发展规划与学科建设处

福州大学“十五”“211工程”新材料先进制备技术研究与应用

发布日期:2015-12-01 发布者:发展规划与学科建设处
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一、本项目建设目标和建设任务完成情况

(一)本项目建设概况

1、本项目“十五”“211工程”的建设目标

材料的使用和发展是人类进步的里程碑,也是现代文明的重要物质基础,材料不仅是目前经济建设各行业的物质基础,也是新技术开发和高技术产业发展的先导,材料工业本身也是一个重要的产业。材料科学与工程是随着现代科学技术的发展而形成的一门新兴的、多科性的工程学科。从某种意义上说,材料学科的发展将直接影响经济建设和社会发展。因此,当今各工业大国都把它列为优先发展的重点领域之一。我国一向把基础材料列为国民经济建设的重点,把新材料定为我国“863”高技术计划的主要研究领域之一,我省的“九五”计划和2010年规划中,材料科学都被列为优先发展领域,新材料列为我省高技术研究与发展的三大领域之一。福建省要发展外向型经济,发展支柱产业都离不开材料这个基础,离不开材料科学与工程的发展。

先进材料的制备技术研究与应用重点学科建设项目属材料科学与工程一级学科领域,主要涉及材料物理与化学、材料学和材料加工工程三个二级学科专业,由福州大学材料科学与工程学院承担建设,有一个材料学专业博士学位点和三个二级学科硕士学位点。该学科有三个研究方向,分别为:先进材料与工艺研究方向、纳米材料与表面技术研究方向和生态环境材料及资源综合利用研究方向,将以纳米功能材料及其制备技术作为发展重点,旨在经过“十五”的建设,在重点科研攻关、梯队建设、学位点建设和高层次人才培养等方面取得若干具有一定显示度的标志性成果,使学科主要研究方向进入材料科学前沿,并跨入国内外先进水平行列,并将取得显著的经济效益和社会效益。

2、本项目“十五”“211工程”建设的主要任务

本建设项目将在“九五”“211”工程重点学科建设项目的建设成果的基础上,以材料学博士点建设为核心,以高层次人才培养为重点,以瞄准国际材料科学前沿为目标,加强学科带头人和学术骨干的培养,以及材料研究和人才培养基地的建设。面向国家经济建设和跟踪材料科学研究前沿及国际发展动态,并根据福建省经济建设的需求,对现有的四个学科研究方向(材料力学行为、新材料、表面工程和无机特种材料)进行调整和充实,即调整两个主要方向,充实一个新的研究方向形成三个学科研究方向,即:先进材料与工艺、纳米材料的制备与应用、生态环境材料及资源综合利用,并以纳米功能材料及其制备技术作为发展重点,经过“十五”期间的建设,在重点科研攻关、梯队建设、博士硕士点建设和高层次人才培养等方面取得若干具有一定显示度的标志性成果。使主要学科研究方向进入材料科学前沿,并跨入国内领先或先进水平行列,某些研究领域达到国际领先或先进水平,获得一批具有显著经济效益和社会效益的成果,生态环境材料及资源的综合利用、新型高温固体自润滑材料、高性能铝材的国产化、表面加工改性、新型金属结构与功能一体化材料、新型建筑材料、固体废弃物的综合利用、天然高分子材料的合成改性等方面形成本学科的特色和优势,使本学科的整体水平达到全国地方大学同类学科的一流水平,某些研究方向和领域达到国家“985”工程院校同类学科的先进水平,成为国家和福建省的材料科学与工程的研究中心,争取再建“材料物理与化学”、“材料加工工程”两个二级学科专业博士点及材料学科一级学科博士点,并争取建成材料学博士后流动站,从而为国家和福建省的新材料产业的发展做出更大的贡献。

建设具有资源共享可制备新材料的实验平台。着力于金属间化合物、形状记忆合金、磁性材料、微波陶瓷、高温固体自润滑合金、高温特种结构陶瓷、准晶及非晶态合金、储氢合金、减振与弹性合金、电接触合金等多种结构与功能一体化新材料的熔炼制备。

生态环境材料及资源综合利用研究方向主要是结合课题先建立高分子材料的基本平台,建立6名以上硕士博士组成的教学科研队伍,特别结合本科学生实验的基本仪器设备来购置和高分子研究基本设备来建设。

