科学研究
研究团队

先进粉末冶金材料研发团队

2025-04-03

1.研究方向

● 金刚石超硬复合材料、金刚石功能复合材料

● 粉末冶金新技术与新方法

● 先进粉末冶金材料,包括Ti合金、高熵合金、高温合金、难熔合金等

2.团队成员介绍

刘咏,团队负责人

教授,博士生导师,德国洪堡学者。2004年入选教育部新世纪优秀人才。2016年获国家自然科学基金委杰出青年基金资助,并获科技部“青年科技创新领军人才”荣誉。2017年入选国家“万人计划”科技创新领军人才。长期从事粉末冶金新材料新技术研究,为国民经济和国防建设研发了多种关键材料,并取得重要理论成果。发明了多种梯度结构硬质合金制备技术,形成了完整的产业化工艺体系。所研制的梯度结构硬质合金钻齿和刀具使用寿命显著提高,推广应用后获得了显著的经济效益;创新了粉末冶金难加工材料的热变形理论研究,建立了由热加工图和显微组织综合描述的完整的研究方法体系,发明多种了钛合金成形加工技术,制备了大尺寸的钛铝金属间化合物板材和汽车用钛基复合材料零部件;揭示了先进结构材料中微结构的演化机制,为高强度高韧性材料的研制奠定了理论基础。共发表学术论文300多篇,出版专著3本。已获得国家发明专利80余项。在国际会议作大会及特邀报告20多个。2011年因发明梯度结构硬质合金,获得了国家科技进步一等奖,排名2;2015年因粉末冶金陶瓷基汽车摩擦材料研发,获湖南省科技进步一等奖,排名3;2016年因“粉末冶金钛基结构材料制备与加工基础理论研究”获得高等学校科学研究优秀成果奖自然科学奖二等奖,排名1;2021年因“高参数低润滑可重复使用涡轮泵动密封技术”获陕西省科学技术发明奖二等奖,排名5;2021年获湖南省科学技术创新团队奖,排名2。2022年“数据驱动高温合金返回料再利用的成分精准调控与工艺优化技术”获得中国有色金属学会一等奖,排名第1;2023年“根植科学精神,强化学术创新和工程实践能力,培养一流科技创新人才”获得中国有色金属学会教学成果奖特等奖,排名第1;2008年获德国洪堡学者基金资助;2015年享受国务院政府特殊津贴。

团队成员

刘彬

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教授,博士生导师,中南大学粉末冶金研究院副院长,湖南省科技创新领军人才,中国金属学会粉末冶金分会委员,中国核学会核材料分会理事,日本东北大学研究员。长期从事与粉末冶金相关的新材料、新技术和基础理论研究,在金属间化合物、复合材料、粉末冶金技术、热加工技术做了大量原创性工作。主持国家工信部揭榜挂帅项目、国家自然科学基金重点项目、国家LG专项基础研究课题、国家某部位创新特区重点课题、国家自科基金面上项目等各类国家级项目10余项,作为研究骨干承担了国家重大科研发展计划项目、国家“973”项目等重点项目多项。发表论文300余篇,其中以第一作者或通讯作者在Informat、Acta Materilia、International Journal of Plasticity、Scripta Materilia、JMST等国内外重要学术期刊上发表学术论文100余篇,申请和授权国家发明专利30余项,在美国TMS学会年会、欧洲材料大会、世界粉末冶金大会等国际重要会议作特邀报告30余次,获得省部级奖项4项(中国有色金属工业科技进步二等奖(排一,2023)、教育部高等学校科学研究优秀成果奖自然科学二等奖(排二,2023)、山西省自然科学二等奖(排二,2023)、中国有色金属学会十大科技进展(2022)、中国有色金属学会高等教育教学成果奖特等奖(排二,2017)。担任国家自然科学基金委重点项目/人才项目/面上项目等多个国家计划项目评委。担任《Advanced Powder Materials》编委、《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》编委、《中国有色金属学报》编委、《中国钼业》编委、《中南大学学报》客座编辑,Materials today, Nature materials, Acta Materilia, Additive Manufacturing、Journal of Materials Science & Technology、Materials Research Letters等知名期刊国际审稿人。

