优秀人才支持计划申请书

优秀人才支持计划申请书申报领域环境申请类别A新世纪优秀人才支持计划申请书申请人：咸贵军专业技术职务：教授所在学校：哈尔滨工业大学通讯地址：哈尔滨市海河路202号联系电话请日期：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、简表申请人姓名咸贵军性别男民族汉出生年月1972年2月专业技术职务教授行政职务无最终学位及授予国家或地区及学校博士，中国浙江大学研究方向纤维增强高聚物复合材料与结构电子邮箱gjxian@所在工作单位（院、系、所、实验室、中心）哈尔滨工业大学土木工程学院/结构监测与控制研究中心通讯地址及邮编哈尔滨市海河路202号哈尔滨工业大学土木工程学院联系电止年月地点学习、工作单位任职2009,3-至今2008,2-2009,22005,5-2008,12001,8-2005,51998,3-2001,31995,9-1998,31993,8-1995,91989,9-1993,7哈尔滨市SanDiegoSanDiego,USAKaiserslautern,Germany杭州市杭州市济南市青岛市哈尔滨工业大学土木工程学院FyfeCompanyDepartmentofStructuralEngineering,UniversityofCalifornia,SanDiego(UCSD)InstituteforCompositeMaterials,KaiserslauternUniversity浙江大学高分子材料科学与工程浙江大学高分子材料科学与工程济南市塑料四厂青岛科技大学教授技术经理博士后研究员博士硕士助工本科主要学术任职担任：SigmaXi,TheScientificResearchSocietyofUSA，美国科学研究协会，Fullmember；TheSocietyfortheAdvancementofMaterialandProcessEngineering(SAMPE)ofUSA,Fullmember;AmericanChemicalSociety(ACS)，Fullmember;AmericanSocietyofComposites(ASC),Fullmember；JournalofAppliedPolymerScience国际SCI期刊审稿人；Composites(PartB)国际SCI期刊审稿人。二、主要教学和科研工作经历教学经历：2005年9月-2008年2月，UniversityofCaliforniaatSanDiego（美国加州圣地亚哥大学结构工程系）协助讲授研究生课程《FRP复合材料与试验》，48学时/学年；2005年9月-2008年2月，UniversityofCaliforniaatSanDiego（美国加州圣地亚哥大学结构工程系）协助指导硕士生2人，博士生3人（均已毕业，获得硕士和博士学位）；2009年3月-至今，哈尔滨工业大学土木工程学院指导硕士生2人，协助指导博士生1人、博士后2人。科研工作经历：1995年9月-2001年3月(攻读硕、博期间)，主要研究高性能热塑性树脂基复合材料的制备与性能表征，包括：玻璃纤维与聚丙烯基体界面的改性与利用单纤维断裂方法进行界面表征、连续纤维增强热塑性树脂基复合材料的制备与性能表征以及基于Taguchi模型的浸渍参数优化等。相关工作获得国家发明专利1项，在本专业国际及国内权威学术期刊上共发表论文15篇，其中在国际权威学术期刊发表SCI论文2篇，EI论文5篇，国内核心期刊5篇，论文被引用超过35篇次，在高性能热塑性复合材料制备及其性能改性方面的工作具有原始创新性。2001年8月-2005年5月(在德国凯撒斯劳滕大学工作期间)，主要研究纳米复合材料的摩擦与磨损以及高性能热塑性复合材料（包括聚醚醚酮，聚醚酰亚胺等高性能热塑性基体）的制备与改性。该研究材料应用于土木工程中的耐磨擦结构与制件。相关研究工作在摩擦领域国际权威学术期刊中发表学术论文22篇，其中SCI论文索引10篇，EI索引论文2篇，论文被SCI他引超过50次，在纳米复合材料的摩擦磨损机理方面的研究在国内外具有原始创新性，开辟了新的研究方向。