孟祥龍_新材料_附件

1、 申報(bào)領(lǐng)域 新材料 申請(qǐng)類別 A類 新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃申 請(qǐng) 書(shū) 申 請(qǐng) 人：孟祥龍 專業(yè)技術(shù)職務(wù)：副教授 所在學(xué)校：哈爾濱工業(yè)大學(xué) 通訊地址：哈爾濱工業(yè)大學(xué)405信箱 聯(lián)系電話：86418649 申請(qǐng)日期：2009年9月1日 主 管 部 門(mén)：工業(yè)和信息化部 中華人民共和國(guó)教育部制填寫(xiě)說(shuō)明一、編寫(xiě)前要仔細(xì)閱讀新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃實(shí)施辦法。二、編寫(xiě)要嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是、內(nèi)容翔實(shí)、文字精煉。三、申請(qǐng)類別分為：A類 國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人；B類 海外申請(qǐng)人。四、“申報(bào)領(lǐng)域”包括： 1.數(shù)學(xué)；2.物理；3.化學(xué)；4.化工；5.農(nóng)業(yè)；6.林業(yè)；7.電子科學(xué)技術(shù)；8.計(jì)算機(jī)與通訊；9.生物與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)；10.醫(yī)療

2、衛(wèi)生與臨床；11.藥學(xué)；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(jìn)制造； 19.管理科學(xué)與工程(含工商管理)；20.哲學(xué)、馬克思主義、思想政治理論教育；21.經(jīng)濟(jì)學(xué)；22.法學(xué)；23.政治學(xué)、社會(huì)學(xué)、民族學(xué)；24.教育學(xué)、心理學(xué)；25.語(yǔ)言學(xué)、文學(xué)、新聞傳播；26.歷史學(xué)；27.藝術(shù)學(xué)、體育學(xué)。每份申請(qǐng)書(shū)選填其中之一。請(qǐng)?jiān)谏暾?qǐng)書(shū)、申請(qǐng)人清單上注明申報(bào)領(lǐng)域的具體類別，如“語(yǔ)言學(xué)、文學(xué)、新聞傳播（文學(xué)）”。五、“專業(yè)技術(shù)職務(wù)”指受聘的專業(yè)技術(shù)工作崗位，如教授、副教授、研究員、副研究員等。六、如無(wú)特殊說(shuō)明，本表各欄不夠填寫(xiě)時(shí)，可自行加頁(yè)。七、申請(qǐng)書(shū)頁(yè)

3、面用A4紙，于左側(cè)加軟封面裝訂成冊(cè)（請(qǐng)不要用塑料封面或塑料文件夾）。申請(qǐng)材料（包括附件）一般不超過(guò)40個(gè)頁(yè)碼。 10一、簡(jiǎn)表申請(qǐng)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(shù)職務(wù)副教授行政職務(wù)最終學(xué)位及授予國(guó)家或地區(qū)及學(xué)校工學(xué)博士中國(guó)黑龍江省哈爾濱工業(yè)大學(xué)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(shí)驗(yàn)室、中心）材料科學(xué)與工程學(xué)院材料物理與化學(xué)系通訊地址及郵編哈爾濱工業(yè)大學(xué)405信箱，150001聯(lián)系電話86418649傳真手人簡(jiǎn)歷自大學(xué)填起起止年月地點(diǎn)學(xué)習(xí)、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(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院香港理工大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院National Institute for Materials Science哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院大學(xué)本科碩士直攻博博士助研講師博士后副教授主要學(xué)術(shù)任職日本金屬學(xué)會(huì) 會(huì)員美國(guó)ASM International 會(huì)員二、主要教學(xué)和科研工作經(jīng)歷1 主要教學(xué)經(jīng)歷迄今為止，共承擔(dān)過(guò)4門(mén)材料物理

