孟祥龙新材料附件2

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1、 申报领域 新材料 申请类别 A类 新世纪优秀人才支持计划申 请 书 申 请 人：孟祥龙 专业技术职务：副教授 所在学校：哈尔滨工业大学 通讯地址：哈尔滨工业大学405信箱 联系电话：86418649 申请日期：2009年9月1日 主 管 部 门：工业和信息化部 中华人民共和国教育部制填写说明一、编写前要仔细阅读新世纪优秀人才支持计划实施办法。二、编写要严肃认真、实事求是、内容翔实、文字精炼。三、申请类别分为：A类 国内申请人；B类 海外申请人。四、“申报领域”包括： 1.数学；2.物理；3.化学；4.化工；5.农业；6.林业；7.电子科学技术；8.计算机与通讯；9.生物与基础医学；10.医疗

2、卫生与临床；11.药学；12.中医药；13.能源； 14.资源；15.环境；16.传统材料；17.新材料；18.先进制造； 19.管理科学与工程(含工商管理)；20.哲学、马克思主义、思想政治理论教育；21.经济学；22.法学；23.政治学、社会学、民族学；24.教育学、心理学；25.语言学、文学、新闻传播；26.历史学；27.艺术学、体育学。每份申请书选填其中之一。请在申请书、申请人清单上注明申报领域的具体类别，如“语言学、文学、新闻传播（文学）”。五、“专业技术职务”指受聘的专业技术工作岗位，如教授、副教授、研究员、副研究员等。六、如无特殊说明，本表各栏不够填写时，可自行加页。七、申请书页

3、面用A4纸，于左侧加软封面装订成册（请不要用塑料封面或塑料文件夹）。申请材料（包括附件）一般不超过40个页码。 一、简表申请人姓 名孟祥龙性别男民族汉出生年月1977年11月专业技术职务副教授行政职务最终学位及授予国家或地区及学校工学博士中国黑龙江省哈尔滨工业大学研究方向形状记忆薄膜及马氏体相变电子邮箱xlmeng所在工作单位（院、系、所、实验室、中心）材料科学与工程学院材料物理与化学系通讯地址及邮编哈尔滨工业大学405信箱，150001联系电话86418649传真手机13895822624个人简历自大学填起起止年月地点学习、工作单位任职1993.9-1997.71997.8-1999.219

4、99.3-2004.62001.2-2002.22002.7-2004.72006.8-2009.82004.7-现在哈尔滨哈尔滨哈尔滨香港哈尔滨日本哈尔滨哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨工业大学材料科学与工程学院香港理工大学哈尔滨工业大学材料科学与工程学院National Institute for Materials Science哈尔滨工业大学材料科学与工程学院大学本科硕士直攻博博士助研讲师博士后副教授主要学术任职日本金属学会 会员美国ASM International 会员二、主要教学和科研工作经历1 主要教学经历迄今为止，共承担过4门材料物理与化

5、学专业本科生课程教学，分别为：“相图与相变”、“晶体学与晶体缺陷”、“形状记忆与超弹性材料”和“计算机在材料科学中的应用”；1门材料物理与化学专业硕士研究生课程教学，为“生物医学材料与器件”，累计近400学时，教学效果优秀。指导认识实习1次，指导毕业设计4人，指导硕士研究生1人，协助指导硕士研究生5人（3人已毕业），协助指导博士研究生3人。2 主要科研工作经历自1999年攻读博士论文起，一直从事形状记忆合金和薄膜材料基础理论和应用研究，博士论文“时效NiTiHf合金的相变行为与形状记忆效应” 2005年获得哈尔滨工业大学优秀博士论文。2001-2002年赴香港理工大学从事智能材料与结构及其工程

6、应用研究， 2006-2009年赴日本National Institute for Materials Science从事形状记忆合金薄膜的马氏体微观组织结构研究。目前重点从事形状记忆合金薄膜的制备、相变、组织与界面结构和应用等方面研究工作。承担总参55所项目1项（已完成），国家自然科学基金1项（项目编号50701013），获得2006年哈尔滨工业大学优秀青年教师培养计划资助，先后参加国家自然科学基金重点项目1项，面上项目2项，其他国家及省部委项目4项。迄今为止，已在Acta Materialia, Scripta Matrialia及Intermetallis等杂志上发表文章49篇，其中SC

