金属所两项成果荣获2018年度辽宁省科学技术奖励

中国新闻网·辽宁 2019年02月27日 10:11

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  中新网辽宁新闻2月27日电(沈殿成)2月26日,辽宁省科学技术奖励大会在沈阳召开,颁发了2018年度辽宁省科学技术奖。金属所“高性能碳基储能材料及其器件的研究” (完成人:李峰、成会明、王大伟、周光敏、李娜)获得辽宁省自然科学一等奖,“高纯净超厚尺度均质钢制备技术与应用”(完成人:李殿中、栾义坤、傅排先、孙明月、王培、李依依)获得辽宁省技术发明一等奖。

  “高性能碳基储能材料及其器件的研究”项目以碳基能源电化学的界面机理和器件创新为核心,以独特、新颖的视角深入研究碳基多孔结构、一体化电极及柔性器件等的关键科学问题,发现了碳表面及孔结构与储能的关联规律,实现了一体化高容量纳米限域碳硫电极,设计并发展出多种柔性电化学储能器件用碳基电极材料和原型器件等,取得了系列具有重要科学价值的原创性成果。提出并制备了集大孔、中孔和微孔于一体的层次孔结构碳材料,阐明了氮基团双电子转移氧化还原反应过程,层次孔的概念和双电子转移的反应具有普适性,是传统多孔材料领域中的重要进展;发明了一体化电极结构,获得电子和离子的快速输运,实现了全新的高容量纳米限域碳硫正极,极大地提高了整个器件的能量密度,推动了锂硫电池的实用化发展;制备出系列具有极佳的柔性和优异的电化学特性的电极材料,在多种原型器件上验证,开拓并促进了柔性电化学储能器件的新途径和新发展。上述成果为本学科及其他相关学科的发展做出了重要贡献。在Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Energy Mater.、Energy Environ. Sci.、Adv. Mater。等国际期刊上发表,受到同行的广泛关注和认可,被SCI 他引3710 余次,8 篇代表性论文均为ESI 高被引论文,其中2 篇分别入选了2008年和2014 年中国年度百篇最具影响国际学术论文。

  “高纯净超厚尺度均质钢制备技术与应用”:核电压力容器大锻件、高档轴承等是重大装备的核心零部件,也是亟需国产化的关键材料,其性能主要取决于钢锭(铸坯)的品质。钢锭的纯净度、均质性在很大程度上决定了锻件/锻材的合格率和质量稳定性。该项目历经十余年的系统研究,通过模拟计算、机理研究与工程化试验,从纯净化冶炼出发,发现了氧含量的关键作用,提出了夹杂物驱动宏观偏析的新机制,发明了低氧纯净化技术,成功应用于大型铸锻件的均质制造。进一步发现了稀土金属中氧含量的决定性作用,发明了钢液和稀土金属“双低氧技术”,有效解决了多年来稀土在钢中添加导致的钢的性能波动、时好时坏的瓶颈问题。微量稀土的添加,显著提升了钢的韧塑性和疲劳性能等,这为稀土特殊钢的稳定工业化应用做出了重要贡献。结合大钢锭铸造、锻造、热处理等工艺流程,发明了凝固自补缩、软芯锻造和铁素体膜构筑技术,有效解决了大锻件/锻材成形过程中成分均匀性和性能均匀性的难题。上述研究成果属于国际首创,获得授权发明专利40 余项(其中包括2 项国际专利),发表论文100 余篇,在辽宁省成功转化,并推广到全国多家企业,企业新增销售额90 多亿元,创造了显著的经济和社会效益,偏析等新机理的研究也推动了钢铁冶金学科的发展。