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羅旭東

(遼寧省鎂質(zhì)材料工程技術(shù)研究中心 遼寧鞍山114051)

摘要：遼寧省鎂質(zhì)材料工程技術(shù)研究中心承擔(dān)高溫材料、功能材料、菱鎂礦選礦、鎂化工、鎂建材五大方向人才培養(yǎng)和科學(xué)研究工作。中心現(xiàn)有職工40余人，專業(yè)教師30人，其中具有博士學(xué)位13人、教授7人、副教授及高級工程師17人、博士生導(dǎo)師3人、碩士生導(dǎo)師15人，特聘及兼職職教授10人。中心現(xiàn)有博士點1個、一級學(xué)科碩士點1個、二級學(xué)科碩士點2個。中心承擔(dān)博士、碩士研究生、本科生、非學(xué)歷工程技術(shù)人員四個層次的人才培養(yǎng)任務(wù)，每年招收博士、碩士、本科生近160名、每年為相關(guān)企業(yè)培訓(xùn)工程技術(shù)人員100名左右。

引言

遼寧省鎂質(zhì)材料工程技術(shù)研究中心依托遼寧科技大學(xué)高溫材料與鎂資源工程學(xué)院，學(xué)院是遼寧科技大學(xué)具有鮮明特色的教學(xué)、科研單位，在學(xué)校的發(fā)展與建設(shè)中具有重要地位，也是遼寧省鎂質(zhì)材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟落戶依托單位。

1 中心基本情況

遼寧省鎂質(zhì)材料工程技術(shù)研究中心圍繞遼寧鎂質(zhì)材料為主要研究特色，主要承擔(dān)博士、碩士研究生、本科生、非學(xué)歷工程技術(shù)人員四個層次的人才培養(yǎng)任務(wù)，每年招收博士、碩士、本科生近160人、每年為耐火材料企業(yè)培訓(xùn)工程技術(shù)人員100名左右。中心具有齊全的高溫材料及功能材料研究與檢測設(shè)備。目前，承擔(dān)國家、省、市企業(yè)各類科研項目百余項，其中國家“十二五”科技支撐項目6項，曾獲國家級星火計劃獎1項，國家級教改二等獎1項，省部級科技進(jìn)步一、二、三等獎14項，省部級教改項目一、二等獎4項，撰寫專著及主編教材8部，發(fā)表論文600余篇，獲國家發(fā)明專利20項。

2 中心知名專家介紹

陳樹江教授：遼寧科技大學(xué)高溫材料與鎂資源工程學(xué)院院長、遼寧省鎂質(zhì)材料工程研究中心主任。研究方向：冶金新技術(shù)用耐火材料、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷。承擔(dān)國家及省市項目8項，企業(yè)項目20余項，發(fā)表論文50余篇，發(fā)明專利3項，科研著作2部，獲得市級以上獎勵9項。

畢萬利教授：遼寧科技大學(xué)高溫材料與鎂資源工程學(xué)院黨委書記、遼寧省鎂質(zhì)材料工程研究中心黨委書記。研究方向：低品位菱鎂礦資源高效高值利用、鎂建材生產(chǎn)技術(shù)與應(yīng)用。承擔(dān)省市級項目8項,發(fā)表論文10余篇,科研著作1部,獲得市級以上獎勵及榮譽(yù)2項。

李志堅教授：遼寧省鎂質(zhì)材料工程研究中心總工程師。研究領(lǐng)域:“耐火材料”在鋼鐵冶金工業(yè)中的應(yīng)用。承擔(dān)國家及省市項目50多項。發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇，授權(quán)專利9項。獲市級以上獎勵及榮譽(yù)6項。

曲殿利教授：博士生導(dǎo)師，遼寧省鎂資源與鎂質(zhì)材料工程研究中心主任。研究方向:無機(jī)非金屬材料及其相關(guān)熱能工程教學(xué)與科研工作。承擔(dān)國家科技支撐項目2項，省市級科研項目30余項;發(fā)表論文40余篇;授權(quán)發(fā)明專利5項;獲市級以上榮譽(yù)及獎勵9項。

