著名钢铁材料专家雍岐龙教授和马鸣图教授来我室交流讲学

发布人:  发布时间:2019-07-06  浏览次数:10

近日,美国国家学术出版社出版发行美国科学院等编写的《Frontiers of Materials Research: A Decadal Survey(2019)》。7月5日,应王国栋院士邀请,著名钢铁专家钢铁研究总院雍岐龙教授和中国汽车工程研究院马鸣图教授来我室结合各自的研究工作解读这份报告,并与RAL师生进行了热烈的讨论。信息学院汪晋宽教授、我室王昭东主任、刘振宇副主任、张殿华副主任等教师和研究生参加了报告会,报告会由王国栋院士主持。



雍岐龙教授以《材料基因组与非金属元素》为题为我室师生作了学术报告,从电子、原子尺度等方面介绍了B、C、N、O、Si等非金属元素对钢铁相变的影响机理,并就其中的关键基础问题提出了重要的研究课题和独到的解决思路。


马鸣图教授以《汽车材料的发展和基础研究的思考》为题,根据汽车材料轻量化发展趋势,就汽车用先进高强钢中的氢脆和延迟开裂、超高强钢的韧性评价、高强高韧变形铝合金的研发等重要问题进行了讨论。


RAL唐帅副教授和王晨充博士报告了他们以计算材料科学与工程为工具,解决材料表征、合成与加工、建模方面具体课题的研究进展。


王国栋院士最后发言指出,阅读这份《Survey》,可以大致了解美国材料研究的现状和未来发展方向。从中我们可以看出,今天我们能够以前所未有的深度去理解和应用材料、发展新材料、促进社会进步,特别依赖于包括材料表征、合成和加工以及计算建模能力等方面巨大的进步。我们必须从电子-原子尺度出发、以统领世界万物发展的第一性原理等重要理论来理解材料的结构、设计和动力学,掌握材料的微结构-组织-性能关系,开辟材料科学发展和材料应用的美好前景。与这种趋势相适应,材料研究的工具、平台、设施也出现了重要的新趋势。作为重要的表征工具,电子显微镜、原子探针、扫描探针等允许人们从原子尺度上研究材料的结构和化学。而同步光源等超快速的检测方法,允许人们进行原子尺度材料动力学的深入研究。包括原位测量在内的3D/4D测量技术为材料的表征提供了新的研究思路与手段。


他指出,美国开展的集成计算材料工程项目(ICME)、材料基因组工程(MGI)等计划,将计算材料科学与工程的计算和模拟方法与材料的表征方法、加工与合成方法相融合,大大加速了材料发现和新材料研究、应用的进程。基于密度泛函理论(DFT)的计算机软件包,包括商用软件VASP、CASTEP和各种开源软件,用于预测材料结构与性能的关系,发现新的材料,增强了实验数据与商用数据库之间的交互水平。在计算材料性能、拓展计算材料空间、识别新的结构、发现量子相、识别相与相变等方面,有监督、无监督机器学习算法发挥了重要的作用。机器学习方法极富成效的拓展了材料发展空间,为识别和开发新的材料结构和具有特定性能的新材料提供了新的可能。


王国栋指出,材料科学的发展已经进入到一个新的阶段,这个新的阶段的特色就是计算材料科学工程和信息技术的结合发挥着关键作用,将材料科学的研究引向更深刻的、以前无法达到的深层次和更高保真度与计算精度的定量研究。RAL应当抓住这次材料科学转型发展的大好时机,将计算材料科学和工程与人工智能、机器学习、数据库等智能化、信息化手段结合起来。通过学科交叉,提高材料评价与表征、合成与加工、建模与计算的能力和水平,瞄准世界材料科技前沿,大力加强“从0到1”的基础研究与应用研究,并通过产学研融通发展、协同创新,着力实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破和工程转化应用,全面提升实验室原始创新能力、科技支撑能力和行业的无可替代性,为实现中国钢铁领跑世界提供强大驱动力。


最后,王国栋指出,为了达到上述目标,我们必须加强改革开放,大力推进协同创新。老师与学生要走出实验室,向国内外材料研究转型发展做得好的单位和人才学习,努力掌握材料评价与表征、合成与加工、建模与计算等方面的理论和实践,不断提高高水平基础研究的能力。合成与加工是我们的强项,我们要进一步发挥优势,大胆创新,努力研究、发明新的加工、制备方法与技术,提高我们的合成与加工的能力,在实践中不断发现和提出新的问题,催生创新的思路和理念。同时,针对我们高端表征装备及使用能力的短板,有的放矢的走出去,通过科研合作,求教于遍布世界的表征“高手”,主动分享国际上最新的高水平研究手段。我们还要发挥自己的优势,将我们在加工学科开展自动化、智能化研究的经验进一步发扬,实现计算材料科学工程与信息化、智能化的结合,推进我们材料研究能力的提高。我们要根据需要,聘请我校相关学科和国内外先进的人才、团队来我室交流讲学,承担开放课题,指导研究生,传授相关的研究经验和成果,开设计算材料科学工程及人工智能、机器学习等相关课程,帮助培养熟练掌握相应软件计算理论、设计方法、应用技巧、并能够用来解决实际问题的复合型材料研究人才。相信通过我们大家的共同努力,RAL一定能够实现研究工作的转型升级和现代化,促进“从0到1”的原创性研究的广泛开展,并一定能够在转型发展的实践中建立起复合型人才组成的新型现代化材料研究队伍。


会后,雍岐龙教授和马鸣图教授与广大教师、研究生就相关科研课题进行了深入的学术交流。