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天津大学第十二届博士生学术论坛 材料科学分论坛

阅读量:3766915 2019-10-25



论坛简介
青年博士生是学术创新的重要生力军和实践者,是实现中华民族伟大复兴的栋梁之材。天津大学历来就重视博士生的培养工作,继天津大学第一届材料学科博士生学术论坛成功举办后,迄今为止博士生论坛已经成功举办了十一届,天津大学博士生论坛逐渐成为广大博士生学习和交流学术的平台,与会优秀博士生踊跃进行成果展示和学术交流。这有效地促进了不同学科之间多角度全方位的交流与合作,营造出有利于科研型人才培养的良好学术氛围。
为了继续秉承学术交流氛围,材料学院定于二〇一九年十月二十五日举办天津大学 2019 年博士生学术论坛——材料学科分论坛。本届论坛由天津大学研究生院主办,天津大学材料科学与工程学院承办。本届论坛的主题是“材料前行,助力中国梦” ,旨在加强材料领域博士间跨方向、跨领域的学术交流和合作,激励博士生积极进取、勇于创新和追求卓越的科研精神,体现天津大学“实事求是”的校训和“严谨治学”的校风,促进天津大学材料科学与工程学科的发展。
我们诚挚地邀请企业杰出高管以及校内优秀的博士研究生,本着探寻真知、追求创新的学术精神,进行广泛、自由、平等和活跃的学术交流。我们期望诸位博士研究生在这次高水平的学术论坛上展现出自己独特的科研风貌,激发钻研学术的热情,营造良好的科研氛围,增进大家的责任感与使命感。来自不同方向的优秀博士在这里齐聚一堂,畅所欲言,碰撞出灵感的火花,这次论坛将是一次充溢着学术馨香的盛宴!
邀请嘉宾
唐泽国,兰州大学工学博士,日本国立埼玉大学工学博士,日本国文部科学省奖学金获得者。现任汉能集团成都研发中心钙钛矿研发技术负责人,负责组建汉能成都研发中心钙钛矿研发团队,一年内组建一支约30人的研发团队,实现小面积钙钛矿电池23.05%,100平方厘米单结组件13.2%,钙钛矿/硅异质结叠层电池25%以上。主要从事高效率单结、叠层钙钛矿电池的设计、制备、模拟与评价;铜锡硫化合物半导体薄膜太阳电池制备;晶体硅/有机物异质结电池的设计、制备与评价;非晶硅/晶体硅异质结电池的制备与评价等,发表学术论文30余篇。
唐泽国
优秀博士生简介及邀请报告题目
陈恒:2016年至今,在天津大学攻读博士学位
导师:周延春,刘家臣
研究方向:多孔超高温隔热材料的设计、制备和性能研究
针对航天超高温隔热领域的发展新需求,采用新方法(原位反应/部分烧结法)制备出具有低热导率和高孔隙率的多孔超高温碳化物陶瓷材料,为实现高导热材料应用于超高温隔热领域找到了新的思路。在此基础上,进一步引入高熵陶瓷的新概念,第一次提出并制备了多孔高熵超高温陶瓷材料,实现了热导率的进一步降低,为开发新型耐高温隔热材料提供了新的借鉴。同时,研究探索了高熵陶瓷对于氧化物陶瓷隔热材料带来的新改变。
发表论文:
1.    Heng Chen, Huimin Xiang, Fu-Zhi Dai, Jiachen Liu, Yiming Lei, Jie Zhang, Yanchun Zhou. High porosity and low thermal conductivity high entropy (Zr0.2Hf0.2Ti0.2Nb0.2Ta0.2)C. J. Mater. Sci. Technol. 2019, 35(8), 1700-1705. (IF=5.040)
2.    Heng Chen, Huimin Xiang, Fu-Zhi Dai, Jiachen Liu, Yanchun Zhou. Porous high entropy (Zr0.2Hf0.2Ti0.2Nb0.2Ta0.2)B2: A novel strategy towards making ultrahigh temperature ceramics thermal insulating. J. Mater. Sci. Technol. 2019, 35(10), 2404-2408. (IF=5.040)