張國棟教授：遼寧省非金屬礦工業(yè)協(xié)會常務(wù)副會長，中國耐火材料學(xué)會、耐火材料行業(yè)協(xié)會理事。研究方向:無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)教學(xué)、科研工作。承擔(dān)國家及省市項目60項，。發(fā)表論文50余篇，發(fā)表學(xué)術(shù)專著1部。獲市級以上榮譽(yù)及獎勵6項。

張玲教授：研究方向:無機(jī)非金屬材料方面的教學(xué)、科研、工程設(shè)計等工作。承擔(dān)市及以上科研項目30多項，發(fā)表科研論文20余篇。

3 中心主要研究方向

中心主要在菱鎂資源高效利用、鎂質(zhì)材料原料、鎂質(zhì)材料制品(鎂耐火、鎂建材、鎂化工制品)、綠色鎂質(zhì)材料工藝裝備技術(shù)、鎂質(zhì)新材料(鎂陶瓷、鎂介孔材料、鎂電池)等方面開展研究工作。

(1)菱鎂資源高效利用

菱鎂資源高效利用主要針對遼南菱鎂資源，研究塊狀菱鎂礦的常壓燒結(jié)特性、原料碎礦和粉礦利用技術(shù)、重?zé)趸V節(jié)能減排及高效回收技術(shù)、生產(chǎn)過程自動控制與系統(tǒng)集成優(yōu)化等，實現(xiàn)了鎂砂優(yōu)質(zhì)率高、能耗低、無污染的自動化清潔生產(chǎn)。研究利用菱鎂礦碎礦通過一步煅燒的均化鎂砂技術(shù);利用菱鎂礦選礦尾礦為主要材料合成高純鎂橄欖石原料;利用低品位菱鎂礦制備鎂建材用高活性氧化鎂;利用低品位菱鎂制備鎂質(zhì)多孔保溫隔熱材料。

(2)鎂質(zhì)材料原料

在輕燒氧化鎂、燒結(jié)鎂砂、電熔鎂砂方面開展研究工作。在合成原料MgO-Al2O3，MgO-Al2O3-Fe2O3，MgO-CaO，MgO-CaO-ZrO2，MgO-CaO-TiO2，MgO-SiO2等系統(tǒng)中研發(fā)新的含鎂多元原料，研究添加劑對合成原料制備工藝和性能的影響，進(jìn)而獲得優(yōu)質(zhì)的鎂質(zhì)耐火原料。

(3)鎂質(zhì)材料制品

利用鎂砂及合成材料為原料，經(jīng)混練、成型、燒成等工藝制備功能、長壽、環(huán)保鎂質(zhì)耐火制品。冶煉優(yōu)質(zhì)鋼用鎂系列耐火材料研究。包括：燒成鎂鈣磚、不燒鎂鈣磚、鎂尖晶石磚、鎂鈣系不定形耐火材料、環(huán)保型的無鉻、低碳系列耐火材料，長壽復(fù)合型系列耐火材料等。水泥窯用高抗蝕堿性耐火材料研究。包括：鎂尖晶石磚、鎂復(fù)合尖晶石磚、鎂鈣鋯磚等。新型煙氣脫硫材料研究，采用低品位菱鎂礦或菱鎂礦浮選尾礦為原料，產(chǎn)品用于濕法煙氣脫硫，脫硫率達(dá)到90%以上，脫硫?qū)嵭чL，脫硫產(chǎn)物可以用于硫酸鎂化肥行業(yè)。

(4)綠色鎂質(zhì)材料工藝裝備技術(shù)

