院所风采 | 材料失效与延寿研究室

2021-11-02 11:50:50 作者：本网整理来源：《腐蚀与防护之友》分享至：

材料失效与延寿研究室

首席教授：

李金许，1965年生，教授，博士生导师，河北人。1989年毕业于北京科技大学材料物理系，先后获得理学学士、工学硕士和工学博士学位。2002.3-2004.3在日本物质材料研究机构（NIMS）做特聘研究员（JSPS Fellow）。目前担任中国腐蚀与防护学会常务理事，中国腐蚀与防护学会环境断裂专业委员会委员。现为Corrosion Science等多个国际学术期刊的审稿人。

联系方式：010-62334493，jxli65@ustb.edu.cn

团队成员：

乔利杰，1957年生，工学博士，教授，博士生导师；

许立宁，1976年生，工学博士，副研究员，硕士生导师。

团队介绍：

材料失效与延寿研究室是环境断裂教育部重点研究室的重要组成部分。

环境断裂主要研究材料在不同服役环境中断裂的宏观规律和微观机理。环境断裂研究室是我国最早开展金属材料应力腐蚀的研究单位。上世纪80年代，在我国著名冶金材料学家肖纪美先生的领导下开展了飞机起落架的应力腐蚀研究，自此，在我国开创了应力腐蚀和氢脆研究的先河。实验室经过近40年的发展，已经成为国际上环境断裂研究领域具有重要影响的研究团队，壮大成为环境断裂教育部重点实验室。

环境断裂教育部重点实验室的前身是1986年经原冶金部批准成立的环境断裂开放实验室，1990年成为第一批教育部开放实验室，先后由肖纪美院士和褚武扬教授任主任。1999年成为第一批教育部重点实验室，乔利杰教授任主任。1990年通过国家科委组织的第一届国家重点实验室和部门开放实验室的评估，1993年、1997年通过国家科技部评估，2002年、2007年、2012年通过教育部评估。2005年获教育部“创新团队”计划资助。　　

本研究室主要从事材料断裂和环境断裂的宏观规律和微观机理研究，立足于结构材料和功能材料的环境失效机理，以及抗环境断裂材料的研发，主要研究方向有：1）金属材料的断裂和环境断裂；2）金属材料断裂和环境断裂的微观机理以及延寿措施；3）超高强钢延迟开裂评价方法；4）低Cr钢耐蚀的机制和焊接性能以及合金元素的影响；5）纳米材料力学及环境效应性；6）材料基因组工程在耐腐蚀/抗环境断裂材料的研发等等。研究室近年来承担了“973”、“863”、“支撑计划”、国家自然科学基金（国际合作、重点、面上）项目等国家纵向课题和航空航天领域、大型国有企业等横向课题，如大型运载火箭、导弹发动机、天宫二号等航天器关键部件的失效分析和安全性评价，以及新一代超高强汽车用钢板、线材等的研发。在环境断裂机理的基础研究，以及我国重大工程、军事装备和航天器的安全服役做出了重要贡献。

研究室现有固定科研人员梯队结构完善，形成了由长江学者、杰出青年基金、中组部青年拔尖人才、教育部新世纪人才、北京市科技新星、北京市英才计划获得者组成的生机勃勃的研究队伍。环境断裂研究室近四十年来培养了包括中国科学院院士张统一教授在内的一大批高素质的博士和硕士研究生，他们工作在国内外高校、研究所、宝钢、中石化和中石油等国内大型企业，为环境断裂的发展做出了重要贡献。

