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研究所介紹：

中國礦業(yè)大學(xué)(北京)生態(tài)功能材料研究所簡介 中國礦業(yè)大學(xué)(北京)生態(tài)功能材料研究所(Research Institute of Ecological and Functional Material)成立于2003年初,作為我國首個專門從事生態(tài)和安全功能材料研究與開發(fā)的跨學(xué)科研究機構(gòu),主要研究內(nèi)容是生態(tài)恢復(fù)材料、安全工程材料及材料表面工程技術(shù)。 研究所擁有一支高水平的科研隊伍，現(xiàn)有科研人員和技術(shù)人員近30人，其中包括碩士研究生、博士研究生和工程技術(shù)人員，現(xiàn)任所長兼學(xué)術(shù)帶頭人是張增志教授。研究所以學(xué)科建設(shè)為依托，現(xiàn)有兩個國家級重點實驗室和一個產(chǎn)業(yè)化中試基地。其中，生態(tài)功能材料實驗室是中國礦業(yè)大學(xué)（北京）“211”工程重點建設(shè)項目之一，瓦斯阻爆材料實驗室是“煤炭資源與安全開采”國家重點實驗室的重要組成部分。另外，目前研究所還是《中國材料進展》雜志北京編輯部所在地。 2003年至今，研究所承擔了國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863）項目、國家自然科學(xué)基金重點項目、教育部重點項目、北京市產(chǎn)學(xué)研共建項目和河北、陜西、內(nèi)蒙古重大或重點項目和多項橫向課題，取得一批重要科研成果，發(fā)表大量科技論文，為許多相關(guān)重點研究領(lǐng)域解決了一批關(guān)鍵技術(shù)，為環(huán)境、經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻。 研究所成立多年來，在學(xué)術(shù)帶頭人、博士生導(dǎo)師張增志教授的帶領(lǐng)下，在研究所大批博士、碩士研究生的共同努力下，秉承“方向明確、技術(shù)創(chuàng)新、理論透徹、成果產(chǎn)業(yè)化”的理念，倡導(dǎo)“嚴謹、創(chuàng)新、實干、進取”的優(yōu)良作風，創(chuàng)建“學(xué)術(shù)至上，以人為本”的文化氛圍，網(wǎng)羅天下英才，為攀科技高峰，強化社會服務(wù)，堅定走產(chǎn)業(yè)化道路，不斷拓寬研究領(lǐng)域，力將研究所打造成為在國內(nèi)外具有重要影響的集產(chǎn)學(xué)研為一體的研究機構(gòu)。  生態(tài)功能材料實驗室  瓦斯阻爆材料實驗室  北京昌平產(chǎn)業(yè)化中試基地       ASAP2020比表面積及孔隙度分析儀  熱重/差熱綜合熱分析儀  安捷倫氣相色譜儀     OPTINE2120紫外/可見光分光光度計 高溫節(jié)能管式爐   PQX多段人工氣候箱       電子拉力試驗機   試驗平臺展示1     試驗平臺展示2

