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绿色轻质材料与加工湖北工业大学协同创新中心

来源:湖北工业大学材料与化学工程学院    发布时间:2016-09-18    点击数:

   针对湖北省绿色轻质材料与加工行业科技创新和人才培养需求,由湖北工业大学轻工学部材料学院牵头,湖北工业大学机械学院、湖北工业大学轻工学部造纸学院参与,与湖北宜昌中南橡胶有限公司、湖北化纤股份有限公司、武汉华丽环保有限责任公司、湖北京山轻工业机械厂、武汉塑料机械厂等5家湖北知名企业构成协同创新体。高校主要负责人才培养、科学研究、学科建设的创新改革,企业主要负责成果的转化与应用:其中湖北工业大学轻工学部材料学院主要负责橡塑材料改性加工与轻质功能复合材料制备、湖北工业大学机械学院主要负责轻质金属材料加工、湖北工业大学轻工学部造纸学院主要负责天然纤维材料改性与加工、协同体企业主要负责中试和产业化等领域的研究。通过政产学研用协同创新为绿色轻质材料产业培养了一批集科学研究、管理创新和工程化为一体的高素质复合型创新人才。

  协同创新中心汇聚了58名绿色轻质材料行业高水平人才,为材料行业培养了4000余名应用型创新人才;建设了2个省级二级重点学科和1个省级一级学科;近三年承担了国家级项目24项,鉴定成果13项,获国家发明专利42项,发表三大检索论文89篇,获省部级科技奖励3项;成果转化16项,产生了约10亿元的经济效益。
  创新中心拟解决的关键科学与技术问题:
  (1)轻质材料强化机理与技术
  轻质材料包括高强度钢、铝合金以及工程塑料等,其在工业生产中具有广泛应用,而轻质材料的强化对生产中节能、减排、降耗等方面具有重要意义。通过研究轻金属材料以及工程塑料等成分、组织结构与其强度之间的关系,提出不同材料的强化机理,发展具有超高比强度轻质材料的强化技术与途径,为节能型汽车的设计制造提供理论基础和技术支撑。
  (2)材料降解和循环利用中的物理与化学问题
  采用高效无毒化的催化剂,解决橡塑材料改性中的催化效率低、反应时间长和能耗高的关键技术问题。从材料元素之间的相互作用、准晶体结构、核壳、中空、多孔等方面对新型生态材料微结构进行设计,实现材料的可控降解和功能化。阐明植物纤维的形成机理、化学结构与强度特性,从而开发植物纤维高效绿色重组技术,解决植物纤维基材料降解和循环使用中的污染问题。
  (3)材料绿色制造与加工技术
  材料的成分组织及其综合性能都依赖于材料的制备和加工。材料的制备和加工在结构材料、电子材料、车用轻质材料、橡塑材料和复合材料等的发展中起着关键作用。因此,了解和认识材料的制备与加工和材料的成分组织、结构及其综合性能之间的关系以及规律,是本领域的关键科学问题之一。随着现代材料逐步向精细结构调控、多功能、小尺度和量子化效应调控等方向发展,如何获得各种先进材料在工艺处理条件、外场作用、极端条件、服役状态下的材料精细结构演变及其性能之间的关系的知识,成为现代材料科学发展的关键和瓶颈性问题。特别在以下方面表现突出:高强度钢板作为轻量化和增强安全性的主要材料, 当前的主要问题是如何开发出具有良好加工性能的高强度钢, 兼顾塑性和成形性能两个方面,并以它为原材料, 开发出具有全新结构的超轻钢制汽车。橡塑材料改性与加工由传统追求大规模低成本生产,向较短研发周期的多品种高性能化转变,以及低能耗、全回收、零排放等方向发展;近年来,迫切需要通过研发多种橡塑材料新型改性加工技术,如超临界流体辅助微孔发泡技术,流体辅助注塑技术,反应或混合挤出与注塑集成技术,双螺杆挤出机化学反应与改性技术,成型加工中施加超声振动,涂覆技术等,使橡塑材料向多品种高性能化转变。另外研发复杂制品的成型尤其是注塑和吹塑技术,以适应汽车等现代工业对橡塑材料所提出来愈来愈高的要求。以上研究领域涉及材料学、机械学、电子学、化学、物理、控制科学与工程等学科,迫切需要上述学科的交叉融合,多单元的协同创新,培养从事解决材料绿色制造与加工技术重大技术问题的创新型人才,满足材料绿色制造与加工技术对协同创新的需求。