智能交通材料赋能技术研究所

基本情况

 

       本团队骨干由两名副教授和两名讲师组成,围绕智能交通、半导体、医疗器械等领域的“专、精、特、新”产品的赋能赋性技术需求,以复合离子束和等离子转移弧技术为核心,进行赋能赋性装备系统研发、赋能赋性技术基础研究及赋能赋性产品健康监测及控制。

研究方向

(1)赋能赋性装备系统研发

       专用设备离子源的开发与研究,研制出专用长寿命离子源与数字化系统,自主开发了具有完全自主知识产权的离子束表面改性系统,该成果已在高精密零部件上批量应用;具有自主知识产权的超细长金属管内壁耐磨抗蚀强化专用等离子炬的研发,该成果已成功应用于石油开采用油管内表面的耐磨抗蚀强化处理;开发出具有自主知识产权的同轴送粉等离子弧熔化沉积增材制造系统,该成果在先进模具制造以及难加工材料的直接成形方面表现出优异的发展潜力。

(2)赋能赋性技术基础研究

       采用不同能量的离子进行基材注入或者外延生长制备功能层,在基材表面赋予基材自身不具备的新功能或新特性,创新设计多元变能量方法延长离子注入元素长程效应,开拓了极端工况条件下使用的注入和涂层梯度复合改性层;开展了涂层的材料体系/组织结构的优化设计研究,实现高结合强度、超硬耐磨、耐腐蚀、抗氧化以及抗冲刷等多功能强化防护涂层的研制;建立了与典型零件部件服役环境相匹配的系列涂层材料体系,与特定涂层材料体系相匹配的等离子弧熔敷复合涂层工艺。

(3)赋能赋性产品健康监测及控制

       界面改性层的健康状态对产品性能和寿命尤为重要,但针对轨道交通等特殊工装环境下,专业测试设备少。因此,团队围绕轴承等改性层健康监测设备及动态演化规律进行研究:改性层的性能及可靠性评估;改性层健康与服役演化规律技术研究;改性层的强化、失效、动态演绎变化模型及寿命预测评价。

科研成果与荣誉

主要科研成果

        近年来,团队重点开展了赋能赋性装备系统研发、赋能赋性技术基础研究及赋能赋性产品健康监测及控制等方面的研究工作。在赋能装备系统研发与赋能技术基础研究方面,承担了多个国家级项目,开发出极端工况轴承延寿技术;在赋能产品健康监测及控制方面,承担了国家重点研发计划项目,研制出轴承赋能数字化系统、赋能层健康检测及控制验证系统,并在产品上取得应用,发表了大量优秀论文,拥有多项专利与软件著作权。

赋能赋性设备与赋能产品

 

荣誉

金杰,机械科学研究总院,科技成果奖,二等奖,2016年。

金杰,机械科学研究总院,科技成果奖,二等奖,2015年。

金杰,机械科学研究总院,科技成果奖,二等奖,2014年。

代表性科研项目

代表性纵向项目:

   1.省部级选区激光熔化成形GH4251镍基高温合金显微组织与断口表征;2021.06-2021.12   

   2.国家级:角接触轴承研制;2021.03-2023.03;

   3.国家级:高性能电机绝缘轴承关键技术研究及应用;2021.02-2023.12;

代表性横向项目:

   1.横向项目:轴承外圈、内轴表面改性的技术服务;2021.01-2021.12;

   2.横向项目:工艺过程多源数据获取与融合分析;2020.06-2022.05;

   3.横向项目:金属材料表面改性技术服务;2019.09-2020.09。

代表性论著

代表性期刊论文:

1. Improvement of solid particle erosion and corrosion resistance using TiAlSiN/Cr multilayer coatings[J]. Surface and Coatings Technology, 2020, 402: 126270.

2. Tribochemical behaviors of onion-like carbon films as high-performance solid lubricants with variable interfacial nanostructures[J]. ACS applied materials & interfaces, 2019, 11(28): 25535-25546.

3. Microstructure and high temperature reciprocating sliding wear properties of MoSi2/TiC/γ-Ni composite coating in-situ synthesized by co-axial powder feeding plasma transferred arc cladding [J], Tribology International, 2019, 129: 82-91.

4. Effects of single-and dual-element ion implantation on tribomechanical properties of Cronidur 30 bearing steel[J]. Surface and Coatings Technology, 2018, 344: 303-311.

5. The effect of ion implantation on tribology and hot rolling contact fatigue of Cr4Mo4Ni4V bearing steel[J]. Applied surface science, 2014, 305: 93-100.

代表性专利:

1. 一种复合梯度结构改性层的制备方法和产品,发明专利,授权号:ZL202010175916.6.

2.一种Ti5Si3+CaF2增强原位自生多相掺杂复合材料及其制备方法,发明专利,授权号:ZL201910488202.8.

3. 一种双极脉冲磁控溅射方法,发明专利,授权号:ZL201811025899.7.

4. 处理cronidur30轴承钢的方法、强化cronidur30轴承钢以及轴承,发明专利,授权号:ZL201610922041.5.

5. 处理M50NiL轴承钢的方法、强化M50NiL轴承钢以及轴承,发明专利,授权号:ZL201610921769.6.

联系方式

 

金杰

办公电话

(010)51687034

办公地点

机械工程楼Z1007A

通信地址

北京西直门外上园村3号,北京交通大学,机电学院

100044

电子邮件

jiejin@bjtu.edu.cn