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国际合作

 

实验室确立“国际化”为实验室发展战略之一,五年来,实验室对开放与交流的深度和广度不断扩大,对提升实验室整体实力,扩大国内外影响,以及吸引高层次优秀人才发挥了重要作用。主要表现为:以“高精尖创新中心”、“千人计划”、“111引智计划”等国家重大人才工程和引智平台为依托,建立长效机制,注重实效,通过加强国际交流,特别是与国际顶尖学术大师的交流,进一步促进国家重点实验室的开放和交流,实现实质性的合作研究,达到提升实验室整体研究水平的目的;坚持高层次、多形式、重实效、制度化的交流合作原则,通过多种方法,如高层次客座教授、开放课题、访问学者条件及制度、参加和举办学术会议、国际合作项目、高层次交流、紧密层联系、短期合作研究、合作承担重大项目、举办和参与学术会议等多种形式,提升实验室的国际知名度,加强参与国际合作和竞争的能力;合作培养研究生,聘请知名海外学者进行短期授课进而开设专业课,使学生提早接触到国际水平的教学和研究,使他们在今后的研究工作中无论是思维方式,研究方法,还是国际交流等方面都能有一个较高的起点。

与海外人才可合作交流分为以下几种方式:(a) 学术大师型:结合北京科技大学“材料学科名师讲坛计划”,邀请国际学术大师到学校进行学术指导; (b) 讲授课程型:结合基地依托学科建设和可持续发展的需求、与基地发展目标和学术方向,精选领域内德高望重者以英语讲授研究生学位或选修课程;(c)1+1”科研小组实质合作型:就基地科研项目中具体疑难问题,与领域内知名教授/大师紧密合作,包括邀请短期来访和派出基地人员前往进修合作;(d) 短期来访型:为解决项目实施过程中阶段性难点问题、包括实验技术等方面的受邀来访和研讨、人员培训;(e) 会后到访型:基地在其所组织的相关国际会议后邀请来访的小同行专家。

在教育部111创新引智计划和学校“鼎新北科”学院国际化平台建设工作计划支持下,实验室有计划地邀请了相关材料领域的国外知名学者讲学和探讨深入合作。2013-2017年接待了188人次来访,80人次作学术报告,开设专业课3次,课程为20-25学时。承办学术会议57次,其中国际会议29次。实验室共派出教师和研究生 286 人次出国(境)访问,讲学进修、参加国际学术会议或双边交流。实验室人员作学术报告338次,其中特邀报告206次,国际会议报告192次。

一、依托国际合作基地,引进海外人才

实验室先后申请并获批三个“111创新引智基地”,实验室与引智基地的学术大师和学术骨干开展了长期密切的合作和交流。

1)先进金属结构和功能材料科学与技术创新引智基地,负责人:吕昭平2007年批准建设,2012年获得优秀评估结果并得到滚动支持。基地建设以来,包括院士和国际知名教授在内的海外引进人才和到访者共达530余人次,海外大师和骨干人员在华合作时间超过7人年,知名海外学者开设专业学位课程12门次,超过300学时。通过杰出人才引进和合作研究,形成了一支在国内外有重要影响的研究团队,包括千人计划学者2名,长江学者4名,长江学者讲座教授1名,国家杰出青年科学基金获得者2名和教育部新世纪优秀人才6名, 1人成为国家973项目首席科学家。

近五年来,多位国际知名学术大师在实验室交流访问,合作研究,共有180人次来访,累计工作时间超过36个月。来访者中有许多国际知名的学者,也包括近年在材料领域活跃的青年专家,如国际TiAl材料材料专家、ASM Fellow Kim 博士,Sammy Tin 教授,俄亥俄州立大学Fraser教授和加拿大院士孙学良教授。孙院士应邀做客我校“中国材料名师讲坛”,为我校师生做了题目为“新型纳米结构材料在能源转换和能源储存中的应用”的精彩学术报告。校长张欣欣教授出席本场讲坛并向孙学良教授颁发名师讲坛纪念牌。同时美国阿贡国家实验室的 Ren Yang研究员,塔塔钢铁公司(荷兰)研发中心的研究人员和德克萨斯大学达拉斯分校Jingguo Wang教授等多位专家在实验室进行2-3周的合作研究。他们都与实验室有着稳固的合作关系,每年的来访不仅和实验室的合作者进行学术交流,同时精彩的报告也为研究生接触国际材料科学前沿,领略材料科学大师的思想和研究方法提供了难得的机会。