吴宏

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工学博士,教授,博士生导师,中南大学粉末冶金结构材料所所长,中南大学粉末冶金研究院高温结构材料所第一党支部书记,英国兰卡斯特大学(Lancaster University)荣誉研究员,入选湖南省“杰出青年”科学基金,湖湘青年科技创新创业人才,中南大学十佳青年,中南大学“升华育英”人才。发表学术论文200余篇,近五年以第一或者通讯作者发表SCI论文70篇,H因子34。申请国家发明专利22项,其中授权专利17项。担任国际学术期刊《Computer Modeling in Engineering & Sciences》、《Journal of Micromechanics and Molecular Physics》副主编,《Advanced Powder Materials》特聘编委,《Materials》编委及专刊客座主编,《Journal of Functional Biomaterials》专刊客座主编,同时兼任《Additive Manufacturing》、《Biomaterials》、《Acta Biomaterialia》、《Virtual and Physical Prototyping》等国际学术期刊长期审稿人。

黄岚

教授、博士生导师。研究方向主要为融合大数据、机器学习、高通量试验和模拟计算等方式加速新型高温合金材料的开发,并结合传统粉末冶金工艺和增材制造开展材料制备。2008年获得美国田纳西大学工学博士学位,随后在美国Battelle研究所任副研究员并参与美国自然科学基金(NSF),美国能源部(DOE),以及美国化石能源材料计划等方面的科研项目。主持和承担了湖南省“十大”技术攻关项目、XXX预研项目、国家重点研发计划、国家自然科学基金、以及国家高技术研究发展计划(“863计划”)等多个项目。在Acta Materialis、Advanced Functional Materials、Virtual and Physical Prototyping等国际权威期刊发表论文80余篇,授权发明专利20余项,授权软件著作权6项。

刘锋

中南大学粉末冶金研究院研究员、博士生导师、湖湘青年科技创新人才。主要研究领域为粉末冶金高温合金、氧化物弥散强化(ODS)合金、增材制造(3D打印)、新能源材料等。研发工作重点为高温合金大数据库、人工智能辅助材料设计、超纯净高温合金母合金熔炼、返回料再利用、高品质粉末制备及后处理、热加工过程仿真模拟及全流程控制、合金强韧化机理、以及纳米结构弥散强化合金制备及应用、粉末涡轮盘全流程制备及短流程开发。主持XX装备预研、国家自然科学基金、国家重点研发计划和“863计划”项目子课题等国家级项目10余项,横向合作项目多项。应邀在国际增材制造大会“International Meet & Expo on 3D Printing and Additive Manufacturing”作主旨报告,获2022年中国有色金属工业科技进步一等奖,2024年在第三十届计算与实验科学工程国际会议(ICCES2024)中获“ICCES Outstanding Young Researcher Award”。在Advanced Functional Materials、International Journal of Plasticity、Materials Research Letters、Scripta Materialia等国际权威期刊发表论文80余篇,申请发明专利30余项,授权发明专利20余项,授权软件著作权8项。

张伟

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中南大学粉末冶金研究院教授、博士生导师,德国亚琛工业大学访问学者,入选湖南省科技领军人才计划、江西省双创高层次人才计划,国家研究生教育评估监测专家库专家。主要从事金刚石超硬材料和粉末冶金高熵合金领域增材制造及表面工程技术的应用基础研究。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、湖南省自然科学基金委、河南省重点研发专项等10余项,牵头负责华为、国机精工、中航等行业头部企业重大科技攻关项目20余项。在Additive Manufacturing、Virtual and Physical Prototyping、Materials & Design、International Journal of Refractory Metals & Hard Materials、Journal of Alloys and compounds、Surface & Coatings Technology等学术刊物上发表论文80余篇,申请发明专利40余项(已转化10项),获科研成果奖4项。