3、本项目“十五”“211工程”建设总投资及使用情况

本建设项目“十五”期间拟安排1200万元建设资金,其中中央专项资金330万元(国家发改委165万元,国家财政部165万元),省政府配套资金800万元,学校自筹资金70万元。资金用途如下:

购置仪器设备:873万元

实验室建设与改造:37万元

网络建设与图书资料:60万元

队伍建设、人才培养:150万元

学术交流:80万元

(二)本项目“十五”“211工程”建设任务完成情况

1、建设目标和建设任务以及具体指标完成情况

本项目通过“十五”期间“211工程”重点建设,使各研究方向基本具备了良好的硬件条件,为今后先进材料的制备与应用研究重点学科的继续发展搭建基础平台。具体表现在:

(1)截止目前,本学科梯队成员中具有博士、硕士学位的比例达到83%,其中博士学位比例达到50%;具有教授职称人数9人,副教授职称人数12人;另有3人在职攻读博士学位。五年来,共引进人才8名,其中教授1名,副教授、博士7名。使本学科教师队伍的结构有了明显改善,整体素质明显提高。

(2)立项了一系列重大科研项目,主要有:国家“863”项目“铝型材厂工业污泥的综合利用”,“Ni-Al-C合金中石墨的生长机理及球化理论研究”等四项国家基金项目以及特种陶瓷、纳米材料、等离子喷涂和“高沸醇溶剂法制备纸浆与木质素项目中试”等10多项福建省重大专项和科技计划重点项目。

(3)本学科已通过研究成果鉴定3项,已发表论文305篇,其中SCI 收录54篇,EI收录73篇,ISTP收录2篇,申请国家专利28项,已授权发明专利10项,实用新型专利4项。

(4)建设材料学二级博士点和材料学一级硕士点(包含材料学、材料物理化学及材料加工三个二级硕士点),以及材料工程工程硕士点,培养博士、硕士研究生68名。2005年材料学学科再次被确定为福建省重点学科。

2、建设资金到位、使用、完成及管理情况

“十五”期间,本项目实际到位建设经费1231万元,其中中央专项资金330万元(国家发改委165万元,国家财政部165万元),地方政府专项资金823万元,学校自筹配套资金78万元。截止到今年2月已完成建设经费1231万元,其中用于购置仪器设备985.58万元;用于实验室改造与维修57.42万元;用于图书资料、学术交流、人才引进和培养等共计188万元。

本建设项目在资金的管理与使用上严格按照《福州大学“211工程”建设项目财务管理办法》有关规定执行,每年根据学校制定的经费预算,制定本建设项目的年度实施计划,经校“211工程”建设办公室核准后执行。本项目在经费执行过程中,由“211工程”办公室、监审处和计财处共同监督,计财处负责财务核算,专项经费由项目带头人审批,超过10万元的还需报分管校长审批。经费开支情况定期(一般为半年)在本单位公布。“211工程”建设专项经费实行专项管理、专款专用、单独核算。

3、仪器设备购置(调整)、使用及管理情况

“十五”期间购置的主要仪器设备有三维视频、四靶双离子溅射仪、GPC凝胶色谱、YAG激光器、岛津红外光谱仪、同步热分析、4294A精密阻抗分析仪、X射线衍射仪等设备共计985.58万元,其中单台价值10万元以上的设备16台套,共计579.48万元。建成了具有资源共享可进行新材料合成、制备、加工和应用研究以及对材料结构、性能进行表征、分析的研究平台,搭建了合成和应用研究工作平台及实验室用辊道窑等。已投入运行的设备,运行正常,收到了良好效益。

为了加强材料学科的建设与发展,材料科学与工程学院统筹组建院中心实验室,承担和负责本学科贵重仪器设备的管理和协调运行,从而为本学科的建设提供了有力的组织与管理等保证。

学院党政领导对学科建设十分重视。本建设项目在仪器设备购置工作中,尤其对重点学科大型仪器设备购置能够严格按照国家、省有关“211工程”建设的管理办法和《福州大学“211工程”建设项目管理条例》、《福州大学“211工程”建设项目仪器设备管理办法》等文件规定执行,对10万元以上大型仪器设备或单批量在10万元以上的设备购置严格按照专家论证、学校审核、上报审批、招标采购、安装验收等程序进行。仪器论证工作请校资产处、211办、监审处等有关部门共同参予,做到了公平、公正和公开。所购置的大型仪器设备指定专人负责,在使用过程中适时做好仪器设备使用、维护的各项记录。

