鋁是世界上產(chǎn)量和用量僅次于鋼鐵的有色金屬，產(chǎn)品性能上具有耐候性、耐沖擊、耐溶劑性、高溫滅菌性等優(yōu)良特性，可廣泛應用于建筑裝飾、食品包裝容器、家用電器、交通運輸、航天航空、電子通訊各個行業(yè)，是發(fā)展國民經(jīng)濟與提高人民物質文化生活的重要基礎材料。近幾年，隨著我國汽車、航空、建筑等行業(yè)的飛快發(fā)展，對于鋁材的需求也持續(xù)加大。但目前國內(nèi)在利潤率最高的產(chǎn)業(yè)鏈下游應用遠遠低于發(fā)達國家，尤其在交通運輸領域。截止2018年，在中國，鋁型材在交通運輸領域占比為27%，遠低于北美（47%），歐洲（45%），日本（50%）等發(fā)達市場。具體地說，隨著鋁替代銅，鋁替代鋼的擴大應用，諸如乘用車車身板（ABS），乘用車/商用車用鋁材，鋁合金電纜，鋁合金模板和太陽能發(fā)電鋁材燈新產(chǎn)品，都將是鋁加工行業(yè)新的增長點。交通運輸領域將是高端鋁型材的重點發(fā)展方向。
鋁合金具有低密度、高強度和良好延展性，但是鋁合金作為結構材料，受到導電性和抗拉強度的制約，電纜行業(yè)“以鋁代銅”的進展并不樂觀。因此，如何提高鋁合金強度一直是研究者的主攻方向。在鋁合金中填加石墨、碳化硅、碳化硼和碳納米管制備鋁基復合材料來提高合金強度成為學者們研究方向。而石墨烯具備優(yōu)異的力學性能、熱學性能和電學性能，是制備金屬基納米復合材料較為理想的增強體之一。然而，如何將石墨烯納米片均勻分散到金屬基體中，同時使石墨烯和金屬間形成良好的接觸界面且不破壞石墨烯的微觀結構成為研究中的重點難題。鋁基石墨烯復合材料解決了石墨烯與基體金屬的潤濕性、石墨烯與基體金屬的界面結合強度、石墨烯與金屬基體的界面明確、石墨烯在金屬基體中的形貌和分散均勻性可控等技術難題。
國內(nèi)有專家團隊研究表明：鋁基石墨烯復合材料桿材抗拉強度提升范圍25%~50%，達到國內(nèi)外先進水平。鋁基石墨烯復合材料桿材，帶來更高的產(chǎn)能、更低的成本，對該復合材料未來的產(chǎn)業(yè)化推廣進程具有重要意義。
從目前的研究情況來看，只要石墨烯能均勻的分散在鋁基體中，即使加入的石墨烯的量很少，也可使石墨烯/鋁復合材料的力學性能得到很大提高。雖然研究者在制備過程中盡量避免石墨烯結構的破壞，并提高石墨烯在鋁基體中的分散均勻性，但復合材料的性能與理論計算的數(shù)據(jù)相比仍有很大的差距。所以如何在保持石墨烯結構的完整性，進一步提高其在鋁基體中的分布均勻性，發(fā)揮最大的改性作用是要深入研究的問題。
長期從事運用理論知識解決新產(chǎn)品小試（中試）到工程化應用放大過程中遇到的工程轉化問題及后續(xù)新產(chǎn)品市場推廣工作問題。在中試放大過程和調(diào)試方面具有豐富經(jīng)驗，熟練掌握涉及設備換熱、工程力學方面的計算和產(chǎn)品設計；能夠依據(jù)行業(yè)標準針對項目要求進行必要試驗性分析和驗證；能夠針對特殊裝置和特殊介質工況進行選材和研發(fā)；能夠根據(jù)不同工藝需要完成適合的過程系統(tǒng)開閉環(huán)控制方案；能夠利用工程技術經(jīng)濟分析手段對項目進行系統(tǒng)化管理。
課題組具備解決在傳熱、傳質專有壓力設備中介質分布不均嚴重影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質的能力和解決這一問題所有涉及傳熱、傳質壓力設備的共性技術問題的能力。通過專研和實踐，最終實現(xiàn)了通過自主研發(fā)的一種節(jié)能專有技術（基于自主研發(fā)的蒸汽噴射泵及其相配合的自適應控制算法），有效地改善低溫多效海水淡化整個換熱系統(tǒng)內(nèi)部溫度場的均勻性。最終發(fā)展了類似工程系統(tǒng)的通用設計和調(diào)試方法。期間相關發(fā)表論文3篇，申請專利5項（3項發(fā)明，2項實用新型），授權5項。擔任高級研發(fā)工程師職務。
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