重?zé)趸V綠色生產(chǎn)技術(shù)與裝備：建設(shè)一條年產(chǎn)8萬噸重?zé)V砂自動化清潔生產(chǎn)示范線，節(jié)煤20%以上，廢棄物高效利用(近零排放)，優(yōu)質(zhì)品率提高20%，形成綠色生產(chǎn)工藝規(guī)范。在菱鎂礦輕燒、電熔等方面也積累了大量實踐經(jīng)驗。

(5)鎂質(zhì)新材料

ZrO2纖維增強(qiáng)高致密鎂基陶瓷：采用納米氧化鎂為原料，ZrO2纖維為增強(qiáng)體，利用復(fù)相增韌技術(shù)、纖維增韌技術(shù)，用于超高溫陶瓷坩堝、鎂合金熔煉用復(fù)合坩堝等，相對密度>99%;耐熱震、耐堿侵蝕;可以與金屬材料復(fù)合。介孔氧化鎂，利用介孔氧化鎂的物理性和化學(xué)吸附特征，用于吸附溫室氣體——CO2。鎂空氣電池：鎂一次電池正極材料及鎂二次電池的正極材料，正極材料主要以鎂硅酸鹽為主。

4 中心主要研究設(shè)備

中心先后建立了遼寧科技大學(xué)鎂質(zhì)材料工程研究中心、遼寧鎂產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心等六大科研平臺，中心技術(shù)裝備水平屬于國內(nèi)一流、世界先進(jìn)水平。主要設(shè)備介紹如下：

(1)Zeiss—Σ IGMA HD型場發(fā)射掃描電子顯微鏡

掃描電子顯微鏡屬于高分辨應(yīng)用型，包含鏡筒內(nèi)(In-lens)二次電子探測器、樣品室二次電子探測器、背散射電子探測器三種探測器，樣品臺為五軸全自動控制。其二次電子像分辨率可達(dá)1.0 nm，加速電壓調(diào)整范圍為0.02 -30 kV，放大倍率范圍為1 2X-1000,000 X。 適用于對金屬、陶瓷、半導(dǎo)體、生物、高分子、復(fù)合材料及納米級一維、二維和三維材料的表面形貌進(jìn)行觀察;附加OXFORD-X-Max 50mm2 型X射線能譜儀，儀器分辨率： Mn-Kα優(yōu)于129 eV;探測元素范圍：Be (4)-U (92) ;能同時進(jìn)行樣品表面的微區(qū)點線面元素的定性、半定量及定量分析，具有形貌、成分綜合分析能力。

(2)X射線衍射儀

主要用來對樣品進(jìn)行定性分析，檢測樣品中都有哪些礦物相，并利用半定量方法對各礦物相的含量進(jìn)行計算，除此之外還可以測定物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu),織構(gòu)、應(yīng)力、薄膜物相、薄膜厚度以及納米粉末的粒度分布，廣泛應(yīng)用于冶金,石油,化工,航空航天,等領(lǐng)域

(3)離子色譜儀

是分析陰離子和陽離子含量的一種液相色譜方法，離子色譜主要用于環(huán)境樣品的分析，包括地面水、飲用水、雨水、生活污水和工業(yè)廢水、酸沉降物和大氣顆粒物等樣品中的陰、陽離子，與微電子工業(yè)有關(guān)的水和試劑中痕量雜質(zhì)的分析。另外在食品、衛(wèi)生、石油化工、水及地質(zhì)等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用

(4)微機(jī)差熱天平

主要測量與熱量有關(guān)的物理、化學(xué)變化，如物質(zhì)的熔點、熔化熱、結(jié)晶與結(jié)晶熱、相變反應(yīng)熱、熱穩(wěn) 定性(氧化誘導(dǎo)期)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、等變化進(jìn)行研究。

(5)真空熱壓燒結(jié)爐

主要用于樣品的真空、 氣氛燒結(jié)，燒結(jié)過程可以對樣品加壓。最大壓力20t，最高燒結(jié)溫度2200℃，通氣要求高純的惰性氣體。

(6)耐火材料常規(guī)檢測設(shè)備

中心具備全套國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)的耐火檢測設(shè)備，完全可以滿足國內(nèi)耐火材料企業(yè)及科研院所的科研及教學(xué)需要。

