材料成形制造所招錄宣講

機械工程系材料成形制造方向情況簡介與說明2015年研究生推免宣講鄒貴生材料成形制造研究所主管教學副所長2015.9.15組織架構清華大學機械工程系機械設計及理論機械制造及自動化成形制造、裝備及自動化設計工程研究所摩擦學研究所制造工程研究所材料成形制造研究所成形裝備與自動化研究所摩擦學國家重點實驗室先進成形制造教育部重點實驗室精密超精密制造裝備及控制北京市重點實驗室焊接研究中心機械電子工程研究所●學科內(nèi)容豐富，涵蓋面廣◎傳動、摩擦、機械設計、微納結構◎成形、制造、精密加工、連接◎檢測、控制、自動化、機器人、制造系統(tǒng)●行業(yè)背景和國家需求◎航天、航空、國防◎能源、核電、重型機械◎IC裝備●面向學科前沿◎微納加工與制造◎醫(yī)療器件與生物制造◎增材制造◎新能源裝備設計與制造◎生態(tài)科技與節(jié)能制造機械工程系研究方向與特點3成形制造研究所（紅色：直博名額6；藍色：直碩資格7）正高級：曾攀

周運鴻

吳愛萍

李培杰

單際國

鄒貴生

張弓

趙海燕史清宇副高級：王小紅石偉

雷麗萍

方剛

呂志剛

蔡志鵬

瞿體明溫鵬

成形裝備與自動化研究所（紅色：直博名額4；藍色：直碩資格14）

正高級：潘際鑾

陳強

孫偉

都東

趙大慶

馬慶賢

朱志明

林峰

徐弢副高級：陳以方

張偉

駱建彬

韓贊東

孫振國

鄭軍

吳任東

常保華

袁朝龍

張文增

張磊

張婷推免直博10名額（校、內(nèi)外）,推免直碩11名額（校內(nèi)）+校外4名面試:直博/直碩—9月19日8:30開始；焊接館312會議室特殊情況（委托鄒貴生教授幫助招生）

姜瀾教授（萬人計劃、長江學者、杰青、973首席）：1名

曲良體教授（長江學者、杰青）：1名1.材料成形制造研究所總體介紹

材料成形制造研究所概況(24名+2名）教師隊伍：教授9名+2名曾攀

長江學者，杰青周運鴻

千人計劃特聘教授吳愛萍

教授支部書記李培杰

教授所長單際國

教授張弓

教授鄒貴生

教授副所長趙海燕

教授副系主任史清宇

教授副所長姜瀾

萬人計劃、長江學者，杰青曲良體

長江學者，杰青7副教授/副研究員8名

王小紅方剛系行政助理呂志剛系黨委書記雷麗萍石偉蔡志鵬瞿體明溫鵬副所長8助理教授/助理研究員3名馬明星劉磊工程系列4名張欣高級工程師白海林高級工程師張偉明工程師吳建軍工程師趙玥材料成形制造研究所概況人員現(xiàn)有學術團隊成員：曾攀、方剛、雷麗萍、瞿體明現(xiàn)代結構分析與材料成形模擬1.塑性非線性行為及數(shù)值模擬2.超輕結構設計及裝備3.高溫超導材料及應用4.復雜裝備的結構設計及分析周運鴻、吳愛萍、單際國、鄒貴生張弓、趙海燕、史清宇、馬明星溫鵬、劉磊、白海林、吳建軍張偉明先進焊接技術與方法、微納成形制造先進焊接技術（激光焊接、電子束焊接、攪拌摩擦焊、超聲復合焊等）微納連接成形制造及應用超快激光微納成形制造及器件薄膜太陽能材料與功能薄膜材料新材料和異種材料的連接及其理論焊接過程數(shù)值模擬與仿真焊接結構及其可靠性材料成形制造研究所人員概況李培杰教授1.輕合金復雜結構成形工藝及設備2.輕合金新材料組織性能控制3.空間材料防護及其結構設計主要研究方向：新型壓鑄裝備鎂合金熔煉空間高速撞擊試驗呂志剛副教授熔模精密鑄造技術材料特種成形方法主要研究方向：王小紅生物（器官）制造技術人體組織器官快速制造技術生物材料主要研究方向：蔡志鵬1.耐熱鋼的焊接冶金技術2.電磁處理提高工具鋼壽命3.能源裝備關鍵結構的焊接技術4.異種金屬連接技術主要研究方向：石偉金屬材料成形制造的組織與應力控制熱處理過程多物理場分析制造系統(tǒng)的仿真分析與優(yōu)化主要研究方向：材料成形制造研究所人員概況2.各課題組或研究團隊介紹現(xiàn)代結構分析與材料成形模擬團隊主要科研項目：近五年來，國家自然科學基金重點項目1項，

