创新引领筑牢高质量发展之基
编者按
科技决定山西未来发展，创新引领三晋转型升级。作为科技创新体系的重要组成部分，重点实验室已成为孕育重大原始创新、助力高质量发展的重要科技力量。近年来，按照省委省政府战略部署，山西围绕传统产业转型升级和战略性新兴产业集群发展，不断加大扶持力度和建设水平，涌现出一批引领前沿、学科交叉、综合集成、国内外有影响的重点实验室，为我省2030年基本实现转型、2035年基本实现现代化目标发挥了有力的支撑作用。
为深入实施科教兴省、人才强省、创新驱动发展战略，展现山西发展的新领域、新动能、新优势，本报与省科技厅联合推出“山西省重点实验室巡礼”系列报道。“山西省重点实验室巡礼”将视角对准全省百余家重点实验室，用生动的笔墨、精彩的镜头，多角度、近距离记录实验室建设发展成效，多形式、立体化讲述富有成效的创新案例和鲜为人知的创新故事，多渠道、宽领域展示我省重点实验室近年来取得的丰硕成果。系列报道将努力把对科技创新的礼赞，以有高度、有深度、有温度的方式呈现出来，为奋力推进中国式现代化山西实践作出新的更大贡献。
特殊环境先进金属材料山西省重点实验室
“钢筋铁骨”引领材料学科发展
实验室研制的热轧6Cr13高碳马氏体不锈钢板01
金属材料是现代人类生产生活中非常重要且应用最多的一类物质，小到生活中常见的螺钉螺母、剪刀厨具，大到建筑框架、火车轮船，哪一样都离不开它。随着生产工艺及科学技术的不断发展，具备良好耐高温、耐蚀性能或某种特定的环境适应性材料不断涌现，各种先进金属材料开始被频繁用于航空航天、燃气轮机、核工程、石油化工等国民经济关键领域，并成为国防现代化的重要支撑。在此背景下，特殊环境先进金属材料山西省重点实验室（“以下简称“实验室”）应运而生。该实验室科研团队围绕国家发展战略和山西省经济社会发展需求，追踪和引领材料学科发展前沿，为我省新材料发展战略和高质量发展提供了重要支撑。
厚植“人才沃土” 引领科研进步
实验室是由中北大学与山西同航特钢有限公司通过产学研合作，依托于中北大学材料科学与工程一级学科博士学位授权点建设的科研机构。实验室科研团队围绕国家及我省经济社会发展需求，追踪和引领材料学科发展前沿，以山西省新材料发展战略和转型发展为导向，针对核辐射、腐蚀、高温及低温等特殊环境先进金属材料开展创新性的应用基础研究工作。
建设伊始，一级学科博士学位授权点和博士后流动站就为实验室提供了坚实的人才基础。在实验室26名固定人员中，获得博士学位的人员占比高达80.7%，具有高级职称4人，“万人计划”获得者1人。实验室还先后引进海内外优秀青年博士人才10余名，进一步优化了人才队伍结构，形成了一支年龄结构和专业结构合理、创新性强的科研团队。
在强大的人才队伍加持下，实验室整合优势科研力量，引导创新要素，开展了众多特殊环境服役的先进金属材料研究工作。五年来，实验室共获得授权国家发明专利20余项，转化1项；发表高水平论文60余篇，其中SCI收录论文40余篇；主持、承担国家级、省部级重大、重点科研项目和科技攻关课题15项，有效带动了我省新一代特种金属材料、高端装备制造等相关产业的进一步发展，为我省新材料产业高质量发展提供了助力。
密切交流合作 共克学术难关
自成立以来，实验室着眼产出具有高应用价值的科技成果，在促进成果转化、提供小批量特殊环境服役关键先进金属材料等方面做出了很大努力。为了时刻追踪材料学科发展前沿，引领行业发展，实验室在中北大学材料科学与工程学院教授、博士生导师闫志杰带领下，不断向新材料领域发起挑战。