“十五”期间,本学科所购仪器设备主要用于学科公用平台建设,力求资源共享,为整个学科建设服务,并且认真组织论证、购置和严格管理,取得较好的效果。此外,在设备购置、图书购置等方面,围绕着面向经济建设、面向支柱产业这一目标,对某些有潜力的研究课题或学科重点扶持的发展方向实行倾斜政策,注重把有限的资金用在刀刃上,确保重点研究方向和课题取得成果;同时兼顾到总体实验条件的改善,以增强材料学科的整体水平。

二、本项目“十五”“211工程”建设效益分析

(一)本项目“十五”“211工程”建设成效

通过“十五”“211工程”建设,以项目带动,建设了一支立足科技前沿、具有创新能力、具有较强新材料开发能力、在国内具有一定影响、结构合理、具有创新精神的学术梯队。

通过滚动式发展使该领域在科技创新、新材料制备、人才培养方面取得了明显进步。研究生培养规模进一步扩大,质量有了较大提高,若干研究方向的整体研究能力和水平上了一个新台阶。

通过购置仪器设备,进行实验室改造,极大地改善了教学、科研条件,提升了人才培养能力和研究水平,为学科发展、学术水平提高奠定了坚实基础。建成具有较强研发能力的高水平新型结构与功能一体化金属材料制备实验室,以及具有一定中试能力的应用基地。

(二)本项目“十五”“211工程”建设已取得的标志性成果

1、对“十五”期间“211工程”建设已取得的标志性成果从其水平、意义和影响等方面介绍

经过“十五”期间的重点建设,本建设项目取得了若干具有一定显示度的标志性成果,对我校的学科建设做出了积极的贡献。

(1)“铝型材厂工业污泥的综合利用”课题获得国家“863”项目资助。该项目建立了在《铝型材厂污泥综合利用》方面的自主知识产权,在具有高附加值的铝型材厂污泥综合利用方面作出了成果。课题研制出三种子课题的中试产品,在实际生产中考验使用,各种指标已达到“863”合同指标要求。本课题研制的莫来石窑具材料在福建省德化协发光洋陶瓷有限公司使用,使用寿命高达100多次,解决了利用莫来石为原料研制日用陶瓷匣钵材料的难题,代替进口产品,该成果属于国内首家研究,能达到国内外领先水平。利用铝厂污泥合成的堇青石材料研制的棚板,中试产品在陶瓷厂使用,用户反映良好,其特点是强度高,不落渣,能烧制高质量的陶瓷制品,使用次数高达300次以上,受到用户的欢迎。中试活性氧化铝比表面积、孔容、堆积密度和平均孔径已达到合同要求。中试产品已在福建榕昌化工有限公司、龙岩港龙化工有限公司使用,其再生能力优于国内现有使用的活性氧化铝产品,其再生能力强,效果显著,使用成本低,具有很强的市场竞争能力。因此利用铝型材厂污泥制备活性氧化铝属国内首家研究产品,其成果可达到国内外领先水平。上述成果为三个子课题推广应用和产业化提供了可靠和稳定的配方和最佳工艺控制条件。目前正在进行规模化生产的工作。本课题已申报了8个国家发明专利,其中2项已授权。已发表了14篇学术论文,其中SCI收录10篇,录用待发表5篇。完成硕士论文8篇,博士论文2篇,培养硕士生14人。

(2)纳米结构高寿命钛阳极的开发与应用

阳极材料是电化学装置的核心技术,这一研究具有理论意义和现实意义。由De Nora公司引领并一直占据国际主要市场的DSA涂层的开发,被誉为是二十世纪的革命。

本研究提出纳米结构提高钛阳极寿命的新思路,解决了其难以克服的缺陷:(1)晶粒尺度不均;(2)相结构不佳和(3)成分分布不均。提出纳米结构提高寿命钛阳极的新构思,获得具有D=10nm的涂层结构。