5、與化學(xué)專業(yè)本科生課程教學(xué)，分別為：“相圖與相變”、“晶體學(xué)與晶體缺陷”、“形狀記憶與超彈性材料”和“計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用”；1門(mén)材料物理與化學(xué)專業(yè)碩士研究生課程教學(xué)，為“生物醫(yī)學(xué)材料與器件”，累計(jì)近400學(xué)時(shí)，教學(xué)效果優(yōu)秀。指導(dǎo)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)1次，指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)4人，指導(dǎo)碩士研究生1人，協(xié)助指導(dǎo)碩士研究生5人（3人已畢業(yè)），協(xié)助指導(dǎo)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(chǔ)理論和應(yīng)用研究，博士論文“時(shí)效NiTiHf合金的相變行為與形狀記憶效應(yīng)” 2005年獲得哈爾濱工業(yè)大學(xué)優(yōu)秀博士論文。2001-2002年赴香港理工大學(xué)從事智能材料與結(jié)構(gòu)及其

6、工程應(yīng)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(jié)構(gòu)研究。目前重點(diǎn)從事形狀記憶合金薄膜的制備、相變、組織與界面結(jié)構(gòu)和應(yīng)用等方面研究工作。承擔(dān)總參55所項(xiàng)目1項(xiàng)（已完成），國(guó)家自然科學(xué)基金1項(xiàng)（項(xiàng)目編號(hào)50701013），獲得2006年哈爾濱工業(yè)大學(xué)優(yōu)秀青年教師培養(yǎng)計(jì)劃資助，先后參加國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)，面上項(xiàng)目2項(xiàng)，其他國(guó)家及省部委項(xiàng)目4項(xiàng)。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(dān)的主要科研任務(wù)（不超過(guò)10項(xiàng)）項(xiàng)目編號(hào)項(xiàng) 目 名 稱經(jīng)費(fèi)(萬(wàn)元)起止年月負(fù)責(zé)或參加項(xiàng)目來(lái)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(yīng)復(fù)合功能特性研究302008.1-2010.12負(fù)責(zé)國(guó)家自然科學(xué)基金50531020應(yīng)力、溫度和磁場(chǎng)耦合作用下的馬氏體鑲邊理論研究及其在新材料設(shè)計(jì)中的應(yīng)用1602006.1-2009.12參加國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目總裝預(yù)研項(xiàng)目1002006.1-2010.12參加總裝四、近五年主要?jiǎng)?chuàng)新成果、創(chuàng)新點(diǎn)及其科學(xué)意義、經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，國(guó)內(nèi)外同行評(píng)價(jià)（需附相關(guān)證明復(fù)印件）近5年

8、來(lái)，申請(qǐng)者重點(diǎn)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(jié)構(gòu)方面的研究工作，在學(xué)術(shù)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?jiǎng)?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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)薄膜中B19馬氏體呈現(xiàn)獨(dú)特的單變體對(duì)形貌，并通過(guò)馬氏體相變唯象理論和晶體學(xué)計(jì)算闡明了呈現(xiàn)該種特殊形貌的形成機(jī)制，揭示了這種獨(dú)特的單變體對(duì)形貌對(duì)薄膜恢復(fù)特性的影響規(guī)律。(2) 第二相粒子對(duì)TiNiCu合金薄

9、膜中B19馬氏體組織結(jié)構(gòu)的影響首次系統(tǒng)研究并報(bào)道了富Ti和富(Ni,Cu)的TiNiCu合金薄膜中不同類型析出相對(duì)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(duì)B19馬氏體半條生長(zhǎng)的阻礙作用依次增強(qiáng)；而在富(Ni,Cu)的TiNiCu合金薄膜中，細(xì)小彌散的Ti(Ni,Cu)2相粒子不明顯阻礙馬氏體板條的生長(zhǎng)，Ti(Ni,Cu)2相粗化后則可中止馬氏體板條的生長(zhǎng)，形成胞狀結(jié)構(gòu)；在此研究的基礎(chǔ)上，解釋了TiNiCu合金薄膜的應(yīng)變恢復(fù)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(yīng)與馬氏體組織結(jié)構(gòu)首次提出

