武高辉

基本信息 科学研究 教育教学 论文专著 招生信息 兴趣爱好 ... 兴趣爱好 新建主栏目 基本信息 名称 金属基复合材料国家地方联合工程实验室 (国家级) 主任 哈工大金属复合材料与工程研究所 所长 材料科学与工程学院 教授、博导 工作经历 名称 时间 工作经历 1973年10月-1976年6月 上山下乡，齐齐哈尔卫东青年农场 副厂长 1976年6月-1978年2月 齐齐哈尔房产水泥厂 团支部书记 1985年4月-1987年11月 哈尔滨工业大学金属材料及工艺系 系副主任/讲师 1987年11月至1993年3月 日本千叶工业大学 研究员 1993年4月至1993年11月 日本精密铸造公司 研究员 1992年-1995年 哈尔滨工业大学金属材料及工艺系 副教授 1995年-目前 哈尔滨工业大学材料学院 教授 1997年-目前 哈尔滨工业大学材料学院 博士生导师 1996年8月至1998年6月 哈尔滨工业大学教务处 副处长 1998年6月至2005年3月 哈尔滨工业大学教务处 处长 2002年4月-目前 哈尔滨工业大学材料学院金属基复合材料与工程研究所 所长 2011年6月-2016年11月 空间环境材料行为与评价技术国家级重点实验室 主任 2015年1月-目前 金属基复合材料国家地方联合工程实验室 主任 教育经历 名称 1977年-1981年：毕业于哈尔滨工业大学金属材料热处理专业，获学士学位 1982年-1984年：毕业于哈尔滨工业大学金属材料学科，获硕士学位 1990年-1993年：毕业于日本长冈技术科学大学，获工学博士学位 主要任职 名称 中国惯性技术学会理事； 中国材料研究学会理事、常务理事； 中国复合材料学会理事、常务理事； 中国宇航学会高级会员； 黑龙江省科技经济顾问委员会专家组成员。 荣誉称号 名称 黑龙江省“三育人标兵” 黑龙江省“师德先进个人” 黑龙江省（建党百年）“优秀共产党员” 基本情况 名称 从事金属基复合材料研究40余年，与惯性技术交叉研究近30年，长期工作在科研教学一线。创建了哈工大金属复合材料与工程研究所和金属基复合材料国家地方联合工程实验室 (国家级) ，任国防“173”重点项目技术首席专家，享受国务院特殊津贴。 面向国家重大需求，率领团队突破材料制备、界面控制、性能设计三大核心技术，创建了独具特色的高效率、低成本、绿色化的制造技术体系，实现了基础研究、新材料设计、产业化发展的良性循环。包括： 一、发明了大气环境下的自排气压力浸渗技术，用简单的装备解决了材料高致密、精密成型和界面控制难题： 历经6年多300多次试验，发明了我国独有的自排气压力浸渗技术，较真空浸渗法相比，在大气环境下用简单的装备、便捷的工艺获得了接近理论致密度的高品质材料，为基础研究、材料设计、批量化制造奠定了技术基础； 发明了基于反应热力学和动力学原理的界面反应工艺控制方法，与制备成型同步解决了润湿和界面反应难题，无污染、近零成本地控制了界面反应热力学和动力学过程，解决了C-Mg、金刚石-Al界面不润湿、C-Al界面反应等难题，还通过界面调控设计成功TiB2/Al自润滑复合材料、固溶体界面的高强韧Cf/Mg复合材料，并获得应用； 二、国内外率先开展了金属基复合材料能设计研究，研制成功6种复合材料及构件，为24类航天国防装备提供了关键材料保障： ①首次提出金属基复合材料微观结构稳定化设计理论与方法，研制成功光学级和仪表级SiC/Al复合材料，在温度循环、振动冲击、长期静载荷综合环境下保持尺寸稳定。批产用于新型反射镜、高精度惯性器件和空间光学系统。 ②“原创性”地提出了耗散防热原理与方法，通过在多孔石墨零件中加入低沸点、易氧化金属耗散剂，使其在高温烧蚀过程中构件表面耗散氧形成无氧边界层保护碳基体，在短时有氧环境下的烧蚀性能较传统碳碳提升1~2个数量级、成本下降50%。项目验收专家组评价为“原创性”材料； ③研制的高比刚度Cf/Al复合材料、高效能B/Al核屏蔽复合材料、超高导热金刚石/Al、金刚石/Cu复合材料等也获得产业化应用，支撑了我国新一代装备的升级换代。 研究领域 名称 研究领域： 1. 金属基复合材料设计、制备、成型与应用技术 2. 惯性器件尺寸稳定性技术 主要研究方向如下： 1. 