材料學重點學科簡介

作者:学科建设办公室 时间:2015-12-30

以水泥工業爲代表的建材工業在整個國民經濟中占有十分重要的位置,但建材工業同時又是礦物資源和能源消耗大戶,目前我國水泥生産的單位能耗仍比世界先進水平高20%以上,每年消耗40多億噸礦物資源,而且全國每年産生各種工業固廢物20多億噸。河南作爲一個建材工業和礦業大省,其水泥産量排全國的第三位,但同時也産生了大量的固體廢棄物。這些固廢物占用大量耕地,汙染生態環境。因此,開展低環境負荷的綠色建材研究和技術開發勢在必行,也是河南省實現中原崛起和可持續發展的必然要求。洛陽理工學院作爲國內5所原建材部部屬院校之一,是省內高校中最早開展該領域人才培養和科學研究的高校,故本學科點在此方面責無旁貸。因此,無論從國家層面而言,還是就中原經濟區的發展需要而論,大力支持和開展本學科點的建設都是十分必要的。

本學科點以立足建材行業爲基礎,以實驗室建設爲支撐,學術梯隊建設爲關鍵,堅持爲國家和地方經濟發展服務的建設方向,建成以低環境負荷的綠色建材研究和技術開發爲主要研究方向的材料學學科;以進入材料學碩士授予點行列爲目標,提高人才培養層次,提高科技創新能力,形成創新團隊,取得在理論上具有國際先進水平、在應用上能爲發展地方經濟做出重大貢獻的成果,使本學科成爲知識創新、技術創新以及高學曆和高素質人才培養中心。在3年建設期內,瞄准建築材料科技前沿,跟蹤科技發展,爭取使本學科總體水平達到國內先進水平,爭取取得專業碩士授予權,進一步加大高學曆專業人員的比例,加強中青年骨幹教師和學術帶頭人的培養,爭取上崗校級特聘教授1名,培養省級青年骨幹教師、科技創新人才3名,合作培養碩士研究生6名,獲省部級以上教學和科研獎勵3項以上,獲專利15項以上。

在現有學科建設的基礎上,進一步凝煉學科方向,彙聚學術團隊,緊跟學科發展前沿,在新型幹法水泥煅燒技術和粉磨節能技術、固體廢棄物再生建材的關鍵技術以及新型光電功能材料的制備技術等優勢研究方向繼續開展深入研究,達到國內領先水平。通過爭取材料學碩士授予點以及加大聯合培養碩士研究生力度等,提高人才培養層次,使本學科點整體水平進入國內先進行列。具體措施包括:(1)進一步加強教學和科研基地的建設,使其基本裝備達到國內先進水平;(2)引進國內外知名的學者來校工作,並建設以“特聘教授”爲學術帶頭人的優秀教師隊伍,形成有創新能力的學術團隊;(3)爭取一批國家自然科學基金、國家科技支撐計劃項目和省內重大等科研項目,爲提高我國材料工業的科技水平做出貢獻;(4)與國內知名的研究機構和大型企業建立協同創新體,開展合作與交流;(5)加強科技成果轉化和聯合攻關,加快傳統産業高新技術化和高新技術産業化,促進河南經濟的發展。

目前已形成3個穩固的研究方向:

一、水泥與混凝土制品方向:

主要研究水泥的低能耗制備和高校應用,重點開展水泥高效粉磨和低能耗煅燒技術研究;研究高性能混凝土的工藝原理與配置技術,探索高性能混凝土組成、結構與性能之間的關系。通過研究,可建立完善的水泥環境負荷生産理論體系和水泥水化與水泥混凝土材料性能的關聯性理論體系,解決目前水泥工業高能耗、高汙染問題,取得水泥低環境負荷生産的技術突破,促進河南省水泥工業的節能降耗和可持續發展。目前承擔的項目主要有:1)綠色高性能混凝土材料性能和品質提升技術;2)新型燒結法生産速凝劑關鍵技術研究;3)徐放型聚羧酸減水劑的開發;4)混凝土夾心稭稈複合節能砌塊的研制;5)無堿液體速凝劑。這些方向在國家、省、市三個層面上都獲批了課題,這些課題都在按計劃進行,並且取得了階段性成果。這一結果表明,水泥與混凝土方向具有一定的基礎和較強的影響力,是環境協調材料研究方向的核心與重點,強化核心研究方向,同時其他方向的優勢特色,協調發展,爭取各種渠道資金支持。

二、基于固體廢棄物資源化的綠色建築材料:

研究固體廢棄物的無害化及資源化,開發工業廢渣應用于建築材料的相關技術,制備出環境友好的新型建築材料。重點開展用粉煤灰、爐渣、建築垃圾、钼礦尾礦等固體廢棄物研制新型建築材料的應用技術研究。開發利用固體廢棄物不僅可避免這些廢棄物對環境的汙染,而且用于混凝土和建築制品中還可提高建築材料的耐久性和降低生産成本,符合“循環經濟”的理念,受到國家政策的鼓勵和相關生産企業的歡迎。承擔的項目有:1)固體廢棄物本地化再生建材利用成套技術;2)廢棄混凝土資源化關鍵技術的開發;3)新型光催化劑降解有機汙染物的研究及低成本環保型建築內牆塗料的研制;4)基于堿激發固體廢棄物環境友好型聚合物改性防水砂漿的研制;5)可降解甲醛納米生態建築塗料研發;6)高可見光活性氮摻雜納米TiO2粉體的規模化制備技術及應用;7)多孔分等級錫酸鋅/窄帶隙硫化物異質結構的合成、能帶調控及光催化活性增強機理研究。該方向進一步加強與洛陽的科研院所和企業的聯系,依托本地行業優勢,踐行服務地方經濟目標,擴大影響力。

三、信息功能材料方向

主要研究玻璃材料的組成、結構與性能關系的基礎研究入手,進行“光電子材料的開發與應用”方面的研究,開展新型/高性能功能玻璃材料,以光波爲手段,研究強光場作用下光與材料相互作用的基本物理化學問題。著重開發以稀土離子作爲發光劑的光致和電致發光材料、納米發光材料及其它新型光電子材料,並開展材料的合成技術、發光特性和能量轉換機制等方面的研究。研發新型光電轉化及光催化材料,研究光電轉化和光催化過程的機理,提高光電轉化及光催化的效率。該方向目前承擔的項目主要有:1)基于超順磁納米粒子—熒光小分子複合材料的重金屬離子傳感器的設計和研究;2)金屬硫、硒化合物納米摩擦特性的第一性原理研究。依托上述研究方向,發表了大量的高質量論文。

實驗室圖片:

取得部分發明專利

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