孟祥龍_新材料_附件

1、 申報領域 新材料 申請類別 A類 新世紀優(yōu)秀人才支持計劃申 請 書 申 請 人：孟祥龍 專業(yè)技術職務：副教授 所在學校：哈爾濱工業(yè)大學 通訊地址：哈爾濱工業(yè)大學405信箱 聯(lián)系電話：86418649 申請日期：2009年9月1日 主 管 部 門：工業(yè)和信息化部 中華人民共和國教育部制填寫說明一、編寫前要仔細閱讀新世紀優(yōu)秀人才支持計劃實施辦法。二、編寫要嚴肅認真、實事求是、內(nèi)容翔實、文字精煉。三、申請類別分為：A類 國內(nèi)申請人；B類 海外申請人。四、“申報領域”包括： 1.數(shù)學；2.物理；3.化學；4.化工；5.農(nóng)業(yè)；6.林業(yè)；7.電子科學技術；8.計算機與通訊；9.生物與基礎醫(yī)學；10.醫(yī)療

2、衛(wèi)生與臨床；11.藥學；12.中醫(yī)藥；13.能源； 14.資源；15.環(huán)境；16.傳統(tǒng)材料；17.新材料；18.先進制造； 19.管理科學與工程(含工商管理)；20.哲學、馬克思主義、思想政治理論教育；21.經(jīng)濟學；22.法學；23.政治學、社會學、民族學；24.教育學、心理學；25.語言學、文學、新聞傳播；26.歷史學；27.藝術學、體育學。每份申請書選填其中之一。請在申請書、申請人清單上注明申報領域的具體類別，如“語言學、文學、新聞傳播（文學）”。五、“專業(yè)技術職務”指受聘的專業(yè)技術工作崗位，如教授、副教授、研究員、副研究員等。六、如無特殊說明，本表各欄不夠填寫時，可自行加頁。七、申請書頁

3、面用A4紙，于左側加軟封面裝訂成冊（請不要用塑料封面或塑料文件夾）。申請材料（包括附件）一般不超過40個頁碼。 10一、簡表申請人姓 名孟祥龍性別男民族漢出生年月1977年11月專業(yè)技術職務副教授行政職務最終學位及授予國家或地區(qū)及學校工學博士中國黑龍江省哈爾濱工業(yè)大學研究方向形狀記憶薄膜及馬氏體相變電子郵箱xlmeng所在工作單位（院、系、所、實驗室、中心）材料科學與工程學院材料物理與化學系通訊地址及郵編哈爾濱工業(yè)大學405信箱，150001聯(lián)系電話86418649傳真手人簡歷自大學填起起止年月地點學習、工作單位任職1993.9-1997.71997.8-1999.2

4、1999.3-2004.62001.2-2002.22002.7-2004.72006.8-2009.82004.7-現(xiàn)在哈爾濱哈爾濱哈爾濱香港哈爾濱日本哈爾濱哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院香港理工大學哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院National Institute for Materials Science哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院大學本科碩士直攻博博士助研講師博士后副教授主要學術任職日本金屬學會 會員美國ASM International 會員二、主要教學和科研工作經(jīng)歷1 主要教學經(jīng)歷迄今為止，共承擔過4門材料物理

5、與化學專業(yè)本科生課程教學，分別為：“相圖與相變”、“晶體學與晶體缺陷”、“形狀記憶與超彈性材料”和“計算機在材料科學中的應用”；1門材料物理與化學專業(yè)碩士研究生課程教學，為“生物醫(yī)學材料與器件”，累計近400學時，教學效果優(yōu)秀。指導認識實習1次，指導畢業(yè)設計4人，指導碩士研究生1人，協(xié)助指導碩士研究生5人（3人已畢業(yè)），協(xié)助指導博士研究生3人。2 主要科研工作經(jīng)歷自1999年攻讀博士論文起，一直從事形狀記憶合金和薄膜材料基礎理論和應用研究，博士論文“時效NiTiHf合金的相變行為與形狀記憶效應” 2005年獲得哈爾濱工業(yè)大學優(yōu)秀博士論文。2001-2002年赴香港理工大學從事智能材料與結構及其

