大连理工大学
大连理工大学是中国共产党在新中国成立前夕,面向新中国工业体系建设亲手创办的第一所新型正规大学。大连理工大学是教育部直属全国重点大学,是国家“211工程”和“985工程”重点建设高校,也是世界一流大学A类建设高校。学校依山傍海,办学条件优良。已形成一校、两地(大连市、盘锦市)、三区(大连凌水主校区、开发区校区、盘锦校区)的办学格局,总占地面积357.13万平方米,建筑面积约196.61万平方米。
学校现有教职工4500余人,其中专任教师3100余人。学校有中国科学院和中国工程院院士15人,专任教师中正高级职称1023人,副高级职称1329人。国务院学位委员会学科评议组成员12人,国家杰出青年科学基金获得者等高层次人才90人,“973计划”项目首席科学家10人,“973计划”青年科学家专题项目首席科学家2人,百千万人才工程国家级人选22人,科技部创新人才推进计划中青年科技创新领军人才入选者19人,教育部跨世纪优秀人才基金获得者17人,“国家级教学名师奖”获得者5人,辽宁省普通高等学校本科教学名师83人,“兴辽英才计划”教学名师6人。博士生导师1331人,硕士生导师2542人。
学校坚持以立德树人为根本,本科生教育与研究生教育并重,构建“顶尖工科、优质理科、精品文科、新兴医科”的一流学科格局。学校设有研究生院,主校区设有26个独立建制的学院及医学部、2个研究院,开发区校区设有2个独立建制的学院,盘锦校区设有3个独立建制的学院,另有3个专门学院(创新、国际、远程)和1所独立学院(城市学院)。有29个一级学科博士点,41个一级学科硕士点,28个博士后科研流动站,还有工商管理、公共管理等20个专业学位类别,电子信息、机械、材料与化工、土木水利、能源动力等5个博士专业学位类别以及高校教师在职攻读硕士学位授予权。学校有82个本科专业进行招生,其中国家级特色专业23个,“双万计划”国家级一流本科专业建设点57个,省级一流本科专业建设点17个,通过全国工程教育认证(评估)专业27个,5个专业入选教育部“强基计划”。有5个国家基础学科拔尖学生培养计划2.0基地,4个国家级教育、教学基地,有国家英才计划高校培养基地。建有8个国家级实验教学示范中心,3个国家级虚拟仿真实验教学中心,7个国家级教学团队,是教育部“三全育人”综合改革首批十所试点高校之一,国家实施工程教育改革十所试点学校之一,首批国家大学生创新创业训练计划试点高校,首批国家级创新创业学院,首批全国高校实践育人创新创业基地,首批全国深化创新创业教育改革示范高校,教育部首批“卓越工程师教育培养计划”的试点高校之一,教育部首批公共外语教学改革试点高校之一,获批教育部首批课程思政教学研究示范中心。
学校的三个学科入选国家第二轮“双一流”建设学科名单,有20个一级学科入选辽宁省一流学科建设项目,优势学科资源丰富、研究实力雄厚。有一级学科国家重点学科4个,二级学科国家重点学科6个。上海软科最好学科排名中有34个学科上榜,14个学科进入全国前10%。泰晤士中国学科评级排行榜有31个学科上榜,4个A+学科和24个A类学科。有13个学科领域位列世界前百分之一,工程学、化学、材料科学、计算机科学等4个学科领域位列世界前千分之一;8个学科领域进入QS世界学科排名前500名。
