科研情况简介

 

近年来主要研究方向是Al基非晶、准晶、纳米晶等非平衡凝固合金及其粉末冶金，最近致力于功能纳米复合材料的研究。主要研究成果有：1、用放电等离子烧结（SPS）方法合成了微胞陶瓷/金属复合材料，因其独特的纳米烧结陶瓷封闭金属微胞结构，具有极高的耐磨性、抗高温性能及耐腐蚀性，兼具优良的机械性能。这种制备方法和复合结构模式为陶瓷-金属复合材料及部件的功能化设计开辟了一种新的途径；2、提出利用窄间隙电弧螺柱焊原理焊补铸件孔眼的方法，并设计开发了该技术专用焊补配套设备。3、采用粉末冶金热压法获得了AlMnCe高比强度合金，其致密度大于98%、抗压强度超过950 MPa、压延塑性约6%、耐磨性达到ZL105合金的3-4倍。4、系统研究了快速凝固Al-Si二元过共晶合金的组织形成规律，发现Al-Si二元非晶的形成最佳范围是30-40 at％Si，10^6 K/s的冷速下Si含量超过30 at％时不能避免初晶Si的析出，但其形核机制转变为五重孪晶凝并，长大方式也变为团簇协调生长孪晶模式，最终形成对机械性能有利的微米级球形初晶Si。5、放电等离子方法制备具有优异软磁性能的Fe-Si-B-P大块非晶磁环。6、制备了高电阻率低损耗的高性能微胞铁氧体非晶软磁性复合材料。

 

科研成果获得省科技进步一等奖1项，申请并获授权中国发明专利3项，发表科研论文20余篇，其中SCI收录13篇，EI收录9篇。主持国家自然科学基金、中国博士后科学研究基金、吉林省自然科学基金等科研项目10项，作为主要参加人完成国家自然科学基金、国家863基金、国家973项目、国家985研究基金及横向课题等10余项。

 

      获吉林省科学技术进步一等奖一项

 

项目名称：纳米材料相变热力学和动力学；获奖时间：2006年 No.061003007

 

 

 

   科研项目

 

1             国家自然科学基金：Fe基金属玻璃/铁氧体SPS微纳米组装体的电阻率及其软磁特性，36万(学校1:1配套)，No.50771034  （负责人）(2011.1-2013.12)

 

2             教育部留学归国创新团队基金：特种功能材料研究-6之微胞铁氧体软磁材料，240万（负责人）（2009.10-2012.10）

 

3             教育部汽车材料重点实验室开放基金（Open foundation of key laboratory of automobile materials(Jilin University), Ministry of Education）：车用低损耗高性能软磁复合材料，4万（负责人）（2010.1-2011.12）

 

4             吉林省留学人员科技创新创业项目：微胞铁氧体高性能软磁复合材料的研究，7万，No.200910113(负责人)（2009.10-2012.10）

 

5             国家自然科学基金：金属/陶瓷复合材料微胞结构构建及基于SPS放电行为的微区温度场研究，28万(学校1:1配套)，No.50771023  （负责人）(2008.1-2010.12)

 

6             吉林省科技发展计划：微胞陶瓷/金属及C/Cu高性能复合材料的研制，No.20060502（负责人）, 13万，2006.10-2008.12

 

7             吉林省教育厅：微胞陶瓷/金属高性能复合材料研究，No.120503, 1万， 2006.8-2007.8（负责人）

 

8             长春工业大学NSFC启动基金：放电等离子烧结制备微胞陶瓷/金属新型块体复合材料的基础研究，No.070103, 2万，2006.1-2008.1（负责人）

 

9             京卫宏运科技开发有限公司：酚醛树脂发泡板材性能优化，30万，2006.2-2008.2（负责人）

 

10         长春工业大学重点科研基金：放电等离子烧结的微区温度场及对致密化行为的影响，3万，2005.8-2007.8（负责人）

 

11         中国博士后基金：碳纳米管强化铝基纳米复合材料的制备及性能，No 2003033133，1万，2004.1-2004.12（负责人）

 

12         吉林省自然科学基金：纳米基元叠层结构多功能合金镀膜的研究，8.0万，2003.8-2006.7（第二参加人）

 

13         长春工业大学科研基金：纳米表面强化铝合金，1.2万，2002.7-2003.7（负责人）

 

14         长春工业大学科研基金：铸件孔眼焊补机的研制，1.5万，98.06（负责人）

 

15         红旗轿车转向油管钎焊工艺的研究，长春大洋公司横向课题 0.5万，2001.8（负责人）

 

16         吉林省自然科学基金：高强度铝合金的研制，6.0万，98.07-00.12，19980542，（第四参加人）。

 

17         国家自然科学基金委：金属的熔化、过热及新型亚稳合金(重点项目)，20.0万，00.01-02.12，59931030（主要参加人）

 