张勇教授与美国凯斯西储大学的John Lewandowski 教授,田纳西大学的Peter K Liaw 教授在高熵合金领域的密切合作,连续在Progress in Materials Science发表2篇综述文章。他们的合作研究发现,应力状态和测试温度的改变对金属玻璃的力学行为有很大影响,在接近玻璃转化温度之前,应变速率的改变也对断裂行为有较为明显的影响,后期研究还将改变测试样品的大小,从试样的大小来进一步揭示金属玻璃的力学行为。他们的研究还表明,不仅在传统合金,在高熵合金/多基元合金和大块非晶合金的力学行为方面也存在锯齿流变效应,改变测试温度和应变速率,都将出现不同程度的锯齿流变效应。

吕昭平教授和张勇等教授的这些与国外大师的合作研究成果奠定了实验室在高熵合金领域的国际领先地位,也获得了教育部的奖励。

2)材料基因工程创新引智基地,负责人:谢建新2017年批准建设。主要围绕材料计算与设计、新型金属/功能材料制备、高通量表征与服役性能评价等几个方向,在材料基因工程领域开展了广泛的国际交流与合作。基地来访专家16名,来自10个国家的国际一流大学和研究机构,其中包括挪威工程院院士1名,瑞典国家科学院院士1名,法国国家科学中心主任1名,欧洲腐蚀联盟主席1名。他们分别来自国际著名科研机构:日本东北大学和大阪大学、法国国家科学研究中心、美国密歇根大学、德州大学阿灵顿分校和犹他大学、澳大利亚昆士兰大学和悉尼大学、挪威科技大学、瑞典隆德大学、荷兰代尔夫特理工大学、比利时布鲁塞尔自由大学和新西兰怀卡托大学。作为海外学术大师和学术骨干,他们在华工作期间举办了30余场系列高水平的学术讲座和研讨会,与国内团队一同聚焦在材料基因工程这一国际前沿领域,通过深入系统的交流和讨论,对今后科研合作进行了全面规划与布局,以期在111基地后续工作中取得重大突破,引领我国材料产业转型升级,实现新材料产业实现自主创新和弯道超车。2017年度材料基因工程创新引智基地与海外高校联合培养研究生5人,合作发表学术论文8篇,作为获得省部级科技进步一等奖1项,作为项目牵头单位成功申报国家重点研发项目2项、科技部国际合作项目2项,获批建设北京市材料基因工程高精尖中心,在材料基因工程领域凝聚了一支具有开拓创新精神的国际化团队。

3)功能性纳器件基础与应用引智基地,负责人:张  2014年批准建设。引进国际顶级外籍专家、学者60余人次开展了多层次、多角度、多形式的深入学术交流与合作,建立了长期稳定的合作关系。其中包括诺贝尔物理学奖获得者、英国曼彻斯特大学Konstantin Novoselov教授,美国科学院院士、加州大学伯克利分校杨培东教授,ACS Nano主编、美国加州大学洛杉矶分校Paul Weiss教授,美国佐治亚理工学院材料科学与工程学院院长Naresh Thadhani教授,中科院外籍院士、美国佐治亚理工学院王中林教授,法国巴黎第七大学Hyacinthe Randria教授,澳大利亚新南威尔士大学副校长Mark Hoffman教授,芬兰阿尔托大学Esko Kauppinen教授,美国德州大学阿灵顿分校Stathis Meletis教授,国际顶尖纳米材料学者、斯坦福大学崔屹教授,美国宾夕法尼亚大学Ritesh Agarwal教授,以及来自Springer Nature出版集团、RSC出版集团、Wiley出版集团旗下国际顶级学术期刊的出版人、高级编辑等。负责人张跃教授作为大会主席举办了The 12th Sino-US Nano Symposium(第十二届中美华人纳米论坛),International Symposium on Energy Conversion and Storage 20154次大型国际学术会议,作国际会议特邀报告20余次。张跃教授与外方专家合作申请、完成了科技部国际科技合作计划项目与北京市科技计划共2项,邀请外籍专家连续四年在我校开设本科生课程1门。基于该引智基地建设,获批“先进绿色微纳能源系统”北京市国际科技合作基地,成为北京市微纳能源研究领域重要的国际学术交流平台。研究成果共发表SCI论文117篇,其中与外国专家合作共同署名在Nature Energy, Nature Communications, Science Advances, Advanced MaterialsACS Nano等国际顶尖学术期刊上发表文章20余篇。申请国家发明专利21项、获得授权16项,出版英文专著1部。项目部分研究获2014年教育部自然科学一等奖1项,张跃教授获得国际先进材料联合会颁发的2017年度纳米发电机与压电电子学奖。

