材料成形制造所招录宣讲

机械工程系材料成形制造方向情况简介与说明2015年研究生推免宣讲邹贵生材料成形制造研究所主管教学副所长2015.9.15组织架构清华大学机械工程系机械设计及理论机械制造及自动化成形制造、装备及自动化设计工程研究所摩擦学研究所制造工程研究所材料成形制造研究所成形装备与自动化研究所摩擦学国家重点实验室先进成形制造教育部重点实验室精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室焊接研究中心机械电子工程研究所●学科内容丰富，涵盖面广◎传动、摩擦、机械设计、微纳结构◎成形、制造、精密加工、连接◎检测、控制、自动化、机器人、制造系统●行业背景和国家需求◎航天、航空、国防◎能源、核电、重型机械◎IC装备●面向学科前沿◎微纳加工与制造◎医疗器件与生物制造◎增材制造◎新能源装备设计与制造◎生态科技与节能制造机械工程系研究方向与特点3成形制造研究所（红色：直博名额6；蓝色：直硕资格7）正高级：曾攀

周运鸿

吴爱萍

李培杰

单际国

邹贵生

张弓

赵海燕史清宇副高级：王小红石伟

雷丽萍

方刚

吕志刚

蔡志鹏

瞿体明温鹏

成形装备与自动化研究所（红色：直博名额4；蓝色：直硕资格14）

正高级：潘际銮

陈强

孙伟

都东

赵大庆

马庆贤

朱志明

林峰

徐弢副高级：陈以方

张伟

骆建彬

韩赞东

孙振国

郑军

吴任东

常保华

袁朝龙

张文增

张磊

张婷推免直博10名额（校、内外）,推免直硕11名额（校内）+校外4名面试:直博/直硕—9月19日8:30开始；焊接馆312会议室特殊情况（委托邹贵生教授帮助招生）

姜澜教授（万人计划、长江学者、杰青、973首席）：1名

曲良体教授（长江学者、杰青）：1名1.材料成形制造研究所总体介绍

材料成形制造研究所概况(24名+2名）教师队伍：教授9名+2名曾攀

长江学者，杰青周运鸿

千人计划特聘教授吴爱萍

教授支部书记李培杰

教授所长单际国

教授张弓

教授邹贵生

教授副所长赵海燕

教授副系主任史清宇

教授副所长姜澜

万人计划、长江学者，杰青曲良体

长江学者，杰青7副教授/副研究员8名

王小红方刚系行政助理吕志刚系党委书记雷丽萍石伟蔡志鹏瞿体明温鹏副所长8助理教授/助理研究员3名马明星刘磊工程系列4名张欣高级工程师白海林高级工程师张伟明工程师吴建军工程师赵玥材料成形制造研究所概况人员现有学术团队成员：曾攀、方刚、雷丽萍、瞿体明现代结构分析与材料成形模拟1.塑性非线性行为及数值模拟2.超轻结构设计及装备3.高温超导材料及应用4.复杂装备的结构设计及分析周运鸿、吴爱萍、单际国、邹贵生张弓、赵海燕、史清宇、马明星温鹏、刘磊、白海林、吴建军张伟明先进焊接技术与方法、微纳成形制造先进焊接技术（激光焊接、电子束焊接、搅拌摩擦焊、超声复合焊等）微纳连接成形制造及应用超快激光微纳成形制造及器件薄膜太阳能材料与功能薄膜材料新材料和异种材料的连接及其理论焊接过程数值模拟与仿真焊接结构及其可靠性材料成形制造研究所人员概况李培杰教授1.轻合金复杂结构成形工艺及设备2.轻合金新材料组织性能控制3.空间材料防护及其结构设计主要研究方向：新型压铸装备镁合金熔炼空间高速撞击试验吕志刚副教授熔模精密铸造技术材料特种成形方法主要研究方向：王小红生物（器官）制造技术人体组织器官快速制造技术生物材料主要研究方向：蔡志鹏1.耐热钢的焊接冶金技术2.电磁处理提高工具钢寿命3.能源装备关键结构的焊接技术4.异种金属连接技术主要研究方向：石伟金属材料成形制造的组织与应力控制热处理过程多物理场分析制造系统的仿真分析与优化主要研究方向：材料成形制造研究所人员概况2.各课题组或研究团队介绍现代结构分析与材料成形模拟团队主要科研项目：近五年来，国家自然科学基金重点项目1项，