自然科學基金面向項目7項，

科技部國際合作1項，清華大學自主科研2項。主要論著：近5年來，發(fā)表SCI收錄論文近70篇。

出版著作及教材3部。主要獲獎：獲得教育部科學技術進步二等獎1項，

獲得中國機械工業(yè)科學技術二等獎1項

獲得清華大學教學獎2

項1）材料成形制造研究所的重點學術方向介紹（1）塑性非線性行為及數(shù)值模擬基于宏域微成形原理的高溫超導導線成形過程研究基于微觀組織控制的鋁合金擠壓成形機理研究數(shù)值圖像相關測量系統(tǒng)開發(fā)大變形塑性成形過程數(shù)值分析結構分析-成形模擬（2）復雜裝備的結構設計及分析正負電子對撞機核心部件漂移室設計和建造的全過程分析大型冶金裝備的數(shù)字化設計及分析重大機械結構設計的高精度數(shù)值分析飛行器綜合磁干擾仿真計算結構分析-成形模擬（3）超輕結構及風能裝備風機葉片新結構設計開發(fā)風力測試實驗平臺鉸接式桁架定變槳組合葉片(Φ6m樣機)結構分析-成形模擬（4）高溫超導材料及應用高溫超導風力發(fā)電機樣機真空室轉子機座定子高溫超導線圈杜瓦玻璃鋼力矩管原動機扭矩傳感器高溫超導電機原理樣機自動充氮裝置測試儀器柜鉍系生產(chǎn)線（英納）釔系的IBAD設備高溫超導導線產(chǎn)業(yè)化制備技術高溫超導創(chuàng)新應用技術超導微波據(jù)止武器高溫超導磁控衛(wèi)星平臺結構分析-成形模擬姜瀾：激光微納制造國家“萬人計劃”首批科技創(chuàng)新領軍人才教育部長江學者特聘教授國家杰出青年科學基金獲得者科技部973計劃項目首席科學家科技部863計劃主題專家教育部創(chuàng)新團隊帶頭人科技部中青年科技創(chuàng)新領軍人才兼任美國內(nèi)布拉斯加(林肯)大學客座教授美國密蘇里大學客座教授美國國家科學基金納米制造會審評委(NSFReviewPanelist)國家自然科學基金、科技部973、863會審評委2）微納制造團隊19發(fā)表SCI檢索論文150篇H因子為24在主流國際大會做Plenary/Keynote/invited報告69次近8年，主持19項科研項目（共9205萬），包括科技部國家重大基礎研究（973）項目國家重大科技專項課題國家自然科學基金委重大研究計劃集成項目國家杰出青年科學基金國家自然科學基金（十二五）、科技部863（十二五、十三五）、國家重點研發(fā)計劃（十三五）激光制造負責人曲良體

長江學者特聘教授

杰出青年基金獲得者微納功能材料研究室研究方向：微納加工、納米制造、納米材料、先進功能材料、功能器件等。

涉及石墨烯納米組裝及應用研究?？蒲许椖浚?73項目、國家自然科學基金項目等重要成果：

在Science,Adv.Mater.,NanoLett.,Angew.Chem.Int.Ed.等國際重要期刊發(fā)表論文140多篇，論文他引4000余次。1篇論文榮獲2012年度“中國百篇最具影響國際學術論文”。Science發(fā)表的研究成果“碳納米管陣列仿生壁虎腳”，開啟了納米仿生領域的新篇章。英文專著6章，國際國內(nèi)發(fā)明專利10項。

2004年博士畢業(yè)于清華大學21專業(yè)期刊英國皇家物理學會（IOP）旗下MaterialsResearchExpress期刊國際咨詢委員（InternationalAdvisoryPanel）TheScientificWorldJournal期刊Nanotechnology方向編委（EditorialBoard）SCIENCECHINAMaterials(中國科學：材料)編委ScientificReports編委學術兼職專業(yè)學會中國材料研究學會納米材料與器件分會理事

中國化學會青年化學工作者委員會委員

中國化學會納米化學委員會委員

基金項目評審科技部863計劃新材料技術領域匯評專家國家自然科學基金化學學部匯評專家微納成形制造（包括微納米尺度精密連接成形）新材料及異種材料連接/連接

焊接應力與變形數(shù)值模擬、材料加工物理模擬周運鴻吳愛萍鄒貴生

劉磊趙玥白海林任家烈

劉磊博士，，62794670，聯(lián)系：鄒貴生教授，，62794670，吳愛萍教授，，62773859，3）微納成形制造與先進材料連接研究團隊先進材料連接及微納成形制造研究團隊1.超快激光微納成形制造及器件●超快激光與物質(zhì)的相互作用機理●超快激光表面有序微納米結構高