10、利用“增Hf增Ni”的方法來(lái)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(jī)械性能和形狀記憶效應(yīng)。系統(tǒng)地研究了TiNiHf高溫形狀記憶合金的應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變行為及其微觀組織結(jié)構(gòu)，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(yīng)力平臺(tái)的原因，揭示了TiNiHf高溫形狀記憶合金的力學(xué)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(jié)構(gòu)系統(tǒng)研究了Cu添加對(duì)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(duì)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(duì)馬氏體組織結(jié)構(gòu)和界面結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，解釋了TiNiHfCu合金薄帶中馬氏體的亞結(jié)構(gòu)從(001)復(fù)合孿晶轉(zhuǎn)變?yōu)?011)I型孿晶的物理本質(zhì)。(5) TiNi基記憶合金的航天應(yīng)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(hào)上成功應(yīng)用，并獲國(guó)家發(fā)明專利1項(xiàng)。五、近五年重要論著及被引用情況（不超過(guò)10篇、部，其中5篇學(xué)術(shù)代表作附復(fù)印件；人文社會(huì)科學(xué)被引情況僅限CSSCI）論文、專著名稱年份學(xué)術(shù)期刊或出版社名稱（影響因子）卷(期)頁(yè)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(quán)發(fā)明專利及轉(zhuǎn)讓情況（附授權(quán)專利證書(shū)復(fù)印件）專利名稱授權(quán)專利號(hào)年份授權(quán)國(guó)家或地區(qū)本人名次經(jīng)濟(jì)效益（萬(wàn)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(guó)230七、近五年獲獎(jiǎng)目錄（限填國(guó)際學(xué)術(shù)性獎(jiǎng)勵(lì)、國(guó)家級(jí)科研或教學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)以及省部級(jí)科研成果一等獎(jiǎng)以上或者相當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)，并附證書(shū)復(fù)印件）獲獎(jiǎng)項(xiàng)目名稱 獎(jiǎng)勵(lì)類別（等級(jí)）授予單位獲獎(jiǎng)時(shí)間本人排名TiNi基記憶合金的馬氏體相變理論與應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)研究一等（自然類）黑龍江省20074八、獲資助后擬開(kāi)展的主要研究?jī)?nèi)容、關(guān)鍵科技問(wèn)題及預(yù)期成果擬開(kāi)展的研究為“超高強(qiáng)度快響應(yīng)Ti-Ni-Cu記憶合金薄膜的B19馬氏體在變形過(guò)程中的微觀組織結(jié)構(gòu)研究”。TiNi基合金薄膜具有高的單位重量輸出功、大相變恢復(fù)應(yīng)變和應(yīng)力，且易于采用標(biāo)準(zhǔn)制版技術(shù)刻蝕加工和批量化生產(chǎn)，可用電流加熱改變溫度實(shí)現(xiàn)動(dòng)作，

18、是微電機(jī)系統(tǒng)（micro-electro-mechanical system, MEMS）中一種潛力巨大的高性能驅(qū)動(dòng)材料。其中Ti-Ni-Cu合金薄膜的相變滯后最小僅有4K，可以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)，因而成為微驅(qū)動(dòng)材料和形狀記憶材料研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。目前，常用的TiNi基合金薄膜的輸出應(yīng)力約為500MPa，當(dāng)載荷高于該值時(shí)，則引入塑性變形，使得微驅(qū)動(dòng)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(duì)驅(qū)動(dòng)元件小尺寸和大輸出應(yīng)力及應(yīng)變?nèi)找嫣岣叩囊?。申?qǐng)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(guò)適當(dāng)?shù)暮罄m(xù)處理后，其輸出應(yīng)力可高達(dá)1GP

19、以上，且同時(shí)兼具5.5%以上的輸出應(yīng)變，這無(wú)疑能夠進(jìn)一步減小驅(qū)動(dòng)元件的尺寸，縮短動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間，并提供更大的輸出應(yīng)力和應(yīng)變，充分滿足MEMS系統(tǒng)中對(duì)形狀記憶驅(qū)動(dòng)元件的要求。與普通二元TiNi合金的馬氏體為B19¢單斜結(jié)構(gòu)（monoclinic）不同，高Cu含量的TiNiCu合金薄膜的馬氏體為B19正交結(jié)構(gòu)（orthorhombic）；而且，普通的二元TiNi合金薄膜的完全可恢復(fù)的輸出應(yīng)變通常在應(yīng)力-應(yīng)變的應(yīng)力平臺(tái)范圍以內(nèi)，而對(duì)于TiNiCu合金薄膜的盈利平臺(tái)范圍僅為3%左右，但其完全可恢復(fù)的輸出應(yīng)變卻高達(dá)5.5%以上，目前B19馬氏體在變形過(guò)程中的微觀機(jī)制尚不清楚，這已成為提高TiNi