18         教育部：1999跨世纪优秀人才培养计划基金，30.0万，（参加人）

 

19         国家自然科学基金委：(国家杰出青年科学基金)，金属的熔化与结晶热力学，80.0万，50025101，（主要参加人）

 

20         国家自然科学基金委：金属形成非晶、纳米晶和单晶的热力学条件，18.0万， 50071023（主要参加人5）

 

21         大块非晶功能结构材料 国家863项目 No 2001AA331010（主要参加人）

 

22         脉冲电流辅助纳米晶化大块非晶的研究 清华大学基础研究基金 No 091201107（参加人）

 

23         高Cr耐蚀铸铁大型水泵壳体材料铸造及后热处理工艺的研究 横向课题 2003.10（参加人）

 

24         脉冲电流辅助低碳钢丝拉拔技术的研究 横向课题 25万 2003.10（参加人）

 

25         吉林工学院设备处：透射电子显微镜制样设备改造，1.0万，97.06（参加人）

 

 

 

    发表论文

 

1.        Shuxia WANG, Shaolong LI, Chong SUN, Suqiu JIA, Zhankui ZHAO. The construction of 3D micro-cellular structure of the metal / ceramic system, (G26), 11th IUMRS International Conference in Asia (IUMRS-ICA2010), Qingdao, September 25-28, 2010

 

2.        Shuxia WANG, Shaolong LI, Lei SHI, Qiuyue JIANG, Chong SUN, Suqiu JIA, Zhankui ZHAO. Interface of 3D micro-cellular structural AlMnCe/Al2O3 composite, (H43), 11th IUMRS International Conference in Asia (IUMRS-ICA2010), Qingdao, September 25-28, 2010

 

3.        赵占奎，李少龙，A. Makino, and A. Inoue. 放电等离子烧结参数对Fe76Si9B10P5非晶块体致密化及结晶化的影响，金属学报，已接收。

 

4.        Z. K. Zhao, S. L. Li, A. Makino, and A. Inoue. Preparation of bulk Fe76Si9B10P5/Zn0.5Ni0.5Fe2O4 composite with an excellent soft magnetic properties, submitted to App. Phys. Lett. On Dec 2010

 

5.        Z. K. Zhao, L. Yao, S. Q. Jia, Y. D. Liu, X. Ran, H. Wu, Preparation of Al90Mn9Ce1 alloy with ultra-high strength by rapid consolidation at low-temperature, submitted to Mater. Sci. Eng. A on 2. Feb. 2010

 

6.        石磊, 刘浩,李军, 赵占奎. 微胞结构复合材料界面的TEM 研究, 长春工业大学学报. 2009, 30 (3): 241-244.

 

7.        姚露, 迟元顺, 赵占奎. 烧结压力对Al_(90)Mn_9Ce_1合金SPS致密化的影响，长春工业大学学报. 2009, 30(1): 121-125.

 

8.        王雷, 任新娟, 高磊, 赵占奎, 李月明, 李东风. 降低可发泡性酚醛树脂中游离甲醛含量的研究，应用化工，2009，（1）：83-86.

 

9.        Z. K. Zhao, C. T. Chang, A. Makino, A. Okubo and A. Inoue. Preparation of Soft Magnetic Fe76Si9B10P5 Glassy Bulk Material by Spark Plasma Sintering, Mater. Trans. 2009 50(3): 487-489 （SCI IF=1.018）

 

10.    趙占奎, 常春涛, 大久保昭, 木村久道, 牧野彰宏, 井上明久. 放電プラズマ焼結法によるFe76Si9B10P5バルクガラス軟磁性材料の作製, 日本金属学会2008年秋期(第143回)大会, 熊本 2008年9月，48

 

11.    刘耀东, 赵占奎. 放电等离子烧结Ti-Al 系金属间化合物, 材料科学与工艺. 2008(2): 132-136  (EI)

 

12.    孙冲,刘浩,姜秋月,赵占奎. SPS 烧结TiO2/Al90Mn9Ce1 微胞陶瓷金属基块体复合材料. 长春工业大学学报. 2008,(6): 632-636

 

13.    姜秋月, 迟元顺, 石磊, 姚露, 赵占奎. Al90Mn9Ce1／Al2O3复合材料综合性能研究. 长春工业大学学报. 2008, (3): 241-244

 

14.    赵占奎，姚可夫，李敬锋. 放电等离子烧结制备微胞陶瓷/金属复合材料.2006.6 北京，2006 C-MRS全国材料研讨会N35.

 

15.    Z. K. Zhao, K. F. Yao, J. F. Li, A bulk metal/ceramic composite material with a cellular structure, Chinese Science Bulletin, 2006, 51 (2): 235-239.