2005年5月-2008年2月(在美国加州大学圣地亚哥分校工作期间)，主要研究土木工程用FRP（纤维增强高聚物）复合材料的耐久性能及纳米纤维复合材料研究，包括：智能复合材料系统设计（美国自然科学基金资助），低能量固化聚合物基粘结剂的耐久性能研究（美国空间与海军作战系统中心资助项目）；土木工程复合材料自然环境下耐久性能评估（美国加州交通局资助项目）；以及耐磨环氧基纳米复合材料的性能优化（由杜邦公司资助）。该方向在FRP复合材料领域国际权威学术期刊发表论文12篇，其中SCI论文11篇，EI索引论文3篇，对FRP复合材料在土木工程的应用与推广具有重要的推动作用。2008年2月-2009年2月(在美国加州法尔夫公司工作期间)，主要研究FRP复合材料的改性及耐久性能，包括：阻燃低烟环氧树脂基复合材料，FRP复合材料抗爆性能，以及FRP复合材料在极端温度、化学环境下的耐久性能。2009年3月-至今(哈尔滨工业大学工作期间)，主要研究FRP复合材料在极端环境与荷载共同作用下的耐久性能，玄武岩纤维增强FRP（BFRP）复合材料物理力学性能与耐久性，纳米复合材料与功能复合材料及其结构；目前初步建成土木工程FRP复合材料与结构检测中心。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2006BAJ03B07纤维增强材料(FRP)高耐久性城市桥梁结构体系研究-纳米FRP复合材料及FRP桥梁结构的耐久性502009.03-2011.12子课题负责国家科技支撑计划-基于土木工程设计规范的BFRP复合材料结构与性能研究102009,7-2011,7负责四川航天拓鑫-结构加固用FRP复合材料耐久性能研究202009.03-2012.03负责哈工大海外引进人才基金四、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）申请人长期从事土木工程领域用高聚物及纤维增强高聚物(FRP)复合材料制备及其物理力学性能和耐久性能研究，在FRP复合材料在各种应用环境线的长期性能劣化规律、机理与数值模拟，以及纳米复合材料的摩擦与磨损研究等方面取得重要创新性成果。近五年，共发表SCI论文23篇（其中第一、二作者22篇），被SCI论文他引55次。主要创新成果如下:热塑性FRP复合材料的摩擦与磨损高聚物材料由于其较低的模量与强度，其耐磨性能不能满足各种工程领域的应用要求。研究具有良好耐磨性的高聚物材料是高分子复合材料摩擦学的热点研究课题。国内外学者提出将高强度与模量的碳纤维以及具有润滑作用的石墨掺入高聚物中以改善高聚物的耐磨损性能、降低摩擦系数、提高其抗疲劳性能和耐久性。申请者通过实验，主要研究了短切碳纤维改善高聚物复合材料耐磨性的规律与机理，以及短切碳纤维与其他功能掺料的共同工作机理。研究结果表明，由于短切碳纤维比高聚物具有更好的力学性能与耐磨擦性能，在摩擦过程中，纤维周围的高聚物首先被损耗，导致纤维从复合材料摩擦面上突出，承担材料受到的压力与摩擦力，暴露出的碳纤维同时使材料在摩擦面上形成较为均匀的“迁移层（TransferFilm）”，降低了材料受到的摩擦力，大幅度提高了材料的耐磨损能力。该材料已经被应用于土木工程结构，如高力学与耐磨性能FRP复合材料桥面板，应用于各种结构表面的高耐磨涂层等，取得了较高的经济效益。本项研究丰富了复合材料摩擦学，并为研制具有良好耐磨性的高分子聚合物复合材料提供了科学依据。相关成果于2005年以第一作者在摩擦学领域国际权威学术期刊Wear上发表2篇论文，并已经被SCI论文他引34篇次（见附件：论文他引清单）。2.纳米复合材料的磨擦性能与机理提出将纳米颗粒（如纳米-TiO2）掺入高聚物复合材料，并通过试验发现纳米复合材料的摩擦速率和摩擦系数远远小于传统耐磨复合材料的磨擦速率与摩擦系数，掺入5wt.%的纳米TiO2，就能使环氧树脂复合材料的磨擦速率降低15倍、摩擦系数降低5倍；提出了无机纳米粒子与复合材料中其他组分（如润滑组分石墨、增强组分碳纤维等）在摩擦过程中的协同作用机理，研究表明，纳米粒子使纳米复合材料在摩擦过程中，在摩擦表面形成稳定的、具有润滑作用的转移膜，材料的磨损机理是从磨蚀（abrasive）到粘结（adhesive）摩擦的一种过程。本项研究成果揭示了纳米颗粒改善高聚物耐磨性能的机理，为发展高聚物摩擦材料或高聚物材料摩擦改性开辟了崭新的途径。