研究方向：

荒漠化地區(qū)生態(tài)恢復(fù)新材料： 針對提議嚴重的荒漠化問題，主要研究設(shè)計用于干旱、半干旱地區(qū)植樹造林的蓄水滲膜材料和飲水體材料以及用于草皮種植和恢復(fù)的改性泥漿固沙植草系列材料。其中，蓄水滲膜材料獲“863”項目驗收總評“優(yōu)秀”、教育部鑒定“屬國內(nèi)外首創(chuàng)，總體達到國際先進水平”的稱號。該產(chǎn)品現(xiàn)已建成批量化專業(yè)生產(chǎn)線，已在全國11省（自治區(qū)、直轄市）得推廣，取得了良好的社會和經(jīng)濟效益。        蓄水滲膜材料產(chǎn)品  蓄水滲膜全國試驗室區(qū)分布圖 蓄水滲膜材料效果對比圖 替代電鍍工藝的高效快速感應(yīng)熔涂技術(shù)： 針對目前電鍍工藝存在的高能耗、高污染、高成本的問題，研發(fā)高耐磨、高抗腐蝕和高性價比的使用熔涂涂層材料和相關(guān)配套機械設(shè)備。教育部專家對此項技術(shù)的鑒定結(jié)果為“國內(nèi)外首創(chuàng)，居于國際先進水平”。該技術(shù)可用于石油、化工、機械、航空航天及軍工等領(lǐng)域，目前已在全國多家企業(yè)實現(xiàn)了批量化生產(chǎn)。        感應(yīng)熔涂生產(chǎn)線  典型抽油桿接篩產(chǎn)品  典型壓力柱塞產(chǎn)品 干粉制造涂料： 針對傳統(tǒng)有機溶劑類鑄造涂料存在嚴重污染和人身侵害的問題，研發(fā)了一種綠色環(huán)境友好型醇基干粉鑄造涂料。分為醇基英粉鑄鋼涂料和醇基石墨粉鑄鐵涂料兩大類。該涂料具有防粘砂性優(yōu)異，表面光潔度高，懸浮穩(wěn)定性好，發(fā)氣量低，流平性和觸變性好等優(yōu)點，具有很強的實用性和良好的可操作性。        干粉鑄造材料產(chǎn)品  涂料刷涂過程  刷涂涂料后的鑄型表面狀況 煤礦井下瓦斯治理材料： ;以中國礦業(yè)大學(xué)（北京）"煤炭資源與安全開采"國家重點實驗室為依托，針對目前我國煤炭開采工程中瓦斯突出問題嚴重，煤炭安全形勢嚴峻的現(xiàn)狀，研究開發(fā)用于井下瓦斯治理的瓦斯吸收和抑爆材料、井下綜采面潔凈環(huán)境治理材料（降塵材料）、綜采面不停電作業(yè)控制系統(tǒng)和相關(guān)配套自動化控制系統(tǒng)及其井下瓦斯災(zāi)害防治平臺的建設(shè)。        實驗室自行改裝的爆炸罐  國家安全監(jiān)察局局長趙鐵錘(右一) 視察我所瓦斯阻爆材料實驗室  我所師生井下實地調(diào)研

成果榮譽：

研究所成立以來，在學(xué)術(shù)帶頭人張增志教授的帶領(lǐng)下，自主創(chuàng)新、銳意進取，科研成果分獲2006年科技部“十五”“863”項目驗收總評優(yōu)秀一項、2006年教育部技術(shù)發(fā)明獎一等獎一項；2006年教育部發(fā)明專利獎一等獎一項；2006年“十五”內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)科技貢獻獎一項（五年評一次）；2007年中國材料研究學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎一等絳縣；2008年中國材料研究學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎二等獎一項；2005年和2007年北京市科技進步獎三等獎兩項；第二屆中國國際林博會特別創(chuàng)新產(chǎn)品獎等。目前已出版學(xué)術(shù)專著三部，獲國家發(fā)明專利十四項，發(fā)明學(xué)術(shù)論文近百余篇。      李恒德院士、周廉院士、師昌緒院士柯俊院士（從左至右）為張增志教授頒發(fā)中國材料研究院學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎 所獲部分發(fā)明專利證書  所獲部分獎項榮譽證書

交流合作：

研究所參展第六屆北京科博會 亞洲開發(fā)銀行土地退化與生態(tài)恢復(fù)首席專家道格拉斯博士和全球環(huán)境基金會土地退化中國項目經(jīng)歷張衛(wèi)東博士來我所考察 研究所受邀出席斯諾伐克-綠色中國研討會