20、Cu合金薄膜智能驅(qū)動(dòng)特性及拓展其應(yīng)用范圍的關(guān)鍵問(wèn)題。申請(qǐng)人擬從TiNiCu合金薄膜的成分設(shè)計(jì)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(qiáng)度；闡明TiNCu合金薄膜中B19馬氏體在變形過(guò)程中的微觀組織演化規(guī)律，揭示其變形微觀機(jī)制，建立其與大完全可恢復(fù)輸出應(yīng)變特性之間的內(nèi)在聯(lián)系，為新型微驅(qū)動(dòng)材料的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供新思路和理論指導(dǎo)。這些研究對(duì)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(jìn)一步應(yīng)用具有重要理論意義和實(shí)際價(jià)值。主要研究?jī)?nèi)容1. 超高強(qiáng)度TiNiCu合金薄膜形變后的馬氏體組織結(jié)構(gòu)與界面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)、亞結(jié)構(gòu)，馬氏體變體間界面結(jié)構(gòu)以及馬氏體內(nèi)孿晶界面結(jié)構(gòu)，建立相應(yīng)的界面結(jié)構(gòu)模型；闡明界面結(jié)構(gòu)與界面可動(dòng)性之間的內(nèi)在聯(lián)系，揭示B19馬氏體在變形過(guò)程中的組織結(jié)構(gòu)演化規(guī)律。2. 析出相對(duì)TiNiCu合金薄膜變形行為和組織結(jié)構(gòu)的影響研究TiNiCu合金薄膜中在后續(xù)熱處理過(guò)程中析出的第二相在變形過(guò)程中對(duì)馬氏體組織結(jié)構(gòu)和界面結(jié)構(gòu)、馬氏體變體間界面可動(dòng)性以及應(yīng)力誘發(fā)相變行為的影響規(guī)律，并建立相應(yīng)的物理模型，揭示TiNiCu窄滯后合金薄膜兼具GP級(jí)超高強(qiáng)度和大完全可恢復(fù)輸出應(yīng)變的物理本質(zhì)。3. 超高強(qiáng)度TiNiCu窄滯后合金薄膜的應(yīng)變恢復(fù)特性研究TiNi

22、Cu窄滯后合金的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系及其應(yīng)變恢復(fù)特性的影響因素和規(guī)律，揭示B19馬氏體形變組織結(jié)構(gòu)和GP級(jí)TiNiCu窄滯后合金薄膜應(yīng)變恢復(fù)特性之間的內(nèi)在聯(lián)系。關(guān)鍵科技問(wèn)題1. 合理設(shè)計(jì)TiNiCu記憶合金薄膜成分和后續(xù)熱處理工藝，獲得兼具GP級(jí)超高強(qiáng)度和大完全可恢復(fù)輸出應(yīng)變的薄膜；2. B19馬氏體在應(yīng)力作用下組織演化規(guī)律和微觀變形機(jī)制；3. GP級(jí)超高強(qiáng)度的TiNiCu合金薄膜變形過(guò)程中當(dāng)應(yīng)變遠(yuǎn)超出應(yīng)力平臺(tái)對(duì)應(yīng)的應(yīng)變范圍后仍能呈現(xiàn)大的完全可恢復(fù)應(yīng)變的物理本質(zhì)。預(yù)期成果1. 確立兼具GP級(jí)超高強(qiáng)度與大完全可恢復(fù)輸出應(yīng)變的TiNiCu合金薄膜設(shè)計(jì)準(zhǔn)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(guò)程中的組織結(jié)構(gòu)演化規(guī)律，揭示其變形微觀機(jī)制；3. 揭示GP級(jí)TiNiCu窄滯后合金薄膜兼具有高強(qiáng)度和高應(yīng)