学校拥有一批高水平的科研平台,建有1个国家级“2011协同创新中心”,4个国家(全国)重点实验室,1个国家工程研究中心(船舶制造国家工程研究中心),6个国家地方联合工程研究中心(工程实验室),4个国家级国际科技合作基地,1个国家大学科技园,1个国家级技术转移中心,1个国家级技术中心,1个国家知识产权战略实施研究基地,1个国家知识产权(辽宁)培训基地,1个国家智能社会治理实验基地(全国首批);1个教育部前沿科学中心;1个教育部省部共建协同创新中心,9个教育部重点实验室,4个教育部工程研究中心,1个辽宁应用数学中心,35个辽宁省重点实验室,12个辽宁省专业技术创新中心,15个辽宁省工程研究中心(工程实验室),1个教育部国际合作联合实验室,首批国家知识产权示范高校,1个全国首批高等学校科技成果转化和技术转移基地,5个辽宁省高等学校新型智库、6个省级重点新型智库,20个省部级人文社科研究基地;8个国家创新研究群体,4个科技部创新人才推进计划重点领域创新团队,10个教育部创新团队。2001年以来,学校共获国家科技成果奖励66项,以第一完成单位获得36项,其中国家技术发明一等奖2项,国家科技进步奖(创新团队)1项;牵头获省部级科技奖励一等奖184项。2012年以来,以第一完成单位获得中国专利奖金奖2项、银奖3项、优秀奖14项。
一、材料科学与工程学院改革发展情况
(一)总体情况
大连理工大学材料科学与工程学院前身是1949建校时成立的冶金工程系,主任是我国著名材料专家郭可讱教授;2005成立材料科学与工程学院,第一任院长为闻立时院士,是国家首批经教育部批准设立的硕士学位授权学科,2001年获批一级学科博士学位授权学科,现有材料物理与化学、材料学、材料加工工程、材料表面工程、高分子材料、材料连接技术、材料无损检测与评价7个二级学科博士点和硕士点;学院现有金属材料工程、材料成型及控制工程、功能材料 3 个本科专业,全部入选国家一流本科专业;其中,材料成型及控制工程专业和金属材料工程专业均通过了国家工程教育专业认证,功能材料专业在 2022 全国软科学科排名中位列第 2,是全国最早设立功能材料特色专业的单位之一。学院现有专任教师101人,具有省部级以上人才称号30人次,其中国家级高层次人才9人,国家级青年人才9人,国家重大专项首席科学家4人。学院作为国家级辽宁重大装备制造2011协同创新中心和高精密制造全国重点实验室的主要支撑单位之一,拥有三束材料改性教育部重点实验室,4 个省重点实验室和2 个省工程中心;承担国家重大重点科研项目70 余项;诸多成果成功应用于重要领域,助力核电、航空航天、高铁以及“中国芯”制造等国家重大科技工程;获国家发明技术二等奖2 项,省部级科技奖励 14 项,国家发明专利银奖和日内瓦国际发明展特别嘉许金奖各 1 项。
(二)定位目标
围绕学科前沿和国家重大需求,以创新驱动发展战略为导向,以材料高端化、工程化、绿色化、智能化为特色,取得具有重要国际影响的科研成果,在高性能材料智能化设计与制备、电子信息功能材料、先进复合材料与智能化能源材料等学科方向取得一批突破性成果,推动材料行业的科学创新与技术进步。
(三)实验条件与人员配制
学院现有材料馆、三束教育部重点实验室、铸造工程中心等科研用地累计4.6万平,其中材料新大楼知行楼3万平将于2024年完成搬迁使用;学院依托辽宁省先进连接技术重点实验室、辽宁省凝固控制与数字化制备技术重点实验室、辽宁省能源材料及器件重点实验室、辽宁省激光3D打印装备及应用工程技术研究中心和辽宁省高熵合金材料工程研究中心等实验室,拥有电磁连铸、压铸、电子束精炼、多源复合焊接等大型材料制备设备,以及材料测试分析中心和校测试中心的大型精密测试分析仪器500余台套。在有色金属材料方向,拥有金属凝固电磁控制、材料成形数字化技术、轻合金电磁改性技术、塑性加工技术、轻量化材料及细晶强韧化、焊接与增材制造、异种金属连接等多个研究室,拥有辽宁省“兴辽英才”首批高水平创新创业团队和“大连市最美科技团队”称号1个,大连理工大学黄大年式教师团队2个。
(四)学科优势和特色
