【文章內(nèi)容簡介】 三、授權學科建設規(guī)劃 我校確定材料科學與工程、機械工程、化學工程與技術 3 個一級學科為授權學科。 （一）材料科學與工程學科建設規(guī)劃 本 學科自 1961 年開始招收本科生（金屬材料熱處理專業(yè)）， 1983 年開始招收碩士研究生， 2020 年獲得材料科學與工程一級學科碩士學位授予權。學科中有 2 個二級學科為吉林省重點學科 ， 同時還擁有材料工程領域工程碩士學位授予權。 該學科的本科專業(yè) —金屬材料工程、材料成型及控制工程和高分子材料與工程均為吉林省首批建設的特色專業(yè)，其中金屬材料工程和高分子材料與工程專業(yè)被推薦為國家首批建設的特色專業(yè)。 學科建有先進結構材料省部共建教育部重點實驗室、合成樹脂與特種纖維教育部工程研究中心等 5 個部、省級重點實驗室和工程研究中心。 1 現(xiàn)有基礎 學科基礎 本學科始終將學科和學位點的建設當作高層次專業(yè)人才培 養(yǎng)、科研水平提高、開展學術交流和提升自身學術水平與地位的重要工作來做，取得了顯著成效。目前學科擁有的一級學科授權點、重點學科和部省級重點實驗室，工程研究中心情況見表 1～ 3所示。 表 1 本學科現(xiàn)有學位授權點 學位授權點 學科代碼 學科、專業(yè)名稱 批準時間 現(xiàn)有學位授權點 一級學科碩士點 0805 材料科學與工程 2020 年 相關學位授權點 一級學科碩士點 0817 化學工程與技術 2020 年 0802 機械工程 2020 年 二級學科碩士點 070305 高分子化學與物理 2020 年 081203 計算機應用技術 1999 年 070104 應用數(shù)學 2020 年 表 2 本學科內(nèi)現(xiàn)有重點學科 級 別 名 稱 批 準 部 門 批 準 時 間 省 級 材料學 吉林省教育廳 ； 13 材料加工工程 吉林省教育廳 ； 表 3 本學科現(xiàn)有國家 (部、省 )重點實驗室 名 稱 批 準 部 門 批準時間 先進結構材料重點實驗室（省部共建） 教育部 2020 合成樹脂與特種纖維工程研究中心 教育部 2020 高性能強韌化工程材料重點實驗室 吉林省教育廳 2020 合成樹脂與化學纖維科技創(chuàng)新中心 吉林省科技廳 2020 新型結構材料及其加工技術工程實驗室 吉林省發(fā)改委 2020 本一級學科點的特色、學術地位、作用和意義 本學科的主要特色是在研究材料科學與工程的基礎理論和普遍規(guī)律的基礎上，重點研究結構材料的設計、制備、成型及應用開發(fā)等方面的相關問題，追求材料的高性能化，制備技術的簡潔化，生產(chǎn)過程的低成本化，使用過程的 “綠色化 ”（資源豐富、循環(huán)利用、節(jié)能環(huán)保）。學科團隊在高分子材料、碳纖維及其復合材料、 金屬材料強韌化、先進結構材料制備成型與加工新技術、微細 粉體材料的合成制備與性能表征等五個方面開展了深入、細致地研發(fā)工作，形成了特色鮮明、長期穩(wěn)定的研究方向。 高分子材料： 圍繞通用高分子材料的高性能化，采用先進的高分子合成手段和共混加工技術，通過研究高分子材料和多相多組分聚合物的相行為、形態(tài)控制、形變機理及其結構和性能之間的關系等基礎科學問題，實現(xiàn)了對材料結構的設計與性能優(yōu)化，為通用高分子材料的高性能化奠定了理論基 礎。清楚地闡明了聚酯工程塑料PBT 的增韌機理為橡膠粒子的空洞化引發(fā)塑料基體的剪切屈服， 拍攝的透射電鏡照片被國外學者 Collyer 選為塑料增韌專著 “Rubber Toughened Engineering Plastics”的封面。