3.    Heng Chen, Huimin Xiang, Fu-Zhi Dai, Jiachen Liu, Yanchun Zhou. Low thermal conductivity and high porosity ZrC and HfC ceramics for ultrahigh temperature applications. J. Mater. Sci. Technol. (2019) (DOI: 10.1016/j.jmst.2019.05.044). (IF=5.040)
4.    Heng Chen, Zifan Zhao, Huimin Xiang, Fu-Zhi Dai, Jie Zhang, Shaogang Wang, Jiachen Liu, Yanchun Zhou. Effect of reaction routes on the porosity and permeability of porous high entropy (Y0.2Yb0.2Sm0.2Nd0.2Eu0.2)B6 for transpiration cooling. J. Mater. Sci. Technol. (2019) (DOI: 10.1016/j.jmst.2019.09.006). (IF=5.040)
5.    Heng Chen, Huimin Xiang, Fu-Zhi Dai, Jiachen Liu, Yanchun Zhou. High strength and high porosity YB2C2 ceramics prepared by a new high temperature reaction/partial sintering process. J. Mater. Sci. Technol. (2018) (DOI: 10.1016/j.jmst.2018.09.071). (IF=5.040)
6.    Heng Chen, Huimin Xiang, Fu-Zhi Dai, Jiachen Liu, Yanchun Zhou. High entropy (Yb0.25Y0.25Lu0.25Er0.25)2SiO5 with strong anisotropy in thermal expansion. J. Mater. Sci. Technol. (2019) (DOI: 10.1016/j.jmst.2019.07.022).
7.    Zifan Zhao, Heng Chen, Huimin Xiang, Fu-Zhi Dai, Xiaohui Wang, Zhijian Peng, Yanchun Zhou. (La0.2Ce0.2Nd0.2Sm0.2Eu0.2)PO4: A high-entropy rare-earth phosphate monazite ceramic with low thermal conductivity and good compatibility with Al2O3. J. Mater. Sci. Technol. (2019) (DOI: 10.1016/j.jmst.2019.08.012).
李喆:2016年毕业于天津大学,获工学硕士学位;2016年至今,在天津大学攻读博士学位。
导师:杜希文
研究方向:激光非平衡合成高效电催化剂
针对目前电催化剂主要以贵金属为主,其高昂的价格限制了其广泛应用,但是其他金属材料催化活性低,催化效果难以与贵金属催化剂相比。我们利用激光的强烈非平衡作用合成金属或者金属氧化物纳米颗粒催化剂,其中含有的大量缺陷可以有效调节催化剂的电子结构,进而提升其催化活性。
发表论文:
1.    Li Z, Fu JY, Feng Y, Dong CK, Liu H and Du XW.  Nature Catalysis. 2019.
2.    Li Z, Zhang Y, Feng Y, Cheng CQ, Qiu KW, Dong CK, Liu H and Du XW. Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1903444.
