高端金属强韧化
方向负责人：李亦庄(liyz@ral.neu.edu.cn)
王灵禺(wanglingyu@ral.neu.edu.cn)
高强高韧金属材料是实现轻量化结构设计及节能减排的关键，在航空航天、交通运输、能源及安全工程等重要领域具有重大意义。例如，先进高强钢的使用可让汽车零部件更薄更轻，从而有效提升车辆的燃油经济性。数据表明，乘用车车身每减重10%，可减少 6-8%的温室气体及能源消耗量。金属材料强韧性能的优化及设计离不开人们对于材料的“成分工艺-组织-性能”关系的深入理解。
本团队针对先进钢铁材料及衍生的铁基陶瓷复合材料等重要结构材料体系，长期开展其成分-工艺-组织-性能的前沿科学研究。研究方案耦合高端实验表征、理论建模和数值模拟等三大科学研究方法，可全面深入掌握材料强韧化设计的全流程机理。实验手段囊括原子结构及成分表征（三维原子探针、高分辨透射电镜等）、微观组织表征（透射及扫描电镜、背散射电子衍射等）、微纳加工及力学分析（聚焦离子束、纳米压痕等）、以及宏观尺度的零件级别性能测试，同时结合第一性原理、分子动力学、相场模拟、晶体塑形有限元等多尺度理论分析及模拟手段，构建了从原子到零部件的“自下而上”研究方法。
本团队在此方向目前已形成稳定的成果积累，在Sci. Adv.，Acta Mater.，Inter. J. Plast.，Scripta Mater.，JMPS，JMST等材料及力学领域顶刊发表学术论文30余篇，其它高水平SCI论文近百篇，承担国家级项目5项。本方向目前包括骨干教师3人，在读博士研究生12人，以及在读硕士研究生多人。针对国家对先进结构材料的迫切需求及相关高端人才的缺乏问题，团队致力于培养先进结构材料设计领域的杰出人才，培养的毕业生在河北工业大学、广东海洋大学等多地知名院校、科研院所、企事业单位任职，成为国家新时代材料领域的中坚力量。