谭彦妮

副教授,学硕、专硕硕士生导师。2011年获得中南大学材料学博士学位,导师为黄伯云院士。曾国家公派在英国伯明翰大学留学2年。主持国家自然科学基金青年基金一项,湖南省和长沙市自然科学基金各一项,湖南省教改项目1项,中南大学教改项目2项,并参与了多项国家、省自然科学基金项目。每年指导本科生大创项目,2021年、2022年和2023年指导本科生参加中南大学互联网+双创比赛获得一等奖,2024年指导本科生参加全国大学生节能减排大赛获得国赛一等奖。为Materials Science and Engineering C、RSC Advances、Materials & Design、Journal of Biomaterials Applications、Biomedical Materials、Materials Letters等国际期刊的审稿人,荣获英国物理学会出版社IOP Trusted Reviewer。Biofunctional Materials青年编委,粉末冶金材料科学与工程青年编委,Journal of Functional Biomaterials期刊Special Issue的Gest Editor。在国际期刊发表SCI论文50多篇,申请专利15项,已授权12项。讲授本科生《科技英语与写作》、《科学素养与科研方法》,研究生《论文写作与学术道德》、《生物材料学》课程。热衷于公益和知识传播,为B站知识区非知名UP主(Jennycsu)。联系方式:tanyanni@csu.edu.cn

周承商

中南大学副教授,博士生导师。2022-2024年受聘美国犹他大学材料科学系资深研究员和Career-line研究教授。2015-2016年于犹他大学从事博士后研究,参与了增材制造钛合金粉体新工艺技术研发和产业化。2015年获美国犹他大学冶金工程博士学位。2009年获得中南大学材料学硕士学位。2006年武汉理工大学材料科学与工程本科毕业。近年主持和参与了高性能储氢合金、粉末冶金钛合金、钛合金增材制造等研究方向国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、湖南省自然科学基金、美国自然科学基金、美国能源部ARPA-E、企业横向等科研项目多项。发表学术论文近70余篇,论文被引数总计2000余次,H-index达到27。担任《Frontier of Energy Research》Associate editor、《功能材料》青年编委,担任Advanced materials, Nano Energy, Acta Materialia, Materials & Design, Scientific Report, International Journal of Hydrogen Energy等国际期刊的邀请审稿人。申请发明专利30余项,其中PCT国际发明专利4项。获得中国国家优秀自费留学生奖,盖尔-卡特勒(Garr Cutler)能源奖。长期从事粉末冶金材料新材料及工艺、金属氢化物在新型能源材料方面应用的科研工作。目前研究兴趣包括:先进储氢材料、氢化物热能存储、钛合金及金属基复合材料、高性能3D打印用金属粉体等领域。联系方式:chengshang.zhou@csu.edu.cn

王丽

特聘副教授,博士生导师,湖南省芙蓉计划高层次人才引进项目”百人计划“青年学者,负责搭建与管理粉末冶金国家重点实验室双球差校正透射电镜。2011年1月-2014年5月在德国Helmholtz-Zentrum Geesthacht材料研究所攻读博士学位,随后就职于Helmholtz-Zentrum Geesthacht材料物理部门;2020年4月就职于中南大学粉末冶金研究院。2014年博士答辩获德国拉丁文学位最高荣誉等级Summa Cum Laude; 2015年获Helmholtz联合会博士后项目奖(240万RMB/3年);2016年作为Helmholtz联合会代表参加第66届Lindau Nobel Laureate Meeting(林道诺贝尔奖得主大会);2021年入选湖南省“百人计划”青年项目;2023年获批中南大学创新驱动青年项目和获评斯坦福大学全球Top2%科学家。主要研究以金属间化合物和高温合金为代表的新型高温金属结构材料,重点聚焦强化相的稳定性调控及相变微观机理。以第一作者或者通讯作者在Acta Materialia等国际权威期刊发表学术论文40余篇,授传发明专利1项,受邀参加26次国际学术会议,做特邀报告6次,口头报告12次,主持国际学术会议THERMEC'2023高温与超高温材料分会。作为项目负责人主持国家自然科学科学基金青年和面上项目、湖南省自然科学基金青年项目、中南大学创新驱动项目、粉末冶金国家重点实验室自主课题、德国Helmholtz博士后项目。联系方式:li.wang@csu.edu.cn