相关成果已经发表在CompositesofScience&Technology,Wear,JournalofPolymerScience:PolymerPhysics,JournalofAppliedPolymerScience等本领域国际著名学术期刊上（11篇SCI论文），被国际著名学术期刊如Carbon,Wear,Polymer,TribologyLetter,TribologyInternational,MaterialScience&Engineering,CompositeofScience&Technology等正面引用。（见附件：论文他引清单）。3.复杂环境耦合作用下土木工程用高聚物复合材料的耐久性温热老化高聚物及其复合材料的损耗曲线存在双峰效应，但国内外均缺乏对该双峰效应机理的认识。申请人系统研究了湿热老化高聚物及其复合材料的损耗曲线的双峰效应，通过试验及理论推导得到了损耗峰的物理意义，即：低温峰对应于水分子的增塑效应，而高温峰对应的是高聚物结构的松弛效应。利用该发现，可以通过DMTA技术对水分子在高聚物中的相互作用进行精细表征。该研究成果发表在JournalofAppliedPolymerScience,2007,104,1084.（见附件），得到该学术期刊评审的高度评价，认为对FRP复合材料在土木工程领域的应用具有重要的意义（见附件）。在上述工作的基础上，创新性地利用WLF（Williams-Landel-Ferry）方程，研究了水分子吸收对高聚物粘弹性能的影响，研究表明，水分子使高聚物的自由体积增加，在不同温度下（23～60oC），自由体积的增加量约为0.4%，由此降低了材料的脆性（fragility）；在较高温度下，高聚物基体的分子结构发生降解，松弛转变变宽。该研究成果发表在该领域权威学术期刊PolymerDegradationandStability,2007,92,1650.上述研究，系统、深入地揭示了FRP复合材料的在土木工程多因素环境耦合作用下的长期老化行为的机理，为发展高耐久性能的FRP复合材料提供了重要的科学理论依据，对FRP复合材料在土木工程领域中的发展具有重要的推动作用。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SlidingWearofPolyetherimideMatrixComposites:I.InfluenceofShortCarbonFibreReinforcement2005Wear(1.395)258(5-6)776-782122SlidingWearofPolyetherimideMatrixComposites:II.InfluenceofGraphiteFlakes2005Wear(1.395)258(5-6)783-788112FrictionandwearofEpoxy-BasedNanocomposites:InfluenceofAdditionalShortCarbonFibers,AramidandPTFEParticles2006CompositesScienceandTechnology(2.171)66（16）3199-320917TribologicalPropertiesofMicro-andNano-particlesFilledPolyetherimideComposites2006JournalofAppliedPolymerScience(1.008)101(3)1678-168616DMTABasedInvestigationofHygrothermalAgeingofanEpoxySystemUsedinRehabilitation2007JournalofAppliedPolymerScience(1.008)104(2)1084-109413ASynergisticEffectofNano-TiO2andGraphiteontheTribologicalPerformanceofEpoxyMatrixComposites2006JournalofAppliedPolymerScience(1.008)102(3)2391-240012ParametricOptimisationofPin-Assisted-MeltImpregnationofaGlassFiber/PolypropylenebyTaguchiMethod2006JournalofCompositeMaterials(0.957)40(23)2087-209711SegmentalRelaxationofWater-AgedAmbientCuredEpoxy2007PolymerDegradationandStability(2.073)92(9)1650-165911Conversionofmechanicalworktointerfacialtensioninananoporoussilicagel2008AppliedPhysicsLetters（3.596）9206310931ComparativeStudyoftheMechanicalandWearPerformanceofShortCarbonFibersandMineralParticles(Wollastonite,CaSiO3)filledEpoxyComposites2006JournalofPolymerSciencePartB:PolymerPhysics,(1.524)44(5)854-86310六、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）长纤维增强热塑性树脂复合材料的退火处理方法00101256.82003中国2100七、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项目名称：功能FRP复合材料及其智能土木工程制品研究FRP复合材料在航空航天领域和汽车领域得到了广泛的研究与应用；其作为抗震加固和补强材料，FRP在土木工程领域也得到了广泛的研究与应用，但将其作为一种新型的结构材料，并发展土木工程结构制品（型材）的研究相对较少。此外，FRP作为一种复合材料，易于与其他材料复合形成具有某种或某些特殊功能的FRP复合材料。本项目提出将FRP复合材料与智能材料复合形成功能FRP复合材料及其智能土木工程结构制品、FRP复合材料与纳米材料复合形成高性能功能性FRP复合材料及其智能土木工程结构制品。研究具有自监测功能的FRP复合材料及基于监测信息的FRP复合材料及其制品的性能劣化规律和机理；研究具有良好耐久性能的纳米FRP复合材料的制备与性能表征；研究FRP复合材料在应力与各种恶劣环境因素耦合作用下的长期性能劣化规律与机理，建立基于短期（如2-3年）FRP复合材料的耐久性能数据、预测和模拟FRP复合材料的长期（如大于50年）耐久性能的物理和/或经验模型。主要研究内容：自监测FRP复合材料及其性能劣化评价方法和寿命预测方法研究基于光纤光栅自监测FRP复合材料及其制品的制备工艺，研究各种环境下光纤光栅监测应变与FRP复合材料微观结构、性能劣化与寿命之间的关系，研究通过FRP内部应变的变化，判断由于温度循环导致的层间脱粘导致应变的增加，或水分子的吸收导致的FRP复合材料的溶胀，推测或计算FRP材料内部应力状态，及判断FRP复合材料性能劣化的机理，建立基于光纤光栅应变监测信息的FRP复合材料性能劣化诊断方法和寿命预测方法。2)高性能纳米FRP复合材料土木工程领域用FRP复合材料的性能不仅取决于增强纤维的种类，在某些方面，如材料的长期耐久性能，基体的特性具有决定性的作用。近年的研究表明，纳米高聚物复合材料具有许多优异的特性，如低的水扩散速率、高耐候性和长期耐久性能，高耐磨性能等。因此，本方向将研究利用纳米高聚物作为FRP复合材料的基体，提高FRP复合材料的力学性能、耐候性、及其长期耐久性等综合性能。采用有机硅土增强环氧基纳米复合材料作为FRP复合材料的基体，以提高FRP材料对水及紫外线的阻隔性能，同时提供FRP复合材料的耐高温及耐火性能。主要研究有机硅土在环氧树脂中的分散工艺，有机硅土含量对增强纳米复合材料性能的影响，特别是对粘度的影响，硅土纳米复合材料对连续纤维的浸渍能力，最后研究纳米FRP复合材料的基本物化性能和在各种极端应用环境下的耐久性能。3)复杂环境耦合作用下FRP复合材料的耐久性能主要研究在不同温度和溶液环境，及不同的静应力水平下，FRP复合材料的力学、热性能随时间的变化。