获得异常优越的综合性能,成本和活性相当的情况下,寿命提高15倍。

本项研究获福建省科技进步一等奖奖励(2001年),获国家自然科学基金委员会表彰的863优秀参展项目(2001年), 获福建省科委表彰的优秀开发项目(2001年),该成果为我国大型次氯酸纳设备的国产化解决了核心技术,在秦山核电厂等企业应用后社会、经济效益显著

(3)“非晶态Fe-Ni-P合金的电沉积及其镀层性能”项目获得2002“福建省科技进步三等奖”,该项目首次成功地开拓了Fe-Ni-P合金电沉积非晶态功能新材料及其相关理论,解决了Fe-Ni-P合金镀溶液的配方及其新工艺,改善了Ni-P非晶态合金的磁化性能、热稳定性、耐磨性、耐蚀性和表面硬度等,是具有广阔工业应用前景的新材料和新工艺。该项目系统地研究了电镀规范、镀层合金含量对性能的影响规律,揭示了沉积层晶化转变的物理本质。该项目系统、全面地研究了Fe-Ni-P镀层的摩擦学性能和磨损机理,发现了建立于晶体位错理论的剥层理论不能用于解释该非晶镀层的摩擦学现象,提出了适合其磨损损伤的物理模型,为丰富非晶态镀层的摩擦学理论和工业应用做出贡献。该研究成果填补了我国在铁组金属一半金属系非晶合金镀方面的研究空白,开辟出新的耐磨、减摩材料的研究领域,具有开拓性和创新性,成果达国际先进水平。

(4)新型高温固体自润滑材料的制备与开发取得系列成果。固体自润滑材料在高温摩擦环境、无油轴承、发动机活塞环、真空轴承等高科技领域具有重要的应用前景。2001年至今,本课题组先后研制出系列高密度,高韧性的新型Ni-Cu-石墨合金;抗高温耐腐蚀的Ni-Al-石墨系列合金、Ni3Al-石墨合金;研制出价格相对较低并具有良好自润滑性能的Ni-Fe-石墨系列固体自润滑合金;研制出具有高塑性、良好导电性、可热轧成板材、线材的Ni-石墨合金。上述研究已获得中国发明专利5项。在各类学报上发表论文10篇,被Ei收录6篇, 获2004年度国家自然科学基金资助项目一项。

为进一步提高固体自润滑材料的耐磨性以及开发价格更低、性价比更高、适合民用工业应用的新材料,目前本课题正着重开发Fe3Al基-石墨和高锰钢基-石墨两种新型固体自润滑材料,这种新材料与以往的固体自润滑材料相比,将完全节约稀贵金属,体现出低价格、高耐磨性、优异自润滑性的特点。

(5)“髙沸醇溶剂法制备纸浆与木质素研究”课题,从可持续发展的角度充分利用天然植物原料中的纤维素和木质素,又能克服传统造纸工业的环境污染问题,具有特别重要的实际意义,目前正在实施中试,产业化之后高沸醇木质素将成为可以替代石油化工产品的新型高分子改性剂,既有重要经济效益,又会产生重要的社会效益。髙沸醇溶剂法制备纸浆与木质素获得在2005年9月由中国发明协会主办的全国发明展览会上荣获铜奖(项目编号D082,证书编号153091)该项目发表了48篇论文,共申请相关专利10项,已授权2项。本项目的中试正在进行,将于2006年4-5月通过鉴定。

2、按标志性成果的重要性、水平和影响程度排序

(1)国家863项目资助项目“铝型材厂工业污泥的综合利用”通过专家鉴定

(2)纳米结构高寿命钛阳极的开发与应用

(3)“非晶态Fe-Ni-P合金的电沉积及其镀层性能”获2002年度福建省科技进步三等奖

(4)新型高温固体自润滑材料的制备与开发取得系列成果

(5)“髙沸醇溶剂法制备纸浆与木质素研究”取得重要成果

(三)本项目“十五”“211工程”建设存在的主要问题;与“九五”建设相比,本项目“十五”“211工程”建设有哪些进步和重大突破;“九五”以来“211工程”对本项目建设和水平提高以及对国家、地方经济建设和社会发展所起的重要作用

本项目实施的效果是显著的,但是由于材料学科有三个不同的研究方向,直接用于资助学科建设的经费偏少。在经费有限和全院硬件设施薄弱的情况下,强调全院共享硬件设施,这对改善全院的工作条件、促进各学科的发展也起了积极的作用。但本项目在“十五”“211工程”建设中也存在问题,主要在于:

