| 学科专业评审组： | 材料科学组 | | 项目名称： | 大规格层状金属复合材料制备关键技术及应用 |
| 提名单位： | 陕西省教育厅 |
| 提名等级： | 一等奖 |
| 提名单位意见： | 聚焦苛刻服役条件对高可靠性大规格层状金属复合材料的重大需求，自2015 年起，项目团队在国家“863”计划等课题支持下，对大规格层状金属复合材料制备加工关键技术开展产学研用协同攻关，揭示了爆炸焊接界面波状结合机理与碰撞能量分布规律；突破了大规格复合板结合率不高、边部弱结合、超厚复层爆炸复合边界效应控制等瓶颈；研发了低成本、短流程热处理新工艺；形成了高效焊接与界面表征方法；开发了大规格复合材料后处理成形技术与装备；建成大规格层状金属复合板生产线和压力容器制造生产线。解决了全球首座AP1000核电机组（三门核电站）用钛/钢复合板、国内首套150万吨最大醋酸项目用锆/钢双层复合板、国内低温工程领域（空分、液氮、液氧、LNG、液氢）用铝/钢多层复合板国产化替代材料难题，打破了关键装备的国外技术垄断。共获授权专利41件，制定团体标准1项、企业标准5项，在Materials Science & Engineering A、Materials Characterization等期刊发表论文44篇。有力推动了大规格层状金属复合材料制备技术进步，显著提高了企业市场竞争力，累计实现新增销售额12.88亿元，新增利润1.3亿元。产品已成功应用于核电、低温工程、化工、油气勘采等领域，大幅提升了国家重大工程关键材料和装备的国产化水平并解决了国家急需，推动我国高端制造行业的科技进步，经济和社会效益显著。
|
| 项目简介： | 
|
| 客观评价： | 
|
| 应用情况和效益： | 
|
| 主要知识产权和标准规范等目录： | 
|
| 主要完成人： | - 姓名：张聪惠
排名：1
行政职务：院长
技术职称：教授
工作单位：西安建筑科技大学
对本项目技术创造性贡献：本项目组的学术带头人，是项目研究总体思路的提出者，负责研究计划的制定和实验工作的指导，负责利用多维度数值模拟方法，首次完整、准确预测了爆炸焊接大规格复合板结合过程，揭示了碰撞能量云图、应力场与微观组织演变规律之间的关系。发明了适用于多层金属复合材料界面的金相腐蚀剂及腐蚀方法，有助于探究爆炸复合过程微观组织演变，提高表征效率。对主要技术创新点1、2、4做出主要贡献。支撑材料为附件1-1-1，1-4-1，2-2-1，2-2-4，2-2-5，2-2-6，2-2-7，2-2-11。
曾获国家科技奖励情况：1、2020年中国有色金属工业科学技术奖一等奖 排名第1
2、2019年陕西省科技进步奖二等奖 排名第1
3、2018年陕西省高等学校科学技术二等奖 排名第1 - 姓名：樊科社
排名：2
行政职务：董事长
技术职称：正高级工程师
工作单位：西安天力金属复合材料股份有限公司
对本项目技术创造性贡献：负责总体试验方案的制定与执行，发明了边部能量补偿的创新布药方式，有效解决大规格复合板结合率不高、边部弱结合等难题；全球首次制备了长度超过15米的钛钢复合板，界面结合率达99%，结合强度大于 200MPa（标准要求 140MPa），延伸率大于 30%。对主要技术创新点1、2、3做出贡献。支撑材料为附件1-1-2，2-2-2，2-2-5。
曾获国家科技奖励情况：1、新型层状金属复合材料爆炸焊接关键技术及产业化，陕西省科学技术奖三等奖，2018-3-034-R6。
2、爆炸焊接大面积钛钢复合板界面控制与检验技术，中国工程爆破科学技术进步奖二等奖，中国爆协字（2020）2-4-1。
3、2022年度荣获陕西省科学技术进步二等奖
4、2016年度荣获中国有色金属工业协会科学技术进步一等奖 - 姓名：李宁
排名：3
行政职务：副总经理
技术职称：正高级工程师
工作单位： 西安优耐特容器制造有限公司
对本项目技术创造性贡献：负责复合板焊接试验方案的制定与执行，在行业内率先将金属复合板的焊接方式由钛/钢、锆/钛/钢复合板传统的手工焊接改进为钢基层(PAW+双丝窄间隙SAW)+复层柔性自动TIG焊，并形成企业标准。对主要技术创新点3、4、5做出贡献。支撑材料为附件2-2-3，2-2-4，2-2-5，2-2-6。
曾获国家科技奖励情况：1、2020.04月荣获陕西省科学技术进步二等奖
2、2023.12月荣获中国有色金属工业科学技术一等奖