6、工程應用研究， 2006-2009年赴日本National Institute for Materials Science從事形狀記憶合金薄膜的馬氏體微觀組織結構研究。目前重點從事形狀記憶合金薄膜的制備、相變、組織與界面結構和應用等方面研究工作。承擔總參55所項目1項（已完成），國家自然科學基金1項（項目編號50701013），獲得2006年哈爾濱工業(yè)大學優(yōu)秀青年教師培養(yǎng)計劃資助，先后參加國家自然科學基金重點項目1項，面上項目2項，其他國家及省部委項目4項。迄今為止，已在Acta Materialia, Scripta Matrialia及Intermetallis等雜志上發(fā)表文章49篇，其中

7、SCI 收錄30余篇次，被SCI他人引用70余次。三、目前正在承擔的主要科研任務（不超過10項）項目編號項 目 名 稱經(jīng)費(萬元)起止年月負責或參加項目來源50701013功能梯度TiNi合金薄膜的馬氏體相變與超彈性-形狀記憶效應復合功能特性研究302008.1-2010.12負責國家自然科學基金50531020應力、溫度和磁場耦合作用下的馬氏體鑲邊理論研究及其在新材料設計中的應用1602006.1-2009.12參加國家自然科學基金重點項目總裝預研項目1002006.1-2010.12參加總裝四、近五年主要創(chuàng)新成果、創(chuàng)新點及其科學意義、經(jīng)濟社會效益，國內(nèi)外同行評價（需附相關證明復印件）近5年

8、來，申請者重點從事TiNiHf高溫形狀記憶合金以及TiNiCu記憶合金薄膜的馬氏體相變及微觀組織結構方面的研究工作，在學術雜志上共發(fā)表論文28篇，其中SCI檢索23篇次，EI檢索26篇次，其中9篇文章被SCI他人引用22次。取得的主要創(chuàng)新性成果如下：(1) TiNiCu窄滯后形狀記憶合金薄膜的馬氏體相變及組織結構系統(tǒng)研究了TiNiCu窄滯后記憶合金薄膜的馬氏體相變及其B19馬氏體組織結構，發(fā)現(xiàn)薄膜中B19馬氏體呈現(xiàn)獨特的單變體對形貌，并通過馬氏體相變唯象理論和晶體學計算闡明了呈現(xiàn)該種特殊形貌的形成機制，揭示了這種獨特的單變體對形貌對薄膜恢復特性的影響規(guī)律。(2) 第二相粒子對TiNiCu合金薄

9、膜中B19馬氏體組織結構的影響首次系統(tǒng)研究并報道了富Ti和富(Ni,Cu)的TiNiCu合金薄膜中不同類型析出相對B19馬氏體的影響；研究發(fā)現(xiàn)，富Ti的TiNiCu合金薄膜中，GP區(qū)，Ti2Cu和Ti2Ni相粒子對B19馬氏體半條生長的阻礙作用依次增強；而在富(Ni,Cu)的TiNiCu合金薄膜中，細小彌散的Ti(Ni,Cu)2相粒子不明顯阻礙馬氏體板條的生長，Ti(Ni,Cu)2相粗化后則可中止馬氏體板條的生長，形成胞狀結構；在此研究的基礎上，解釋了TiNiCu合金薄膜的應變恢復特性隨著退火溫度的升高而降低的本質(zhì)原因。(3) TiNiHf高溫形狀記憶合金的形狀記憶效應與馬氏體組織結構首次提出

10、利用“增Hf增Ni”的方法來提高TiNiHf高溫形狀記憶合金的相變溫度；研究發(fā)現(xiàn)并改善其機械性能和形狀記憶效應。系統(tǒng)地研究了TiNiHf高溫形狀記憶合金的應力誘發(fā)馬氏體相變行為及其微觀組織結構，解釋了TiNiHf高溫形狀記憶合金在母相狀態(tài)下變形不呈現(xiàn)應力平臺的原因，揭示了TiNiHf高溫形狀記憶合金的力學性能與微觀組織之間的內(nèi)在聯(lián)系。(4) TiNiHfCu四元合金與薄帶的馬氏體相變及組織結構系統(tǒng)研究了Cu添加對TiNiHf高溫形狀記憶合金體材料和薄帶中馬氏體相變和顯微組織的影響；研究發(fā)現(xiàn)，Cu的添加對相變溫度的影響很小，但改變B19馬氏體的晶格常數(shù)；闡明了均勻彌散析出(Ti,Hf)2Ni第二

