评审组:材料科学组
项目名称:激光增材制造高强韧高稳定点体协同调控机理与方法
提名单位: 陕西省教育厅
提名等级:一等奖
提名单位意见: 激光增材制造是支撑高端装备创新发展的关键先进制造技术。面对我国航空航天等领域创新设计复杂关键构件的高性能、高稳定制造要求,激光增材制造由“点”(熔池)及“体”(构件)复杂路径逐点成形的非平衡多因素耦合影响,使得成形件 “形”、“性”演化极端复杂、高质量调控极为困难。揭示由点及体的成形几何与微观组织形成机理,构建点体协同的高强韧高稳定调控机理与方法,为高质量工程化制造提供关键理论和技术依据,成为了突破制造难题的关键。该项目在国家重点研发计划、自然科学基金等项目支持下,发现了激光-粉末-熔池快速非平衡交互作用下逐点成形稳定性机制,揭示了非平衡快速凝固及固态相变一体化的由点及体的组织演化与调控机理,阐明了复杂结构约束下非均匀快速热-力耦合行为及形变机理。项目研究为突破复杂构件增材制造高强韧高稳定控制难题提供了关键基础理论,支撑了激光增材制造技术提升,并服务了我国航空航天领域重大、重点型号的研制和生产。成果理论创新强,有重要的学术价值和理论意义,被国内外本领域著名学者广泛引用与高度评价,引用期刊包括Nature、Science、Nature Rev. Mater.等顶级期刊。该项目的完成对支撑增材制造学科建设、服务经济社会发展具有重要的意义。成果材料齐全、规范,无知识产权纠纷,人员排序无争议,符合陕西省自然科学奖提名条件。
项目简介:

客观评价:

代表性论文专著目录:

主要完成人情况:
  1. 姓名:林鑫
    排名:1
    行政职务:院长
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:揭示激光增材制造超常熔凝、固态相变组织规律、形成原理及应力变形行为规律。 对应科学发现2中的“非平衡快速凝固及固态相变一体化的宏微观组织演化机理”和科学发现3中的“激光增材制造由'点'及'体'逐点沉积过程非均匀快速热-力耦合演化行为及耦合机制”,代表性论文编号1,2,3,4,5。
  2. 姓名:谭华
    排名:2
    行政职务:主任
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:揭示激光-粉末-熔池交互作用及沉积生长稳定性机制,发展工艺优化控制技术。 对应科学发现1中的“激光-粉末-熔池快速非平衡交互作用机理”和科学发现2中的“非平衡快速凝固及固态相变一体化的宏微观组织演化机理”,代表性论文编号2,4。
  3. 姓名:黄卫东
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:建立激光增材制造科学与技术框架,揭示激光增材制造超常熔凝行为。 对应科学发现1中的“激光-粉末-熔池快速非平衡交互作用机理”、科学发现2中的“非平衡快速凝固及固态相变一体化的宏微观组织演化机理”和科学发现3中的“激光增材制造由'点'及'体'逐点沉积过程非均匀快速热-力耦合演化行为及耦合机制”,代表性论文编号1,2,3,4,5。
  4. 姓名:杨海欧
    排名:4
    行政职务:无
    技术职称:副研究员
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:揭示金属材料同步送粉激光增材制造组织性能规律,发展技术装备。 对应科学发现2中的“非平衡快速凝固及固态相变一体化的宏微观组织演化机理”和科学发现3中的“激光增材制造由'点'及'体'逐点沉积过程非均匀快速热-力耦合演化行为及耦合机制”,代表性论文编号3。
  5. 姓名:魏雷
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:副研究员
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:建立激光增材制造超常熔凝行为演化模型,揭示凝固组织形成机制。 对应科学发现1中的“激光-粉末-熔池快速非平衡交互作用机理”,代表性论文编号5。
  6. 姓名:鹿旭飞
    排名:6
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:揭示激光增材制造特征结构应力变形行为规律。 对应科学发现3中的“激光增材制造由点及体逐点沉积过程非均匀快速热-力耦合演化行为及耦合机制”,代表性论文编号3。
主要完成单位:
  1. 单位名称:西北工业大学
    单位贡献:1.建立了描述激光-金属粉末-熔池的快速热交互作用及熔池非平衡冶金动力学行为的理论模型,明晰了气粉交互的粉末流特性、粉末与高温熔池的短时交互机制、超高温移动熔池的润湿铺展、搭接行为,揭示了激光金属增材制造中沉积层形成机制和合金化机理。 2.厘清了激光增材制造过程非平衡物理冶金及近快速凝固与循环往复固态相变的相互耦合特征,揭示了该技术特有的点-线-面-体沉积态宏微观组织外延生长特性,明晰了其对后热处理的微观组织及相选择的影响机制,进而建立了组织与性能的关系,为调控增材制造宏微观组织实现高性能激光增材制造奠定了理论基础。 3.建立了增材工艺参数-沉积层几何特征传递函数,发展了激光增材制造过程模拟技术以及过程监测技术,明晰了点-线-面-体逐层叠加下的过程稳定性特征、应力变形行为及控制机制,为实现激光增材制造几何结构精确调控奠定了基础。 4.解决了我国大型客机、新型战机、高推重比航空发动机和超音速飞行器等60余种重点型号研制任务的瓶颈难题,支撑了航空航天高端装备和跨代高技术武器装备的定型与研制,取得显著国防和社会效益。 5.提供项目的研究和实施设备条件和人员保障。 6.有效管理经费和分配项目经费,保证了项目任务的完成。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处