3、2024.12月入选为陕西省创新人才攀登工程中青年科技创新领军人才
4、2025年度陕西高等学校科学技术特等奖 - 姓名：刘帅洋
排名：4
行政职务：无
技术职称：讲师
工作单位：西安建筑科技大学
对本项目技术创造性贡献：分析大规格层状金属复合材料爆炸复合及后续热处理过程中的微观组织演变机制，为基层、复层材料的组织结构设计形成系统理论。对主要技术创新点1、3做出贡献。支撑材料为附件2-2-4，2-2-6。
曾获国家科技奖励情况：2025年度陕西高等学校科学技术研究优秀成果特等奖 排名第5 - 姓名：孙昊
排名：5
行政职务：总经理
技术职称：高级工程师
工作单位：西安天力金属复合材料股份有限公司
对本项目技术创造性贡献：负责爆炸复合板相关试验方案的制定与执行，针对超长复合板爆炸焊接过程中爆炸冲击波能量衰减，发明了大规格爆炸复合材料边部能量补偿新方法，成功制备出面积36m2的钛钢复合板并应用于某大型化工蒸馏塔。对主要技术创新点1，2做出贡献。支撑材料为附件2-2-4，2-2-6。
曾获国家科技奖励情况：2025年度陕西省高等学校科学技术研究优秀成果特等奖 排名2 - 姓名：张敏
排名：6
行政职务：副院长
技术职称：教授
工作单位：西安理工大学
对本项目技术创造性贡献：发明了钛钢复合板过渡层对接焊焊丝及其制备方法，突破性解决了钛钢异质金属不能直接熔焊的行业共性技术难题，优化了复合板接头型式，提高了焊接接头复合板的界面冶金结合，显著降低常压设备制造成本。对主要技术创新点4、5做出贡献。支撑材料为附件2-2-3，2-2-9，2-2-10。
曾获国家科技奖励情况：获得陕西省科技奖励3项
- 姓名：朱文光
排名：7
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：西安建筑科技大学
对本项目技术创造性贡献：发明了适用于多层金属复合材料界面的金相腐蚀剂及腐蚀方法，多层复合材料界面的微观组织可被同时观察表征，提高了表征效率。探究了多层复合板界面微观组织演化规律。对主要技术创新点1、3做出贡献。支撑材料为附件1-1-1，2-2-1，2-2-4，2-2-6。
曾获国家科技奖励情况：2025年度陕西高等学校科学技术研究优秀成果特等奖 排名第4 - 姓名：吴江涛
排名：8
行政职务：副总经理
技术职称：高级工程师
工作单位：西安天力金属复合材料股份有限公司
对本项目技术创造性贡献：研究了由 MoS2 、CaO 、Al2O3等组成的表面抗氧化剂，提出了低成本、短流程热处理工艺退火工艺，阐明了多层复合板界面的协同控制方法，揭示了结合界面处波状界面的结合机理。对主要技术创新点1、3做出贡献。支撑材料为附件1-1-3，2-2-2，2-2-4，2-2-6。
曾获国家科技奖励情况：1、陕西省科学技术二等奖
2、陕西省第二届职工科技节优秀科技创新成果 发明创造银奖
3、陕西省科学技术奖三等奖
4、中国爆破行业协会科学技术进步奖二等奖 - 姓名：李南南
排名：9
行政职务：无
技术职称：工程师
工作单位：西安天力金属复合材料股份有限公司
对本项目技术创造性贡献：系统研究了Ti-钢、Al-Ti-钢、Al-Al-Ti-Ni-不锈钢、耐蚀合金-钢等系列爆炸复合材料不同热处理工艺下的界面微观组织演化及其力学性能，建立了Zr-钢等易氧化复合板低成本、短流程热处理规范。开发了一种能使锆合金复层在非真空气氛下进行热处理，从而保证复合材料后续耐蚀性能的表面保护方法。对主要技术创新点3做出贡献。支撑材料为附件2-2-4，2-2-6。2-2-11。
曾获国家科技奖励情况：2025年度陕西高等学校科学技术研究优秀成果特等奖 排名第6 - 姓名：朱磊
排名：10
行政职务：总经理助理兼研发创新中心主任
技术职称：正高级工程师
工作单位：西安天力金属复合材料股份有限公司
对本项目技术创造性贡献：开发一种结构简单、设计合理的金属板材校平装置及相关方法，温校后，板材(厚度>30mm)不平度≤3mm/m，优于国家标准 (≤ 6mm/m GB/T8547-2019)。以TC4钛合金/304不锈钢复合板为例，新型校平装置与工艺参数设计可以实现复合板不平度的大幅降低。对主要技术创新点1、2、3做出贡献。支撑材料为附件2-2-1，2-2-5。
曾获国家科技奖励情况：1、2016年荣获西安市科学技术一等奖；
2、2016年荣获有色金属工业科学技术一等奖;
3、中国爆破行业协会科学技术进步奖二等奖.