研究室曾获国家自然科学奖二等奖1项，省部级科技进步奖一等奖4项、二等奖6项，发表SCI学术论文500余篇，出版学术专著20余部。

研究方向：

一、金属材料的断裂和环境断裂

1. 金属材料的氢脆和应力腐蚀

2. 金属材料断裂和环境断裂微观机理研究

3. 腐蚀产物膜与应力腐蚀相关性研究

4. 材料失效与安全性评价

二、功能材料的研发及其多场耦合效应

1. 多场耦合作用下铁电材料的环境断裂机理研究

2. 铁电制冷材料的电卡效应研究

3. 功能陶瓷基超材料

4. 多场耦合下铁磁合金的相变与断裂研究

三、纳米材料力学及环境效应

1. 纳米材料力学性能的微/纳米桥实验研究

2. 多孔纳米金材料的力电耦合效应研究

四、基于材料基因组工程的耐腐蚀/抗环境断裂材料的研发

五、生物材料安全可靠性研究

1. 人工关节植入体材料腐蚀与磨损交互作用的研究

2. 金属生物材料表面改性研究

六、前沿探索研究

1. 机动车尾气净化器蜂窝陶瓷载体

2. 氢测量传感器

代表性科研项目：

1. 国家重点研发计划重点专项-子课题：高性能超高强汽车用原型钢的技术基础研究，李金许

2. “973”计划-课题：多重动态海洋环境因素作用下材料腐蚀损伤的机理与规律，李金许

3. “863”计划-课题：基于材料基因工程的高通量设计、制备与表征技术，乔利杰

4. “863”计划-课题：基于材料基因工程的高性能材料设计、制备与表征技术，乔利杰

5. 国家科技支撑计划-课题：化工园区公用管道安全生产风险防范关键技术研究，许立宁

6. 国家自然科学基金：高温高压核电水环境中材料腐蚀的痕量效应及防护机理研究，乔利杰

7. 国家自然科学基金：原位纳米增强高强韧钢及其复杂海洋环境适应性研究，乔利杰

8. 国家自然科学基金：成分和微结构调控的抗氢脆高强塑中锰钢基础研究，李金许

9. 国家自然科学基金：低Cr管线钢在油气田CO2环境下耐蚀机理研究，许立宁

10. 国家自然科学基金：辐照促进应力腐蚀开裂机理研究，乔利杰

11. 国家自然科学基金：晶界特征对氢致延迟开裂过程的影响，李金许

12. 国家自然科学基金：磁场、环境耦合作用下Fe-Ga合金应力腐蚀的规律及机理，李金许

13. 国家自然科学基金：裂纹在沿晶氧化膜内形核的应力腐蚀新机理，李金许

14. 国家自然科学基金：纳米多孔金属的力-电-化学介质多场耦合效应研究，乔利杰

15. 国家自然科学基金：逆变奥氏体对马氏体时效钢氢致开裂性能的影响，李金许

16. 国家自然科学基金：氢调控铁电陶瓷性能规律及机理研究，乔利杰

代表性科研成果：

获奖：

专利：

论文：

1. Guo, LQ （Guo, L. Q.）[1]; Qin, SX （Qin, S. X.）[1]; Yang, BJ （Yang, B. J.）[1]; Liang, D （Liang, D.）[1]; Qiao, LJ （Qiao, L. J.）[1].Effect of hydrogen on semiconductive properties of passive film on ferrite and austenite phases in a duplex stainless steel[J].SCIENTIFIC REPORTS,2017,7:（IF：5.228）

2. Li, XL （Li, Xiaolong）[1 , 2]; Chen, L （Chen, Li）[2]; Liu, HM （Liu, Hongmei）[2]; Mi, ZS （Mi, Zhishan）[1]; Shi, CM （Shi, Changmin）[2]; Qiao, LJ （Qiao, Lijie） [1].Effect of Cr-doping on the electronic structure and work function of alpha-Fe2O3 thin films[J]. PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS,2017,19: 26248-26254（IF：4.449）

3. Yang, ZX （Yang, Z. X.）[1]; Kan, B （Kan, B.）[1]; Li, JX （Li, J. X.）[1]; Su, YJ （Su, Y. J.）[1]; Qiao, LJ （Qiao, L. J.）[1].Hydrostatic pressure effects on stress corrosion cracking of X70 pipeline steel in a simulated deep-sea environment[J].INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY,2017,42:27446- 27457（IF：3.582）

4. Li, W （Li, Wei）[1]; Xu, LN （Xu, Lining）[1]; Qiao, LJ （Qiao, Lijie）[1]; Li, JX （Li, Jinxu）[1].Effect of free Cr content on corrosion behavior of 3Cr steels in a CO2 environment[J].APPLIED SURFACE SCIENCE,2017,425:32-45（IF：3.387）

5. Yang, ZX （Yang, Zixuan）[1]; Kan, B （Kan, Bo）[1]; Li, JX （Li, Jinxu）[1]; Su, YJ （Su, Yanjing）[1]; Qiao, LJ （Qiao, Lijie）[1]; Volinsky, AA （Volinsky, Alex A.）[2].Pitting Initiation and Propagation of X70 Pipeline Steel Exposed to Chloride-Containing Environments[J].MATERIALS,2017,10:（IF：2.728）

6. Yang, ZX （Yang, Zixuan）[1]; Kan, B （Kan, Bo）[1]; Li, JX （Li, Jinxu）[1]; Su, YJ （Su, Yanjing）[1]; Qiao, LJ （Qiao, Lijie）[1]; Volinsky, AA （Volinsky, Alex A.）[2].A Statistical Study on the Effect of Hydrostatic Pressure on Metastable Pitting Corrosion of X70 Pipeline Steel[J].MATERIALS,2017,10: （IF：2.728）

7. Kan, B （Kan, B.）[1]; Yang, ZX （Yang, Z. X.）[1]; Wang, Z （Wang, Z.）[1]; Li, JX （Li, J. X.）[1]; Zhou, QJ （Zhou, Q. J.）[2]; Su, YJ （Su, Y. J.）[1]; Qiao, LJ （Qiao, L. J.）[1]; Volinsky, AA （Volinsky, Alex A.）[3]. Hydrogen redistribution under stress-induced diffusion and corresponding fracture behaviour of a structural steel[J].MATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGY,2017,33: 1539-1547（IF：1.538）

8. Shang, WJ （Shang, W. J.）[1]; Xu, LN （Xu, L. N.）[1]; Qiao, LJ （Qiao, L. J.）[1]; Li, JX （Li, J. X.）[1].Passivation of X65 steel in NaHCO3 solution saturated with CO2 using thin wire specimens[J].MATERIALS AND CORROSION-WERKSTOFFE UND KORROSION,2017,68: 952-960（IF：1.450）

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