3.    Li Z, Dong CK, Yang J, Qiao SZ and Du XW. J. Mater. Chem. A 2016, 4.
吴元昊:2016年毕业于天津理工大学,获工学硕士学位;2016年至今,在天津大学攻读博士学位。
导师:刘文广
研究方向:纳米复合材料的制备,功能高分子的合成,可注射水凝胶的构建及其生物医学应用
乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,其发病率和致死率逐年提高,严重威胁到女性健康。近年来,随着现代医学的发展推动了多种新型治疗手段和药物的产生,乳腺癌的死亡率显著降低,但是手术切除治疗仍然是一种最常用且最彻底的治疗方式。然而,术后乳腺癌的高复发率和转移问题仍然未能有效的解决,成为了临床治疗工作上最大的困难和挑战。因此,乳腺癌的术后治疗应集中在控制复发和软组织重建。基于此,我们设计并合成了含有金纳米粒子和盐酸阿霉素的聚丙烯酰甘氨酰胺-聚丙烯酰胺超分子纳米复合水凝胶,其中聚多巴胺包裹的金纳米粒子可以通过π-π堆积和氢键等多重非共价键作用形成交联点,保证纳米粒子可以牢牢地固定在网络内,之后由近红外光照射引发纳米粒子的光热转换,当凝胶的温度略高于体温,达到凝胶-溶胶转变温度时,可以实现注射及体内的二次变形,实现精准的个性化填充,当近红外光撤离时,凝胶可以迅速从溶胶态回到凝胶态完成固化。当填充完成后,我们还可以通过远程操控近红外光来调控凝胶的光热转化以及药物的控制释放,杀死乳腺癌术后残留的部分肿瘤细胞,控制乳腺癌的复发并完成乳腺组织的重建。值得一提的是,由于金纳米粒子优异的X射线衰减特性,这种凝胶还可以通过CT在体内实时显影,完成凝胶在填充过程中的实时追踪。
发表论文:
1.   Wu Yuanhao, Wang Hongbo, Gao Fei, et al. An injectable supramolecular polymer nanocomposite hydrogel for prevention of breast cancer recurrence with theranostic and mammoplastic functions. Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1801000.
2.   Wu Yuanhao, Long Yubo, Li Qinglan, et al. Layer-by-layer self-assembled biohybrid nanomaterials for efficient antibacterial applications. ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 17255.
3.   Wu Yuanhao, Chen Qixian, Li Qiaoying, et al. Daylight-stimulated antibacterial activity for sustainable bacterial detection and inhibition. J. Mater. Chem. B 2016, 4, 6350.
邓晓阳:2014年毕业于青岛科技大学,获工学学士学位;2014年至今,在天津大学材料学院硕博连读,现攻读博士学位。
导师:李家俊
研究方向:超级电容器电极材料制备及性能研究。从提高材料活性位点利用率出发,改性制备碳基复合电极材料,并组装相应的超级电容器和混合电容器,获得具有高能量密度和功率密度的储能器件。
发表论文:
1.   Xiaoyang Deng, Jiajun Li, Liying Ma, Junwei Sha*, and Naiqin Zhao*. Three-dimensional porous carbon materials and their composites as electrodes for electrochemical energy storage systems,Materials Chemistry Frontiers. 2019, 10.1039/C9QM00425D
2.   Xiaoyang Deng, Jiajun Li, Shan Zhu, Liying Ma*, Naiqin Zhao*. Boosting the capacitive storage performance of MOF-derived carbon frameworks via structural modulation for supercapacitors, Energy Storage Materials. 10.1016/j.ensm.2019.04.015
3.     Xiaoyang Deng?, Shan Zhu?, Jiajun Li, Fang He, Enzuo Liu, Chunnian He, Chunsheng Shi, Qunying Li, Liying Ma*, and Naiqin Zhao*. Bio-inspired three-dimensional carbon network with enhanced mass-transfer ability for supercapacitors, Carbon, 2019, 143, 728-735.
4.      Xiaoyang Deng, Shan Zhu, Liying Ma, Fang He, Enzuo Liu, Chunnian He, Chunsheng Shi, Qunying Li, Jiajun Li*, Naiqin Zhao*. Three-dimensionally hierarchical Co3O4/Carbon composites with high pseudocapacitance contribution for enhancing lithium storage, Electrochimica Acta. 2018, 283: 1269-1276.
5.     Xiaoyang Deng?, Shan Zhu?, Jiajun Li, Liying Ma*, Fang He, Enzuo Liu, Chunnian He, Chunsheng Shi, Qunying Li and Naiqin Zhao*. Ball-in-cage nanocomposites of metal–organic frameworks and three-dimensional carbon networks: synthesis and capacitive performance,Nanoscale, 2017, 9(19): 6478-6485.