此前闫志杰的研究方向是凝固技术与新材料研发，主要从事金属材料熔体的凝固过程和凝固组织的控制、材料加工和热处理过程中的微观组织调控、材料服役过程中的组织演变和变形机制等方面的应用基础研究。在他的推动下，实验室先后与中科院金属研究所、中科院物理研究所、上海交通大学、天津大学、西北工业大学、北京科技大学、武汉大学、南京航空航天大学、上海大学等科研院所和高等学校在凝固技术与新材料、特殊钢的研发与应用、钢在塑性变形过程中的裂纹扩展规律的模拟研究等领域有着密切的科研合作和学术交流。通过合作申报项目、合作培养研究生、合作开展科研工作等方式开展合作交流，在科技奖、学术论文、国家专利等方面取得了多项合作成果。与国内顶级研究机构合作的同时，闫志杰还积极推动实验室与国外研究机构的紧密合作关系，通过与德国莱布尼兹固态与材料研究所、德国德莱斯顿工业大学、地利科学研究院埃里克施密德材料研究所、奥地利莱尔本矿业大学等科研院所和高等学校的密切合作，在新型非平衡凝固材料、特殊钢的微观结构表征等领域开展科研合作和学术交流，并通过访问学者和合作培养研究生等方式与合作单位共同开展科研工作。
合作开放的科研态度，让实验室迸发了新的活力，科研人员先后在碳化物控制、高碳马氏体不锈钢研发等方面累积了大量的经验，为实验室后续推进学科专业调整优化和学科交叉融合，促进和完善金属材料工程学科的建设工作打下了坚实基础。
释放创新动力 推动产业发展
实验室的重要性不仅体现在学术上，它在经济社会中的实际应用成果更不容小觑。
众所周知，高铁是我国工业的一张名片，它上面所使用的部件自然都选用最顶尖的。实验室与山西清慧机械制造有限公司合作，研发出的-50℃冲击功不低于12 J的球墨铸铁，成功应用于我国的高铁电机座，成为我省特殊金属应用领域的一项新突破。
除高铁底座外，实验室还与山西平阳重工机械有限公司、山西太钢不锈钢钢管有限公司、秦皇岛秦伊铸造有限公司等企业有着稳定的产学研用合作关系。与山西平阳重工机械有限公司合作共同承担了山西省2015年度科技重大专项“高承载、高抗磨配流盘材料及工艺技术开发”（MC2015-01）。团队研发出抗拉强度超过1500 MPa、冲击韧性αku>32J/cm2的高强、高韧特殊钢。采用这种新材料研制的新型耐高压高速配流盘与目前太重榆液生产的同型号配流盘相比，承受冲击载荷能力提高1倍以上，平均使用寿命提高50%以上。
与秦皇岛秦伊铸造有限公司合作研发的超大直径半自磨机衬板已通过中试，性能与进口衬板相当。与山西太钢不锈钢钢管有限公司在核电用新材料的研发及挤压成形、国家标准起草等方面开展了合作，团队参与制定了3个国家标准。团队还利用具有自主知识产权的碳化物纳米球化技术在国内率先突破了高碳马氏体不锈钢中的碳化物调控关键技术，在中试上已经实现6Cr13、7Cr17等马氏体不锈钢碳化物的细化，并成功应用于饲料机环模和大侧压衬板。
目前，实验室正在与太钢不锈钢有限公司合作开展镍基新材料的研发及其挤压成形工艺的研究，并取得了阶段性成果。实验室在高碳马氏体不锈钢冶炼、高端长寿命压裂泵泵头用钢的研制等方面开展了系统研究工作，研发的新型压裂泵泵头实用寿命达到国际先进水平，在山西同航同航特钢有限公司实现了中试和产业化，产值达870余万元。
完善学科建设 规划发展蓝图
现如今，实验室已发展成为国内领先、国际有影响力的，集科学研究、人才培养和成果转化于一体的特殊环境先进金属材料创新平台。尽管如此，实验室团队依旧在不断开展新研究领域，努力向着更高层次迈进。
通过推进学科专业调整优化和学科交叉融合，促进和完善金属材料工程学科的建设工作，力求将实验室团队打造成国内有影响的创新性研究平台。
闫志杰表示：“在未来建设期内，实验室将通过引进院士领军人物和优秀博士，加强优化人才结构，提升创新能力，畅通与国内外高水平科研院所和高等院校的合作交流渠道。进一步完善实验室人才培养机制，为实验室人员的技术职务升迁提供良好平台，为他们提供出国进修、访问和合作交流的机会。通过承担高水平科研项目，为金属材料领域培养优质高水平的博士生和研究生，为社会输送高素质的专业人才。另外，实验室将以国内重大需求为牵引，不断提高自主创新能力，承担国家级和省部级重大、重点项目，攻关关键共性技术，获得具有高应用价值的原创性成果。不断推动科技成果转化，在实验室研究的基础上，通过中试实现小批量先进金属材料的制备和生产，促进我省新材料产业高质量发展。”
