。改性后的耐磨合金铸铁磨板的强度、硬度和断裂韧性等均得到明显改善，使得最终产品的磨削加工效率和使用寿命大幅度提高，一副纳米改性耐磨合金铸铁磨板可以抵得上几副国内外现行的耐磨合金铸铁磨板。

王铀还通过向WC-Co硬质合金中加入包括纳米稀土在内的纳米改性剂并优化制备工艺参数，制出了综合性能优良的硬质合金。改性后的硬质合金材料的强度、硬度和断裂韧性等均得到明显改善，使得最终产品的使用性能和寿命明显提高。如纳米改性硬质合金材料与同类传统硬质合金相比，硬度提高1HRA以上，抗弯强度提高20％左右，冲击韧性提高将近40-50％，断裂韧性提高约10-30％，冲击磨损性能提高100%以上。在小批量生产阶段，将生产的“纳米改性高性能矿用硬质合金球齿”提供给客户试用，根据客户的反馈信息，“纳米改性高性能矿用硬质合金球齿”的综合力学性能明显提高，使用寿命显著增加，稳定性明显提高。2013年王铀又荣获了黑龙江省科学技术奖自然科学二等奖和黑龙江省高校科技进步奖一等奖。

最近，王铀教授通过在纳微尺度上调控粉体的组织结构以提高结构陶瓷材料的强韧性能，现已取得非常显著的效果。调控粉体制备陶瓷的弯曲强度、断裂韧性、维氏硬度和弹性模量比未调控粉体制备陶瓷分别提高51.1%、21.6%、31.1%和18.1%。

男，汉族，1954年生。现任哈尔滨工业大学材料科学系教授、博士生导师。

1989年获哈工大工学博士学位，1991年清华大学博士后出站被评为副教授，1993年任北航教授，1994年至2004年间旅居美国和加拿大，曾任美国标准技术研究院(原国家标准局)客座科学家、美国纳米材料集团高级工程师兼项目经理、加拿大阿尔伯塔大学访问教授。

2004年，作为海外引进人才回到哈工大，被聘为教授、博士生导师。现为黑龙江省表面工程学会理事长、全国热处理标准化技术委员会委员、黑龙江省新材料专家委员会委员、国际杂志《Journal of Materials Science & Technology》编委会委员、国际杂志《Journal of Mechatronics》编委会委员、《材料热处理学报》编委会委员、《纳米技术》编委会委员、《热处理技术与装备》编委会委员，《Journal of Thermal Spray Technology》嘉宾编辑，《Surface and Coatings Technology》嘉宾编辑，还为《Wear》、《Thin Solid films》、《Materials Science and Engineering A》、《Tribology letters》、《Corrosion Science》、《Surface Science》等二十多家国内外杂志的审稿人。

王铀教授是270余篇论文的作者，二十余项美国、中国或国际专利的发明人，数十篇文章为SCI收录并为同行在国际杂志引用约2100余次。上世纪末因在摩擦学和表面工程方面的杰出贡献被英国剑桥国际传记中心选入《二十世纪2000杰出科学家》。

主要荣誉
曾于1991年摩擦学学科创立25周年之际获得国际摩擦学理事会主席的专函致谢及英国菲立普亲王殿下亲笔签名的致谢函。

曾被中国摩擦学会授予1987-1992年度有突出贡献的先进工作者称号。

1993年荣获教育部霍英东青年教师基金。

1993年被评为北京市高等学校优秀青年骨干教师。

2001年其研发的热喷涂纳米结构陶瓷涂层技术获得 “世界研究开发百项奖”。

2001年其研发的热喷涂纳米结构陶瓷涂层技术获得美国国防部“军民两用研究开发技术奖”。

2004年其研发的等离子喷涂纳米结构陶瓷涂层技术获得世界经济论坛的 “技术先驱奖”。

2007年获得黑龙江省高等教育教学成果一等奖（第二完成人）。

2008年荣获黑龙江省第三届留学人员报国奖。

2011年获黑龙江省高校科学技术奖二等奖（第一完成人）。

还曾被《中国科学报》、《中国航空报》报道，还被收录于《中国当代名人大典》、《中国英才》、《中国科技脊梁》、《科技强国中流砥柱》、《中国当代知名学者辞典》和《美国列克星顿名人录》等。

上世纪末因在摩擦学和表面工程方面的杰出贡献被英国剑桥国际传记中心选入《二十世纪2000杰出科学家》。

2006年底被《科学中国人》杂志报道。

2011年，“纳米粉体调控提高陶瓷材料及其涂层的性能研究”获得黑龙江省科学技术奖二等奖（第一完成人）。

2012年，“纳米结构热喷涂强韧耐磨抗蚀陶瓷涂层”项目获得黑龙江省冶金行业科技进步奖一等奖（第一完成人）。

2013年，“基于摩擦金属学研究的纳米改性耐磨新材料与应用”项目获黑龙江省高校科学技术奖一等奖（第一完成人）。

2013年获黑龙江省高等教育教学成果一等奖（第五完成人）。

2013年，“基于摩擦金属学研究的纳米改性耐磨新材料与应用”获得黑龙江省科学技术奖二等奖（第一完成人）。

2014年，“纳米改性耐磨合金材料研究及工业应用”获得中国产学研合作创新成果奖（第一完成人）。

工作经历
时间 工作经历
2004年10月-至今 哈尔滨工业大学材料学院，教授，博导
2001年1月-2004年10月 加拿大阿尔伯塔大学化工和材料系访问教授
1998年3月-2000年12月 美国纳米材料集团高级工程师兼项目经理
1997年9月-1998年3月 美国南方公理大学高级研究员
1995年2月-1997年8月 美国标准技术研究院(原国家标准局)客座科学家
1994年4月-1995年1月 加拿大马尼托巴大学访问教授
1991年10月-1998年12月 北京航空航天大学副教授/教授
1989年10月-1991年10月 清华大学机械工程系博士后/讲师/副教授
1992年 中国科学院兰州化学物理研究所客座教授


教育经历
1974年9月-1977年9月，哈尔滨工业大学金属材料及热处理专业学生
1978年9月-1980年12月，哈尔滨工业大学金属科学及工艺系硕士生获得硕士学位
1986年2月-1989年9月，哈尔滨工业大学金属科学及工艺系博士生获得工学博士学位
1989年9月-1991年9月，清华大学机械工程系博士后，出站后被清华大学评为副教授（被评为副高职的当时仅占清华大学出站博士后的十分之一）
主要任职
1995至2000年期间主要学术兼职：

中国机械工程学会材料青年分会副理事长兼秘书长

中国机械工程学会青年摩擦学会副理事长

中国机械工程学会失效分析专家

基础科学和工程应用科学学报编委

中科院固体润滑重点实验室客座教授

国际材料研究会(MRS)会员

美国机械工程师学会(ASME)会员

被邀为纽约科学院(New York Academy of Sciences)Active Member



现主要学术兼职：

中国金属学会高级会员

全国热处理标准化技术委员会委员

国家自然科学基金通讯评审专家

黑龙江省表面工程学会理事长

黑龙江省新材料专家委员会委员

国际期刊《Journal of Materials Science and Technology》编委

国际期刊《Journal of Mechatronics》编委

国际中文期刊《纳米技术（Hans Journal of Nanotechnology）》编委

国际期刊《Journal of Thermal Spray Technology》Guest Editor

国际期刊《Surface and Coatings Technology》Guest Editor

《材料热处理学报》、《热处理技术与装备》编委、《黑龙江冶金》编委

聊城大学特聘教授

黑龙江科技大学特聘教授

宁波新型金属材料服务平台专家委员会专家