人才培養(yǎng)：

承擔機電與信息工程學(xué)院本科生和研究生的部分教學(xué)任務(wù)，接受多個大學(xué)生科技創(chuàng)新小組參與科研工作，已培養(yǎng)博士2名，碩士研究生40余名。        大學(xué)生創(chuàng)新實驗小組獲獎證書  研究所師生參加中煤國際材料研討會 業(yè)余活動剪影

發(fā)展愿景：

感應(yīng)加熱的高技術(shù)涂層化應(yīng)用：

感應(yīng)加熱的高技術(shù)涂層化應(yīng)用高效快速感應(yīng)熔涂技術(shù)

——以高性能涂層提升高頻淬火硬面技術(shù)的抗磨本領(lǐng)

——以環(huán)境友好工藝替代傳統(tǒng)電鍍硬鉻技術(shù)

——以可設(shè)計的材料和涂層厚度解決各種惡劣工況條件下工件的磨損與腐蝕問題

——以成熟的技術(shù)打造涂層高耐磨、高抗蝕和低成本的優(yōu)勢性價比

高效快速感應(yīng)熔涂技術(shù)是利用感應(yīng)趨膚加熱原理將預(yù)涂于工件表面的粉末材料快速熔結(jié)于金屬基體，形成冶金結(jié)合的高性能涂層。該技術(shù)實現(xiàn)了基體受熱小、涂層充分熔制、高效快速完成這一理想化涂層精制模式。

高附著力、高硬度、高耐磨性、防腐、耐熱、長壽命和低成本是本技術(shù)的顯著特點，與國內(nèi)外同類技術(shù)相比，該技術(shù)生產(chǎn)效率高、性價比優(yōu)越、附加值高、投資小、效益高、無環(huán)境污染，形成了具有成熟工藝和裝備的批量化生產(chǎn)線，具有廣泛的應(yīng)用前景。

本技術(shù)涂層的耐磨性高于激光熔覆和氧乙炔噴焊（表1）；涂層的耐蝕性是激光熔覆和氧乙炔噴焊的4倍以上（表2）；涂層制備成本僅僅是電鍍硬鉻、激光熔覆、超音速火焰噴涂、等離子噴涂的1/10～1/5，而涂層制備效率卻是它們的10倍以上（表3）。

該技術(shù)獲國家發(fā)明專利2項（ZL200510098597.9、ZL200510002625.9）、實用新型1項（ZL200720173794.7），獲2008年度國家高等學(xué)�？茖W(xué)研究優(yōu)秀成果獎發(fā)明專利一等獎，獲2008年度中國材料研究學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎二等獎，該技術(shù)已形成十余條批量化生產(chǎn)線，取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。

表1 MM－200磨損試驗機磨損

載荷 試樣	400N	600N	800N
感應(yīng)熔涂	6.3	11.3	18.5
激光熔覆	8.0	15	26
噴焊技術(shù)	9.6	17.1	46.1

注：GNi－WC25不同載荷下平均失重/kg

表2 在3.5％Nacl溶液中的耐腐蝕試驗對比

項目	感應(yīng)熔涂 Ni60	噴焊技術(shù) Ni60	感應(yīng)熔涂NiWC25	激光熔覆NiWC25	噴焊技術(shù)NiWC25
自腐蝕電位（mv）	－326	－328	－355	－238	－304
零電流電位（mv）	－329	－321	－353	－235	－296
腐蝕電流 （mA·cm-2）	0.0008	0.0089	0.0018	0.0085	0.0122

表3 與其他傳統(tǒng)技術(shù)綜合對比

獲獎專利：

中國礦業(yè)大學(xué)（北京）生態(tài)功能材料研究所榮獲

第十一屆中國專利獎

2009年第十一屆中國專利獎評選結(jié)果揭曉，由中國礦業(yè)大學(xué)（北京）生態(tài)功能材料研究所申報的《吹制式蓄水滲膜及其制備方法》榮獲優(yōu)秀獎項目。