效制備及其在航空航天、光電及

醫(yī)療、改善焊接成形等中的應用●飛秒激光制備光纖傳感器、微流

體通道及表面沉積鍍膜（3D）等●超快激光精密拋光、微細制孔等2.微納連接成形制造及應用●微納連接理論及新方法新工藝●微納連接的尺寸效應●微納尺度連接建模與仿真●電子封裝新材料、新工藝及控制●納米金屬焊膏合成新方法及其低溫燒結連接技術與應用●微納連接在MEMS、生物醫(yī)療器件、超微物質(zhì)檢測傳感器等制造中應用●微納尺度連接裝備3.新材料和異種材料的連接及其理論●新材料的焊接陶瓷材料、金屬間化合物基結構材料、低

膨脹合金、熱電材料、超導材料，等●焊接新工藝和焊接新材料

□釬焊、擴散焊、TLPB、激光焊、電阻

焊、FSW、低溫連接、表面改性連接□特種連接材料●異種材料連接的界面冶金行為和控制□Si3N4/SiC/Al2O3等各種陶瓷與各種金屬□異種金屬之間的焊接:異種鋼、鈦/鋁合

金、鉭/不銹鋼、石墨/銅，等。。。。。。4.焊接過程數(shù)值模擬與仿真●模型建立●高效計算●工程應用教師：周運鴻教授（千人計劃特聘），吳愛萍教授，鄒貴生教授，

劉磊博士，趙玥博士，白海林工程師，任家烈教授（顧問）博士后：2-5人研究生：博士研究生14-16人；碩士生5-8人各種培養(yǎng)計劃的本科生（因材施教，SRT，導師制）：約15人吳愛萍教授周運鴻教授鄒貴生教授劉磊助理研究員趙玥助理研究員白海林高工任家烈教授顧問吳愛萍、鄒貴生、周運鴻（千人）、劉磊、白海林、趙玥、任家烈（顧問）先進材料連接及微納成形制造研究團隊25激光加工中心4000W半導體激光加工系統(tǒng)100W皮秒激光微加工系統(tǒng)20W納秒激光微加工系統(tǒng)4W飛秒激光微納加工系統(tǒng)2000W光纖激光加工系統(tǒng)X-Ray衍射應力測試儀400WYAG激光加工系統(tǒng)自動氬弧焊26釬焊/擴散焊/激光焊/氬弧焊設備多套真空、超高真空釬焊和擴散焊設備27納米顆粒合成及其電子封裝應用研究平臺清華大學熱－力學物理模擬開放實驗室

28數(shù)控式成套動態(tài)熱－力學物理模擬試驗機Gleeble1500D（美國）29高溫壓縮變形試驗材料加工過程物理模擬研究新材料研制與開發(fā)材料力學性能測試研究CCT圖測定試驗高溫擴散連接試驗

焊接熱影響區(qū)模擬試驗應用30激光焊接快速加熱和冷卻模擬過渡液相擴散焊高溫合金模擬鋁合金高溫性能測試鎂合金高溫性能測試耐熱鋼高溫壓縮變形實驗科學研究方向一：超快激光微納成形制造及器件●皮秒和飛秒激光與物質(zhì)相互作用機理●超快激光表面有序微納米結構制備及