7、I 收录30余篇次，被SCI他人引用70余次。三、目前正在承担的主要科研任务（不超过10项）项目编号项 目 名 称经费(万元)起止年月负责或参加项目来源50701013功能梯度TiNi合金薄膜的马氏体相变与超弹性-形状记忆效应复合功能特性研究302008.1-2010.12负责国家自然科学基金50531020应力、温度和磁场耦合作用下的马氏体镶边理论研究及其在新材料设计中的应用1602006.1-2009.12参加国家自然科学基金重点项目总装预研项目1002006.1-2010.12参加总装四、近五年主要创新成果、创新点及其科学意义、经济社会效益，国内外同行评价（需附相关证明复印件）近5年来，

8、申请者重点从事TiNiHf高温形状记忆合金以及TiNiCu记忆合金薄膜的马氏体相变及微观组织结构方面的研究工作，在学术杂志上共发表论文28篇，其中SCI检索23篇次，EI检索26篇次，其中9篇文章被SCI他人引用22次。取得的主要创新性成果如下：(1) TiNiCu窄滞后形状记忆合金薄膜的马氏体相变及组织结构系统研究了TiNiCu窄滞后记忆合金薄膜的马氏体相变及其B19马氏体组织结构，发现薄膜中B19马氏体呈现独特的单变体对形貌，并通过马氏体相变唯象理论和晶体学计算阐明了呈现该种特殊形貌的形成机制，揭示了这种独特的单变体对形貌对薄膜恢复特性的影响规律。(2) 第二相粒子对TiNiCu合金薄膜中

9、B19马氏体组织结构的影响首次系统研究并报道了富Ti和富(Ni,Cu)的TiNiCu合金薄膜中不同类型析出相对B19马氏体的影响；研究发现，富Ti的TiNiCu合金薄膜中，GP区，Ti2Cu和Ti2Ni相粒子对B19马氏体半条生长的阻碍作用依次增强；而在富(Ni,Cu)的TiNiCu合金薄膜中，细小弥散的Ti(Ni,Cu)2相粒子不明显阻碍马氏体板条的生长，Ti(Ni,Cu)2相粗化后则可中止马氏体板条的生长，形成胞状结构；在此研究的基础上，解释了TiNiCu合金薄膜的应变恢复特性随着退火温度的升高而降低的本质原因。(3) TiNiHf高温形状记忆合金的形状记忆效应与马氏体组织结构首次提出利用

10、“增Hf增Ni”的方法来提高TiNiHf高温形状记忆合金的相变温度；研究发现并改善其机械性能和形状记忆效应。系统地研究了TiNiHf高温形状记忆合金的应力诱发马氏体相变行为及其微观组织结构，解释了TiNiHf高温形状记忆合金在母相状态下变形不呈现应力平台的原因，揭示了TiNiHf高温形状记忆合金的力学性能与微观组织之间的内在联系。(4) TiNiHfCu四元合金与薄带的马氏体相变及组织结构系统研究了Cu添加对TiNiHf高温形状记忆合金体材料和薄带中马氏体相变和显微组织的影响；研究发现，Cu的添加对相变温度的影响很小，但改变B19马氏体的晶格常数；阐明了均匀弥散析出(Ti,Hf)2Ni第二相粒

11、子在TiNiHfCu合金薄带中对马氏体组织结构和界面结构的影响规律，解释了TiNiHfCu合金薄带中马氏体的亚结构从(001)复合孪晶转变为(011)I型孪晶的物理本质。(5) TiNi基记忆合金的航天应用参与研制的TiNi合金均载连接套管和TiNi超弹性低频减振板簧已于两种航天型号上成功应用，并获国家发明专利1项。五、近五年重要论著及被引用情况（不超过10篇、部，其中5篇学术代表作附复印件；人文社会科学被引情况仅限CSSCI）论文、专著名称年份学术期刊或出版社名称（影响因子）卷(期)页作（著）者名次引用次数Structure of Martensite in Sputter-deposite

12、d (Ni,Cu)-rich Ti-Ni-Cu Thin Films Containing Ti(Ni,Cu)2 precipitates2009Acta Materialia (3.729)571525-153510Microstructure and Martensitic Transformation Behaviors of a Ti-Ni-Hf-Cu High-temperature Shape Memory Alloy Ribbon2009Philosophical Magazine Letters (1.548)89(7)431-43810Structure of Marensi

