1、概述
齐鲁工业大学原名山东轻工业学院,学校成立之初就成立了材料科学与工程学院,是本校办学历史最长的学院之一。现有无机非金属材料工程、材料化学与物理、高分子材料化学与物理和宝石材料工程四个本科专业,涵盖材料学、材料物理与化学两个二级学科,并具有材料科学与工程、材料化学与物理和高分子材料化学与物理硕士学位授予权,材料工程领域工程硕士学位授予权。学院设有各本科方向教研室、材料实验中心和四个新材料研究所(包括玻璃材料、陶瓷材料、纳米材料和高分子材料)。无机非金属材料工程为国家一级特色专业,2007年玻璃与陶瓷材料实验室为省级强化建设实验室,2011年成为山东省玻璃与功能陶瓷材料加工与测试技术重点实验室,山东省硅酸盐协会玻璃分会理事长单位。学院在先进玻璃材料、陶瓷材料、高分子与玻璃陶瓷基复合材料、材料制备与表征技术等领域形成了稳定的研究方向,具有鲜明特色。学院材料成立三十多年来为国家和山东省玻璃和陶瓷材料工业的技术进步做出了重要贡献。
学院拥有一个综合材料实验楼和一个陶瓷烧结中试生产线。主要设备包括QUANTA200型环境扫描电子显微镜、D8 Advance型型X射线衍射仪、Mutimode 8型原子力显微镜、Q-800动态热机械分析仪、Poremaster-60型孔结构分析仪、Labsys evo型高温DSC综合热分析仪、SV-1600型高温粘度仪、KL-1000型玻璃低温粘度仪,并拥有一批先进的材料制备与加工设备。同时,设有专业资料阅览室、教学计算机房、网络中心等教学设施。
目前,学院有教授15名、副教授21名,高级实验技术人员6人,高级职称教师占专任教师的55%以上。教师队伍中拥有泰山学者1人、山东省学科带头人1人,以及一批全国优秀教师2名、享受国务院特殊津贴专家2名、省级教学名师3名、有突出贡献的中青年专家1名,并聘请了20余名国内外知名学者担任客座教授,形成了一支以中青年教师为骨干力量的高水平教学科研队伍。
2、发展沿革:
齐鲁工业大学材料科学与工程学院(以下简称材料学院)组建于1981年6月,是在原山东轻工业学院材料系基础上发展起来的。在80年代初,当时的专业主要是玻璃和陶瓷两个专业。经过几十年的发展,现已建设成为无机非金属材料工程、材料化学与物理、高分子材料化学与物理和宝石材料工程四个本科专业。
无机非金属材料工程专业拥有山东省最早设立的日用陶瓷本科专业方向及省内唯一的玻璃本科专业方向,办学历史悠久,有着深厚的学科积淀和良好的社会声誉。本专业下属的材料学学科于2001年成为硕士学位授权点,2005年成为具有接受同等学历申请硕士学位授权学科,材料物理与化学学科于2006年成为硕士学位授权点;材料工程于2005年成为学校两个工程硕士授权领域之一。2006年材料学学科成为校级重点学科;同年底,玻璃与陶瓷材料实验室被评为山东省“十一五”强化建设重点实验室。
近年来学院领导成员名单:
2001.10—2014.12 院长:姚金水 党总支书记:沈建兴
副院长:王介峰 党总支副书记:毕方智
副院长:陈玉清
2015.01—至今 院长:沈建兴 党总支书记:刘永德
副院长:李梅 党总支副书记:王介峰
副院长:刘金华
泰山学者简介:丹麦奥尔堡大学终身教授、非晶材料研究中心主任;主要从事玻璃及其相关材料的基础研究工作,是国际知名玻璃材料专家。现为美国陶瓷学会、德国玻璃技术协会、北欧玻璃技术协会、丹麦陶瓷协会、丹麦中子散射协会会员。共发表200多篇学术论文,出席了100多次国际会议报告,其中58次大会和特邀报告,现担任15个国际杂志审稿人。岳教授岳于2009年4月受聘我校玻璃与陶瓷材料“泰山学者”岗位特聘教授,并组建了“泰山学者”岗位学术团队。几年来该团队承担国家级项目(面上项目)3项,省部级项目7项,获得山东省科技进步一等奖一项、二等奖两项,发表学术论文60多篇,其中影响因子4以上的论文9篇、影响因子10以上的论文1篇。
3、重要科研成果
“产学研合作”是该实验室的最大特色,科学研究侧重于应用研究和应用基础研究。实验室科研直接面向山东省玻璃、陶瓷材料及其相关复合材料等经济建设的主战场,为山东省相关材料行业的科技创新、人才培养等做出突出贡献。基础研究方面,近三年来发表学术论文200余篇,其中100 余篇论文被 SCI、EI 收录。近三年的标志性成果包括:
1)陶瓷成型用高分子模具材料
该项目以环氧树脂为主要原料,通过反相乳化作用使之成为油包水乳液,用于模具成型时,通过水性固化剂的加入发生固化放热反应,并使乳液破乳,水分成为致孔剂而合成了微孔塑料模具,以代替传统的石膏模具。与石膏模具相比,其成型质量明显增强,成型时间缩短30%以上,使用次数由数十次提高到上万次,模具重量下降2/3以上,该项目的实施为陶瓷生产企业带来间接经济效益5亿多元,而且解决了大量废弃石膏的堆积问题,具有明显的经济和社会效益。该成果获得了2010年度山东省科技进步一等奖。
2)预灌封注射器关键集成技术应用研究与产业化开发