大连理工大学材料学科目前全球ESI排名前1‰(2024年排名62位),其中金属材料制备是本学科传统优势方向。学科面向国家空天、核电、深海、武器、交通等领域国家高端装备用材及其智能化设计制备的重大需求开展科研攻关。开发的高性能铜合金连铸凝固过程电磁调控技术(曾获国家技术发明二等奖),在十余家生产企业应用,截止2021年末共创造产值20 余亿元,产品已服役于京沪高铁和大西铁路;激光诱导电弧低能耗高效焊接技术及装备,在航空航天、海洋工程装备制造重点企业实现规模化应用(曾获国家技术发明二等奖);微互连技术在航天、通讯等关键工程项目获得应用;电子束熔炼提纯太阳能级多晶硅,应用在全国十九个省市的光伏电站企业。此外,在有关铝基复合材料、压铸铝合金改性、高性能镁合金和铝合金研发方面积累了丰富经验。
二、2023年科技工作情况
(一)镁合金集成计算与细晶强韧化技术
研发团队在国家科技项目的支持下,在镁合金组织-工艺-性能集成计算、镁合金晶粒尺寸预测、高效镁合金晶粒细化剂开发和微观组织调控等研究领域取得了突破性成果。基于国家重点研发计划的支持,团队基于集成计算材料工程ICME思想,构建了镁合金合金组织性能预测模型,开发了有自主知识产权的“成分-工艺-组织-性能”材料集成计算平台。该平台成功突破了镁合金研究过程需耗费大量的人力、物力和时间的难题,建立了“结构-性能”与“工艺-性能”之间的联系,可用于不同镁合金系列中工艺-组织/缺陷-性能的高效准确预测。团队长期从事镁合金晶粒细化剂开发和细晶强韧化研究,通过自蔓延高温合成制备技术、熔盐辅助法和固液反应法等制备了多种可商用镁合金细化剂(Al-Ti-B、Al-Ti-C和Al-Nb-B细化剂等),开发的细化剂可以稳定地将镁合金的平均晶粒尺寸降低约72%。
该技术获国家专利14件,发表SCI论文20余篇,获国家重点研发计划、863计划项目的支持。
(二)结构功能一体化多孔金属设计与制备技术
为应对交通运输、航空航天、生物催化、环境保护等诸多领域迫切需求,团队开发了兼具结构与功能特性的新型多孔金属材料:其拥有质量轻、比强度高、比刚度高等结构材料的优点;且具备过滤性能、屏蔽性能、吸声性能等优异的功能特性。相关技术在多孔金属熔体发泡法制备技术及工艺优化、金属熔体中气泡形核长大过程数值模拟、闭孔泡沫铝的高效连续铸造和闭孔泡沫铝的电磁屏蔽研究等问题上实现了突破性进展。开发了连续互穿型有序/无序多孔金属复合结构的结构设计方法,利用有序-无序法和无序-有序法成功制备多孔金属复合结构,阐明了有序-无序结构间的界面行为和界面特性、多孔金属复合结构的准静态压缩和高应变率下的力学性能和微观-细观-宏观尺度的失效行为,并提出了失效模式的评价方法。
该技术获国家专利4件,发表SCI论文9篇,获国家自然科学基金面上项目支持。
(三)高性能铝合金设计与制备成型技术
高性能铝合金产品是交通运输、航空航天及武器装备等领域的关键材料。在国家项目与合作企业的支持下,团队开发了一系列铸轧高强铝合金与压铸铝合金的设计及制备成型技术。该技术建立了宏观-微观多尺度铸轧工艺仿真模型,在实验与模拟结合的基础上阐明了铸轧高强合金的偏析形成机制,提出了基于多尺度偏析调控的一体化工艺设计策略,突破了宽凝固区间的高强铝合金在铸轧工艺中成分偏析导致的性能瓶颈,实现了短流程、高效及低能耗的制备高强韧铝合金板坯。该铸轧板坯的抗拉强度和延伸率分别达到了553 MPa和7.1%,处于铸轧行业的领先水平。团队还开发了高精度-低缺陷的铝合金压铸技术,该技术通过优化成分、调控长流程充型工艺,设计出了兼备高强高韧性的免热处理铝合金和相应压铸工艺,并用于企业压铸件的实际生产。
该技术获国家专利2件,发表SCI论文11篇,获国家重点研发计划、国家自然科学基金、校企合作项目支持。