13、t in Ti-ich TiNi-Cu Thin Films Annealed at Different Temperatures2008Acta Materialia (3.729)563394-340210Transmission Electron Microscopy study on Microstructure of B19 Martensite in Sputer-deposited Ti50.2Cu30Cu19.8 Thin Films2008Scripta Materialia (2.887)59(4)451-45410Shape-Memory Behaviors in an

14、aged Ni-rich TiNiHf High Temperature Shape-Memory Alloy2008Intemetalics(2.034)16(5)698-70511Influence of Ti2Cu Precipitates on B19 Martensite Structure in a Ti-rich Ti-Ni-Cu Thin Film2008Philosophical Magazine Letters (1.548)88(8)575-58210Effect of Aging on Martensitic Transformation and Microstruct

15、ure in Ni-riched TiNiHf Shape Memory Alloy2006Scripta Materialia (2.161)54(9)724-72712Phase Transformation and Precipitation in Aged TiNiHf High temperature Shape Memory Alloys2006Material Science and Engineering A (1.490)438-440666-67010Microstructure and Phase Transformation of quaternary TiNiHfCu

16、 High Temperature Shape Memory Alloys2005Intermetallics (1.557)13(2)197-20111Two-way Shape Memory Effect of a TiNiHf High Temperature Shape Memory Alloy2004Journal of Alloys and Compounds (1.562)372(1-2)180-18618六、近五年授权发明专利及转让情况（附授权专利证书复印件）专利名称授权专利号年份授权国家或地区本人名次经济效益（万元）元）用于低频减振的TiNi合金板簧的制备方法ZL 2005

17、10010443.X2005中国230七、近五年获奖目录（限填国际学术性奖励、国家级科研或教学奖励以及省部级科研成果一等奖以上或者相当的奖励，并附证书复印件）获奖项目名称 奖励类别（等级）授予单位获奖时间本人排名TiNi基记忆合金的马氏体相变理论与应用技术基础研究一等（自然类）黑龙江省20074八、获资助后拟开展的主要研究内容、关键科技问题及预期成果拟开展的研究为“超高强度快响应Ti-Ni-Cu记忆合金薄膜的B19马氏体在变形过程中的微观组织结构研究”。TiNi基合金薄膜具有高的单位重量输出功、大相变恢复应变和应力，且易于采用标准制版技术刻蚀加工和批量化生产，可用电流加热改变温度实现动作，是微

18、电机系统（micro-electro-mechanical system, MEMS）中一种潜力巨大的高性能驱动材料。其中Ti-Ni-Cu合金薄膜的相变滞后最小仅有4K，可以实现快速响应，因而成为微驱动材料和形状记忆材料研究的重点和热点。目前，常用的TiNi基合金薄膜的输出应力约为500MPa，当载荷高于该值时，则引入塑性变形，使得微驱动元件失效。传统的二元TiNi合金薄膜已经不能很好地满足MEMS系统对驱动元件小尺寸和大输出应力及应变日益提高的要求。申请者最近的初步研究发现，磁控溅射制备的高Cu含量（10at.%）TiNiCu合金薄膜在通过适当的后续处理后，其输出应力可高达1GP以上，且同时

19、兼具5.5%以上的输出应变，这无疑能够进一步减小驱动元件的尺寸，缩短动作响应时间，并提供更大的输出应力和应变，充分满足MEMS系统中对形状记忆驱动元件的要求。与普通二元TiNi合金的马氏体为B19单斜结构（monoclinic）不同，高Cu含量的TiNiCu合金薄膜的马氏体为B19正交结构（orthorhombic）；而且，普通的二元TiNi合金薄膜的完全可恢复的输出应变通常在应力-应变的应力平台范围以内，而对于TiNiCu合金薄膜的盈利平台范围仅为3%左右，但其完全可恢复的输出应变却高达5.5%以上，目前B19马氏体在变形过程中的微观机制尚不清楚，这已成为提高TiNiCu合金薄膜智能驱动特性