该项目是与山东药玻公司合作开发的,利用玻璃网络结构重建原理,开发出化学稳定性好、机械强度高、膨胀系数适中的注射器药用玻璃。定量计算了玻璃的动力学“脆性”及冷却速度,其流变性能符合机械化连续生产要求。运用传热和流体力学模拟手段研发出冷风和热风分段强对流退火工艺,与德国进口的水平预灌封注射器针管成型设备配套建成了我国第一条具备国际先进水平的预灌封注射器生产线。首次使用新型烘焙式硅化处理工艺,极大抑制碱析出,同时增强了针头与针管的结合强度。采用平肩式设计使其药液残留量小于1%,远低于目前3%的国际标准,极大地提高了药液利用率。
该产品经国内外用户批量使用,完全满足国内生物医药厂家包装要求, 目前已累计实现销售收入3.43亿元,新增利税14819.65万元,出口创汇1252万美元,实现增收节支总额8964.82万元,产品已批量出口到印度、巴基斯坦、中东等国家和地区。该成果获得了2012年度山东省科技进步二等奖。
3)高性能新型复合陶瓷工模具设计制造技术及应用
该项目研究开发了利用人工神经网络优化设计陶瓷工模具材料组分的多相剪裁设计技术;基于计算智能技术,采用多目标遗传算法以及将人工神经网络和遗传算法结合的混合训练算法,建立了复合陶瓷工模具材料组分、工艺与性能关系的数学模型,并进行了材料组分与工艺优化设计。该技术的应用可明显缩短陶瓷工模具材料设计、试验和研制周期,降低成本。采用纳米/微米尺度复合技术,研制成功4种具有良好的综合力学性能的氧化铝和氧化锆系新型复合陶瓷工模具材料,获得了最佳制备工艺参数,揭示了材料的增强增韧机理。所研制的纳米/微米复合陶瓷刀具、模具和喷砂嘴等工模具产品,使用寿命长,生产效率高,加工质量明显改善。
本项目获得授权国家发明专利2项,实用新型专利2项。研究成果已经在多家工模具生产与应用企业得到了成功应用,解决了多项工程技术难题,累计新增产值1.49亿元,新增利税4236万元,节支总额2671万元,取得了显著的经济和社会效益。同时,该成果获得2011年度山东省科技进步二等奖。
4、本单位大事记
2010年
(1)无机非金属材料工程专业被批准为国家一级特色专业。
(2)举办了首届玻璃与陶瓷材料泰山学术论坛。
2011年
(1)山东硅酸盐学会玻璃分会成立大会在我校召开,我院沈建兴教授当选为第一届会长。
(2)举办了第二届玻璃与陶瓷材料泰山学术论坛。
(3)我院“泰山学者”岳远征教授被山东省政府批准为“泰山学者海外特聘专家”称号。
2012年
(1)无机非金属材料工程专业入选山东省应用型名校建设工程。
(2)无机非金属材料工程实验室入选山东省工程实践教育中心。
2013年
(1)召开特色名校建设工程重点专业方案论证会。
(2)材料学院79级陶瓷专业知名校友返校,并向母校捐赠泰山石。
(3)新增“宝石与材料工艺学”本科专业。
2014年
(1) “无机非金属材料专业课程群”获批山东省级精品课程群。
(2)与河北沙河的德金玻璃公司、鑫利玻璃公司和迎新集体浮法玻璃有限公司签订校企合作协议,并举行了产学研实践基地揭牌仪式。
5、对行业发展的贡献
材料科学与工程学院的玻璃与陶瓷材料实验室是山东省“十一五”强化建设重点实验室,玻璃及其深加工方向是山东省高校唯一设立的研究方向,陶瓷方向是山东省最早设立的研究方向。在山东省乃至全国唯一的以玻璃和陶瓷材料研究为主的重点实验室。该实验室主要侧重于产学研合作研究,与山东省以及全国的玻璃、陶瓷及其相关的复合材料生产企业建立稳定的产学研合作关系,为这些企业的科技进步,新产品开发做出了突出贡献。近三年来为相关生产企业带来了近4亿元的经济效益。
在传统材料方面,近年来学院注重在节能环保方面服务于企业。以无氟乳浊玻璃为例,这种仿瓷材料已广泛应用于高档餐具、酒瓶、化妆品瓶以及建筑装饰领域。长期以来氟化物作为乳浊剂大量地应用于乳浊玻璃的制造,给周围环境和人体健康造成巨大危害。我院刘树江教授通过系统研究磷硅酸盐玻璃熔体的流变和热力学性能,成功解决了该系统玻璃熔体冷却过程中自结晶温度过高的问题,进而实现了“无氟”化乳浊玻璃的工业化制造。该项目已在玻璃企业获得推广,在产品成本、环境保护以及应用领域等方面都对本行业的发展起到了积极的推动作用。
同时,学院注重发展新型材料,促进产业提升。在锂离子电池材料方向重点围绕微生物催化绿色仿生合成新技术开发介孔磷酸盐锂离子动力电池正极材料。生物活性纳米结构玻璃的设计与合成、玻璃结构与酶固定化性能关系、酶固定化机理及固定化酶催化机理方面取得显著进展。有关研究先后获得过国家自然科学基金项目3项、山东省科技发展计划项目 1 项、济南市高校自主创新项目2 项等。其研究成果2012年发表在《Chem. Commun.》(IF=6.169), 《J. Mater. Chem.》(IF=5.968),《Colloids Surf., B》 (IF=3.456)等国际著名化学和材料化学刊物上,受到国际同行的关注。促进了新材料产业的快速发展。
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(撰稿人 刘树江)