(1)学科现有人员较少,又要承担大量的本科和研究生的教学任务,投入科研的时间和人力相对单薄。

(2)引进人才相对困难,这与总体环境及引进条件有关。

(3)重大项目和国家级项目较少,影响还不够大。研究生招生人数较少。

(4)材料研究的设备更新较快,价格有较昂贵,尽管已拥有较多的先进仪器设备,但现有的仪器设备仍满足不了发展需求。

(5)实验用房及科研人员所需的房间严重不足。

(6)用于学科建设的投入还不够。人才队伍,尤其是30-40岁左右年轻学术带头人的成长还不够快,对争取一级学科博士点影响巨大。

与“九五”建设项目相比,本项目通过“十五”“211工程”建设,在学科队伍、科研工作以及人才培养以及学位点建设方面都取得了显著成绩,使本学科的整体实力和水平得到显著加强。从“九五”以来,“211工程”极大促进了本学科的发展,使本科生和研究生培养数量和质量有较大提高,逐步成为国家、地方经济建设和社会发展所需的材料领域的高层次人才的培养基地,为国家和地方经济建设、社会发展和科技进步做出了重要贡献。

三、项目管理运行机制及效果

为了保证本建设项目的顺利实施和建设目标的如期实现,本学科专门成立了重点学科建设领导小组,负责制定本项目建设的实施方案,确定其建设目标、建设内容、资金安排、建设进度及组织管理方式等,对项目的落实全面负责。

本项目在建设过程中严格按照《福州大学“211工程”建设项目管理条例》、《福州大学“211工程”重点学科建设项目管理办法》、《福州大学“211工程”建设仪器设备管理办法》和《福州大学“211工程”建设项目财务管理办法》等管理文件的要求执行,使项目建设过程的各项工作有章可循,从而保证了项目建设的高质量。同时,积极配合学校的建设中期检查和完成验收工作,做到定期汇报。大型仪器设备的采购坚持聘请校内外专家进行论证,并采用招投标的方式进行采购,安装调试完成后,组织专家进行严格的验收,并严格管理。

为进一步做好本建设项目的档案管理工作,确保工程建设的顺利进行,根据《国家档案局关于做好2004年国家重点建设项目档案工作的通知》(档发[2004]8号)要求,本项目认真做好文件材料的收集、整理、归档及档案移交等档案管理工作。

总之,通过严格项目管理,确保了项目建设的高质量、顺利实施。

四、本项目“十一五”“211工程”建设的设想和建议

今后的建设要突出重点,抓住机遇,以材料学博士点建设为核心,以高层次人才培养为重点,以瞄准国际材料科学前沿为目标,以面向经济建设为导向。加强学科带头人和学术骨干的培养,以及材料研究和人才培养基地的建设。根据学校“211工程”建设目标的总体要求,紧密结合我省新材料高新技术产业的发展,面向福建省经济建设主战场,全方位投入,重点突破,充分利用和发挥本学科在“十五”“211工程”建设的基础上,进一步开展纳米材料和功能材料的理论研究与应用开发,建成我省的材料研究和开发中心,为我省新材料产业的发展作贡献。

    学科建设将在“十五”“211工程”建设成果的基础上,继续面向国家经济建设和跟踪材料科学研究前沿,并根据福建省经济建设的需要和要求,对现有的研究方向进行调整和充实,在重点科研攻关、梯队建设、博硕士点建设和人才培养等方面取得若干标志性成果,使主要研究方向进入学科前沿,并跨入国内领先或先进水平行列,某些研究领域达到国际领先或先进水平,获得一批具有显著经济效益和社会效益的成果,达到全国地方大学同类学科的一流水平;成为本省材料科学与工程研究中心,争取再建设材料物理与化学博士点及材料科学与工程一级学科博士点,以及争取建成材料学博士后流动站。