金属基复合材料超常性能设计理论与技术； 2. 金属基复合材料低碳复合技术； 3. 金属基复合材料3D打印技术 4. 金属基复合材料特种性能/功能人工智能设计技术； 5．环保型金属基复合材料设计与应用 奖项成果 奖项名称 光学级SiCp/Al复合材料设计、制备及其应用技术 获奖时间 2008 完成人 武高辉，姜龙涛，张强等 所获奖项 国家技术发明二等奖 简单介绍 经过SiC尺寸、分布设计和自排气压力浸渗制备，材料致密度接近100%，可镜面抛光，微屈服强度达到2024铝合金的2.4倍。成功用于XX红外光学反射镜和光学系统，减重30%，满足了飞行试验；突破了传统反射镜材料径厚比10：1的极限制造出25：1的红外反射镜，“能够抵抗飞行振动、冲击加速度、温循等苛刻条件”，解决了“无材可选的…卡脖子问题”；用于舱外航天服超薄反光镜，“空间辐照、湿热、热真空、热循环后面型稳定”；用于北斗卫星中离轴望远镜镜筒，“解决了…与光学材料匹配性…难题”等 奖项名称 8005工程 获奖时间 2008 完成人 排名第31（31/120，材料界唯一） 所获奖项 国家科技进步特等奖 简单介绍 这是我国第一代撒手锏武器，首次采用（第一代）仪表级SiC/Al用于高精度惯导构件安装基准，解决了铝合金构件“尺寸不稳定、低频谐振、抗过载能力不足等瓶颈问题”，本工作是该项奖项的“创新点之一”，“是唯一材料领域获奖者”。 奖项名称 SiC/Al复合材料微结构稳定化设计制备关键技术与应用 获奖时间 2021.01 完成人 武高辉、杨文澍、张强等 所获奖项 省部级科学技术进步一等奖 简单介绍 提出多环境耦合下SiC/Al复合材料稳定化设计原理与方法：采用微细颗粒弥散强化以缓解界面应力集中，解决应力松弛问题；调整铝合金成分使析出相比容变化互补，解决长期贮存下材料体积収缩问题；减小颗粒间距、优化基体铝合金位错结构以提高微屈服强度，解决发射时大过载变形问题；设计弹性模量提高固有频率，解决发射时低频谐振问题；设计热膨胀系数与组合件匹配，解决温度交变时装配精度变化；优化制备工艺使亚微米颗粒能均匀分散、界面冶金结合，以满足精密加工和无磁性要求。新型材料满足了十几项国之重器的急迫需求 奖项名称 碳基耗散复合材料 获奖时间 2018.12 完成人 武高辉，康鹏超，张强，乔菁，陈国钦，芶华松 所获奖项 省部级技术发明一等奖 简单介绍 这是主动改变边界烧蚀环境的“耗散防热”方案：设计低沸点、低氧化自由能的耗散剂，渗入碳基体构件，在烧蚀过程中耗散剂气化吸热降温（热耗散原理），气态耗散剂先于碳基体氧化耗散掉氧，在构件表面形成无氧边界层（氧耗散原理，本质上区别于钨渗铜和石墨渗铜，铜不能防止钨和碳的氧化烧蚀），同时动态生成氧化物陶瓷膜隔绝氧，进一步保护碳基体，在耗散剂寿命期内实现非烧蚀。通过鼻锥等苛刻环境的烧蚀试验，抗烧蚀性较传统碳碳提高1~2个数量级、成本下降50%以上。鉴定为“原创性”的材料。 奖项名称 光学级SiCp/Al复合材料设计、制备及其应用技术 获奖时间 2006 完成人 武高辉、栾伯峰、姜龙涛、张强等 所获奖项 省部级科技进步奖一等奖 简单介绍 本项目是2008国家奖“光学级SiC/Al复合材料设计制备与应用”项目的支撑 奖项名称 空间红外凝视相机 获奖时间 2011 完成人 排名第8（材料界唯一） 所获奖项 省部级科技进步一等奖 简单介绍 本人是项目参加者。国内首次研制成功Cf/Al复合材料，解决了界面反应控制和复杂构件一次成型技术，用于该卫星的红外相机镜筒。在高低温、空间粒子辐照等环境下，保障了相机系统的正常运行。本工作是本奖项的创新点之一、本人是获奖人中唯一材料工作者 奖项名称 仪表级SiCp/Al复合材料及其在惯性测量与导航系统结构件中的应用 获奖时间 2005 完成人 武高辉、栾伯峰、姜龙涛、张强等 所获奖项 省部级科技进步二等奖 简单介绍 本奖项是2008年“8005工程”国家特等奖的支撑 奖项名称 平台惯导系统参数长期稳定性理论与方法研究 获奖时间 2014.12 完成人 排名第7 所获奖项 省部级科技进步二等奖 简单介绍 这是XX“973”项目，本人承担石英加速度计中13种材料和零件的评价、优化工作。