2025年12月10日下午15:00-16:00,在雁塔校区材料学院会议室(4号教学楼207室),应我院杜立飞和汤祎副教授邀请,西北工业大学材料科学与工程学院杜乘风副教授(博士生导师)向我院全体研究生开展了题为“三元层状陶瓷面外有序结构固溶及其摩擦学性能”的学术报告。参加报告的有材料学院附院长杜立飞教授,教师代表汤祎老师、赵幸老师、白钰航老师、王子婧老师。
杜乘风副教授2018年底加入西北工业大学材料学院,现为先进润滑与密封材料研究中心刘维民院士团队骨干成员,主要从事MAX相陶瓷及其行生物复合材料的合成、结构调控以及苛刻工况抗磨减摩相关应用研究。

MAX相陶瓷以其独特的纳米层状结构,兼具金属的导电导热、可加工性与陶瓷的耐高温、抗氧化等优异特性,被誉为“可加工陶瓷”,在航空航天、核能、先进动力系统等极端环境下的摩擦学与防护领域前景广阔。长期以来,科学家们发现,随着MAX相中碳化物层(“Mₙ₊₁AXₙ”中的“n”)增厚,其晶体结构中的过渡金属原子会呈现不对称排列,形成所谓的“面外有序”结构。然而,传统认知与制备技术严重限制了此类有序结构中金属元素的种类与组合,制约了材料性能的进一步优化与功能定制。

面对这一挑战,杜乘风副教授团队迎难而上,通过创新的材料设计与合成策略,成功突破了面外有序MAX相在元素组成上的传统局限,实现了多种新型过渡金属元素在面外有序结构中的稳定引入与精确排布,构筑出新型面外有序MAX相陶瓷,极大地丰富了该类材料的家族图谱。
更为重要的是,该团队并未止步于材料合成,而是深入探究了“金属元素组成—面外有序结构演变—宏观摩擦学性能”三者之间的内在关联与作用规律。其团队通过先进的材料表征技术与系统的摩擦磨损实验发现,特定元素组合所诱导的精确面外有序结构,能够显著影响材料的硬度、韧性、抗氧化性以及在摩擦过程中的表面演化行为。

这项研究成果标志着我国在高端层状陶瓷材料的基础研究与性能调控方面走在了国际前沿。其所揭示的规律为面向国家重大需求,设计下一代高性能固体润滑与防护材料提供了关键的科学依据和全新的设计思路。未来,这类可定制化的新型面外有序MAX相陶瓷,有望应用于新一代航空发动机、重型燃气轮机、先进核反应堆以及高速轨道交通等关键系统的摩擦学部件,显著提升装备的可靠性、耐久性与极端环境适应能力,为高端装备制造与安全运行注入强劲的“材料动能”。
本次讲座在热烈的掌声中圆满结束。杜乘风副教授深入浅出的讲解,不仅系统展示了我国在MAX相陶瓷前沿基础研究中的重要突破,更以生动的案例揭示了从原子排列到宏观性能的科学调控逻辑,为在座研究生提供了宝贵的学术示范。希望同学们能从中汲取营养,在未来科研道路上勇于探索未知、敢于突破边界,将论文写在祖国大地上,为提升我国关键材料与核心部件的自主创新能力贡献青春力量。学院将持续搭建高水平学术交流平台,助力研究生成长与国家材料学科发展。