黄千里

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中南大学特聘副教授、博士生导师,入选中国科协青年人才托举工程、湖南省优青、中南大学“升华学者计划”优秀青年人才(B类)、美国斯坦福大学全球前2%顶尖科学家榜单(2024),主持国家自然科学基金、湖南省重点领域研发计划、湖南省自然科学基金、博士后特别资助项目等多项科研课题。发表SCI论文80余篇,引用次数2700余次,H因子32(Google Scholar)。其中,以第一/通讯作者身份在Advanced Functional Materials、Advanced Energy Materials、Bioactive Materials、Acta Biomaterialia等国际知名期刊发表SCI论文30余篇。应邀编写Taylor and Francis Group出版社英文专著1章,授权国家发明专利10余项。长期担任SCI期刊Biomaterials、Acta Biomaterialia等十余种国内外高水平期刊的论文评阅专家。

谭黎明

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中南大学副研究员、研究生导师,入选中国科协青年人才托举工程。主要从事数据驱动高温合金和涂层材料高效设计,粉末冶金和增材制造,以及高温材料服役行为研究。任Computer Modeling in Engineering & Sciences副主编、《中南大学学报(英文版)》和《科技导报》青年编委。主持和参与XXXX预研、国家重点研发计划、湖南省“十大”科技攻关项目、湖南省自然科学基金等省部级、国家级项目10余项。以第一/通讯作者身份在在Advanced Functional Materials、Virtual and Physical Prototyping、Materials Research Letters、Scripta Materialia等期刊发表SCI论文30余篇,相关工作入选“MRL创刊十周年优秀论文”,获2022年中国有色金属工业科技进步一等奖,申请国家发明专利10余项,获软件著作权6项。担任Nature Communications、Journal of Materials Science and Technology、中国有色金属学报(英文版)等多个期刊期刊审稿人。联系方式:limingtan@csu.edu.cn。

曹远奎

中南大学副教授,湖南省湖湘青年英才,主要从事航空航天及生物医用钛合金、高熵合金等先进金属材料研究。主持国家自然科学基金面上项目与青年项目、湖南省自然科学基金项目、XX部队技术预研项目等科研项目,作为研究骨干参与国家重点研发项目、国家自然科学基金重点项目等重大任务。在国际重要期刊发表学术论文50余篇,申请及授权国家发明专利20余项,出版专著1部。获省自然科学二等奖、中国有色金属工业科技进步二等奖、2022年“中国有色金属十大进展”等荣誉,在国内外重要学术会议作特邀报告10余次。

王子

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中南大学讲师。从事新型镍基高温合金成分设计与构件制造研究。2020-2022年,在中国航发商用航空发动机有限责任公司材料工艺部任职阶段,主要负责粉末高温合金原材料与锻件试制过程管控、材料一致性分析与评价、主持第四代粉末高温合金成分设计等关键技术攻关项目。2022-2024年,在中国人民解放军国防科技大学空天科学学院工作期间,从事关键材料智能研发工作。熟悉合金熔炼、粉末制备、电子束焊接、热等静压等成型工艺,Micro-XRF、Large-Area SEM、Micro-XRD、Nanoindentation等分析测试方法。已在Scripta Materialia、Materials Research Letters、Journal of Alloys and Componds、高温合金年会论文集等国内外权威材料期刊发表第一作者、通讯作者文章10余篇,申请发明专利6项,具备扎实的理论基础和丰富的实践经验。联系方式:wangzi@csu.edu.cn。