二、举办和参加国际学术活动,提升国际知名度

五年来,实验室共主办各种国际学术会议29次。

实验室在非晶和高熵领域的研究处于国际引领性地位。20139月,实验室主办了2013国际材联先进材料国际会议(IUMRS-ICAM)大块非晶合金与高熵合金分会,吕昭平担任主席。会议邀请到美国工程院院士C.T. Liu教授,日本科学院院士Akihisa Inoue教授和中国科学院院士柳百新教授等国内外一大批来自美国、日本、德国、瑞典、印度、中国大陆和香港等国家和地区的200余名专家学者参会。201412月,吕昭平教授担任主席的首届高熵合金国际论坛(The 1st International Workshop on High-entropy Alloys)在贵阳召开,会议汇聚了来自美国、日本、德国和台湾等国家和地区的高熵合金领域代表性科学家30余人,对高熵合金领域存在的基本科学问题和未来发展趋势进行了深入讨论和展望,会议成果在Intermetallics发表,在国际上引起同行的关注。

实验室在纳米结构材料和高Nb-TiAl合金等结构材料领域具有较大的国际影响力。20147月,吕昭平教授担任纳米结构材料高登会议(Gordon Conference on Nano-structural Materials)的副主席,并做大会报告。高登学术会议是全球最负盛名的国际学术前沿系列会议,此次会议汇聚了纳米结构材料领域国际顶尖的科学家150人参会,会议最后选举吕昭平教授和澳大利亚悉尼大学的Simon Ringer教授共同担任2018年结构纳米材料高登会议的主席。2013-2017年,林均品研究员连续担任TiAl合金领域最高水平系列国际会议Gamma Alloy Technology (GAT) 主席并作特邀报告。

张勇教授于201510月参加了美国TMS学会力学性能分会的委员会会议(Committee of Mechanical Behavior),并当选为委员。参与2016年在美国犹他州盐湖城举办的MS&T16会议,分会场Symposium on Large Fluctuations and Collective Phenomena in Materials III的组办工作,并当选为分会主席之一。

在高温合金领域,实验室在国际占有一席之地。在过去的五年中,在美国矿物金属材料学会(TMS)年会,冯强教授曾3次作为会议共同主席组织了有关高温合金主题的学术会议,包括Multiscale MicrostructureMechanics and Prognosis of High Temperature Alloys学术会议、Alloy Design and Approach IV学术会议以及High Temperature Gamma (FCC)/Gamma-Prime (L12) Co-Based Superalloys II学术会议。20168月,冯强教授还作为中方主席在日本京都举办的第九届环太平洋地区先进材料国际会议(PRICM9)参与组织了 Advanced High Temperature Structural Materials分会。在20139月中国青岛举行的国际材联先进材料国际大会2013年会(IUMRS-ICAM2013),冯强教授与美、英、德等国著名学者共同组织了高温合金国际学术会议,这是自2000年以来在中国组织的规模最大、人数最多、质量最高的国际学术会议。201610月,国际材料联合会亚洲会议暨中国材料大会2016年会(IUMRS-ICAM2016)在中国青岛市举行,实验室组织承办了这次大型国际学术会议中3个分会。

