科创中国

新材料技术

成果首次揭示了氧气底吹炼铜机理，构建了系统强化调控理论，完善了底吹炼铜理论基础。结合强化调控理论、计算机模拟和底吹炼铜生产实践，构建了底吹炼铜强化调控方法，并形成了集成调控创新技术。 建立了氧气底吹铜熔炼机理模型和底吹炉内氧势/硫势梯度渐变调控方法，创新开发了炉内功能区域精准调控技术，优化了大型化底吹炉生产实践；揭示了多组元造锍造渣行为规律，建立了基于组元含量映射关系的渣型调控方法，创新开发了渣型与温度耦合的优化调控技术，降低了熔炼渣含铜；建立了基于底吹机理的复杂体系多相平衡计算理论和冶炼过程主参数与伴生元素分配调控方法，创新开发了有价元素定向富集与有害元素强化脱除调控技术，实现了伴生杂质元素定向分配调控；揭示了氧气底吹熔池气液多尺度耦合作用规律，建立了底吹熔池相场协同强化传质调控方法，创新开发了基于熔池气含率与搅拌强度等多参数集成强化技术，提高了复杂含铜资源氧气底吹处理能力

成果建立了强化调控系统理论，构建了系统强化及精确调控方法，开发了强化调控技术。铜复杂资源清洁处理能力提高了30%，炉渣含铜降低至***%，伴生杂质元素脱除率提高了30-50%，氧气利用率达99%，节约标煤***万吨/年，减排***万吨/年，有力提升了氧气底吹炼铜技术市场竞争力。

中南大学材料科学与工程学院材料物理系近十年来承担国家“973”、“863”、国防基础研究、国家自然基金等项目60余项，在Energy Environ. Sci., ACS Accounts of Chemical Research, Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Nano Energy, Acta Mater., Small, Nanoscale, J. Mater. Chem. A等国际SCI刊物上发表学术论文400余篇，获国家及省部级奖励10余项。本系主攻： 一、先进铝合金设计与显微结构表征 二、高性能铜合金及微纳结构 三、纳米材料结构设计及其在能源等领域中的应用 四、电子信息材料 五、高附加值钴基、镍基合金研发及金属3D打印技术