自然科学基金面向项目7项，

科技部国际合作1项，清华大学自主科研2项。主要论著：近5年来，发表SCI收录论文近70篇。

出版著作及教材3部。主要获奖：获得教育部科学技术进步二等奖1项，

获得中国机械工业科学技术二等奖1项

获得清华大学教学奖2

项1）材料成形制造研究所的重点学术方向介绍（1）塑性非线性行为及数值模拟基于宏域微成形原理的高温超导导线成形过程研究基于微观组织控制的铝合金挤压成形机理研究数值图像相关测量系统开发大变形塑性成形过程数值分析结构分析-成形模拟（2）复杂装备的结构设计及分析正负电子对撞机核心部件漂移室设计和建造的全过程分析大型冶金装备的数字化设计及分析重大机械结构设计的高精度数值分析飞行器综合磁干扰仿真计算结构分析-成形模拟（3）超轻结构及风能装备风机叶片新结构设计开发风力测试实验平台铰接式桁架定变桨组合叶片(Φ6m样机)结构分析-成形模拟（4）高温超导材料及应用高温超导风力发电机样机真空室转子机座定子高温超导线圈杜瓦玻璃钢力矩管原动机扭矩传感器高温超导电机原理样机自动充氮装置测试仪器柜铋系生产线（英纳）钇系的IBAD设备高温超导导线产业化制备技术高温超导创新应用技术超导微波据止武器高温超导磁控卫星平台结构分析-成形模拟姜澜：激光微纳制造国家“万人计划”首批科技创新领军人才教育部长江学者特聘教授国家杰出青年科学基金获得者科技部973计划项目首席科学家科技部863计划主题专家教育部创新团队带头人科技部中青年科技创新领军人才兼任美国内布拉斯加(林肯)大学客座教授美国密苏里大学客座教授美国国家科学基金纳米制造会审评委(NSFReviewPanelist)国家自然科学基金、科技部973、863会审评委2）微纳制造团队19发表SCI检索论文150篇H因子为24在主流国际大会做Plenary/Keynote/invited报告69次近8年，主持19项科研项目（共9205万），包括科技部国家重大基础研究（973）项目国家重大科技专项课题国家自然科学基金委重大研究计划集成项目国家杰出青年科学基金国家自然科学基金（十二五）、科技部863（十二五、十三五）、国家重点研发计划（十三五）激光制造负责人曲良体

长江学者特聘教授

杰出青年基金获得者微纳功能材料研究室研究方向：微纳加工、纳米制造、纳米材料、先进功能材料、功能器件等。

涉及石墨烯纳米组装及应用研究。科研项目：973项目、国家自然科学基金项目等重要成果：

在Science,Adv.Mater.,NanoLett.,Angew.Chem.Int.Ed.等国际重要期刊发表论文140多篇，论文他引4000余次。1篇论文荣获2012年度“中国百篇最具影响国际学术论文”。Science发表的研究成果“碳纳米管阵列仿生壁虎脚”，开启了纳米仿生领域的新篇章。英文专著6章，国际国内发明专利10项。

2004年博士毕业于清华大学21专业期刊英国皇家物理学会（IOP）旗下MaterialsResearchExpress期刊国际咨询委员（InternationalAdvisoryPanel）TheScientificWorldJournal期刊Nanotechnology方向编委（EditorialBoard）SCIENCECHINAMaterials(中国科学：材料)编委ScientificReports编委学术兼职专业学会中国材料研究学会纳米材料与器件分会理事

中国化学会青年化学工作者委员会委员

中国化学会纳米化学委员会委员

基金项目评审科技部863计划新材料技术领域汇评专家国家自然科学基金化学学部汇评专家微纳成形制造（包括微纳米尺度精密连接成形）新材料及异种材料连接/连接

焊接应力与变形数值模拟、材料加工物理模拟周运鸿吴爱萍邹贵生

刘磊赵玥白海林任家烈

刘磊博士，，62794670，联系：邹贵生教授，，62794670，吴爱萍教授，，62773859，3）微纳成形制造与先进材料连接研究团队先进材料连接及微纳成形制造研究团队1.超快激光微纳成形制造及器件●超快激光与物质的相互作用机理●超快激光表面有序微纳米结构高

