海洋材料与防护技术教育部工程研究中心

carspar

海洋材料与防护技术教育部工程研究中心

海洋材料与防护技术教育部工程研究中心

   海洋材料与防护技术教育部工程研究中心负责人为尹衍升教授，中心主要开展海洋特种材料制备技术研究、海洋材料耐蚀防护、抗海洋微生物附着机理研究及耐附着材料研发、新概念海洋材料研究工作。

1． 项目的必要性

    材料科学是发展海洋科学技术的基础；没有高性能材料作为物质保证，海洋科技的发展和产业化将受到很大制约。除航天等少数领域外，我国许多高技术产业在世界范围内，尚不具备强势的竞争力；海洋材料的研究在一些领域甚至落后于韩国。加速海洋材料领域的科学研究及高科技成果的产业化已迫在眉睫。

    实际上，每当海洋科技发展的重大关口和海洋领域重大技术装备的定型与使用，最终受到制约的往往就是制备它的关键材料。几十年来，我国关于海洋科技的发展规划都没有将涉海材料一并考虑在内，以至于关键的海洋科技重大装备只能依赖于国外进口。纵览美国、俄罗斯、法国、日本、韩国等先进国家的海洋科技发展战略规划，也尚未把海洋材料与海洋科技发展及产业化进行整体考虑，然而，这种情况正在发生变化，例如英国在近期就把海洋科技发展与海洋需求的材料提到了并重的地位，认为材料的结构物和系统的研究、有效设计，提高安全性，减轻重量，延长作业寿命等对于沿岸、近岸和水下系统海洋设备的可靠性和寿命已经成为其制约瓶颈。

 

2． 项目建设的目标、地点、内容、规模与方案

目标：海洋材料与防护技术教育部工程中心建设目标是--形成涉海材料研究和科技成果产业化的规模化效益，形成华东地区海洋工程材料验证和对国家在这一地区进行的重大涉海项目工程材料进行技术经济分析和工程评估的能力；建成一支一流的海洋材料研究与技术创新开发与系统集成队伍；形成不断创新的可持续发展能力，推动海洋科技及涉海材料行业技术进步。

地点：中国海洋大学崂山校区材料研究院大楼

内容：依托海洋重点学科或优势学科群，整合各方面资源高起点构建；以海洋材料的产业化及为国家海洋科技重大项目匹配关键材料为目标，建立产业化关键生产工艺研究和开发中试的平台，在海洋工程领域进行材料技术开发与成果转化、以其特色的海洋材料研究与开发，推动材料与海洋两大类学科交叉，为学校的长远发展提供有力支撑。

规模：投资规模为先期投入建设费用1000万元，800万元为学校985重点建设经费，200万元为学院筹备，学院从新建学科用房中划拨5000平方米进行专项建设；专职与兼职研发人员95人；

 

3. 拟开展的研究工作

    1）测量涉海材料在微生物膜存在的情况下，微生物附着规律和腐蚀电位的变化，利用扫描电镜（SEM）或透射电镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）等手段观察腐蚀产物和表面膜特征；结合X-射线衍射（XRD）、傅立叶转换红外光谱（FT-IR）和X-射线光电子能谱（XPS）等探讨材料表面和微生物细胞间发生的界面反应。

    2）在海水环流条件下，研究涉海材料的腐蚀规律  涉海材料在淤泥、深海、浅海、浪花飞溅、海雾等不同区域环境下，其腐蚀和附着规律明显不同，而该类研究对于深海探测和平台材料的使用和选择是极其重要的；

    3）研究微生物膜在涉海材料表面的附着规律及对材料微观相或材料微观界面的作用规律和机制  涉海材料在独特环境下形成的海洋微生物附着界面和腐蚀机制不仅仅构成了与普通陆地材料所形成的界面结构所不同的且更为复杂的“半生命界面，而且也构成了材料独特的腐蚀机制。微生物膜和界面的结构、状态及生长活性（不同海洋环境的表面相互作用将形成不同结构特征的界面和附着膜）就像具有低级生命的海洋生物一样，它们构成了二维和三维超结构的特殊的微结构单元，这种结构的电学、光学、电子输运和化学性质不仅由单一侧物质的性能所决定，而且也将由两者的相互作用来决定。通过透射电镜对其界面具有生命的微生物膜与涉海材料交错形成的半生命结构进行观测研究，例如界面和微生物膜结构中的孪晶、滑移面、多重孪晶和位错与普通晶体结构的差异和特殊性等。

4）在理论成果指导下，催生新型专用海洋材料产业化研究基地

    研制高强轻质无机非金属材料及新金属材料（如铁铝、钛铝和镍铝金属间化合物及其复合材料以及其他金属合金），形成规模化生产，使深潜设备的关键器件所用材料替代进口，形成国内独特的深海探测、钻井平台、深潜设备等特需的海洋材料生产基地