蓄水滲膜材料是中國礦業(yè)大學(xué)（北京）生態(tài)功能材料研究所在國家“863”高科技發(fā)展計劃課題的支持下開發(fā)的具有自調(diào)節(jié)分子滲水功能的導(dǎo)水纖維復(fù)合薄膜，該復(fù)合薄膜由功能導(dǎo)水纖維與可降解友好樹脂復(fù)合而成，是專門用于荒漠化地區(qū)節(jié)水造林以實現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)的功能導(dǎo)水纖維復(fù)合膜材料。導(dǎo)水纖維的功能特性來自天然植物纖維表面上可實現(xiàn)分子傳水功能化復(fù)合涂層，纖維從膜內(nèi)包裝水到膜外土壤形成水勢梯度差，根據(jù)植物學(xué)生長規(guī)律由復(fù)合涂層材料設(shè)計確定的膜外端的水勢，保證苗木正常生長的最低土壤濕度；同時，導(dǎo)水纖維能夠根據(jù)土壤濕度變化通過分子傳水自動調(diào)節(jié)出合理的滲水速度。

蓄水滲膜材料近7年在我國三北地區(qū)大規(guī)模推廣應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著成效。規(guī)模化實施涉及我國內(nèi)蒙古、新疆、寧夏、甘肅、青海、陜西、山西、遼寧、吉林、河北、北京等11省（市、自治區(qū)），128個旗縣，涵蓋我國干旱區(qū)、沙化區(qū)、荒山、荒灘滲漏區(qū)和風蝕農(nóng)牧交錯帶等5種苗木不易成活的典型荒漠化地帶，推廣面積達330.05萬畝,栽培苗木達29種，樹苗成活率和保存率均比傳統(tǒng)造林提高20％-50％，生長量也具有明顯優(yōu)勢，在規(guī)模化造林現(xiàn)場徹底扭轉(zhuǎn)了“年年植樹不見林”的局面。造林用水量僅僅是傳統(tǒng)的1/40-1/20，實現(xiàn)了免澆水造林。平均土壤濕度提高1％-4％，土壤有機物質(zhì)含量呈明顯升高趨勢，有效遏制了土地沙化，造林區(qū)形成生態(tài)良性循環(huán)，改善了當?shù)厣�產(chǎn)和生活條件，共安置生態(tài)移民72戶，促進了當?shù)厣鐣�和諧和農(nóng)牧民安居樂業(yè)。工程中心產(chǎn)品目前在阿聯(lián)酋、卡塔爾、伊拉克等中東國家也得到了推廣和應(yīng)用，尤其相比這一地區(qū)滴滲灌技術(shù)造林用水僅僅是其1/50-1/150。

蓄水滲膜材料在2006年科技部十五“863”項目總驗收中獲得總評“優(yōu)秀”稱號，材料研制和加工成果在教育部科技成果鑒定中獲 “屬國內(nèi)外首創(chuàng)，總體達到國際先進水平”的評價，林學(xué)應(yīng)用成果被內(nèi)蒙古自治區(qū)鑒定為“效果顯著，屬國內(nèi)外首創(chuàng)，居國際領(lǐng)先水平”。

蓄水滲膜材料的推廣應(yīng)用對改善生態(tài)環(huán)境，再造秀美山川起到了促進作用，促進了在我國嚴重缺水地區(qū)的西部地區(qū)的造林實施，加快了我國荒漠化地區(qū)尤其是水源保護地區(qū)的山區(qū)、沙地的造林步伐，促進了西部生態(tài)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，對國家實施西部開發(fā)戰(zhàn)略產(chǎn)生積極的推動作用，是干旱、半干旱地區(qū)、荒山、沙化區(qū)、滲漏區(qū)等地區(qū)恢復(fù)植被得以推廣的有效方式，將更加有利于我國生態(tài)環(huán)境建設(shè)的縱深發(fā)展并將產(chǎn)生積極而重要的現(xiàn)實意義。