效制备及其在航空航天、光电及

医疗、改善焊接成形等中的应用●飞秒激光制备光纤传感器、微流

体通道及表面沉积镀膜（3D）等●超快激光精密抛光、微细制孔等2.微纳连接成形制造及应用●微纳连接理论及新方法新工艺●微纳连接的尺寸效应●微纳尺度连接建模与仿真●电子封装新材料、新工艺及控制●纳米金属焊膏合成新方法及其低温烧结连接技术与应用●微纳连接在MEMS、生物医疗器件、超微物质检测传感器等制造中应用●微纳尺度连接装备3.新材料和异种材料的连接及其理论●新材料的焊接陶瓷材料、金属间化合物基结构材料、低

膨胀合金、热电材料、超导材料，等●焊接新工艺和焊接新材料

□钎焊、扩散焊、TLPB、激光焊、电阻

焊、FSW、低温连接、表面改性连接□特种连接材料●异种材料连接的界面冶金行为和控制□Si3N4/SiC/Al2O3等各种陶瓷与各种金属□异种金属之间的焊接:异种钢、钛/铝合

金、钽/不锈钢、石墨/铜，等。。。。。。4.焊接过程数值模拟与仿真●模型建立●高效计算●工程应用教师：周运鸿教授（千人计划特聘），吴爱萍教授，邹贵生教授，

刘磊博士，赵玥博士，白海林工程师，任家烈教授（顾问）博士后：2-5人研究生：博士研究生14-16人；硕士生5-8人各种培养计划的本科生（因材施教，SRT，导师制）：约15人吴爱萍教授周运鸿教授邹贵生教授刘磊助理研究员赵玥助理研究员白海林高工任家烈教授顾问吴爱萍、邹贵生、周运鸿（千人）、刘磊、白海林、赵玥、任家烈（顾问）先进材料连接及微纳成形制造研究团队25激光加工中心4000W半导体激光加工系统100W皮秒激光微加工系统20W纳秒激光微加工系统4W飞秒激光微纳加工系统2000W光纤激光加工系统X-Ray衍射应力测试仪400WYAG激光加工系统自动氩弧焊26钎焊/扩散焊/激光焊/氩弧焊设备多套真空、超高真空钎焊和扩散焊设备27纳米颗粒合成及其电子封装应用研究平台清华大学热－力学物理模拟开放实验室

28数控式成套动态热－力学物理模拟试验机Gleeble1500D（美国）29高温压缩变形试验材料加工过程物理模拟研究新材料研制与开发材料力学性能测试研究CCT图测定试验高温扩散连接试验

焊接热影响区模拟试验应用30激光焊接快速加热和冷却模拟过渡液相扩散焊高温合金模拟铝合金高温性能测试镁合金高温性能测试耐热钢高温压缩变形实验科学研究方向一：超快激光微纳成形制造及器件●皮秒和飞秒激光与物质相互作用机理●超快激光表面有序微纳米结构制备及

