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腐蚀与防护研究所介绍
2017-01-04 05:23   审核人:

一、研究所简介

“西北工业大学航空学院腐蚀与防护研究所”建立在原有的“西北工业大学腐蚀与防护研究室”的基础上,该研究室成立于上世纪80年代初,是国内从事腐蚀与防护研究及研究生培养最早的单位之一,1997年前是独立的硕士点,1997年后并入材料学学科,1995年由原飞行器制造工程系并入民航工程学院,2003年并入航空学院。具有培养硕士、博士学位研究生的资格。经过近30年的发展,已具备了良好的研究基础,在国内本学科领域中具有较重要的影响作用,在相关学术组织中有如下主要学术职务:(1)中国腐蚀与防护学会理事;(2)中国腐蚀与防护学会航空航天专业委员会副主任委员;(3)中国腐蚀与防护学会涂料涂装与表面保护专业委员会副主任委员;(4)中国航空表面工程专业委员会委员;(5)中国航空学会热加工工艺与表面防护专业委员会委员;(6)中国船舶材料专业委员会委员等。目前已培养了120多名研究生。出版学术专著6部,教材9套,主编国防科工委重点建设教材《材料的腐蚀与防护》(获陕西省普通高校优秀教材二等奖)等。发表学术论文450余篇。获得省部级科技奖19项。具有较完善的研究实验室,承担了国家级、省部级以及各类横向科研项目80多项。学术影响在国内处于先进行列,在航空领域和西部地区处于领先地位。

二、主要研究方向与研究内容

本研究所形成了较为稳定的研究方向,主要包括:(1)腐蚀理论与腐蚀控制技术研究;(2)表面工程理论与技术研究。各研究方向的具体研究内容如下所述。

(一)腐蚀理论与腐蚀控制技术研究

1)材料腐蚀机理与失效理论研究

以航空、航天、石油天然气和化工装备等为主要工程应用背景,开展工程材料和结构在腐蚀服役环境中的损伤行为、机理、控制措施与安全可靠性评定技术研究。研究新材料在温度、应力、腐蚀、摩擦磨损、辐射等多因素联合作用下的腐蚀疲劳、腐蚀断裂、微动损伤、磨蚀损伤等失效行为与相关基础理论。

2)高可靠性结构的腐蚀控制与耐腐蚀设计技术研究

以先进飞行器为应用背景,研究长寿命、高安全性航空器腐蚀控制所需求的材料、结构、表面防护及维护与维修技术的特点,研究新材料(包括新型复合材料、智能材料、隐身材料、非金属结构材料等)、新型结构(胶铆结合、整体结构等)的耐蚀行为特点及机理,进行合理选材,优化结构设计,优选和研制先进的表面防护体系,研究科学合理的维护、维修及管理技术,建立腐蚀控制指导性文件、数据库和修理大纲,贯彻系统工程的腐蚀控制理念,强化结构、材料、表面防护一体化设计的思想。提升我校在航空领域腐蚀与防护学科的优势地位。

3)机电设备的环境适应性试验与防护技术的可靠性评定体系研究

研究并建立针对特种飞行器飞行、机场停放及长期库存等条件下机载设备、电子元器件等的重要环境(湿热、盐雾、霉菌、日照、雨、雪、冰、振动与冲击、电磁场、紫外光照射、核辐射等)试验考核的硬件设施和可靠性评估体系,研究单一典型环境因素及多因素交互、综合作用下的失效行为及机理,研究腐蚀环境下飞机结构耐久性和损伤容限设计与分析技术。研制科学可靠的防护技术措施,为机载设备在苛刻环境下的可靠性服役提供技术保障。

4)材料与结构的腐蚀及其控制的多学科融合理论和系统工程方法研究

开展针对新型飞机等装备和特殊工业设施,新型材料、新型结构、新型表面处理技术的腐蚀机理和应力—温度—环境介质—辐射等多因素联合作用下的耐久性能与安全可靠性评价及系统工程防护方法的研究;开展新型航空钛合金、铝合金、复合材料等及其关键结构在摩擦磨损—循环载荷—腐蚀环境联合作用下的微动损伤机理与高可靠性控制技术的研究;开展针对特殊工业应用背景的材料在苛刻腐蚀环境条件(高温、高压、高速、复杂载荷、强腐蚀介质等)作用下的破坏机理及其防护技术研究;开展融合腐蚀学、摩擦学、力学、材料学、冶金学、化学、物理学、制造工艺学、协同学、系统论等多学科或专门知识的腐蚀理论及控制技术研究。

5)无损检测、失效分析、腐蚀监测新技术与腐蚀寿命预测方法研究

开展针对新材料和航空、航天等新结构腐蚀、磨损、疲劳等表面失效分析和无损检测与监测新技术的研究,重点开展电化学、形态学和无损实时监测技术研究。融合结构力学计算、腐蚀环境谱与载荷谱联合作用下的疲劳及微动疲劳的试验研究、国内外相关数据积累、理论建模、新理论的应用等,研究典型飞行器等及其关键结构的科学合理的日历寿命和使用寿命估算模型。包括飞机结构在腐蚀环境影响下的日历寿命评估技术、飞机主要承力件表面保护层失效模式及日历有效期研究、腐蚀损伤量分析计算模型与腐蚀监测技术研究等。

