2025年第九届剧烈塑形变形纳米材料国际会议

第九届剧烈塑性变形纳米材料国际会议（The 9th International Conference on Nanomaterials by Severe Plastic Deformation, NanoSPD9）将于2025年10月31日至11月4日在中国北京举行。自1999年莫斯科首届会议以来，NanoSPD系列会议已发展成为纳米结构材料研究领域的全球权威学术平台，持续推动剧烈塑性变形（SPD）技术的基础研究、工业应用与跨学科融合。

本届会议由中国科学院力学研究所主办，辽宁材料实验室、中国力学学会与北京国际力学中心联合协办，设立大会报告、专题研讨（含邀请报告和口头报告）、海报展示等学术环节，全面呈现SPD技术制备纳米材料的最新进展。

让我们共聚北京，探索剧烈塑性变形技术的最新前沿，共启纳米材料创新的未来方向！

会议主席

武晓雷 中国科学院力学研究所

卢柯 辽宁材料实验室

会议主题

1. SPD加工技术（SPD processing）

ECAP, HPT, ARB, etc.

Surface nanostructuring

Hybrid metal additive manufacturing

Fundamental and mechanics

Other emerging techniques

2. 微结构演化 (Microstructure evolutions)

Microstructure and grain refinement

Grain boundary and diffusion-related phenomena

Phase transformation and deformation twinning

Others

3. 力学性能与服役性能 (Mechanical properties and performance)

Mechanical properties and performance

Thermal stability

Fatigue and fracture, friction and wear, corrosion and oxidation

4. 建模与模拟 (Modelling)

Modelling of SPD processes

Modelling of microstructure evolution and phase transformations

Modelling of mechanical behaviors

5. 生物医用与生物相容性材料 (Biomedical and biocompatible materials)

Advanced materials

Bone remodeling in periimplant zone

Bone biology

6. 功能材料 (Functional materials)

7. SPD加工技术的规模化 (Scaling of SPD processing)

8. 基于SPD技术的商业化 (Commercialization of SPD-based technologies)

9. 新兴前沿领域 (Emerging fields)

Schwarz crystal

Heterostructured materials

Big data and machine learning

Architectured materials

Multi-principal-element alloys

Composites

大会报告人

以下是按照姓氏首字母排序

Igor V. Alexandrov

Ufa State Aviation Technical University (Russia)

Title:Educational Innovation Issues Stimulated by NANOSPD Research

Kaveh Edalati

Kyushu University (Japan)

Title:Superfunctional nanoSPD materials: physical nature and application

Roberto B. Figueiredo

Federal University of Minas Gerais (Brazil)

Title:Using severe plastic deformation to advance science and biodegradable materials

Anton Hohenwarter

Montanuniversität Leoben (Austria)

Title:Fatigue and fracture of metallic materials: Lessons learned from SPD-processed metals

Jingtao WANG

Nanjing University of Science and Technology (China)

Title:Simple shear, high pressure torsion and tube-high pressure shearing

Zhefeng ZHANG

Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences (China)

Title：Tensile and fatigue properties of nanocrystalline Cu and Cu-Al alloys

En MA

Xi"an Jiaotong University (China)

Nobuhiro Tsuji

Kyoto University (Japan)

以下内容为GPT视角对剧烈塑形变形纳米材料国际会议相关领域的研究解读，仅供参考：

剧烈塑形变形纳米材料研究现状

一、技术原理与核心方法

剧烈塑性变形（Severe Plastic Deformation, SPD）通过极端应变条件（如高压扭转、等通道角挤压、累积叠轧等）将金属材料晶粒细化至纳米级（<100 nm），同时引入高位错密度、纳米孪晶等非平衡结构。其核心优势在于：