在光电、医疗、改善焊接等中的应用●飞秒激光制备光纤传感器、微流

体通道及表面沉积镀膜（3D）等●超快激光精密抛光、微细制孔等超快激光与物质作用特点、表面有序微纳结构制备（如彩铜）、精密切割和制孔及三维微流体通道加工Si片金片2/3维通道飞秒激光诱导nanojet飞秒激光玻璃微封装金属片PtAg超快激光诱导纳米材料转移、同种和异种纳米线和颗粒及与宏微尺度材料连接32科学研究方向二：微纳尺度连接成形制造●微纳连接理论及新方法新工艺●微纳连接的尺寸效应●微纳尺度连接建模与仿真●电子封装新材料、新工艺及控制●纳米金属焊膏合成新方法及其低温烧结连接技术与应用●微纳连接在MEMS、生物医疗器件、超微物质检测传感器等制造中应用一步法短时扩散连接Bi系61芯超导带材Pt/Ir316LVMLaser异种材料微米细丝YAG激光焊接YAG激光活性点钎焊碳纳米管线（φ20μm）接触电阻10Ω纳米Ag及其有机物保护壳体横截面烧结模型纳米Ag烧结长大典型断口多元醇法合成高含量纳米Ag焊膏实现了低压力甚至无压低温烧结连接封装（中左）、接头高温保温50小时服役后还具有良好的性能（对比高铅高温钎料的软钎焊接头）（中右）及接头强度与纳米颗粒低温烧结程度本征关系（下左）纳米Ag膏纳米Cu膏纳米Ag+Cu膏33●陶瓷及其与金属的连接复合钎料、金属间化合物强化、化学镀金属化与低温钎焊、离子注入●异种材料的连接（钎焊、扩散焊、搅拌摩擦焊）钼/石墨、石墨/铜、铜/钨、钽/不锈钢、铝/钛、硬质合金/不锈钢、钢与镍基合金、金属材料/高分子材料、钽/不锈钢，等●金属间化合物结构材料的焊接Ti3Al,Ti2AlNb的激光焊接、扩散焊、钎焊●低膨胀合金的焊接●形状记忆合金的焊接●高温超导材料的连接●镁合金的焊接●铝合金的焊接，等科学研究方向三：新材料及异种材料焊接/连接陶瓷钎焊结构与制品陶瓷挺柱的超声检测结果钎焊后的陶瓷挺柱模拟陶瓷与金属连接件34●获得国家自然基金、北京市基金、清华大学自主科研、博士点基金、国家重点实验室基金、企业横向合作等10余项●清华大学优秀博士论文1篇并申请在审上银优秀博士论文。●近2年在APL、Acta、Scripta、MMT等高水平杂志发表论文10余篇，影响因子之和25+●部分科研成果正在转化为生产力（产业化前期研究）超快激光直接高效制备纳米颗粒修复前的超快激光直接清洗微裂纹氧化膜新技术优化工艺：细长，且无裂纹高温叶片钎焊修补裂纹放置钎料真空钎焊修补扩散，均匀组织钎焊修补后裂纹周边的显微组织形貌细长裂纹表面氧化物氟离子清理的专用装置装置高温服役产生的裂纹表面严重氧化，阻碍补焊钎料润湿和填缝氧化层高温合金母材裂缝修复后的界面修复后的界面钎料GTD111微纳成形制造清华大学机械工程系主办首届纳连接和微连接国际学术会议与会代表在近春园宾馆合影留念4）先进焊接技术与方法（吴爱萍、史清宇、赵海燕、邹贵生、刘磊、赵玥）

金属间化合物的焊接Ti3Al-Nb金属间化合物的激光焊接、钎焊、扩散焊以及过渡液相扩散连接焊接过程的组织转变、工艺对接头组织与性能的影响、接头性能的调整等980℃×90min开炉门冷却焊态焊缝拉伸试样断口形貌(断裂在焊缝处)a)室温拉伸b)高温拉伸激光焊接扩散焊接焊态焊缝组织热处理后焊缝组织先进焊接技术与方法（吴爱萍邹贵生赵玥）钛合金/铝合金异种材料的激光焊先进焊接技术与方法（吴爱萍赵玥）2024/1/1841钛合金/铝合金搅拌摩擦焊(a)(b)(c)Effectsofrotatingspeedonthestrengthandfracturedlocation（MPa）(a)Ti6Al4VA6061A6061Ti6Al4VTi6Al4VA606150μm中部Ti6Al4VA6061中部A6061Ti6Al4V1m

_α-Ti[3

7

1]TiAl3[010]

_Al[1

1

3]先进焊接技术与方法（吴爱萍赵玥）Invar36合金的搅拌摩擦焊先进焊接技术与方法（吴爱萍赵玥）高强铝合金焊接接头组织与性能研究工艺对焊接接头组织与性能的影响不均匀焊接接头的力学性能焊缝淬火区过时效区1、13：母材2、12：过时效区43、11：过时效区34、10：过时效区25、9：过时效区16、8：淬火区7：焊缝区无余高接头拉伸断裂前等效塑性应变分布