(二)表面工程理论与技术研究

1)新型先进表面工程技术相关基础理论研究

开展复合电沉积理论、等离子表面强化理论、高能束表面改性理论、高能喷丸强化理论等的研究,为新型表面技术的开发提供理论基础和支撑。

2)新型先进表面工程技术及表面性能表征与评价方法研究

研究和开发针对航空、航天、空天等装备的耐蚀、耐热、抗疲劳、抗磨损等功用的表面涂层与改性新技术,具体包括新型金属材料等离子体微弧阳极氧化表面技术研究;真空离子束和等离子体表面强化与改性技术研究;形变强化和表面涂镀层及合金化协同改进材料耐蚀与抗疲劳性能研究。开展新型表面工程技术与表面材料的力学环境行为研究。开展材料表面性能的科学表征方法与评价技术研究。

3)特种表面处理与防护技术研究

开展包括针对航空器的电磁屏蔽—抗冲蚀—环境适应性等复合功能表面处理技术的研究;针对飞行器动力装置的抗氧化、耐热腐蚀、阻燃、热障、抗脆化、抗疲劳、耐磨损、抗微动损伤、隐身等多功用表面防护技术的研究;针对新型飞行武器等装备的结构、功能、智能一体化表面处理新技术研究;针对石油天然气装备的高温、高压抗腐蚀的表面保护技术研究等。

三、发展规划与建设目标

本研究所的建设目标是:继续保持我校腐蚀与防护学科在国内航空航天领域及西部地区的学术水平领先地位,进一步提升承担国家级重大研究课题和高层次人才培养的能力。争取建设为国内领先、国际知名的研究机构。本研究所的中长期发展规划将以《国家中长期科学和技术发展规划纲要》为指导,以航空领域腐蚀与防护为学科发展重点和特色,抓住国家航空发展的历史机遇,同时充分结合西部大开发的有利机会,开拓在石油、天然气工业领域腐蚀与防护的研究,坚持本学科基础技术的研究方向,强化优势方向、新兴方向优先发展的思路,夯实与拓展具有鲜明技术特色的研究领域,注重提高基础研究平台的建设水平,增强科研与试验能力,承担国家相关部门、大型研发机构与企业的关键技术攻关项目及科学研究任务,将本学科建成具备国内先进及规模化科研技术平台的国内一流学科。

以腐蚀与防护研究所现有实验室的科研实力与研究平台为依托,坚持与发展该研究领域的技术特色,努力取得科研发展与突破。具体发展目标和研究方向主要包括:

1)进一步提高本学科在航空结构腐蚀防护与载运工具保障工程研究领域的实力。具体要加强航空结构腐蚀失效机理和可靠性评价技术的研究能力,并开展机载设备的环境试验与防护技术的可靠性研究;进一步加强飞行器表面防护新技术研究能力,并开展功能与环境适应性表面处理新技术研究;研究与开发先进可靠的飞行器表面损伤的高效诊断和快速抢修与维护新技术;开展复杂结构和新材料的腐蚀疲劳、腐蚀断裂、微动损伤、损伤容限及可靠性分析与验证技术研究。继续保持本学科在航空结构腐蚀防护研究方向的国内领先和部分研究专题的国际先进地位,并力争该方向达到国际领先水平。

2)以航空材料与结构的腐蚀损伤机理、环境失效行为与规律以及先进可靠的控制技术为研究重点,同时兼顾航天、船舶、石油、化工、天然气等领域的相关腐蚀科学前沿性方向与通用性防护技术的研究范畴。航空领域则针对新机和装备的性能指标、特定的服役环境条件和结构的特点,研究将腐蚀控制贯彻于设计、制造、维护、维修等各个环节之中的系统工程学方法,为新一代高性能、高可靠性、长寿命航空器的研制提供技术支持;针对复合材料、智能材料和功能材料等新型材料在工业装备结构中的不断应用,研究恶劣和苛刻服役环境条件下,材料及结构的腐蚀失效机理及腐蚀控制新技术;研究与制定新型航空器的腐蚀控制的指导性文件和标准;研究和开发先进材料的抗蚀、抗疲劳、抗磨损及智能、功能、结构一体化与多功用化新型表面涂层与改性技术;研究针对重要工业装备和设施的先进腐蚀监测技术,保障其安全性与可靠性。继续保持和强化在西部地区和国防领域中的领先地位,力争有特色的研究方向处于国际先进或领先水平,使本学科方向在我校的材料科学与工程一级学科的建设以及航空学院的发展中发挥重要的支撑作用。

3)实验室建设:整合与发展已有的实验室科研能力,加大实验室硬件与软件投入,形成鲜明技术特色,促成技术特色实验平台的建设,努力建成本领域国内一流、国际先进的“腐蚀科学与表面工程研究中心”,增强本学科科学研究实力和人才培养能力,加大研究生教学实验课程体系与实验项目的建设力度,提高研究生的综合型和创新型实验技能培养能力。

4)人才培养规模:通过科研实力、实验室规模及师资队伍的全面建设与发展,努力提升研究生培养能力与培养质量,逐步发展规模,发展与国际化科研及人才培养的合作渠道,形成联合培养与合作科研的平台。

5)科研梯队规模:坚持高标准青年人才队伍建设与可持续发展思路,进一步加强和拓宽与国内相关单位的密切合作关系,通过自身培育为主,引进高层次人才和联合校内外人才并举的多渠道综合机制,改善本学科科研梯队的年龄结构及专业结构与层次,扩大本学科科研梯队规模。

6)国际合作:学术交流方面,着力建立与国外知名大学相关学科的交流和合作研究机制,扩大参加国际学术交流的人数、国外访问研究以及进修的人数;促进参与国际学术会议承办以及与国外腐蚀防护研究中心的合作及交流。

通过本学科的发展与建设,使本研究所成为学术实力强,研究水平国内领先和国际知名的学科,形成一支高水平研究团队,具备很强的承担国家级、国际合作、省部级重要和重大科研项目的实力。

 

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