全尺寸块体材料制备：突破传统方法仅能生产粉末或薄膜的局限，实现大尺寸块体纳米材料的工业化应用。

性能协同提升：通过晶粒细化、位错强化、相变强化等多机制协同，显著提高材料强度、硬度、超塑性及耐腐蚀性。

典型技术路径：

高压扭转（HPT）：在高压下通过扭转产生巨大剪切应变，适用于镁合金、钛合金等轻质材料。

等通道角挤压（ECAP）：通过反复挤压使材料晶粒细化，已成功应用于铝、铜等金属。

累积叠轧（ARB）：多层金属反复轧制复合，实现晶粒细化与界面强化，适用于钢、铝合金等。

新兴技术：如搅拌摩擦加工（FSP）、大应变切削等，进一步拓展SPD应用范围。

二、研究进展与突破性成果

微观结构调控机制

晶粒细化极限：研究发现，晶粒尺寸细化至45-100 nm时，变形孪晶生成效率最高；低于此范围时，位错密度主导晶粒长大，去孪晶现象显著。

相变与缺陷演化：在316L不锈钢中，高应变率SPD诱导γ→ε→α"与γ→孪晶→α"双路径马氏体相变，实现表面硬度575 HV与38%均匀延伸率的协同提升。

梯度结构设计：通过DRRT技术构建表层纳米晶（<100 nm）、亚表层超细晶（100-500 nm）的梯度结构，兼顾强度与韧性。

性能优化与应用拓展

超塑性成形：采用FSP工艺处理的Al-Mg-Sc合金在450℃下断裂伸长率达2150%，显著优于传统方法。

生物医用材料：纳米结构钛合金植入物通过促进骨整合，提高生物相容性，已用于骨科手术。

能源领域：SPD制备的纳米晶镍基复合材料作为燃料电池催化剂载体，提升反应效率；纳米结构铝合金用于锂电池外壳，增强安全性。

跨学科融合创新

智能材料开发：温敏型纳米凝胶在SPD处理后实现环境自适应调节，应用于智能穿戴设备。

仿生结构设计：模仿贝壳珍珠层结构的纳米复合材料，强度提升3倍，用于航空航天轻量化部件。

大数据与AI赋能：通过机器学习优化SPD工艺参数，实现“设计-合成-测试”全流程数字化，缩短研发周期。

三、行业应用与市场前景

核心增长领域

新能源：纳米材料提升动力电池能量密度与循环寿命，支撑新能源汽车续航突破。

电子信息：纳米铜互联技术实现线宽缩减，推动半导体制程向1nm迈进。

生物医药：脂质体纳米载药平台使肿瘤靶向率提升至92%，成为抗癌药物研发热点。

市场规模与竞争格局

全球市场：中国纳米材料产业预计到2030年占据全球40%份额，形成“技术突破-产业转化-生态构建”闭环。

企业布局：

技术型企业：如天奈科技（碳纳米管导电浆料）、恒瑞医药（纳米载药平台）构建专利壁垒。

跨国巨头：杜邦、3M通过技术整合抢占高端市场，如半导体封装材料、航空级碳纳米管。

初创企业：通过“材料+AI”模式颠覆传统巨头，如某公司开发的纳米催化技术使化工生产能耗降低。

政策与资本支持

国家战略：纳米科技纳入重点研发计划，“十四五”规划年均投入超50亿元。

科创金融：科创板开通绿色通道，某电池材料企业通过专利质押融资，加速固态电解质技术产业化。

四、挑战与未来方向

技术瓶颈

均匀性控制：SPD纳米结构均匀性难以控制，需开发新工艺（如多向锻造）优化组织。

规模化生产：尚未找到对所有材料通用的最佳挤压工艺，需进一步优化温度、速度等参数。

成本与效率：高端设备（如原子层沉积设备）依赖进口，需加强自主创新。

未来趋势

自组装技术：实现10nm精度三维结构定向生长，应用于半导体芯片制造。

循环经济模式：纳米金属回收技术使铂族金属回收率大幅提升，降低对初级矿产依赖。

全球化布局：通过跨境技术并购（如某化学公司收购韩国纳米涂层企业）获取技术跳板，加速产业升级。

剧烈塑形变形纳米材料研究可以应用在哪些行业或产业领域

1. 航空航天：轻量化与极端环境适应性

应用场景：飞机结构件、发动机涡轮叶片、航天器外壳等。

技术突破：

钛合金强化：SPD处理后的钛合金屈服强度提升3倍以上，同时保持良好韧性，用于制造飞机起落架和发动机叶片，显著减轻重量并提高耐高温性能。

高温合金开发：中科院金属研究所通过低温高压扭转设备开发出厘米级纳米晶粒高温合金，可在1000℃以上保持高强度，适用于航空发动机热端部件。

市场价值：航空航天领域对材料减重需求迫切，SPD纳米材料可降低燃油消耗10%-15%，全球市场规模预计达数百亿美元。

2. 汽车工业：安全与能效的双重提升

应用场景：车身框架、传动轴、电池外壳等。