提出了新的橡膠增韌塑料脆韌轉(zhuǎn)變判據(jù)， 豐富和發(fā)展了塑料的形變和增韌機理。上述研究 4 次獲得國家自然科學基金資助，在 SCI 檢索期刊上發(fā)表論文 47 篇，他引 400余次。 開發(fā)出了高性能 PMMA 樹脂、 SAN 樹脂、 ABS 樹脂系列產(chǎn)品、 ACR 和 MBS增韌劑及其汽車用高韌尼龍、高韌 PBT 和高韌 PC 工程塑料合金產(chǎn)品的合成與應用技術， 開發(fā) 了 高品質(zhì) ABS 樹脂合成新工藝 ，已 成功應用于吉林石化公 司 10 萬噸 /年 ABS樹脂裝置的擴產(chǎn)改造，裝置的年產(chǎn)能力由 10 萬噸擴產(chǎn)至 18 萬噸，年產(chǎn)值由 15 億元提升至 27 億元，該項目 2020 年榮獲吉林省科技進步二等獎，生產(chǎn)的 ABS 樹脂產(chǎn)品于 2020 年被評為中國名牌產(chǎn)品。開發(fā)的 ACR 和 MBS 兩種核殼結構塑料增韌劑在完成小試和中試研究及其應用研究基礎上，在中國石油吉林石化公司建成了國內(nèi)最大的ACR 和 MBS 生產(chǎn)裝置（ 5000 噸 /年）。與盤錦華錦集團合作對引進的 ABS 樹脂生產(chǎn)裝置進行技術改造，獲得遼寧省科技成果轉(zhuǎn)化一等獎。 碳纖維及其復合材料： 本學科方向圍繞碳纖維的 高性能化、穩(wěn)定化及其應 14 用技術，研究了纖維的制備工藝與結構和性能之間的相互關系， 纖維結構缺陷的形成機制和控制理論等基礎科學問題，實現(xiàn)了對纖維結構缺陷的抑制，不斷地提高了碳纖維的拉伸強度和模量，為開發(fā)高性能碳纖維制備技術和推進碳纖維產(chǎn)業(yè)化提供了技術支撐。 與吉林石化公司合作建成了 50 噸 /年的聚丙烯腈原絲和 20 噸 /年的碳纖維中試裝置， 2020 年 ， 突破了 T300 碳纖維用聚丙烯腈原絲的關鍵制備技術， 2020 年，開發(fā)出了宇航級 T300 碳纖維產(chǎn)品的成套技術 ，滿足了國防工業(yè)需求，實現(xiàn)了工藝與裝備定型。 2020 年，吉林石化公司 被國家指定為軍工碳纖維產(chǎn)品定點企業(yè)，碳纖維產(chǎn)品已成功應用于我國宇宙飛船的關鍵結構材料和新一代戰(zhàn)略武器的研制，解決了國防工業(yè)急需。完成國防科工委國防軍用關鍵材料試點項目 1 項，完成國家 863 課題 2 項，吉林省科技廳項目 2 項，獲吉林省科技進步一等獎 1 項，吉林省優(yōu)秀產(chǎn)學研聯(lián)合項目一等獎 1 項。為了表彰課題組在碳纖維領域做出的重要貢獻， 2020 年，本方向?qū)W術帶頭人榮獲吉林石化公司建廠 50 年首項 “ 外聘人才杰出貢獻獎 ” 。開發(fā)的丙烯腈水相懸浮聚合工藝技術在吉林化纖集團公司獲得成功應用，申請國家發(fā)明專利 1 項。 金屬材 料強韌化： 根據(jù)材料固態(tài)相變過程中，成分 、 工藝 、 相變量（結構） 、性能之間的定性定量關系，開展了深入的理論研究和應用技術研究工作，著重汽車零部件用鋼和工程機械中耐磨損件為主的合金設計，及汽車輕量化過程中材料的強韌化處理。提出的采用理論和經(jīng)驗公式相結合的方式，定量計算合金成分，設計高性能低碳低合金鋼，改革目前國外用嚴格限制鋼材淬透性帶寬度，選定工藝參數(shù)的技術制式的研究成果，被英國劍橋大學材料冶金系著名貝氏體研究專 家 教授及合作者 GarciaMateo, 等引用 2 次 ；提出的低碳馬氏體形態(tài)強韌化機制，齒輪、軸類等鍛件的等溫正火和退火熱處理工藝的研究理論得到雷霆權、潘健生、涂銘旌等中國工程院院士及學術界的廣泛認同，專業(yè)核心期刊 “金屬熱處理 ”雜志的副主任編委和新一屆編委均有本學科過去和現(xiàn)在的學術帶頭人擔當。