有余高接头拉伸断裂前等效塑性应变分布先进焊接技术与方法-吴赵玥复杂结构焊接应力与变形分析航天发动机尾喷管焊接变形分析推力室结构三维图有限元分析模型局部三维模型结构截面示意图等效应力径向应力轴向应力周向应力压力试验后残余应力分布推力室结构焊接应力分析异种钛合金复杂结构焊接温度场、应力变形分析温度场等效应力变形先进焊接技术与方法（吴爱萍赵玥）航天筒体结构焊接应力与变形分析2024/1/1845直筒结构1(1727×507×5)直筒结构3(1000×200×3)直筒结构2(2320×451×5)锥筒结构1(2200×494/444×5)航天筒体结构母线下凹变形的高精度仿真及工艺优化先进焊接技术与方法（史清宇）高速列车车顶结构焊接应力与变形分析2024/1/184612m高速列车车顶焊接变形的高效、高精度仿真及工艺优化先进焊接技术与方法（史清宇）47搅拌摩擦焊过程中材料流动行为的研究WeldingDirectiona.Topviewb.Topviewc.Mainview搅拌摩擦焊基础研究搅拌摩擦焊连接机理研究-塑性应变对扩散连接行为影响的分子动力学模拟先进焊接技术与方法（史清宇）48搅拌摩擦焊过程中材料流动模拟在缺陷预测中的应用搅拌摩擦焊基础研究先进焊接技术与方法（史清宇）49搅拌摩擦头及参数的开发以提高FSW工艺裕度搅拌摩擦焊基础研究下压量0.3mm下压量0.7mm下压量1.0mm抗拉强度σb/MPa图19不同工艺参数下的接头抗拉强度先进焊接技术与方法50铝合金薄板搅拌摩擦焊接头韧性研究搅拌摩擦焊基础研究

下压量为1.0mm时不同类型试样撕裂结果下压量为0.7mm时不同类型试样撕裂结果先进焊接技术与方法（史清宇）高能束焊接基础理论及工程应用大厚度钛合金电子束焊接头残余应力形成机理及表征残余应力测试(改进轮廓法)高能束焊接小孔成形理论及缺陷预测激光与材料相互作用的分子动力学模拟先进焊接技术与方法（赵海燕）焊接及连接接头的失效及其性能评价高强钢点焊接头的失效机理韧性胶接头的失效模式（应变率、温度）点焊-胶接复合连接的失效过程“三峰”出现的条件适合大网格计算的有限元模型及其界面失效判据先进焊接技术与方法（赵海燕）535）能源结构焊接关键技术问题(潘际銮院士、蔡志鹏副教授)●大型、高参数汽轮机焊接转子研究

●提升刀具及轴承寿命的电磁方法Weldingprocess焊接方法Mock-up模拟件Outerdiameter：Φ900mm圆环外径Depthofweld：135mm焊缝深度TIG氩弧焊SAW埋弧焊+Macrostructure宏观金相

CrossSectionofWeld焊缝横截面FB2SideFB2侧金相图CrMoVSideCrMoV侧金相图“先进焊接技术研发中心”56576）激光焊接与加工（单际国教授和温鹏副教授）新材料的激光加工钢铁材料、有声金属、复合材料、功能材料激光加工新技术激光-电弧复合焊接、激光热丝焊接、激光直接制造、

激光水下切割激光加工在线检测和控制激光加工质量的控制和优化激光加工数值模拟温度场、应力应变场、流场587）电子封装（张弓教授）●电子封装及系统集成研究电子封装工艺：封装技术是微电子系统集成、产业信息化和IT技术快速发展的关键技术。电子封装材料：决定元器件成本、封装工艺和系统可靠性的关键。柔性封装工艺和材料：各种可卷绕显示器、人体传感器的技术基础。●摩擦纳米发电机研究白鹏为第1作者与佐治亚理工学院科学家2013年在ACSNano（IF:12.062）联合发表2篇论文“IntegratedMultilayeredTriboelectricNanogeneratorforHarvestingBiomechanica