技术突破：

高强度钢：南京理工大学团队应用SPD技术将低碳钢层状间距细化至17.8纳米，屈服强度突破1.2 GPa，用于汽车防撞梁，实现减重30%的同时提升碰撞安全性。

铝合金超塑性成形：采用搅拌摩擦加工（FSP）的Al-Mg-Sc合金在450℃下断裂伸长率达2150%，支持复杂结构件一次成形，缩短生产周期50%以上。

产业影响：全球汽车轻量化市场年复合增长率超8%，SPD纳米材料可助力车企满足2025年油耗标准（如中国CAFC法规）。

3. 生物医用：植入物与诊疗设备的革新

应用场景：骨科植入物、心血管支架、药物载体等。

技术突破：

纳米钛合金植入物：SPD处理的4级钛合金表面硬度提升2倍，生物相容性显著改善，用于人工关节可减少骨吸收，延长使用寿命至20年以上。

脂质体纳米载药平台：通过SPD调控脂质体粒径至50-100 nm，肿瘤靶向率提升至92%，成为抗癌药物研发热点。

市场前景：全球生物医用材料市场2025年将达6000亿美元，SPD纳米材料占比有望突破15%。

4. 电子信息：芯片与储能器件的微型化

应用场景：半导体互联、锂电池电极、超级电容器等。

技术突破：

纳米铜互联：SPD制备的纳米铜线宽可缩减至10 nm以下，电阻率降低40%，支撑半导体制程向1 nm迈进。

硅基负极材料：通过SPD细化硅颗粒至纳米级，缓解充放电体积膨胀问题，锂电池能量密度提升30%，循环寿命突破1000次。

行业趋势：5G、AI和新能源汽车驱动高端电子材料需求，SPD纳米材料市场年增长率超20%。

5. 能源与环保：催化与氢存储的突破

应用场景：燃料电池催化剂、氢存储罐、核废料处理等。

技术突破：

纳米镍基催化剂：SPD处理的镍基复合材料表面积增大10倍，燃料电池反应效率提升50%，成本降低30%。

镁基氢存储材料：通过SPD引入纳米孪晶结构，氢吸附容量提高至6 wt%，接近美国能源部（DOE）2025年目标。

战略意义：氢能产业规模预计2030年达1万亿美元，SPD纳米材料是关键技术支撑。

6. 跨学科融合：智能材料与仿生结构

新兴领域：

温敏型纳米凝胶：SPD处理后实现环境自适应调节，用于智能穿戴设备温度控制。

贝壳珍珠层仿生结构：模仿天然纳米复合材料，强度提升3倍，用于航空航天轻量化部件。

大数据与AI赋能：通过机器学习优化SPD工艺参数，实现“设计-合成-测试”全流程数字化，研发周期缩短60%。

未来方向与挑战

规模化生产：开发高效SPD设备（如多向锻造、连续ECAP），解决大尺寸试样均匀性难题。

成本控制：通过工艺优化（如低温SPD）降低能耗，推动高端设备国产化。

跨学科协同：结合3D打印、原位表征等技术，构建“材料-结构-性能”一体化设计平台。

剧烈塑形变形纳米材料领域有哪些知名研究机构或企业品牌

一、核心研究机构：推动基础理论与技术革新

中国科学院力学研究所

研究特色：长期聚焦SPD技术的基础研究，如武晓雷研究员团队开展的“六方结构纳米金属变形机制”项目，揭示了密排六方金属在SPD过程中的塑性变形机理，为纳米晶体形成提供了理论支撑。

国际影响力：主办第九届剧烈塑性变形纳米材料国际会议（NanoSPD9），汇聚全球学者探讨SPD加工、微观结构调控及产业化应用，成为该领域的权威学术平台。

辽宁材料实验室

技术突破：与力学研究所联合开发低温高压扭转设备，成功制备出厘米级纳米晶粒高温合金，突破传统SPD技术尺寸限制，为航空发动机热端部件提供关键材料解决方案。

清华大学、哈尔滨工业大学等高校

产学研合作：与深圳市夸克纳米材料有限公司等企业共建联合实验室，聚焦水性树脂、纳米陶瓷涂料等化工新材料的研发，推动SPD技术在功能材料领域的产业化应用。

二、领军企业：实现SPD技术商业化落地

江苏先丰纳米材料科技有限公司

产品矩阵：覆盖石墨烯、碳纳米管、金属纳米材料等25大类1600多种产品，年产50吨石墨烯粉体和1000吨石墨烯浆料，服务全球超9万家科研客户及3000家工业客户。

技术优势：通过SPD技术调控石墨烯层数与缺陷密度，提升电池导电性，产品应用于新能源汽车动力电池及消费电子领域。

天奈科技

市场地位：全球首家将碳纳米管大规模应用于锂离子电池的企业，市场份额排名第一，主导制定碳纳米管导电浆料国际标准（ISO/TS19808）和国家标准（GB/T 33818-2017）。

