新一代非晶合金研发与关键应用探索团队

团队负责人:柯海波

职务/职称

◆ 新一代非晶合金研发与关键应用探索团队负责人
◆ 特聘研究员,博士生导师

研究方向

(1)新型非晶合金材料研发
开发具有高强韧、超稳定、单质等极限特性的非晶合金材料体系;
探索非晶合金的低维度、表界面、催化、软磁等功能特性;
发展非晶合金的高通量制备与表征技术提升材料开发效率。
(2)非晶合金的应用基础研究
发展热塑、激光、水射流等适应非晶合金特性的先进加工方法;
利用力、热、光、电、磁、声等多场耦合技术突破非晶合金形成能力的尺寸限制;采用先进压铸技术实现关键精密结构件的制造。

学习/工作经历

2003.09-2007.07 本科毕业于华中科技大学物理系
2007.09-2012.07 博士毕业于中科院物理所
2012.07-2019.04 中国工程物理研究院材料研究所 副研究员
2012.10-2014.05 香港城市大学 访问学者
2019.05至今 松山湖材料实验室非晶材料团队 特聘研究员

主要成果/荣誉

在Acta Materialia,Nature Communication等国际期刊发表SCI论文30余篇;
承担了国家自然科学基金、国防科技基金、广东省基础与应用基础重大项目等多项基金课题;
东莞市特色人才称号。

团队成员

学术带头人:汪卫华

团队负责人:柯海波

岗位人员:童星,尚宝双,闫玉强,李金苓

博士后:李明星,咸海杰,沈来权,陈自强,赵勇,李福成

硕博生:赵航,张月娥,张宇

双聘人员:白海洋,柳延辉,孙永昊,丁大伟

 

本团队以汪卫华院士为学术带头人,包括国家杰出青年3名,国家优秀青年1名等19名核心成员,团队成员年轻活泼,富有朝气和创造力。

本团队在非晶合金材料领域已耕耘30余载,在非晶材料的体系研发、基础物性、性能调控等方面积累了丰富的成果与经验。自2019年5月在实验室成立以来,已在Nature等国际著名期刊发表学术论文数十篇,成功获首批“广东省基础与应用基础重大项目”资助,首年申请成功获批4项国家自然科学基金,另外还获得粤港澳团队项目、广东省自然基金面上项目、博新计划等多项基金资助。团队成果“基于材料基因工程研制出高温块体金属玻璃”入选2019年度中国科学十大进展。同时联合粤港澳大湾区内优势院校及企业,共同推动非晶合金的基础研究和应用基础研究,为非晶合金的产业化应用提供理论与技术支撑。

未来将针对非晶基础研究与产业应用中存在的关键科学技术难题,致力于促进具有显著影响力的非晶合金材料产业链的形成,研发具有不可替代性的国际性标志产品,力争在非晶材料领域实现新理论、新技术、新方法的突破。

团队简介

项目介绍

非晶合金兼具金属和非晶、固体和液体特性,是颠覆性的新一代高性能金属材料。由于具有独特的结构与优异的性能,非晶合金在能源、信息、生物医疗、环保、消费电子等高新技术领域有重要的应用与支撑作用。但是非晶合金的体系有限,能合成的尺寸有限,严重制约了非晶合金的广泛应用,合金系统的非晶形成能力差是当前非晶合金材料领域的最大的“卡脖子”难题,非晶形成能力的物理机制也是近一个世纪以来一直没有突破的材料科学的关键科学问题,是凝聚态物理最具挑战性的重要科学问题之一。研究团队采用材料基因工程理念开发了独特的高通量实验方法,实现了非晶合金的快速筛选,研制出高温高强非晶合金材料新体系。高通量实验方法在非晶合金领域的应用,有望解决非晶合金新材料探索效率低效的难题,实现非晶合金新材料的高效探索,获得更多高性能非晶合金材料,拓宽非晶合金在高技术领域的应用范围。相关工作于2019年5月发表在《Nature》杂志上,题为High- temperature bulk metallic glasses developed by combinatorial methods。

非晶合金不但是性能独特的新材料,同时也蕴含了丰富的科学问题和现象,是研究凝聚态物理和材料科学问题的模型材料。近半个世纪以来,先后有四位科学家因为对非晶态领域研究的杰出贡献而获得诺贝尔奖。近几十年来,有关非晶合金材料特别是块体非晶合金的发展更是将非晶态物理相关的问题研究推向凝聚态物理和材料科学领域的前沿。

本项目拟采用全新的材料科学理念和方法、先进制造技术,如材料基因组理念、高通量快速制备表征技术、先进激光制造与新型热塑成型技术等,构建合金非晶形成能力的基础理论,发展变革性的非晶合金预测和制备技术,研发新型非晶合金激光制造与热塑成型技术,促进非晶合金材料的更广泛的应用。通过本项目的实施,解决近一个世纪以来对非晶形成的物理机制认识不清晰的难题,颠覆近六十年以来传统试错法与凝固技术制备非晶合金的方法与思路,突破三十年以来限制非晶合金规模应用的材料尺寸瓶颈问题,获得一系列高性能非晶合金材料,实现大尺寸非晶合金材料的制造,为非晶合金在关键技术领域的应用,奠定理论基础,提供技术支撑。

 

研究方向

(1)新型非晶合金材料研发

  • 开发具有高强韧、超稳定、单质等极限特性的非晶合金材料体系;
  • 探索非晶合金的低维度、表界面、催化、软磁等功能特性;
  • 发展非晶合金的高通量制备与表征技术提升材料开发效率。

(2)非晶合金的应用基础研究

  • 发展热塑、激光、水射流等适应非晶合金特性的先进加工方法;
  • 利用力、热、光、电、磁、声等多场耦合技术突破非晶合金形成能力的尺寸限制;
  • 采用先进压铸技术实现关键精密结构件的制造。

 

关键科学问题

  • 非晶形成能力的基础理论与形成能力突破
  • 高性能非晶合金的高效研发
  • 非晶合金功能特性的探索与延伸
  • 多尺度精密结构的加工成型控制与机制