材料精密成型与功能化团队

团队负责人：李强

本团队主要从事材料精密成型与功能化方向的研究，涉及轻质金属材料、高分子材料、复合材料的精密成型工艺开发及功能化应用，重点研究航空航天、生物医学、海洋工程，汽车制造等领域材料加工、精密成型及功能化应用。

团队主要研究内容主要包含以下几个：

1）轻金属材料精密成型及应用

对铝合金、镁合金、钛合金疲劳失效机理分析及性能改善，开发轻合金异体焊接及连接技术，进行金属材料加工过程中的仿真计算，研究非晶/纳米晶材料的制备及功能化应用，进行极端条件下服役的高强高韧新型轻合金开发。

2）先进增材制造及表面处理技术

针对增材制造（3D打印）领域的热成型精度差的问题，开发精密增材制造与界面控制技术，通过激光检测、短波检测与实时智能控制技术解决材料在成型过程中的固液界面的监控与晶体生长方向的调控，实现热成型加工精度达到微米级以上。通过材料制备工艺及掺杂等的调控，进一步改善材料电学、磁学、光学、生物学等性能，获得具有复杂结构的先进功能材料。开发增材制造表面处理技术，改善增材制造器件表面质量，获得表面功能化涂层，扩宽和提升增材制造技术应用范围。

3）生物医用材料制造及应用

以新型生物医用材料开发为依托，以新型医疗装备为桥梁，以临床应用为目标，与国内外的研发机构、医疗机构和医疗器械生产企业联合，实现新型生物医用材料、装备与产品的成果转化与临床应用。主要研究领域包括：生物医用金属材料、生物医用高分子材料、生物医用复合材料、纳米生物医用材料、生物医用器件的表面功能化及表面仿生结构的设计与制造、基于新材料的生物打印技术及人工智能装备、生物力学、细胞-材料界面相互作用。

研究团队现有正高级职称研究人员4名，副高级职称研究人员6名，中级职称研究人员5名，其中国家特聘专家和国家优秀青年基金获得者1名，河北省“三三三”二层次人才1名，校内元光学者7名（其中特聘A岗1名，启航A岗4名，启航B岗2名）。

团队成员多年来均一直从事金属材料、生物医用材料、复合材料领域的精密成型及先进制造研究工作，并取得了多项重要研究进展。团队负责人李强教授专门从事块体非晶合金材料、非晶/纳米晶软磁材料、材料热处理过程的计算机模拟、冶金设备温度场和热应力的模拟计算等相关方面的研究，发表研究论文100余篇，获得省部级奖励7项，主持科研项目20余项。团队骨干成员梁春永教授较早研究飞秒激光与固体材料的相互作用及其机理，特别是首次在Ti合金表面成功制备规则、可控微纳结构，并获得其祛除机理，拓展了飞秒激光在固体表面获得的规则微纳结构及其应用的领域，成功应用飞秒激光在医学植体材料表面获得了仿生功能化活性结构，促进了医学植入后的早期组织愈合。通过引入飞秒激光光学微加工工艺，将生物活性层的制备由目前的微米量级，提升到了精确、可控的亚微米量级。团队骨干成员杨磊教授为国家特聘专家，2016年获得国家自然科学基金“优秀青年科学基金”项目，主要研究内容包含骨科生物材料和组织工程材料、生物材料的力学性质和行为、单细胞行为的成像与模拟、纳米碳材料/纳米陶瓷和化学气相沉积（CVD）材料及其生物医学应用、材料的生物毒性和环境影响。

研究团队现有实验室面积约150m2，拥有激光加工设备（包括800W连续激光器一台、自制100W纳秒激光器1台、自制飞秒激光器1台、NEWPORT三维电动位移台1套）、精密成型设备（场诱导低压铸造炉1台、自制激光加工系统1套）、真空材料合成设备（真空电弧熔炼炉1台、真空快淬炉1台）、先进材料力学测试设备（金属疲劳试验机1台）、细胞培养设备（细胞培养箱1台、超净台2个、低速离心机1台、倒置生物显微镜1台、水浴摇床1台、空气摇床1台）、电纺丝设备1套、以及各种管式炉、箱式炉、干燥箱等多台。上述硬件基础可保证后续科研工作的顺利开展。