国内外首次提出磁钢的长期稳定性评价方法（单试样多次反复测试），发现了磁钢退化、胶粘剂不稳定、铝合金不稳定、可伐合金不稳定、磁极片新退化等系列规律，并提出稳定化处理工艺。提升了石英加速度计的测量精度5%以上 奖项名称 冲击防护吸能复合材料及其结构研究 获奖时间 2007 完成人 武高辉、芶华松、康鹏超等 所获奖项 省部级科技进步三等奖 简单介绍 设计了Cu、Ni等不同级别的泡沫吸能材料、发明了高刚度复合的三维曲面结构，撞击吸能效能满足人体坠落意外情况下的颈椎防护要求。在我国载人航天工程返回技术尚不完备的时期的首选方案。后期返回着陆缓冲技术的进步本方案不被采纳。 教学成果 名称 热心于人才成长规律和教育教学研究。在教务处工作期间，依靠老专家，把握国际教育发展先进经验并实时把握学生的具体状态，制定了强化基础理论、基本技能、基本方法的教学计划。在教务管理中实施“竞争、评价、监督、激励”机制，形成了一系列制度措施，促使教学质量稳步提高。 长期工作在教学一线，从个人成长和科研工作实际中提炼哲学规律，开设“材料研究的“道”与“术””课程，深受学生欢迎。 荣获黑龙江省“三育人标兵”、“师德先进个人”和“优秀共产党员”等称号。获国家教学成果二等奖。 奖项名称 所获奖项 重点理工科大学本科生创新精神与实践能力的培养体系的构建与实践 国家级教学成果二等奖 以大教育观为理论基础，深入系统进行大学生文化素质教育 黑龙江省普通高校教学成果一等奖 研究型大学本科生创新精神与实践能力培养体系的构建与实践 黑龙江省高等学校教学成果一等奖 本科生实践教学管理与质量保障体系 黑龙江省高等学校教学成果一等奖 竞争评价监督激励机制在本科教学质量中的应用研究 黑龙江省高等学校教学成果一等奖 业余爱好 名称 喜好传统武术和风光摄影等。 自少年开始习武，师从中国十大武术名师李文彬先生，中国武术七段，哈尔滨工业大学武术协会会长。 著有《尚派形意拳械抉微第二辑》，《尚派形意拳械抉微第三辑》。 论著成果 名称 出版《金属基复合材料性能设计引论》专著1部（科学出版社），编著教材《材料分析测试技术》一部；发表主要学术论文400余篇，SCI收录334篇；中文核心期刊论文131篇。铝基复合材料SCI收录论文居国际第1位；论著他引合计8100余次。共申请专利240项，授权180项。 代表性论著： [1] 武高辉. 金属基复合材料设计引论. 科学出版社，2016. （独立著者） [2] 周玉, 武高辉. 《材料分析测试技术》：哈尔滨工业大学出版社1998（第一版），2007（第二版） [3] 韩圭焕, 武高辉. 蔡—希尔失效判据在 W/420/Cu 复合材料中的实验研究. 哈尔滨工业大学学报, 1983, 3: 79-90. [4] 武高辉，河野纪雄，高桥恒夫，渡边久藤. 加圧排気鋳造法による粒子強化複合材料の複合化過程の解析. 轻金属, 1993,43(1):20-25. [5] 武高辉，乔菁，姜龙涛. Al及其复合材料尺寸稳定性原理与稳定化设计研究进展. 金属学报, 2019, 55(1): 33-44. [6] Li BQ, Kang PC, Gou HS, Wu GH, Mula S. Surface morphology evolution and ablation mechanism of SiC-Si multiphase ceramic coating on graphite under oxy-acetylene flame. Corrosion Science.2014, 88: 473-480. [7] 武高辉. 金属基复合材料发展的挑战与机遇. 复合材料学报, 2014, 31: 1228-1237. [8] Kang PC, Liu H, Yang WS, Wang W, Zhang NB, Zhao QQ, Mula S, Wu GH. Microstructure and ablation behavior of SiMo/graphite composites with excellent short-time ablation resistance. Corrosion Science. 