要更符合本项目的名称和定义。在经费的使用上要首先保证学科的建设,要使这个学科的地位和水平在任务期内有更显著的提高;在这个前提下用一定的经费使全院受益,从而推动全院的发展。除公共设施外,应明确经费使用范围,明确责任和权利。加快“十一五”“211工程”重点学科的建设,尽可能有效地使用学科专项建设经费,尽快建立材料学三个方向的基础平台。在建设好材料学博士点的同时,整合福州大学各学科的力量,积极做好材料一级学科博士点的申报工作。精心组织科研立项工作,动员骨干教师积极申报国家级,省级重大项目,开拓新的发展空间,使我院的科研工作上一新台阶。通过扩大工程硕士的培养,增强材料学院与各类企业之间的科研业务的联系,建立材料学科的省级工程中心,增加横向科研课题,为经济建设做贡献。

关于科研团队建设我们将建设新材料创新团队,金属材料,无机材料各组建二支学术团队,高分子材料组建一支学术团队,通过团队来集中力量,参与竞争,并带动年轻的科研力量。

学科调动各方面的积极性,充分发挥学科带头人、学术带头人的积极性,加速培养中青年骨干教师,投入较大的人才培养资金,资助学术带头人出国参加国际学术会议,青年教师攻读博士学位或进修,邀请国内外专家学者来校访问指导等。从而在学科梯队建设和年轻学科、学术带头人及引进人才方面取得很好的成效。

围绕本学科建设项目,积极鼓励申报各级各类课题,尤其是国家级课题、省科委、省发改委等重点、重大课题,多渠道地筹集经费,增进科学研究和科技开发的能力。并集中中青年骨干力量进行攻关,一方面深入理论分析探讨,另一方面在应用上投入主要的力量,加强技术的推广应用,更好地服务于经济建设。

福州大学“十五”“211工程”新材料先进制备技术研究

与应用建设项目财务决算报告

根据国家“211工程”部际协调小组办公室《关于做好“十五”期间“211工程”建设项目验收工作的通知》(211部协办[2005]8号)和《关于认真做好我校“十五”“211工程”建设项目验收总结工作的通知》(福大211[2005]6号)的精神和要求。我处对“十五”期间“211工程”新材料先进制备技术研究与应用建设项目的专项建设经费的收支情况进行了财务决算,其结果如下:

福州大学“十五”“211工程”子项目建设经费收支决算表

(2001——2006.2)

金额单位:万元

子项目名称

新材料先进制备技术研究与应用

子项目负责人

阮玉忠

程贤甦

1、经费收入

名  称

计划经费

实际到位经费

实际完成经费

中央专项资金

330

330

330

地方政府投入

800

823

823

学校自筹资金

70

78

78

合  计

1200

1231

1231

2、经费支出

名  称

设备购置

实验室改造

及维修

业务及其他

合  计

985.58

57.42

188

3、经费结余

合  计

中央专项资金

其中地方政府资金

其中学校自筹资金

0

0

0

0

备  注:

业务及其他主要指图书资料、学术交流、人才引进和培养等。

编报单位(签章):计财处  审核单位(签章):“211工程”办公室

负责人(签字):                负责人(签字):

                                      二〇〇六年三月三日

福州大学“十五”“211工程”新材料先进制备技术研究

与应用建设项目财务审计报告

根据国家“211工程”部际协调小组办公室《关于做好“十五”期间“211工程”建设项目验收工作的通知》(211部协办[2005]8号)和《关于认真做好我校“十五”“211工程”建设项目验收总结工作的通知》(福大211[2005]6号)的精神和要求,我处依据《中华人民共和国审计法》和财务内审操作规范及学校的实际情况,对校计财处的我校“十五”“211工程”该子项目财务决算报告进行了认真、细致的审计,其审计情况如下:

本建设项目“十五”期间计划安排1200万元建设资金,其中中央专项资金330万元(国家发改委165万元,国家财政部165万元),省政府配套资金800万元,学校自筹资金70万元。

本项目2001年至2006年2月28日实际到位建设经费1231万元,其中中央专项资金330万元(国家发改委165万元,国家财政部165万元),地方政府专项资金823万元,学校自筹配套资金78万元。经费支出中用于购置仪器设备985.58万元;用于实验室改造与维修57.42万元;用于图书资料、学术交流、人才引进和培养等共计188万元。现全部完成投资。

本项目计划经费、实际到位经费、实际完成经费以及经费结余经审核与财务决算报告一致。

负责人(签字):

福州大学监察审计处

二〇〇六年三月五日