FRP复合材料的热性能主要利用DMTA（动态热力学分析）与DSC（差示扫描量热法）测试，以得到FRP复合材料的玻璃化温度变化情况，并从其热性能参数分析、计算FRP复合材料的交联结构及其松弛参数的变化。试验测试还包括利用重量分析方法研究在不同环境下水分子在FRP复合材料中的扩散与吸收，水分子的吸收与与扩散是导致结构加固用FRP复合材料降解的主要因素之一。根据不同的物理及经验模型，分析所获得的2～3年的耐久性能数据，以期获得可靠的FRP复合材料在恶劣环境和静应力下的性能降解速率参数，从而对FRP复合材料在结构加固中的设计规范提供理论与试验基础。4）高性能智能FRP土木工程制品基于上述功能性FRP复合材料的研究，本项目将进一步制备智能FRP土木工程制品。利用植入FBG光栅的具有智能自感知功能的FRP复合材料，制备FRP复合材料桥面板，替代传统的钢筋混凝土结构，通过对自感知功能FRP复合材料的监测，分析FRP桥面板在使用过程中的性能劣化规律、趋势与机理，确定桥面板结构的健康状况，预测桥面板结构的使用寿命。同时，本项目将基于高性能纳米FRP复合材料的研究，制备FRP筋用于替代传统的钢筋增强混凝土结构，研究将进一步探索纳米FRP筋的制备工艺，以及纳米FRP筋在碱性溶液及外加应力耦合作用下的耐久性能，纳米FRP筋与混凝土结构的粘结等。除此之外，本项目也将研究具有自感知功能的纳米FRP复合材料制品，如通过添加导电组分，使纳米FRP复合材料不仅具有优异的力学性能与耐久性能，而且具有导电性能，通过对导电性能的变化，确定材料内部结构变化。该方面的制品主要包括约束混凝土结构的FRP套管，土木结构的自感知涂层等等。关键科技问题FBG监测应变数据与FRP微观结构的相关性植入FBG的自监测FRP复合材料在各种恶劣环境下，如静应力、湿热环境、冻融循环等，随着时间的延长，FRP复合材料内部应变会发生变化，并通过FBG得以监测。由于引起FRP内部应力变化的因素很多，如纤维脱粘、层间脱粘、溶胀、基体松弛或开裂、热膨胀等等，通过对FRP微结构分析（热力学、光学等）和FBG实时监测数据的对比，根据FRP结构变化导致的不同应变水平，确立FBG实时监测数据与FRP微观结构的相关性，并据此根据FBG监测数据确定FRP材料的性能劣化状态及劣化机理，预测FRP复合材料的长期耐久性能。高性能纳米高聚物基体的研究在本项目中，主要关注基于有机硅土与碳纳米管的纳米复合材料基体。应用于土木工程领域的FRP复合材料主要基于环氧树脂与乙烯基聚酯。高性能纳米高聚物基体除需要达到设计的高韧性、高耐候性、低吸水率等要求外，还需要满足高的纤维浸渍能力，确保FRP复合材料的性能。但是，即使少量的纳米颗粒引入到高聚物中，也将极大地增加其粘度，使其难以浸渍增强纤维束。本项目拟采取引入活性稀释剂以降低纳米基体的粘度，通过优化稀释剂种类与用量，实现纳米高聚物基体粘度与性能的平衡。纳米FRP纤维复合材料的各种物化性能将与传统FRP复合材料相比较，以评价高性能纳米高聚物作为FRP复合材料基体。应力条件与各种恶劣环境的耦合作用对FRP复合材料长期性能的影响研究静、动应力及各种恶劣环境条件下，水分子在FRP复合材料中吸收与扩散。研究吸收水分子在FRP复合材料中的存在状态、对FRP复合材料的塑化作用以及吸水FRP复合材料的松弛特性。在静、动应力与恶劣环境条件耦合作用下，FRP复合材料聚合物基体、增强纤维及界面的降解规律与机理。根据短期FRP复合材料的降解数据，利用时温等效模型、R-W能量失效判据模型模拟与预测FRP复合材料的长期耐久性能。预期研究结果：制备植入FBG的具有自监测功能的FRP复合材料，通过FBG监测应变数据，能够确定FRP复合材料的性能劣化状态及劣化机理，预测其使用寿命；制备具有高力学性能和/或高耐久性能的纳米FRP复合材料，促进FRP复合材料在土木工程中的应用；研究各种应力状态与恶劣环境耦合作用对FRP复合材料长期性能的影响，预测在不同条件下FRP复合材料的寿命，构建FRP复合材料的全寿命方程。基于上述研究结果，发表SCI论文5～7篇，申请专利不少于2项，培养研究生3～4名。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