2020, 168: 108590. [9] Wu GH. Yu ZH. Jiang LT. Zhou C. Gong D. Deng XB. Xiao YZ. A novel method for preparing graphene nanosheets/Al composites by accumulative extrusion-bonding process. Carbon. 2019, 152: 932-945. [10] Zhou C, Zhou YX, Zhang Q, Meng QY, Zhang LY, Kobayashi E, Wu GH. Near-zero thermal expansion of ZrW2O8/Al–Si composites with three dimensional interpenetrating network structure. Composites Part B: Engineering. 2021, 211: 108678. 博士后招聘通知 名称 本研究团队是国内研究历史最长、研制的材料种类最多、国防应用领域最广的团队，欢迎有志青年加入！ （1）拥有国内最先进的材料制备系统。包括大气环境下自排气压力浸渗装备（自主发明，国内唯一）、真空气压浸渗装备（自主设计定制、国际唯一）、半连续SPS材料制备（国际先进）、金属基复合材料增材制造装置（自主设计）。 （2）拥有最丰富的金属基复合材料设计与应用经验，开发成功二十余种复合材料，其中7种在红外光学、高精度仪表、非烧蚀喉衬、大功率电子器件热控、高刚度舱体结构、卫星高精密载荷等领域产业化应用。 （3）拥有最前沿的技术挑战：承担着10余项国家级研究课题，面向航天、国防、5G通信、新能源等，持续开拓着国际前沿的新方向。 （4）拥有特别能战斗的16人教师团队，学生实施联合培养、联合指导，以充分各位老师的特长。 招聘事宜具体如下： 一、主要研究方向 1. 金属基复合材料超常性能设计理论与技术； 2. 金属基复合材料低碳复合技术； 3. 金属基复合材料3D打印技术 4. 金属基复合材料特种性能/功能人工智能设计技术； 5．环保型金属基复合材料设计与应用 二、应聘条件 (1) 具有材料或物理等相关学科的博士学位或优秀应届博士毕业生，在领域内获得相关研究成果者和有工程实践者优先。 (2) 具有较强的材料设计、制备、表征、技术报告撰写、中英文写作与交流等能力，具有铝合金、金属基复合材料等研究背景者优先。 (3) 热爱科研工作，具有严谨的学术态度、独立开展课题研究的能力以及良好的团队协作精神。 (4) 身体健康，吃苦耐劳，积极向上，年龄一般不超过35周岁。 (5) 哈尔滨工业大学材料科学与工程博士后流动站规定的其它条件。 三、岗位职责 (1) 协助完成科学研究项目； (2) 协助指导本科生及研究生研究工作； (3) 协助团队开展创新能力建设。 四、岗位待遇 执行哈尔滨工业大学博士后有关规定。在学校标准基础上，本实验室提供与学校科研基金等同的配套经费以及广阔的职业发展空间。 (1) A.师资博士后岗位 师资博士后年薪19万以上。同时，学校为入选者提供每人10万元的科研启动经费，本实验室附加等额度的配套经费10万元。 B. “博新计划”博士后岗位 国家给予每人两年63万元的资助，其中40万元为博士后日常经费，20万元为博士后科学基金，3万元为国际交流经费，学校给予相应的配套，本实验室提供相应的配套。 C．国际交流计划引进项目博士后岗位 年薪30万，要求近一年内在国外（境外）世界排名前100名的高校获得博士学位。 (2) 学校提供博士后公寓周转住房一套，可安排子女就读学校配套的幼儿园和小学。 (3) 科研论文奖励依照学校科技论文奖励办法的有关规定予以奖励。 (4) 协助申请博士后基金、博新计划、国家自然科学基金等。 (5) 协助申请哈工大青年拔尖人才选聘计划。 五、应聘材料与联系方式 应聘者提供以下电子版材料： (1) 个人应聘申请； (2) 本人简历，包括学习经历、工作经历、代表性科研成果、个人奖励等； (3) 前期研究工作概要与主要成绩；未来工作计划； (4) 推荐信1~2封。 有意者请将上述应聘材料发送至如下信箱(主题为“申请博士后—姓名”)： 杨文澍 15945695058 yws001003@163.com 热诚欢迎具有相关背景与工作经验的国内外优秀博士毕业生加盟！