11、相粒子在TiNiHfCu合金薄帶中對馬氏體組織結構和界面結構的影響規(guī)律，解釋了TiNiHfCu合金薄帶中馬氏體的亞結構從(001)復合孿晶轉變?yōu)?011)I型孿晶的物理本質(zhì)。(5) TiNi基記憶合金的航天應用參與研制的TiNi合金均載連接套管和TiNi超彈性低頻減振板簧已于兩種航天型號上成功應用，并獲國家發(fā)明專利1項。五、近五年重要論著及被引用情況（不超過10篇、部，其中5篇學術代表作附復印件；人文社會科學被引情況僅限CSSCI）論文、專著名稱年份學術期刊或出版社名稱（影響因子）卷(期)頁作（著）者名次引用次數(shù)Structure of Martensite in Sputter-deposi

12、ted (Ni,Cu)-rich Ti-Ni-Cu Thin Films Containing Ti(Ni,Cu)2 precipitates2009Acta Materialia (3.729)571525-153510Microstructure and Martensitic Transformation Behaviors of a Ti-Ni-Hf-Cu High-temperature Shape Memory Alloy Ribbon2009Philosophical Magazine Letters (1.548)89(7)431-43810Structure of Maren

13、sit in Ti-ich TiNi-Cu Thin Films Annealed at Different Temperatures2008Acta Materialia (3.729)563394-340210Transmission Electron Microscopy study on Microstructure of B19 Martensite in Sputer-deposited Ti50.2Cu30Cu19.8 Thin Films2008Scripta Materialia (2.887)59(4)451-45410Shape-Memory Behaviors in a

14、n aged Ni-rich TiNiHf High Temperature Shape-Memory Alloy2008Intemetalics(2.034)16(5)698-70511Influence of Ti2Cu Precipitates on B19 Martensite Structure in a Ti-rich Ti-Ni-Cu Thin Film2008Philosophical Magazine Letters (1.548)88(8)575-58210Effect of Aging on Martensitic Transformation and Microstru

15、cture in Ni-riched TiNiHf Shape Memory Alloy2006Scripta Materialia (2.161)54(9)724-72712Phase Transformation and Precipitation in Aged TiNiHf High temperature Shape Memory Alloys2006Material Science and Engineering A (1.490)438-440666-67010Microstructure and Phase Transformation of quaternary TiNiHf

16、Cu High Temperature Shape Memory Alloys2005Intermetallics (1.557)13(2)197-20111Two-way Shape Memory Effect of a TiNiHf High Temperature Shape Memory Alloy2004Journal of Alloys and Compounds (1.562)372(1-2)180-18618六、近五年授權發(fā)明專利及轉讓情況（附授權專利證書復印件）專利名稱授權專利號年份授權國家或地區(qū)本人名次經(jīng)濟效益（萬元）元）用于低頻減振的TiNi合金板簧的制備方法ZL 200

17、5 10010443.X2005中國230七、近五年獲獎目錄（限填國際學術性獎勵、國家級科研或教學獎勵以及省部級科研成果一等獎以上或者相當?shù)莫剟?，并附證書復印件）獲獎項目名稱 獎勵類別（等級）授予單位獲獎時間本人排名TiNi基記憶合金的馬氏體相變理論與應用技術基礎研究一等（自然類）黑龍江省20074八、獲資助后擬開展的主要研究內(nèi)容、關鍵科技問題及預期成果擬開展的研究為“超高強度快響應Ti-Ni-Cu記憶合金薄膜的B19馬氏體在變形過程中的微觀組織結構研究”。TiNi基合金薄膜具有高的單位重量輸出功、大相變恢復應變和應力，且易于采用標準制版技術刻蝕加工和批量化生產(chǎn)，可用電流加熱改變溫度實現(xiàn)動作，

18、是微電機系統(tǒng)（micro-electro-mechanical system, MEMS）中一種潛力巨大的高性能驅動材料。其中Ti-Ni-Cu合金薄膜的相變滯后最小僅有4K，可以實現(xiàn)快速響應，因而成為微驅動材料和形狀記憶材料研究的重點和熱點。目前，常用的TiNi基合金薄膜的輸出應力約為500MPa，當載荷高于該值時，則引入塑性變形，使得微驅動元件失效。傳統(tǒng)的二元TiNi合金薄膜已經(jīng)不能很好地滿足MEMS系統(tǒng)對驅動元件小尺寸和大輸出應力及應變?nèi)找嫣岣叩囊?。申請者最近的初步研究發(fā)現(xiàn)，磁控濺射制備的高Cu含量（>10at.%）TiNiCu合金薄膜在通過適當?shù)暮罄m(xù)處理后，其輸出應力可高達1GP