20、及拓展其应用范围的关键问题。申请人拟从TiNiCu合金薄膜的成分设计入手，采用磁控溅射方法制备TiNiCu合金薄膜，采用不同的后续热处理工艺获得超高强度；阐明TiNCu合金薄膜中B19马氏体在变形过程中的微观组织演化规律，揭示其变形微观机制，建立其与大完全可恢复输出应变特性之间的内在联系，为新型微驱动材料的设计和开发提供新思路和理论指导。这些研究对于丰富马氏体相变与马氏体理论，拓展形状记忆合金薄膜的进一步应用具有重要理论意义和实际价值。主要研究内容1. 超高强度TiNiCu合金薄膜形变后的马氏体组织结构与界面结构采用多靶磁控溅射方法制备TiNiCu合金薄膜；系统研究不同变形条件下的TiNiCu

21、合金薄膜中马氏体的形变组织结构、亚结构，马氏体变体间界面结构以及马氏体内孪晶界面结构，建立相应的界面结构模型；阐明界面结构与界面可动性之间的内在联系，揭示B19马氏体在变形过程中的组织结构演化规律。2. 析出相对TiNiCu合金薄膜变形行为和组织结构的影响研究TiNiCu合金薄膜中在后续热处理过程中析出的第二相在变形过程中对马氏体组织结构和界面结构、马氏体变体间界面可动性以及应力诱发相变行为的影响规律，并建立相应的物理模型，揭示TiNiCu窄滞后合金薄膜兼具GP级超高强度和大完全可恢复输出应变的物理本质。3. 超高强度TiNiCu窄滞后合金薄膜的应变恢复特性研究TiNiCu窄滞后合金的应力-应

22、变关系及其应变恢复特性的影响因素和规律，揭示B19马氏体形变组织结构和GP级TiNiCu窄滞后合金薄膜应变恢复特性之间的内在联系。关键科技问题1. 合理设计TiNiCu记忆合金薄膜成分和后续热处理工艺，获得兼具GP级超高强度和大完全可恢复输出应变的薄膜；2. B19马氏体在应力作用下组织演化规律和微观变形机制；3. GP级超高强度的TiNiCu合金薄膜变形过程中当应变远超出应力平台对应的应变范围后仍能呈现大的完全可恢复应变的物理本质。预期成果1. 确立兼具GP级超高强度与大完全可恢复输出应变的TiNiCu合金薄膜设计准则，获得高质量TiNiCu窄滞后合金薄膜；2. 阐明TiNiCu合金薄膜中B

23、19马氏体形变过程中的组织结构演化规律，揭示其变形微观机制；3. 揭示GP级TiNiCu窄滞后合金薄膜兼具有高强度和高应变恢复特性的物理本质；4. 在国内外权威期刊上发表SCI论文610篇，累积论文影响因子超过10。九、经费预算开户单位名称哈尔滨工业大学开户银行帐号3500040109008900513预 算 支 出 科 目金 额（万元）预 算 根 据 1. 科研业务费测试/计算/分析费16.0组织结构分析，形状记忆效应及应变恢复特性测试以及计算模拟费等能源/动力费3.0水、电、房费等会议/差旅费5.0调研，相关会议注册及差旅费等出版物/文献/信息传播费2.0论文发表，资料查阅，印刷复印费等合

24、计26.02. 试验材料费(哲学社会科学田野调查费)原材料/试剂购置费6.0Ti、Ni、Cu等原材料费，腐蚀抛光等辅助材料费等薄膜制备费10.0靶材熔炼，薄膜制备费等合计16.03. 协作费高分辨电镜协作费3.0高分辨电镜分析费等合计4. 国际合作费出国合作交流费3.0邀请国外专家来华交流费2.0合计总计50.0十、校学术委员会评审意见对申请者业务水平、创新能力及研究工作设想的科学性、经费预算的合理性等签署具体意见申请者长期从事形状记忆合金及其薄膜的基础理论和应用研究，成果卓著，创新能力强。研究工作设想目的明确，研究基础丰厚，具有很强的基础理论和实际应用价值，经费预算合理可行，同意申报。校（院）学术委员会主任（签章）2009年 9 月 1 日十一、校（院）长审核意见对是否同意申报，对申请者匹配资助经费及所需人力、物力条件保障等签署具体意见同意申报，具备申请者开展研究所需的匹配经费和人力、物力条件。校（院）长（签章）2009年 9 月 1 日十二、主管部门意见同意申报。（盖章） 2009 年 9 月 10 日十三、专家组评审意见评审组长（签字）年 月 日十四、教育部意见（盖章） 年 月 日