科创中国

金属基热障涂层基础理论与应用设计是一项重要的科研成果，它突破了传统陶瓷材料作为热障涂层单一来源的思维，提出了金属基热障涂层的应用设计理论。该成果研发出了以铁基非晶合金、高熵合金为代表的系列候选涂层材料，从电子和声子微观本质上揭示了涂层隔热机制，获得了低热导率、高耐蚀抗磨和力学可靠的金属基热障涂层，为复杂服役工况下发动机的涂层设计提供了新思路。此外，该成果还揭示了亚稳态金属涂层在长周期热服役环境下的微结构演化动力学特征与涂层性能转变的映射关系，阐明了金属基热障涂层的热致退化机理，明确了涂层结构烧结在性能退化中的主导地位，建立了铁基热障涂层体系的基础理论。在应用设计方面，该成果突破了金属和陶瓷粒子协调变形的控制难题，构建了金属/陶瓷复合热障涂层材料体系，实现了兼具优异隔热和力学稳定性金属/陶瓷复合热障涂层的制备。这一成果具有原创性，得到了国内外同行的肯定与广泛引用，产生了重要的学术影响，具有潜在的工程应用价值。

理论创新：该成果突破了传统陶瓷基涂层的局限，创新性地提出了金属基热障涂层的应用设计理论，为复杂服役工况下发动机的涂层设计提供了全新的思路。材料创新：研发出了以铁基非晶合金、高熵合金为代表的系列候选涂层材料，这些材料具有低热导率、高耐蚀抗磨和力学可靠性，满足了金属基热障涂层的性能需求。机理揭示：揭示了亚稳态金属涂层在长周期热服役环境下的微结构演化动力学特征与涂层性能转变的映射关系，阐明了金属基热障涂层的热致退化机理，为涂层的性能优化和寿命预测提供了理论支持。体系构建：构建了金属/陶瓷复合热障涂层材料体系，实现了兼具优异隔热和力学稳定性的涂层制备，有效抑制了复合涂层隔热性能的退化，提高了涂层的实用性和可靠性。

1. 航空航天领域：

   • 在航空发动机中，金属基热障涂层可以显著提高涡轮叶片等热端部件的工作温度，从而提高发动机的热效率和推力。
   • 涂层可以降低金属基体的使用温度，保护基体免受高温氧化和腐蚀，延长发动机部件的使用寿命。

2. 汽车领域：

   • 金属基热障涂层可以用于汽车发动机的排气系统和涡轮增压器等高温部件，提高发动机的热效率和可靠性。
   • 涂层可以降低发动机的冷却需求，减少油耗和排放，符合当前汽车行业的节能减排趋势。

3. 能源领域：

   • 在燃气轮机、燃煤电厂等能源转换设备中，金属基热障涂层可以提高热端部件的耐高温性能，从而提高设备的热效率和可靠性。
   • 涂层还可以减少设备的维护和更换成本，提高经济效益。

4. 其他工业领域：

   • 在石油化工、冶金等高温工业领域，金属基热障涂层可以保护设备免受高温腐蚀和磨损，延长设备的使用寿命。
   • 涂层还可以提高设备的热效率和生产能力，降低能耗和生产成本。

教职工队伍

• 数量与结构：截至2024年6月30日，北京工业大学教职工总数达到3278人，其中专任教师2193人。专任教师中正高级职称496人、副高级职称859人，形成了合理的职称结构。
• 高层次人才：学校拥有中国两院院士9人，这些院士在各自的研究领域具有卓越的成就和影响力。此外，还有“国家杰出青年科学基金”获得者等领军人才40人，“国家自然科学基金优秀青年科学基金”获得者等卓越人才31人，以及国家有突出贡献专家、享受政府特殊津贴在职专家等众多高层次人才。
• 教学与科研能力：北京工业大学的教职工队伍具有较强的教学和科研能力。他们不仅承担着繁重的教学任务，还积极参与科学研究和技术创新，为学校的发展做出了重要贡献。

学生群体

• 数量与结构：北京工业大学拥有庞大的学生群体，包括本科生、硕士研究生和博士研究生等多个层次的学生。
• 培养质量：学校注重培养学生的创新精神和实践能力，通过丰富多样的课程设置和实践教学活动，提高学生的综合素质和竞争力。近年来，学校在国内外各类竞赛中屡获佳绩，充分展示了学生的优秀素质和学校的培养成果。
• 就业与升学：北京工业大学的学生在就业和升学方面具有较高的竞争力。他们凭借扎实的专业知识和良好的综合素质，在就业市场上受到广泛欢迎。同时，也有大量学生选择继续深造，攻读硕士或博士学位，进一步提升自己的学术水平和专业素养。

团队特色与优势

• 学科门类齐全：北京工业大学是一所多科性市属重点大学，涵盖了工、理、经、管、文、法、艺术、教育等多个学科门类。这种综合性的学科布局为学校的教学和科研提供了广阔的空间和丰富的资源。
• 产学研结合紧密：学校注重产学研结合，积极与企业、科研院所等合作单位开展合作与交流，推动科技成果转化和产业升级。这种紧密的产学研合作关系为学生的实践能力和创新精神的培养提供了有力的支持。
• 国际化程度高：北京工业大学积极推进国际化战略，与多个国家和地区的高校和研究机构建立了广泛的合作关系。这种国际化的办学模式为学生的国际视野和跨文化交流能力的培养提供了良好的平台。

一、推动科技进步

1. 理论创新：该成果在金属基热障涂层的基础理论方面取得了重要突破，为相关领域的研究提供了新的思路和方法。
2. 技术革新：通过应用设计，实现了金属与陶瓷材料的复合，提高了涂层的综合性能，推动了热障涂层技术的革新。

二、提升产业竞争力

1. 提高产品质量：金属基热障涂层的应用可以显著提高产品的耐高温性能、抗氧化性能和耐腐蚀性能，从而提高产品的质量和可靠性。
2. 降低生产成本：通过优化涂层制备工艺和参数，可以降低生产成本，提高生产效率，增强企业的市场竞争力。

三、促进节能减排

1. 提高能源利用效率：在航空航天、汽车和能源等领域，金属基热障涂层的应用可以降低设备的冷却需求，提高能源利用效率，减少能源消耗。
2. 减少碳排放：通过提高设备的热效率和可靠性，可以减少碳排放，为应对全球气候变化做出贡献。

四、经济效益显著

1. 创造经济效益：金属基热障涂层的应用可以为企业带来显著的经济效益，包括提高产品附加值、增加销售收入、降低维护成本等。
2. 推动相关产业发展：随着金属基热障涂层技术的不断推广和应用，将推动相关产业的发展，如喷涂设备制造业、涂层材料研发业等。

五、社会效益突出

1. 提升国家科技实力：金属基热障涂层基础理论与应用设计的成果是国家科技实力的重要体现，有助于提升国家的国际地位和影响力。
2. 促进人才培养：该成果的研究和应用需要高素质的人才支持，将促进相关领域的人才培养和发展。

科研成果持有者将科技成果作为合作的基础和条件，与其他企业，研究机构或个人共同开展科技成果转化活动。