付遨

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中南大学讲师。长期从事先进粉末冶金材料(高熵合金、钛合金等)和动态变形研究,主持国家自然科学基金青年项目、省自然科学基金项目、长沙市自然科学基金项目等项目,作为研究骨干参与国家工信部揭榜挂帅项目、国家自然科学基金重点项目、湖南省教改项目等课题。近五年在Adv Powder Mater、J Mater Sci Tech、Addit Manuf、J Magnes Alloys、Scripta Mater等国际权威期刊发表SCI论文50余篇,申请及授权国家发明专利6余项。获中国有色金属工业科技进步二等奖、湖南省博士后创新创业大赛铜奖等荣誉。在国际有色金属新材料大会等学术会议作特邀报告10余次。担任J Mater Sci Tech、J Magnes Alloys、Compos. B. Eng、Addit Manuf等期刊审稿人。

3.代表性论文

(1) T. Yang, Y. L. Zhao, Y. Tong, Z. B. Jiao, J. Wei, J. X. Cai, X. D. Han, D. Chen, A. Hu, J. J. Kai, K. Lu,Y. Liu, C.T.Liu. Multicomponent intermetallic nanoparticles and superb mechanical behaviors of complex alloys,Science, 2018, 362 (6417): 933-937

(2) Wang H,Liu Y, Pao CW, Yang Y et al. Lattice distortion enabling enhanced strength and plasticity in high entropy intermetallic alloy,Nature communications, 2024, 15: 6782.

(3) Fei Zhang, Yuan Wu, Hongbo Lou, Zhidan Zeng, Vitali B. Prakapenka, Eran Greenberg, Yang Ren, Jinyuan Yan, John S. Okasinski, Xiongjun Liu,Yong Liu, Qiaoshi Zeng,Zhaoping Lu. Polymorphism in a high-entropy alloy,Nature Communications, 2017, 8: 15687.

(4) Ge Zhang, Yisong Chen, Yuankui Cao, Bin Liu, Qianli Huang, andYong Liu. Superior Self-Lubricating Coatings with Heterogeneous Nanocomposite Structures on Ti–Nb–Zr–Ta–Hf Refractory Multi-Principal Element Alloy,Advanced Functional Materials, 2024, 2405657.

(5) Feng Liu, Zexin Wang, Zi Wang, Jing Zhong, Lei Zhao, Liang Jiang, Runhua Zhou,Yong Liu, Lan Huang, Liming Tan, Yujia Tian, Han Zheng, Qihong Fang, Lijun Zhang, Lina Zhang, Hong Wu, Lichun Bai, Kun Zhou, High-Throughput Method–Accelerated Design of Ni-Based Superalloys,Advanced Functional Materials, 2022, 2109367

(6) Li Wang, Yihao Wang, Florian Pyczak, Michael Oehring, Min Song,Yong Liu. Revealing complex planar defects and their interactions at atomic resolution in a Laves phase containing Co-base superalloy,Acta Materialia, 2024, 264: 119568.

(7) Liuliu Han, Zhongji Sun, Wenzhen Xia, Shao‐Pu Tsai, Xukai Zhang, Jing Rao, Pei Wang, Andrew Chun Yong Ngo, Zhiming Li,Yong Liu, Dierk Raabe, Thermodynamics-guided high-throughput discovery of eutectic high-entropy alloys for rapid solidification,Advanced Science, 2024: 2401559.

(8) Hu Li,Yong Liu, Weijiang Zhao, Bin Liu, Aki Tominaga, Takehisa Shobu, Daixiu Wei. Deformation mechanism of a strong and ductile maraging steel investigated using in-situ X-ray synchrotron diffraction.International Journal of Plasticity, 2023, 165: 103612.

(9) B.X. Cao, J.H. Luan, B. Xiao, Z.B. Jiao,Y. Liu, T. Yang, C.T. Liu et al. L12-strengthened multicomponent Co-Al-Nb-based alloys with high strength and matrix-confined stacking-fault-mediated plasticity,Acta Materialia, 2022, 229:117763

(10) Zijun Qin, Zi Wang, Yunqiang Wang, Lina Zhang, Weifu Li, Jin Liu, Zexin Wang, Zihang Li, Jun Pan, Lei Zhao, Feng Liu, Liming Tan, Jianxin Wang, Hua Han, Liang Jiang,Yong Liu, Phase prediction of Ni-base superalloys via high-throughput experiments and machine learning,Materials Research Letters, 2021, 9: 32-40