利用中子与同步辐射大科学装置开展工程材料应用研究始终引领国内该领域发展方向,代表了此领域国际先进水平。其中利用同步辐射微衍射技术,通过疲劳剪切带亚微米尺度应力场精确二维扫描,破解疲劳形变过程中局域应力集中与损伤的未解之谜。该项研究工作近期发表在PNAS(美国科学院院报),因在金属形变领域基础研究方面的出色工作,王沿东教授应邀参加第十八届材料织构大会,以“材料的多尺度形变损伤”为题,代表中国作大会报告。利用同步辐射高能X射线衍射技术,率先开展同步辐射高能X射线原位表征先进结构与功能材料微结构单元(应力与织构)这一研究方向,在该领域作了大量开创性研究工作,在2015 MRS秋季会议上做特邀报告。

在纳米材料研究领域的学术影响力扩大。张跃教授作为大会主席举办了The 12th Sino-US Nano Symposium(第十二届中美华人纳米论坛)、2015 International Symposium on Energy Conversion and Storage4次大型国际学术会议,作会议特邀报告20余次。

在其它研究领域,实验室也显示出良好的发展态势。20175月,实验室邀请国际多孔金属著名学者、柏林工业大学John Banhart教授讲学;20179月第十届多孔与泡沫金属国际会议(MetFoam2017)在南京举行,实验室作为协办单位组织了此次多孔金属方向的国际学术盛会,吕昭平教授受邀作大会报告,王辉副研究员做特邀报告。

三、强化国际化建设,提升国际影响力

1)北京材料基因工程高精尖创新中心

“材料基因工程”是材料领域的前沿性颠覆技术,通过变革新材料研发的理念和模式,探索和发展加速材料研发和应用的新方法和新技术,最终实现新材料的研发周期缩短一半、研发成本降低一半(简称“两个一半”)的战略目标。

201710月由实验室依托单位北京科技大学作为牵头单位,北京信息科技大学、中国科学院物理研究所、中国钢研科技集团有限公司作为共建单位的“北京材料基因工程高精尖创新中心”正式获批成立,中国工程院院士、实验室谢建新教授担任中心主任。

该中心将抓住与国际“同期起跑”的历史机遇,聚集世界顶尖人才,紧密围绕“两个一半”战略目标,构建我国材料基因工程协同创新的高通量材料计算与设计、高通量制备与表征和专用数据库等三大研发平台,研发材料高通量计算方法、高通量制备与表征技术、服役行为高效评价与预测技术、面向材料基因工程的材料大数据技术等四大关键技术,在高温合金、先进能源材料、高熵合金、高强韧金属材料和高效催化材料等几类关键材料上开展应用示范,实现突破;从而降低我国关键材料的对外依存度,满足高端制造业和高新技术发展对新材料的迫切需求,努力实现我国新材料技术跨越式发展。

作为国际合作交流的重要平台,中心拟聘请材料基因工程和新材料领域的具有国际顶尖水平的领军人物和创新团队,计划聘请全球顶尖科学家10人、海外招聘全职高级研究员约20人及海外博士后20人。已落实的顶尖科学家包括美国工程院院士/奥巴马总统材料基因组计划顾问Gregory. B. Olson教授、美国工程院院士John E. Allison教授,加拿大皇家科学院院士Federico Rosei教授及日本工程院院士Shuichi Iwata教授等。在汇聚国内外高端人才的同时,中心将探索“本科生-研究生-青年才俊-高层次创新型人才”的跨层次培养新模式,培养一批具有材料基因工程新思想、新理念、新技术的复合型人才。通过引进与培养相结合,加强学科交叉融合,建设国际一流的材料基因工程创新基地。

2)北京科技大学-塔塔钢铁公司联合研究中心

20104月开始与塔塔钢铁公司研发中心就钢铁连铸数值模拟模型Steelsim开展了密切的国际合作。201412月北科大与塔塔钢铁公司共同成立“北京科技大学-塔塔钢铁公司联合研究中心”,开展与代尔夫特理工大学,以及荷兰塔塔钢铁公司的合作与研发。