 

16.    赵占奎，姚可夫，李敬锋. 微胞陶瓷/金属块体复合材料. 科学通报. 2006, 51(2): 220-223

 

17.     Z. K. Zhao, K. F. Yao, TEM investigation of the spherical primary Si particles in the as-quenched Al60Si40 ribbons, Adv. Eng. Mater. 2005, 7(3): 128-130.

 

18.     赵占奎，姚可夫，金松哲，李敬锋. SPS烧结制备块体Al90Mn9Ce1合金. 金属学报. 2005, 41 (12): 1298-1302.(Z. K. Zhao, K. F. Yao, S. Z. Jin and J. F. Li, Bulk Al90Mn9Ce1 alloy with ultra-high strength prepared by spark plasma sintering. Acta Metall. Sin. 2005, 41, 1298-1302)

 

19.    Z. K. Zhao, J. C. Li, Q. Jiang, Hypereutectic Al-Si binary alloys prepared by melting spinning method, Adv. Eng. Mater. 2004, 6 (5): 303-306.

 

20.    赵占奎, 姚可夫, 李建忱, 蒋青, 块体超高强度Al90Mn8Ce2 合金, 金属学报. 2004, 40: 355-358.

 

21.    W. F. Wu, K. F. Yao, Z. K. Zhao, Influence of pulsing current on the glass transition and crystallizing kinetics of a Zr base bulk amorphous alloy, Chinese Science Bulletin, 2004, 49(24): 2581-2585

 

22.    吴文飞，姚可夫，赵占奎. 脉冲电流对Zr基大块非晶玻璃转变行为及晶化动力学的影响，科学通报. 2004, 49: 2268-2272.

 

23.    赵占奎，姚可夫. 放电等离子烧结制备准晶粒子强化Al90Mn9Ce1合金, 2004.11. 北京，2004C-MRS全国材料研讨会.

 

24.    J. C. Li, Z. K. Zhao, Q. Jiang, Mechanical properties of Al90Mn8Ce2 alloy, Adv. Eng. Mater. 2003, 5 (3): 119-122.

 

25.    Z. K. Zhao, J. C. Li, Q. Jiang, Precipitation behavior of as quenched Al60Si40 alloy, J. Mater. Sci. Lett. 2003, 22: 1355-1357.

 

26.    J. C. Li, Z. K. Zhao and Q. Jiang, Properties of high strength Al85La10Ni5 alloy, Mat. Sci. Eng. 2003, A339: 205-208.

 

27.    Z. K. Zhao, K. F. Yao,  “GFA of the Al-Si binary alloy and its spherical primary Si”, The 3rd International Conference on Bulk Metallic Glasses, October 2003 China Beijing.

 

28.    赵占奎，李建忱，蒋青， “压制温度对Al90Mn8Ce2合金强度的影响”，稀土, 2003, 24(2): 30-33.

 

29.    Z. K. Zhao, J. C. Li, Q. Jiang, Effect of sintering temperatures on the room temperature properties of Al90Mn8Ce2alloys, J. Mater. Eng. Perform. 2002, 11: 262-264.

 

30.    Z. K. Zhao, J. C. Li, Q. Jiang, Effect of pressing temperatures on strength of Al85La10Ni5 alloys, Mater. Sci. Tech, 2002, 18:1241-1243.

 

31.    J. C. Li, Z. K. Zhao, Q. Jiang, Bulk high strength Al85La10Ni5 alloy by molding pressing, Mater. Res. Bull. 2002, 37: 297-304.

 

32.    赵占奎，李建忱，蒋青，(2002) “激冷Al65Si 35纳米/非晶合金的组织结构”，材料工程, V11, 32-34.

 

33.    赵占奎，刘浩，(2002) “短周期螺柱焊在铸件孔眼焊补中的应用”，焊接技术，V31, 27-28.

 

34.    赵占奎，苗佳芹，迟元顺，(2002) “铸件孔眼焊补机的研制”，吉林工学院学报，V23, 40-42.

 

35.    赵占奎，许德蔚，(2002) “非晶/纳米晶铝硅合金的组织与性能”，吉林大学学报，（获中国科协第四届青年学术年会卫星会议二等奖），V32, 3-74.

 

36.    李建忱，赵占奎，蒋青，(2001) “粉末冶金法制造高硬度铝合金”，中国科协2001年年会论文集，2001.09，中国科学技术出版社，北京，434。

 

37.    赵占奎，李建忱，蒋青，(2001)“压制温度对块体Al90Mn8Ce2合金抗压强度的影响”，中国科协2001年年会论文集，2001.09，中国科学技术出版社，北京，434。

 

     中国发明专利

 

1.        赵占奎；铸件孔眼的焊补方法及所用的专用焊补机，ZL 02132499.9

 

2.        李建忱，赵明，赵占奎等；粉末冶金法制备高强度铝合金，ZL02109897.2

 

3.        赵占奎,姚可夫; 微胞陶瓷/金属块体复合材料及制备技术, ZL200410097196.7