(11) Min Song, Rui Zhou, Ji Gu, Zhangwei Dong, Song Ni,Yong Liu, Nitrogen induced heterogeneous structures overcome strength-ductility trade-off in an additively manufactured high-entropy alloy,Applied Materials Today, 2020, 18: 100498

(12) Li Wang, Michael Oehring,Yong Liu, Uwe Lorenz, Florian Pyczak. Site occupancy of alloying elements in the L12 structure determined by channeling enhanced microanalysis in γ/γ’ Co-9Al-9W-2X alloys,Acta Materialia, 2019, 162: 176-188

(13) Jia Li, Qihong Fang, Bin Liu,Yong Liu. Transformation induced softening and plasticity in high entropy alloys,Acta Materialia, 2018, 147: 35-41

(14) Yiqiang Wang, Bin Liu, Kun Yan, Minshi Wang, Saurabh Kabra, Yu-Lung Chiu, David Dye, Peter D.Lee,YongLiu, BiaoCai. Probing deformation mechanisms of a FeCoCrNi high-entropy alloy at 293 and 77 K using in situ neutron diffraction,Acta Materialia, 2018, 154: 79-89

(15) Z.P. Pi, Q.H. Fang, C. Jiang, B. Liu,Y. Liu, P.H. Wen, Y.W. Liu. Stress dependence of the dislocation core structure and loop nucleation for face-centered-cubic metals,Acta Materialia, 2017, 131: 381~390.

(16) Biao Cai, Bin Liu, Saurabh Kabra, Yiqiang Wang, Kun Yan, Peter D. Lee,Yong Liu. Deformation mechanisms of Mo alloyed FeCoCrNi high entropy alloy: In situ neutron diffraction,Acta Materialia, 2017, 127: 471-480.

(17) Z.P. Pi, Q.H. Fang, C. Jiang, B. Liu,Y. Liu, P.H. Wen, Y.W. Liu. Stress dependence of the dislocation core structure and loop nucleation for face-centered-cubic metals,Acta Materialia, 2017, 131: 381-390.

(18) W.H. Liu, Z.P. Lu, J.Y. He, J.H. Luan, Z.J. Wang, B. Liu,Yong Liu, M.W. Chen, C.T. Liu. Ductile CoCrFeNiMox high entropy alloys strengthened by hard intermetallic phases,Acta Materialia, 2016, 116: 332-342.

(19) Z.B. Jiao, J.H. Luan, M.K. Miller, C.Y. Yu,Y. Liu, C.T. Liu. Precipitate transformation from NiAl-type to Ni2AlMn-type and its influence on the mechanical properties of high-strength steels,Acta Materialia, 2016, 110: 31-43.

(20) Li Jia, Fang Qihong, Liu Bin,Liu Yong, Liu, Y. W., & Wen, P. H. Mechanism of crack healing at room temperature revealed by atomistic simulations. Acta Materialia, 2015, 95: 291-301.

4.主持项目

(1). 国家重点研发计划项目, 金刚石超硬复合材料制品增材制造技术与应用研究,主持,2021YFB3701800,2021-12至2025-11

(2). 国家工信部生物医用材料创新任务揭榜挂帅项目,钛锆合金口腔种植体材料制备关键技术与应用示范,3500万,2023-2026

(3). 国家自然科学基金区域创新联合基金重点项目,高熵合金/金刚石超硬复合材料微结构设计与韧化机理研究,主持,U20A20236,2021-01至 2024-12

(4). 国家杰出青年科学基金项目,粉末冶金,51625404,2017-01至2021-12

(5). 国家自然科学基金国际合作重点项目,增材制造高熵合金胞状晶结构调控及其动态服役行为,52020105013,246万元,2021.1-2025.12

(6). 国家xx重大专项基础研究项目,难熔难加工金属间化合物xxxx增材制造工艺技术基础研究,2021.1-2024.12,