桑志远:2015年,天津大学材料学院硕士研究生;2017年至今,天津大学材料学院硕博连读。
导师:季惠明
研究方向:SiOC陶瓷的制备及其锂电性能研究
针对锂离子存储过程中离子扩散慢和电子传输速率低的问题,构建不同的兼具有多级孔和连通导电网络的复合电极材料,进而获得高倍率以及高容量的锂电池负极材料。具体来说,我们选择了SiOC作为主要的储锂活性物质(具有容量高和结构稳定的双重优点),采用纳米碳或3D 石墨烯构建导电网络,同时调控不同的多孔(纳米化)结构,系统地设计和制备了不同的导电剂(纳米碳网络和三维石墨烯骨架)改善的不同维度的多孔SiOC复合材料,从而实现离子和电子双导通作用,提高了锂电存储性能。此外,我们的研究对改善材料的导电性、离子扩散能力和制备高性能电极材料具有一定的指导和借鉴意义。
发表论文:
1.    Sang Zhiyuan, Zhao Zhihao, Su Dong, et al. SiOC nanolayer wrapped 3D interconnected graphene sponge as a high-performance anode for lithium ion batteries, Journal of Materials Chemistry A, 2018, 6,9064.
2.    Sang Zhiyuan, Dong Song, Wang Jinsong, et al. Bi-continuous nanoporous carbon sphere derived from SiOC as high performance anodes for PIBs, Chemical Engineering Journal, 2020, 381, 122677.
3.    Sang Zhiyuan, Yan Xiao, Wen Lei, Su Dong, et al. A Graphene-Modified Flexible SiOC Ceramic Cloth for High-Performance Lithium Storage, Energy Storage Materials, Major review.
伍宇婷:2015年毕业于天津大学,获工学学士学位;2015年至今,在天津大学攻读博士学位。
导师:刘永长
研究方向:Ni3Al高温合金高温变形行为及组织演变规律研究
Ni3Al基合金被人们认为是大有希望的新一代轻质高温结构材料,实现Ni3Al 基合金在航空、航天及车用发动机领域的工程化应用,必将大程度的提高发动机的工作效率,具有重要的技术推动作用。为了控制Ni3Al 基合金微观组织,达到推动合金的实用化进程的目的,系统研究了Ni3Al基合金的高温变形行为。基于合金高温变形过程的真应力-应变曲线,研究不同变形参数的影响。计算了合金的热变形激活能,构建了峰值应力本构模型以描述合金高温变形时应力与变形参数之间的关系。基于动态材料模型(DMM)的热加工图技术和Prasad失稳判据绘制了合金的热加工图,并结合微观组织状态的观察,确定了合金成形的最佳工艺参数并分析了失稳区域的失稳机制。采用电子背散射衍射 (EBSD) 技术研究Ni3Al基合金高温压缩过程中的动态再结晶组织演化规律。此外,分析了合金时效过程中γ′ 相的高温粗化行为,并结合LSW理论以及TIDC理论来研究其粗化规律,计算粗化激活能。根据时效过程中γ′ 相粗化的规律,选择不同的时效处理以获得不同初始组织的Ni3Al基合金,分析了合金初始组织对其热变形行为的影响。
发表论文
1.   Y. Wu, Y. Liu, C. Li, X. Xia, Y. Huang, H. Li, H. Wang, Deformation behavior and processing maps of Ni3Al-based superalloy during isothermal hot compression, Journal of Alloys and Compounds, 712 (2017) 687-695.
2.  Y. Wu, Y. Liu, C. Li, X. Xia, J. Wu, H. Li, Coarsening behavior of γ′ precipitates in the γ′-γ area of a Ni3Al-based alloy, Journal of Alloys and Compounds,771 (2019) 526-533.
3.    Y. Wu, Y. Liu, C. Li, X. Xia, J. Wu, H. Li, Effect of initial microstructure on the hot deformation behavior of a Ni3Al-based alloy, Intermetallics, 113 (2019) 106584.
