郑州大学材料科学与工程系简介

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材料科学与工程系（无机非金属材料）主要研究领域有以下几个方面：
       功能材料：本方向主要研究和开发应用于高科技领域中的功能氧化物半导体材料、新能源材料、薄膜材料等。
       功能氧化物半导体材料研究的重点为低维氧化物纳米材料的可控合成与性质，包括氧化锡、氧化钛、氧化锌等材料纳米线、纳米管、纳米球等结构的设计、制备与物性研究。研究重点分为两个方面：一是探索简单而有效的低温液相合成新途径，通过反应参数的调控实现对纳米材料结构、表面形貌、光学及电学特性的有效控制；二是研究具有特殊结构与形貌的纳米材料在气敏传感、光电催化、发光及新能源等领域的具体应用技术，为纳米材料真正走向应用提供丰富的材料及技术支持。
       新能源材料研究的重点为锂离子电池相关材料与装置，包括锂离子聚合物电解质膜、锂离子电池正极材料与负极材料、锂快离子导体、超级电容器用碳电极材料以及相关能源装置方面的研究。重点从两个角度展开工作：一是运用溶胶凝胶法结合微波处理等方法合成相关电极材料与电介质材料，改善和提高材料的稳定性与电化学特性；二是开发太阳能移动电源装置，实现安全、便携、环保的移动能源输出。
       薄膜材料研究的重点为功能薄膜的制备技术，包括在刚性衬底和柔性衬底上生长透明导电氧化物以及金属材料薄膜的设计、制备与物性研究。研究重点分为两个方面：一是研制各种新型光电功能薄膜，通过射频-直流磁控溅射、喷雾热解、VLS生长、溶胶凝胶法等制备ITO、ZnO:Al、ZnO:Ga、ZnO、TiO2等氧化物薄膜和Ti、Ag等金属薄膜，实现对薄膜材料结构、取向、光电特性等的有效控制；二是薄膜制备技术的研究，通过对薄膜制备过程的分析与控制，实现大尺寸元件镀膜的均匀制备以及自动化镀膜工艺。
       该研究方向目前承担国家自然科学基金2项、国家高技术研究发展计划，国家环保行动资助项目及河南省重大科技攻关项目多项。获得国家发明专利9项。近年来在国内外重要杂志和国际会议上发表论文200余篇，其中SCI、EI收录论文60多篇，获省部级科技进步二等奖3项。

       水泥及水泥基复合功能材料：本方向致力于硅酸盐水泥熟料的结构、性能与调控措施研究。通过物理化学调控，在低能耗条件下获得高活性熟料结构，提高水泥熟料胶凝性，降低水泥中熟料用量，提高熟料利用效能的，实现水泥低碳生产和高效利用的目的。承担的国家973子课题“高胶凝性硅酸盐熟料矿物体系”，国家“十一五”科技支撑计划重大项目“绿色制造技术”课题“高性能水泥绿色制造技术”，973子课题“水泥低能耗制备和高效应用的基础研究”已取得显著进展；深入研究水泥基复合功能材料的制备与损毁机理，通过引导性和功能性组分的掺入与功能引入以及结构特征对水泥基材料性能影响、功能发挥与损毁特征的研究，通过特殊的成型方法控制材料组分的梯度变化获得功能的梯度变化并有效缓解材料内部应力、弄清组分、结构、工艺过程与材料性能之间的关系、材料加工形成和使用过程物理与化学变化机理及其与材料性能关系的研究，制备出具有复合功能的水泥基材料并提出材料的正确使用方法，有效提高材料的使用寿命和使用价值。本方向承担3项国家自然基金项目“水泥基梯度复合功能材料及其作用机理研究”（已结项），“可降解粘土基胶凝材料物理力学性能研究”，“部分降解泥沙固结植被复合材料及其作用机理的研究”。此方向发表论文50余篇、专著1部、发明专利2项。

       废弃物资源化利用与环境治理材料：该方向利用工业废弃物（粉煤灰、煤矸石、矿渣、建筑垃圾等）大掺量掺入水泥基材料中，通过化学活性激发与表面改性的热力学与化学动力学研究，弄清工业废弃物资源化利用的内在机理与有效控制的方法，研究出节能、环保、有利健康又具有复合功能的新一代墙体结构与辅助材料，从根本上改变墙体材料几十年变化不大的局面。本方向承担的“粉煤灰高强微珠活化与强化机理及其应用研究”国家自然基金及河南省重点科技攻关项目“粉煤灰微珠分离提取与深加工研究”（已结项），已就粉煤灰的资源化综合利用及其高强空心厚壁微珠的表面活化与镀覆强化进行了深入研究，其研究深度在国内处于领先水平。承担国家支撑计划“寒冷地区典型村镇建筑设计模式研究”与“工业废弃物资源化利用研究”等横向课题进展顺利，此方向已成功研制出“防渗漏水泥”、“非蒸养非烧结粉煤灰、渣承重墙体材料”、“高掺量粉煤水泥”、“新型砌筑干粉”、“建筑垃圾墙体材料”“非烧结粉煤灰微珠耐火、耐火隔热砖”等多项新产品，发表论文50余篇，获得发明专利6项，申请受理发明专利5项，省科技进步二等奖一项，厅级奖三项。