5 中心自成立以來承擔(dān)工作

中心自2009年成立以來，承擔(dān)的縱向項目包括國家支撐計劃項目6項、國家自然基金項目6項、省級項目43項、市級項目14項、?；痦椖?項，縱向科研經(jīng)費(fèi)總計4000萬元，橫向項目近100項，項目科研費(fèi)近1200萬元。中心共計發(fā)表論文249篇，其中檢索論文60篇。中心人員獲獎及與企業(yè)聯(lián)合獲省科學(xué)技術(shù)三等獎以上獎項5項、并獲得冶金科技進(jìn)步獎及市級科學(xué)技術(shù)獎20余項。申請發(fā)明專利25項，授權(quán)19項;申請實用新型專利15項，授權(quán)15項。表1所示為中心承擔(dān)部分省級以上項目，表2所示中心申請的部分發(fā)明專利，表3所示為中心獲得部分省級以上獎勵，表4所示為中心發(fā)表的部分論文。

表1 中心承擔(dān)省級以上部分縱向項目

表2 中心申請部分發(fā)明專利

表3所示為中心獲得部分省級以上獎勵

序號	成果名稱	完成人	發(fā)證機(jī)關(guān)	獲獎日期
1	豎式連續(xù)化生產(chǎn)新型石墨化電煅爐	李志堅	遼寧省科技廳	2015-11-15
2	大型全密閉節(jié)能環(huán)保自動化輕燒白云石豎窯技術(shù)與裝備	曲殿利	遼寧省科學(xué)技術(shù)獎勵委員會	2013-11-07
3	廢棄鎂碳磚的回收再利用	張國棟	遼寧省科學(xué)技術(shù)獎勵委員會	2013-03-12
4	精煉低碳超低碳鋼用優(yōu)質(zhì)燒成鎂白云石磚	陳樹江	鞍山市科學(xué)技術(shù)獎勵委員會	2013-03-01
5	菱鎂礦風(fēng)化石與葉臘石合成堇青石的結(jié)構(gòu)表征	羅旭東	遼寧省自然科學(xué)學(xué)術(shù)成果獎評審委員會	2012-10-10
6	爐外精煉用優(yōu)質(zhì)不燒MgO-CaO-C磚	陳樹江	遼寧省科學(xué)技術(shù)獎勵委員會	2012-07-01

表4所示為中心發(fā)表的部分論文

6 中心目前在研項目

(1)國家科技支撐計劃項目：懸浮閃速制備高活性輕燒氧化鎂新流程技術(shù)研究(2014BAB02B01);

(2)國家科技支撐計劃項目：與大石橋市信威耐火材料有限公司的30萬噸懸浮閃速清潔生產(chǎn)高活性輕燒氧化鎂示范工程(2014BAB02B03);

(3)國家自然基金：低品位菱鎂礦合成鎂質(zhì)太復(fù)相耐火材料及反應(yīng)機(jī)理研究;

(4)國家自然基金：介孔SiO2超級隔熱基體材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控、鈦摻雜行為及作用機(jī)理的研究;

(5)目前在研省級、市級及橫向項目50余項。

7 中心今后工作展望

近年來，中心圍繞鋼鐵冶金、建材、有色金屬等領(lǐng)域用高溫材料進(jìn)行廣泛、深入、系統(tǒng)研究開發(fā)，尤其新型堿性耐火材料成果顯著，和全國幾十家企業(yè)有科技開發(fā)合作關(guān)系，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的社會和經(jīng)濟(jì)效益。在人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、學(xué)科建設(shè)不斷取得新成就，下一步發(fā)展將進(jìn)一步抓機(jī)遇，積極進(jìn)取，開拓創(chuàng)新，面向未來，繼續(xù)為我國高溫材料、鎂質(zhì)材料行業(yè)做出我們的貢獻(xiàn)。