刘永:2014年毕业于山东大学,获工学学士学位;2014年-至今,在天津大学攻读博士学位。
导师:邓彩艳
研究方向:焊接结构完整性、焊接结构疲劳及延寿技术
针对目前焊接结构疲劳评估中对短裂纹扩展行为研究的不足,以循环阻力曲线为核心,系统研究了短裂纹扩展对疲劳寿命评价的影响,并基于循环阻力曲线模型,研究了焊接残余应力以及缺陷等因素对焊接结构疲劳失效的影响,为焊接结构疲劳寿命评估提供了更加准确的方法。
发表论文:
1.   Liu Y, Deng C, Gong B. Discussion on equivalence of the theory of critical distances and the coupled stress and energy criterion for fatigue limit prediction of notched specimens. International Journal of Fatigue 2020;131:105326.
2.    Liu Y, Deng C, Gong B, Bai Y. Effects of heterogeneity and coarse secondary phases on mechanical properties of 7050-T7451 aluminum alloy friction stir welding joint. Materials Science and Engineering: A 2019;764:138223.
3.        Liu Y, Gong B, Deng C, Zhao C, Liu X, Wang D. Numerical analysis of optimum treatment parameters by high frequency mechanical impact. Journal of Constructional Steel Research 2018;150:23–30.
肖博:2015年毕业于西北工业大学,获工学学士学位;2015年至今在天津大学硕博连读,现攻读博士学位。
导师:徐连勇
研究方向:新型马氏体耐热钢G115的蠕变微观损伤机制及本构模型
蠕变断裂是威胁超超临界火电机组安全运行的重要因素。G115钢作为下一代超超临界机组的候选钢种,明确其在高温服役过程中的蠕变变形,微观组织及蠕变损伤变化,建立精确地适用于G115钢的蠕变寿命预测模型是保障火电机组安全运行的有效途径。本课题澄清了G115钢在蠕变变形条件下的微观组织(位错结构、马氏体板条及析出相等)及蠕变损伤机制,建立了考虑非稳态蠕变和稳态蠕变的蠕变本构模型;探明了G115钢在较宽应力下的微观组织及蠕变损伤转变机制,建立了考虑位错攀移、位错滑移、晶界滑移的蠕变本构模型,可精确预测在较宽服役条件下的蠕变变形行为;通过中断蠕变试验,澄清了G115钢在蠕变变形中的微观组织及损伤演变机制,探明了G115钢在蠕变中的富铜相和Laves相析出与粗化机制,对开发新型耐热钢提供了新视野,建立了考虑蠕变微观结构与损伤演化的高温强度预测模型,发展了基于位错的考虑蠕变微观结构与损伤演化的高温蠕变本构模型。以上研究成果对开展超超临界机组中G115钢管在长期高温服役环境下的运行状态评估具有重大的理论依据。
发表论文:
1.   B. Xiao, L.Y. Xu, et al., Tensile mechanical properties, constitutive equations, and fracture mechanisms of a novel 9% chromium tempered martensitic steel at elevated temperatures, Mater. Sci. Eng. A 690 (2017) 104-119.
2.       B. Xiao, L.Y. Xu, et al., Microstructure evolution and fracture mechanism of a novel 9Cr tempered martensite ferritic steel during short-term creep, Mater. Sci. Eng. A 707 (2017) 466-477.
3.      B. Xiao, L.Y. Xu, et al., Creep properties, creep deformation behavior, and microstructural evolution of 9Cr-3W-3Co-1CuVNbB martensite ferritic steel, Mater. Sci. Eng. A 711 (2018) 434-447.
4.      B. Xiao, L.Y. Xu, et al., Transient creep behavior of a novel tempered martensite ferritic steel G115, Mater. Sci. Eng. A 716 (2018) 284-295.
5.      B. Xiao, L.Y. Xu, et al., Deformation-mechanism-based creep model and damage mechanism of G115 steel over a wide stress range, Mater. Sci. Eng. A 743 (2019) 280-293.