4、2022年荣获陕西省科学技术进步二等奖；
5、2018年荣获陕西省科技进步三等奖 - 姓名：李文升
排名：11
行政职务：中油新材副总
技术职称：高级工程师
工作单位：中国石油集团工程材料研究院有限公司
对本项目技术创造性贡献：确立复合板焊接参数以及材料物理及力学性能参数，进行焊接有限元模拟，分析焊接接头应力应变分布规律，基于不同服役环境复合板基体与复层协同变形差异性，制定复层结构设计评价准则。对主要技术创新点4、5做出贡献。支撑材料为附件2-2-4，2-2-6。
曾获国家科技奖励情况：2023年院级模范职工
- 姓名：尚稚轩
排名：12
行政职务：无
技术职称：工程师
工作单位：西安天力金属复合材料股份有限公司
对本项目技术创造性贡献：针对超厚多层复合板爆炸复合过程中雷管区面积和边界效应大的问题，根据金属的塑韧性、抗冲击能力，确定炸药能量进而确定雷管区面积，保证金属在不发生断裂的情况下，将雷管区面积最小化。实现了超厚复合板的界面的冶金结合。对主要技术创新点1、2做出贡献。支撑材料为附件2-2-4，2-2-6。
曾获国家科技奖励情况：2025年度陕西高等学校科学技术研究优秀成果特等奖，排名第8 - 姓名：张卫刚
排名：13
行政职务：总经理
技术职称：正高级工程师
工作单位： 西安优耐特容器制造有限公司
对本项目技术创造性贡献：确立复合板焊接参数以及材料物理及力学性能参数，进行焊接有限元模拟，分析焊接接头应力应变分布规律，分析复合板焊接接头形式对焊接结构的影响规律。对主要技术创新点4、5做出贡献。支撑材料为附件2-2-4，2-2-6。
曾获国家科技奖励情况：1、2016.12月荣获中国有色金属工业科学技术二等奖
2、2025.02月入选三秦英才特支产业领军人才
3、2025.06月荣获地方级领军人才(一类)
4、2025.07月入选“西安英才计划”菁英创新人才（地方级领军人才（一类） - 姓名：宋从斌
排名：14
行政职务：无
技术职称：工程师
工作单位：西安天力金属复合材料股份有限公司
对本项目技术创造性贡献：系统对比不同爆炸复合工艺制备的铝钢五层材料界面微观结构、力学性能及残余应力分布，分析热处理制度对界面化合物种类与形态、剪切/拉伸性能、耐腐蚀性及后续机加成品服役性能的演化规律，优化复合工艺与热处理技术，对主要技术创新点2做出贡献。支撑材料为附件2-2-1，2-2-11。
曾获国家科技奖励情况：无 - 姓名：宋慷慨
排名：15
行政职务：无
技术职称：无
工作单位：西安建筑科技大学
对本项目技术创造性贡献：系统研究了Al-Ti-钢、Ti-钢、Zr-钢、Al-Al-Ti-Ni-不锈钢、耐蚀合金-钢等系列爆炸复合材料微观组织演化规律，为爆炸复合材料制备工艺优化提供了理论指导。对主要技术创新点1、3做出贡献。
曾获国家科技奖励情况：无
|
| 主要完成单位及创新推广贡献： | - 单位名称：西安建筑科技大学
单位贡献：项目主体负责单位，负责本项目的顶层设计、技术论证、组织协调。主要负责创新点1、2的研究工作。利用多维度数值模拟方法，首次完整、准确预测了爆炸焊接大规格复合板结合过程，揭示了碰撞能量云图、应力场与微观组织演变规律之间的关系。具体包括：
（1） 利用多维度数值模拟方法预测复合板结合过程；
（2） 结合数值模拟结果与现场实际，确定爆炸焊接加工窗口；
（3） 揭示了爆炸复合过程微观组织演变。
- 单位名称：西安天力金属复合材料股份有限公司
单位贡献：项目主要成员单位，主要负责创新点2、3的研究工作，发明了大规格复合材料爆炸复合及后处理关键技术。提出了大幅面能量补偿方法，有效解决了大规格复合板结合率不高、边部弱结合等难题，率先制备出长度超过15米的钛钢复合板。开发了新型抗氧化涂料，提出了低成本、短流程热处理工艺。具体包括：
（1）发明了大规格爆炸复合材料边部能量补偿新方法；
（2）开发了大规格复合板热处理工艺及抗氧化涂层；
（3）发明了复合材料控形与界面氦检漏新技术。
- 单位名称： 西安优耐特容器制造有限公司
单位贡献：项目主要成员单位，主要开展创新点4、5的研究工作，在行业内率先将金属复合板的焊接方式由钛/钢、锆/钛/钢复合板传统的手工焊接改进为钢基层(PAW+双丝窄间隙SAW)+复层柔性自动TIG焊。具体包括：
（1）复层材料焊缝结构优化；
（2）PAW+SAW+TIG高效组合焊接方法。
- 单位名称：西安理工大学
单位贡献：项目主要参与单位，负责创新点4、5的部分研究工作，主要贡献如下：
（1）系统研究系列爆炸复合材料不同热处理工艺下的界面微观组织演化及其力学性能；
（2）发明了一种钛钢复合板过渡层对接焊焊丝及制备方法。
- 单位名称：中国石油集团工程材料研究院有限公司
单位贡献：项目的主要成员单位，主要贡献如下：
（1）开发了爆炸复合制坯和一体化热处理调控制备技术，专注复合板焊缝质量控制问题。对主要技术创新点4、5做出贡献。
|
| 完成人合作关系说明： | 完成人合作关系说明：1
|