該學術方向的研究成果還豐富了金屬強韌化理論，用其指導生產(chǎn)實際，使一汽紅旗轎車實現(xiàn)了 IF 鋼板的國產(chǎn)化，填補了轎車深沖件應用國產(chǎn) IF 鋼板的國內(nèi)空白，取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。近五年中，共完成和承擔省部級、企業(yè)委托科研課題 20 余項，獲吉林省科技進步三等獎 6 項。 先 進結構材料的制備成型與加工新技術： 通過對材料合成制備及加工新技術原理的研究，在分析材料的性能與其依存關系的基礎上，采用激光熔覆、熱噴涂、電沉積復合鍍、電化學轉(zhuǎn)化膜等先進的材料加工技術，制備新型結構材料或?qū)σ延胁牧线M行改性處理，大幅度提高材料的力學、物理與化學性能。 研究成果在汽車零部件生產(chǎn)用模具表面處理中得到應用，為企業(yè)創(chuàng)造 1200 萬元的經(jīng)濟效益，獲得吉林省科技進步二等獎。提出的 激光熔覆相關論點被同行引用多次；研制的堆焊材料、制定的熱噴涂工藝應用于軋輥表面修復和火電廠易磨損件表面質(zhì)量的提高，為企業(yè)解決了生產(chǎn)難 題，帶來了上千萬元的經(jīng)濟效益；在焊接過程質(zhì)量 監(jiān)控 方面實現(xiàn)了螺焊管明弧焊、 15 埋弧焊焊接過程的智能控制，形成了具有自主知識產(chǎn)權的研究成果；利用金屬納米復合鍍層的特性， 替代污染嚴重的電鍍鉻方法及其鍍層， 解決了連鑄坯結晶器內(nèi)表面的耐磨、耐蝕問題，獲發(fā)明專利。設計研制的 “合金滲碳鋼坯等溫正火生產(chǎn)線 ”通過國家級技術鑒定，定為國家級新產(chǎn)品。在國內(nèi)一汽、二汽、上汽、南汽等 40 余家企業(yè)用于汽車齒輪、軸等鍛坯等溫正火熱處理。在該領域 近五年來承擔和完成省部級、企業(yè)委托項目 30 余項，獲省部級科技進步二等獎 2 項，三等獎 2 項， 國家 發(fā)明專 利 1 項，實用新型專利 3 項 。 微細粉體材料的合成制備與性能表征： 追蹤本學科領域的研究前沿，利用機械合金化和脈沖等離子放電燒結（ SPS）方法，制備結構件和功能件用微細粉體合金及陶瓷等材料，通過研究該過程中機械作用和燒結工藝對微細粉體的粒度、純度和轉(zhuǎn)換率的影響規(guī)律，確定合適的工藝過程和參數(shù)。研究成果為納米陶瓷 金屬復合材料及部件的功能化設計開辟了新的途徑， 為制備適用于汽車減重、零件減摩抗蝕，磁芯增效等材料積累了試驗數(shù)據(jù)。項目得到國家自然科學基金的支持。通過合成制備 新型可加工導電陶瓷 Ti3SiC2和激光 陶瓷 YAG 等功能材料，研制了高效多維球磨機和脈沖等離子放電燒結（ SPS）設備，獲 國家發(fā)明 專利 1 項。該設備在微細粉體新材料合成制備方面的功能及作用，吸引了國內(nèi)該領域的多名學者及其指導的博士研究生來本學科開展相關研究工作。在粉末冶金法制造齒輪結構件過程中，通過添加納米微粉，改善結構件的致密性，降低燒結溫度的研究成果，對企業(yè)的技術創(chuàng)新具有現(xiàn)實的指導意義。該領域的研究分別得到國家自然科學基金、教育部博士點基金和博士后基金的支持，獲國家發(fā)明專利 1 項 。 學術隊伍 本一級學科擁有教學與科研人員 54 人，其中教授 12 人，副高職稱 28 人，其中具有博士學位 28 人，具有碩士學位 15 人， 45 歲以下中青年人員占總數(shù) 65%以上；多名赴英國、日本、美國、韓國和加拿大等國作訪問學者、攻讀學位，還有一批在中科院、清華大學、吉林大學及國有大型企業(yè)的國家和教育部重點實驗室、博士后工作站工作的博士、博士后人員。