6.    B. Xiao, L.Y. Xu, et al., A physical-based yield strength model for the microstructural degradation of G115 steel during long-term creep, Mater. Sci. Eng. A 747 (2019) 161-176.
7.   B. Xiao, L.Y. Xu, et al., Strain dependent constitutive model and microstructure evolution of a novel 9Cr martensitic steel during high-temperature deformation, Mater. Sci. Eng. A 756 (2019) 336-345.
申请专利:
1.       徐连勇,肖博,赵雷,韩永典,荆洪阳,一种高效的获得完整蠕变曲线和显微组织的试验装置及其测试方法(申请号:201611090997.X)
2.       徐连勇,肖博,赵雷,荆洪阳,韩永典,一种基于微观组织退化的马氏体钢的高温强度预测方法(申请号:201810858308.8)
李思迪:2014年毕业于天津工业大学,获得工学学士学位;2014年至今,在天津大学攻读博士学位。
导师:原续波
研究方向:高分子纳米药物载体、仿生材料、生物组织粘合剂
聚合物凝胶体系,特别是高分子水凝胶以及纳米凝胶,在生物粘合、组织工程、药物递送等生物医用领域具有广阔的应用前景。我们关注于设计合成基于高分子凝胶网络的纳米药物载体和粘合型水凝胶粘合剂。在纳米药物载体的设计上,我们针对不同类型药物的靶点,通过高分子材料组成的调控,设计可以精确控制药物细胞内/细胞外释放的载体,从而增进蛋白类,基因类或小分子药物的药效。在粘合型水凝胶粘合剂的设计上,我们主要通过模仿贻贝粘合的过程,分析粘合机理,设计配位交联/共价交联的生物粘合剂,并将其用于伤口的闭合。
发表论文:
1.   Sidi Li, Luyang Chen, Kai Huang, Ning Chen, Qi Zhan, Kaikai Yi, Hongzhao Qi, Chaoyong Liu, Yanli Tan, Xin Hou, Yunfeng Lu, Jin Zhao, Xubo Yuan, Chunsheng Kang, Tumor microenvironment-tailored weakly cell-interacted extracellular delivery platform enables precise antibody release and function, Advanced Functional Materials, 2019, 1903296.
2.   Sidi Li, Jianwei Wang, Mingming Ye, Xue Li, Ning Chen, Xueping Li, Yunde Liu, Xin Hou, Jin Zhao, Zhenduo Cui, Xubo Yuan, Matricryptic peptide-inspired hydrogels for promoting osteogenic differentiation, International Journal of Polymeric Materials and Polymeric Biomaterials, 2019, 68(7): 384-395.  
3.   Sidi Li, Jianwei Wang, Lifeng Song, Yalin Zhou, Jin Zhao, Xin Hou,  Xubo Yuan, Injectable PAMAM/ODex double-crosslinked hydrogels with high mechanical strength, Biomedical Materials, 2017, 12: 015012.
4.   Sidi Li, Xin Hou, Hongzhao Qi, Jin Zhao, Xubo Yuan, Exosomes: Provide Naturally Occurring Endogenous Nanocarriers for Effective Drug Delivery Strategies, Progress in Chemistry, 2016, 28(2/3): 353-362.
5.   Sidi Li, Bohong Kan, Kongyin Zhao, Tong Ren, Beibei Lin, Junfu Wei, Tian Chen, Preparation of tricalcium phosphate–calcium alginate composite flat sheet membranes and their application for protein release, Polymer Composites, 2015, 36 (10): 1899-1906.
6.   Sidi Li, Kongyin Zhao, Junfu Wei, Tong Ren, Hongquan Lin, Preparation and mechanical properties of tricalcium phosphate/calcium alginate composite flat sheet membranes, Acta Materiae Compositae Sinica, 2014, 31(4): 1106-1111. 

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