在光電、醫(yī)療、改善焊接等中的應用●飛秒激光制備光纖傳感器、微流

體通道及表面沉積鍍膜（3D）等●超快激光精密拋光、微細制孔等超快激光與物質(zhì)作用特點、表面有序微納結構制備（如彩銅）、精密切割和制孔及三維微流體通道加工Si片金片2/3維通道飛秒激光誘導nanojet飛秒激光玻璃微封裝金屬片PtAg超快激光誘導納米材料轉移、同種和異種納米線和顆粒及與宏微尺度材料連接32科學研究方向二：微納尺度連接成形制造●微納連接理論及新方法新工藝●微納連接的尺寸效應●微納尺度連接建模與仿真●電子封裝新材料、新工藝及控制●納米金屬焊膏合成新方法及其低溫燒結連接技術與應用●微納連接在MEMS、生物醫(yī)療器件、超微物質(zhì)檢測傳感器等制造中應用一步法短時擴散連接Bi系61芯超導帶材Pt/Ir316LVMLaser異種材料微米細絲YAG激光焊接YAG激光活性點釬焊碳納米管線（φ20μm）接觸電阻10Ω納米Ag及其有機物保護殼體橫截面燒結模型納米Ag燒結長大典型斷口多元醇法合成高含量納米Ag焊膏實現(xiàn)了低壓力甚至無壓低溫燒結連接封裝（中左）、接頭高溫保溫50小時服役后還具有良好的性能（對比高鉛高溫釬料的軟釬焊接頭）（中右）及接頭強度與納米顆粒低溫燒結程度本征關系（下左）納米Ag膏納米Cu膏納米Ag+Cu膏33●陶瓷及其與金屬的連接復合釬料、金屬間化合物強化、化學鍍金屬化與低溫釬焊、離子注入●異種材料的連接（釬焊、擴散焊、攪拌摩擦焊）鉬/石墨、石墨/銅、銅/鎢、鉭/不銹鋼、鋁/鈦、硬質(zhì)合金/不銹鋼、鋼與鎳基合金、金屬材料/高分子材料、鉭/不銹鋼，等●金屬間化合物結構材料的焊接Ti3Al,Ti2AlNb的激光焊接、擴散焊、釬焊●低膨脹合金的焊接●形狀記憶合金的焊接●高溫超導材料的連接●鎂合金的焊接●鋁合金的焊接，等科學研究方向三：新材料及異種材料焊接/連接陶瓷釬焊結構與制品陶瓷挺柱的超聲檢測結果釬焊后的陶瓷挺柱模擬陶瓷與金屬連接件34●獲得國家自然基金、北京市基金、清華大學自主科研、博士點基金、國家重點實驗室基金、企業(yè)橫向合作等10余項●清華大學優(yōu)秀博士論文1篇并申請在審上銀優(yōu)秀博士論文?！窠?年在APL、Acta、Scripta、MMT等高水平雜志發(fā)表論文10余篇，影響因子之和25+●部分科研成果正在轉化為生產(chǎn)力（產(chǎn)業(yè)化前期研究）超快激光直接高效制備納米顆粒修復前的超快激光直接清洗微裂紋氧化膜新技術優(yōu)化工藝：細長，且無裂紋高溫葉片釬焊修補裂紋放置釬料真空釬焊修補擴散，均勻組織釬焊修補后裂紋周邊的顯微組織形貌細長裂紋表面氧化物氟離子清理的專用裝置裝置高溫服役產(chǎn)生的裂紋表面嚴重氧化，阻礙補焊釬料潤濕和填縫氧化層高溫合金母材裂縫修復后的界面修復后的界面釬料GTD111微納成形制造清華大學機械工程系主辦首屆納連接和微連接國際學術會議與會代表在近春園賓館合影留念4）先進焊接技術與方法（吳愛萍、史清宇、趙海燕、鄒貴生、劉磊、趙玥）

金屬間化合物的焊接Ti3Al-Nb金屬間化合物的激光焊接、釬焊、擴散焊以及過渡液相擴散連接焊接過程的組織轉變、工藝對接頭組織與性能的影響、接頭性能的調(diào)整等980℃×90min開爐門冷卻焊態(tài)焊縫拉伸試樣斷口形貌(斷裂在焊縫處)a)室溫拉伸b)高溫拉伸激光焊接擴散焊接焊態(tài)焊縫組織熱處理后焊縫組織先進焊接技術與方法（吳愛萍鄒貴生趙玥）鈦合金/鋁合金異種材料的激光焊先進焊接技術與方法（吳愛萍趙玥）2024/1/1841鈦合金/鋁合金攪拌摩擦焊(a)(b)(c)Effectsofrotatingspeedonthestrengthandfracturedlocation（MPa）(a)Ti6Al4VA6061A6061Ti6Al4VTi6Al4VA606150μm中部Ti6Al4VA6061中部A6061Ti6Al4V1m

_α-Ti[3

7

1]TiAl3[010]

_Al[1

1

3]先進焊接技術與方法（吳愛萍趙玥）Invar36合金的攪拌摩擦焊先進焊接技術與方法（吳愛萍趙玥）高強鋁合金焊接接頭組織與性能研究工藝對焊接接頭組織與性能的影響不均勻焊接接頭的力學性能焊縫淬火區(qū)過時效區(qū)1、13：母材2、12：過時效區(qū)43、11：過時效區(qū)34、10：過時效區(qū)25、9：過時效區(qū)16、8：淬火區(qū)7：焊縫區(qū)無余高接頭拉伸斷裂前等效塑性應變分布