19、以上，且同時兼具5.5%以上的輸出應變，這無疑能夠進一步減小驅動元件的尺寸，縮短動作響應時間，并提供更大的輸出應力和應變，充分滿足MEMS系統(tǒng)中對形狀記憶驅動元件的要求。與普通二元TiNi合金的馬氏體為B19¢單斜結構（monoclinic）不同，高Cu含量的TiNiCu合金薄膜的馬氏體為B19正交結構（orthorhombic）；而且，普通的二元TiNi合金薄膜的完全可恢復的輸出應變通常在應力-應變的應力平臺范圍以內(nèi)，而對于TiNiCu合金薄膜的盈利平臺范圍僅為3%左右，但其完全可恢復的輸出應變卻高達5.5%以上，目前B19馬氏體在變形過程中的微觀機制尚不清楚，這已成為提高TiNi

20、Cu合金薄膜智能驅動特性及拓展其應用范圍的關鍵問題。申請人擬從TiNiCu合金薄膜的成分設計入手，采用磁控濺射方法制備TiNiCu合金薄膜，采用不同的后續(xù)熱處理工藝獲得超高強度；闡明TiNCu合金薄膜中B19馬氏體在變形過程中的微觀組織演化規(guī)律，揭示其變形微觀機制，建立其與大完全可恢復輸出應變特性之間的內(nèi)在聯(lián)系，為新型微驅動材料的設計和開發(fā)提供新思路和理論指導。這些研究對于豐富馬氏體相變與馬氏體理論，拓展形狀記憶合金薄膜的進一步應用具有重要理論意義和實際價值。主要研究內(nèi)容1. 超高強度TiNiCu合金薄膜形變后的馬氏體組織結構與界面結構采用多靶磁控濺射方法制備TiNiCu合金薄膜；系統(tǒng)研究不同

21、變形條件下的TiNiCu合金薄膜中馬氏體的形變組織結構、亞結構，馬氏體變體間界面結構以及馬氏體內(nèi)孿晶界面結構，建立相應的界面結構模型；闡明界面結構與界面可動性之間的內(nèi)在聯(lián)系，揭示B19馬氏體在變形過程中的組織結構演化規(guī)律。2. 析出相對TiNiCu合金薄膜變形行為和組織結構的影響研究TiNiCu合金薄膜中在后續(xù)熱處理過程中析出的第二相在變形過程中對馬氏體組織結構和界面結構、馬氏體變體間界面可動性以及應力誘發(fā)相變行為的影響規(guī)律，并建立相應的物理模型，揭示TiNiCu窄滯后合金薄膜兼具GP級超高強度和大完全可恢復輸出應變的物理本質(zhì)。3. 超高強度TiNiCu窄滯后合金薄膜的應變恢復特性研究TiNi

22、Cu窄滯后合金的應力-應變關系及其應變恢復特性的影響因素和規(guī)律，揭示B19馬氏體形變組織結構和GP級TiNiCu窄滯后合金薄膜應變恢復特性之間的內(nèi)在聯(lián)系。關鍵科技問題1. 合理設計TiNiCu記憶合金薄膜成分和后續(xù)熱處理工藝，獲得兼具GP級超高強度和大完全可恢復輸出應變的薄膜；2. B19馬氏體在應力作用下組織演化規(guī)律和微觀變形機制；3. GP級超高強度的TiNiCu合金薄膜變形過程中當應變遠超出應力平臺對應的應變范圍后仍能呈現(xiàn)大的完全可恢復應變的物理本質(zhì)。預期成果1. 確立兼具GP級超高強度與大完全可恢復輸出應變的TiNiCu合金薄膜設計準則，獲得高質(zhì)量TiNiCu窄滯后合金薄膜；2. 闡明TiNiCu合金薄膜中B19馬氏體形變過程中的組織結構演化規(guī)律，揭示其變形微觀機制；3. 揭示GP級TiNiCu窄滯后合金薄膜兼具有高強度和高應