目前,塔塔钢铁公司、挪威能源技术研究所和北京科技大学正在密切合作,推进钢铁连铸全过程多场直接耦合数值模拟软件Steelsim的开发。

以上述国际合作项目为基础,已邀请塔塔钢铁公司Démian Gibrán Ruvalcaba Jiménez博士(3次)、Maria Begoña Santillana博士(1次)等专家来华访问交流并做学术报告。北科大-塔塔钢铁公司共同撰写在ISIJ International发表以实验室为第一单位的SCI文章1篇。

持续推进与荷兰代尔夫特理工大学Laurence Katgerman教授(世界知名铝合金熔铸专家)的深入合作。2015年邀请Katgerman教授来新材料国家重点实验室开展短期授课。201610月和201710月,在“鼎新北科”和“111引智”计划支持下,Katgerman教授2次来实验室短期讲学和做学术报告。

四、合作办学,联合培养,拓展国际视野

通过“111计划”,建立联合培养材料学科研究生和共同授予学位制度: 与田纳西大学,密西根大学、乔治亚理工学院和宾州州立大学以及瑞典查尔姆斯大学的材料系商讨建立联合培养博士生的制度。希望通过强强合作、优势互补和联合培养博士生制度的建立,进一步提高研究生学术素质和论文质量,

20167月挪威科技工业研究院杜强研究员(铝合金微观组织模拟领域的知名专家)正式受聘为北京科技大学兼职教授。双方共同培养博士研究生,作为中国-挪威政府互换奖学金项目(10人名额)唯一的北科大学生,实验室博士生李跃同学目前正在挪威科技工业研究院交流学习1(2017.9 -2018.8)

连续两年,邀请荷兰代尔夫特理工大学名誉教授Laurens Katgerman来我校进行短期讲学,期间面向全校师生开设了题为Aluminum Cast Alloy and Aluminum Wrought Alloy(铸造铝合金与变形铝合金)的25学时的课程。

邀请美国康涅狄格大学张立春教授来我校进行短期讲学并给研究生开设了题目为Basics and Applications of Advanced Electron Microscopy为期20学时的课程。

此外,国际TiAl材料材料专家ASM Fellow Kim 博士和Sammy Tin教授等也针对研究生和教师多次开设系列专题讲座,基本学时为810个学时。

实验室铸造高温合金课题组研究生秉承踏实肯干、锐意进取的精神,坚定不移的从事高温合金方向基础研究,多次在国际舞台上大放异彩。2016年,在美国举办的第十三届国际高温合金大会上,我室有3篇博士生的学术论文被大会的学术委员会经过严格的遴选并接收,同一所高校的3篇研究生论文被此系列会议同时接收在国内尚属首次。在大会期间,周海晶同学作为中国的唯一学生代表做了的大会口头报告(中国只有2个);赵云松博士荣获大会最佳墙报论文奖,这是自1968年第一届国际高温合金大会举办以来,该系列性国际学术会议上中国培养的博士生首次获此殊荣。张银辉博士在国际著名的材料基因工程ICME 2015会议上获得最佳墙报论文奖,这也是这个系列会议上中国学生学者首次获此殊荣。此外,石倩颖、郁峥嵘、童锦艳、袁晓飞、张银辉和霍嘉杰等6位同学分别参加了欧洲高温合金大会、TMS2015TMS2017国际学术会议,他们的报告受到国际知名学者的赞誉,充分体现了本课题组的研究生培养质量有了整体性的提高,从而使他们群体性地走向国际高温合金大会的学术舞台。

2012-2016年,实验室研究生赵海龙同学赴美在美国福特汽车公司全球研发与创新中心和密西根大学进行博士联合培养,学习福特公司的热机械疲劳实验技术、密西根大学的先进材料表征技术,并结合实验室的传统优势,揭示了Nb稳定化奥氏体耐热铸钢的高温疲劳行为和损伤机制,为下一步合金设计开发工作提供了有力的实验和理论依据。