有余高接頭拉伸斷裂前等效塑性應變分布先進焊接技術與方法-吳趙玥復雜結構焊接應力與變形分析航天發(fā)動機尾噴管焊接變形分析推力室結構三維圖有限元分析模型局部三維模型結構截面示意圖等效應力徑向應力軸向應力周向應力壓力試驗后殘余應力分布推力室結構焊接應力分析異種鈦合金復雜結構焊接溫度場、應力變形分析溫度場等效應力變形先進焊接技術與方法（吳愛萍趙玥）航天筒體結構焊接應力與變形分析2024/1/1845直筒結構1(1727×507×5)直筒結構3(1000×200×3)直筒結構2(2320×451×5)錐筒結構1(2200×494/444×5)航天筒體結構母線下凹變形的高精度仿真及工藝優(yōu)化先進焊接技術與方法（史清宇）高速列車車頂結構焊接應力與變形分析2024/1/184612m高速列車車頂焊接變形的高效、高精度仿真及工藝優(yōu)化先進焊接技術與方法（史清宇）47攪拌摩擦焊過程中材料流動行為的研究WeldingDirectiona.Topviewb.Topviewc.Mainview攪拌摩擦焊基礎研究攪拌摩擦焊連接機理研究-塑性應變對擴散連接行為影響的分子動力學模擬先進焊接技術與方法（史清宇）48攪拌摩擦焊過程中材料流動模擬在缺陷預測中的應用攪拌摩擦焊基礎研究先進焊接技術與方法（史清宇）49攪拌摩擦頭及參數(shù)的開發(fā)以提高FSW工藝裕度攪拌摩擦焊基礎研究下壓量0.3mm下壓量0.7mm下壓量1.0mm抗拉強度σb/MPa圖19不同工藝參數(shù)下的接頭抗拉強度先進焊接技術與方法50鋁合金薄板攪拌摩擦焊接頭韌性研究攪拌摩擦焊基礎研究

下壓量為1.0mm時不同類型試樣撕裂結果下壓量為0.7mm時不同類型試樣撕裂結果先進焊接技術與方法（史清宇）高能束焊接基礎理論及工程應用大厚度鈦合金電子束焊接頭殘余應力形成機理及表征殘余應力測試(改進輪廓法)高能束焊接小孔成形理論及缺陷預測激光與材料相互作用的分子動力學模擬先進焊接技術與方法（趙海燕）焊接及連接接頭的失效及其性能評價高強鋼點焊接頭的失效機理韌性膠接頭的失效模式（應變率、溫度）點焊-膠接復合連接的失效過程“三峰”出現(xiàn)的條件適合大網(wǎng)格計算的有限元模型及其界面失效判據(jù)先進焊接技術與方法（趙海燕）535）能源結構焊接關鍵技術問題(潘際鑾院士、蔡志鵬副教授)●大型、高參數(shù)汽輪機焊接轉子研究

●提升刀具及軸承壽命的電磁方法Weldingprocess焊接方法Mock-up模擬件Outerdiameter：Φ900mm圓環(huán)外徑Depthofweld：135mm焊縫深度TIG氬弧焊SAW埋弧焊+Macrostructure宏觀金相

CrossSectionofWeld焊縫橫截面FB2SideFB2側金相圖CrMoVSideCrMoV側金相圖“先進焊接技術研發(fā)中心”56576）激光焊接與加工（單際國教授和溫鵬副教授）新材料的激光加工鋼鐵材料、有聲金屬、復合材料、功能材料激光加工新技術激光-電弧復合焊接、激光熱絲焊接、激光直接制造、

激光水下切割激光加工在線檢測和控制激光加工質(zhì)量的控制和優(yōu)化激光加工數(shù)值模擬溫度場、應力應變場、流場587）電子封裝（張弓教授）●電子封裝及系統(tǒng)集成研究電子封裝工藝：封裝技術是微電子系統(tǒng)集成、產(chǎn)業(yè)信息化和IT技術快速發(fā)展的關鍵技術。電子封裝材料：決定元器件成本、封裝工藝和系統(tǒng)可靠性的關鍵。柔性封裝工藝和材料：各種可卷繞顯示器、人體傳感器的技術基礎?！衲Σ良{米發(fā)電機研究白鵬為第1作者與佐治亞理工學院科學家2013年在ACSNano（IF:12.062）聯(lián)合發(fā)表2篇論文“IntegratedMultilayeredTriboelectricNanogeneratorforHarvestingBiomechanica