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“材智薈?大講堂”--侯新梅教授《耐火材料服役失效機制及性能提升》
發(fā)表時間:2025-06-04

2025年5月22日,鄭州大學材料科學與工程學院高溫功能材料研究所黨支部高溫耐火材料團隊承辦的"材智薈?大講堂"第四十七期學術報告會成功召開。本次學術活動特邀北京科技大學碳中和研究院杰青侯新梅教授作專題報告,河南省耐火材料行業(yè)協(xié)會執(zhí)行會長靳親國、我校高溫功能材料研究所師生代表等四十余人參會。會議由河南省高溫功能材料重點實驗室主任馬成良教授主持。


侯新梅教授在報告中全面闡釋了研究團隊在納米氮化硼(BN)與高穩(wěn)定CMA耐火材料領域的最新研究成果。在BN陶瓷研究方面,通過XRD、TG及FTIR等表征技術,系統(tǒng)揭示了前驅體結構演變與BN晶體相形成機制的構效關系,建立了工藝參數(shù)與材料性能的定量調控模型。重點展示了自主研發(fā)的等離子體法高純BN制備技術,該技術通過反應溫度場精確控制(>2000℃)與雜質元素梯度排除工藝,實現(xiàn)產(chǎn)物純度>99%的技術指標,形成了涵蓋原料配比設計、機械活化處理、反應器優(yōu)化及產(chǎn)物后處理的全流程技術集成體系。


在CMA耐火材料研究領域,團隊成功研制出新型CMA基耐火原料,通過中試階段實現(xiàn)了一步燒結法的工藝優(yōu)化,具備工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的技術可行性。實驗表明:該材料在GH4169高溫合金熔煉過程中表現(xiàn)出優(yōu)異的抗?jié)櫇裥裕ń佑|角>120°)與控氧效率(氧含量<50ppm),所得合金錠夾雜物含量降低至ASTM標準三級以下;在DD6合金定向凝固實驗中,材料-合金界面反應程度降低60%以上,驗證了其作為真空感應熔煉(VIM)用耐火材料的工程適用性。通過建立多物理場耦合模型,團隊揭示了CMA型殼材料傳質傳熱機理,發(fā)現(xiàn)其合金元素擴散系數(shù)較傳統(tǒng)材料降低2個數(shù)量級,熱流密度分布均勻性提升35%,據(jù)此構建了高溫合金性能預測的關鍵參數(shù)矩陣。


報告最后,侯新梅教授基于團隊在B4C復合陶瓷及CMA型殼材料的研究積累,從微觀結構調控、服役性能優(yōu)化及工程放大準則等維度,系統(tǒng)闡述了新型高溫材料的研究范式與發(fā)展方向。在學術交流環(huán)節(jié),與會師生就材料制備工藝的產(chǎn)業(yè)化銜接、多尺度模擬技術的工程驗證等前沿問題進行了深入探討。(供稿人:鄭大高溫所  尹子楊)


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