學術帶頭人中有兼職博士生導師 1 人，吉林省首席教授 1人，國務院政府特貼獲得者 2 人，省突貢專家 4 人。 學科方向簡介 學科方向一：高分子材料 本學科方向圍繞通用高分子材料的高性能化，采用先進的高分子合成手段和共混加工技 術，通過研究高分子材料結構與性能之間的關系，實現(xiàn)了對材料結構的設計與調(diào)控，為通用高分子材料的高性能化奠定了理論基礎。本學科團隊在通用高聚物樹脂的合成、核殼結構塑料增韌劑、工程塑料合金化和聚合反應工程方面開展了一系列研 16 究工作，形成了比較穩(wěn)定的研究方向。 1. 高聚物樹脂合成及其結構與性能：采用連續(xù)本體聚合、乳液聚合和懸浮聚合方法，通過設計高聚物的合成配方和工藝條件實現(xiàn)對其結構和性能的優(yōu)化，研究了高聚物樹脂的結構與性能和合成工藝之間的相互關系及其結構控制機理，開發(fā)出了高性能PMMA 樹脂、 ABS 樹脂、 SAN 樹脂等 系列高聚物樹脂的合成技術，在國外學術期刊上發(fā)表論文 8 篇。開發(fā)的高品質(zhì) ABS 樹脂合成新工藝成功應用于吉林石化公司 10 萬噸 /年 ABS 樹脂裝置的擴產(chǎn)改造，該項目 2020 年榮獲吉林省科技進步二等獎，生產(chǎn)的ABS 樹脂產(chǎn)品 2020 年被評為中國名牌產(chǎn)品。同時還陸續(xù)開發(fā)出了板材級 ABS 樹脂、汽車儀表板表皮專用 ABS 樹脂、透明 ABS 樹脂和高耐熱 ABS 樹脂的合成技術，為實現(xiàn) ABS 樹脂產(chǎn)品的系列化奠定了技術基礎。與盤錦華錦集團合作對引進的 ABS 樹脂生產(chǎn)裝置進行技術改造，獲得遼寧省科技成果轉(zhuǎn)化一等獎。 2. 核殼結構塑料增韌劑合成 與應用：采用乳液聚合和乳液接枝聚合方法，研究了乳液接枝聚合機理和乳膠粒子的形態(tài)結構控制機制，實現(xiàn)了對增韌劑結構的控制，使其增韌效率最大化。在成功開發(fā)出具有普通核殼結構的塑料增韌劑合成技術基礎上，又開發(fā)出了具有反應活性的特殊核殼 結構增韌劑的制備技術，進一步拓寬了增韌劑的應用領域。本研究方向 3 次獲得國家自然科學基金資助，相關研究成果發(fā)表 SCI 論文11 篇。開發(fā)的 ACR 和 MBS 兩種核殼結構塑料增韌劑，其增韌效率達到了美國和日本產(chǎn)品的水平，在完成小試和中試研究及其應用研究基礎上，在中國石油吉林石化公司建成了 5000 噸 /年的 ACR 和 MBS 生產(chǎn)裝置，在全國同類產(chǎn)品中規(guī)模最大。 3. 工程塑料合金化：采用熔融共混和反應共混技術，研究了多相多組分聚合物的相行為、形態(tài)控制、形變機理及其結構和性能之間的關系，清楚地闡明了聚酯工程塑料 PBT 的增韌機理為橡膠粒子的空洞化引發(fā)塑料基體的剪切屈服，其增韌機理透射電鏡照片在本學科重要期刊 Polymer 上發(fā)表后，被國外學者選為塑料增韌專著 “Rubber Toughened Engineering Plastics”的封面。提出了新的橡膠增韌塑料脆韌轉(zhuǎn)變判據(jù)，豐富和發(fā)展了塑料的形變和增韌機理，為 實現(xiàn)高聚物材料的高韌化奠定理論基礎。開發(fā)出了高韌尼龍、高韌 PBT 和高韌 PC 一系列工程塑料合金產(chǎn)品的制備與加工技術，相關成果發(fā)表 SCI 論文 14 篇， 2020 年獲得了國家自然科學基金資助。 4. 聚合反應工程：圍繞高聚物樹脂合成與制備的關鍵工程技術，