SPD关联技术：通过化学气相沉积（CVD）结合SPD工艺，实现碳纳米管直径与长度的精准控制，提升锂电池能量密度与循环寿命。

纳琳威纳米科技（上海）有限公司

产业化突破：打破国外技术垄断，成为国内首家实现TPU漆面保护膜基膜产业化的企业，产品应用于汽车、航空领域，月产能达300万平方米。

SPD应用：利用纳米技术提炼稀土微量元素，通过SPD工艺增强TPU薄膜的耐磨性与自修复性能，延长材料使用寿命。

北京新世纪纳米塑胶材料有限公司

场景拓展：将SPD纳米聚氨酯材料应用于体育场地建设，覆盖全国3000多万平方米跑道，通过国际田联认证及ISO体系认证，推动SPD技术在民用领域规模化应用。

三、行业趋势与未来方向

跨学科融合：研究机构与企业正探索SPD技术与AI、大数据的结合，如通过机器学习优化SPD工艺参数，实现“设计-合成-测试”全流程数字化。

绿色制造：开发低温SPD工艺以降低能耗，推动高端设备国产化，解决对进口设备的依赖。

全球化布局：中国企业在SPD纳米材料领域的专利数量已居全球前列，正通过技术并购（如化学企业收购韩国纳米涂层企业）加速产业升级。

剧烈塑形变形纳米材料领域有哪些招聘岗位或就业机会

一、核心研发岗位：材料设计与性能优化

纳米材料研发工程师

职责：负责纳米材料的合成、结构表征及性能测试，优化材料制备工艺（如剧烈塑性变形技术中的等通道角挤压、高压扭转等），提升材料强度、导电性或耐腐蚀性。

技能要求：熟悉材料科学基础理论，掌握SEM、TEM、XRD等表征技术，具备材料建模与仿真能力。

薪资范围：15-40K·14薪（硕士学历，3-5年经验，深圳/苏州等科技城市）。

典型企业：深圳首骋新材料、苏州睿新微系统等新能源与半导体企业。

高级材料研发专家

职责：主导纳米材料在极端条件下的塑性变形研究，开发高强度轻质合金或复合材料，应用于航空航天或汽车领域。

技能要求：博士学历，10年以上经验，熟悉材料力学性能测试与失效分析。

薪资范围：30-60K·15薪（博士学历，5-10年经验，深圳/上海）。

典型企业：哈深智材、鱼跃医疗等高新技术企业。

二、制造与工艺岗位：技术转化与量产

工艺工程师（PE）

职责：将剧烈塑性变形技术转化为量产工艺，优化生产流程，解决材料成型中的裂纹、残余应力等问题。

技能要求：熟悉金属压力加工（如轧制、锻造），掌握Deform或Abaqus等仿真软件。

薪资范围：8-15K（本科学历，3年以上经验，江西/宜春等制造业基地）。

典型企业：江西大有科技、瑞浦赛克动力电池等。

制造技术经理

职责：管理纳米材料生产线，协调研发与生产部门，确保材料性能稳定性与成本控制。

技能要求：硕士学历，5年以上经验，具备精益生产与六西格玛管理能力。

薪资范围：20-40K·14薪（本科学历，5-10年经验，天津/重庆）。

典型企业：某天津化工上市公司、重庆汉朗精工等。

三、科研与教育岗位：学术创新与人才培养

博士后研究员

职责：开展纳米材料塑性变形机制研究（如位错动力学、晶界工程），发表高水平论文或申请专利。

技能要求：博士学历，独立科研能力，熟悉第一性原理计算或分子动力学模拟。

薪资范围：25-50K·14薪（博士学历，经验不限，上海/北京）。

典型机构：清华大学电机系、上海鲲游科技等高校与科研院所。

高校教师/研究员

职责：教授纳米材料课程，指导研究生开展塑性变形相关课题，承接国家自然科学基金等项目。

技能要求：博士学历，5年以上科研经验，具备团队管理与学术交流能力。

薪资范围：20-40K·13薪（博士学历，8年以上经验，杭州/南京）。

典型机构：安瑞医疗、海希储能科技等合作高校。

四、交叉学科岗位：多领域融合应用

纳米生物材料工程师

职责：开发用于医疗器械的纳米材料（如可降解支架），研究材料在生物体内的塑性变形与组织相容性。

技能要求：生物学/材料学硕士，具备动物实验与细胞培养经验。

薪资范围：9-12K（硕士学历，经验不限，南京）。

典型企业：江苏先丰纳米材料科技。

纳米电子器件工程师

职责：利用剧烈塑性变形制备柔性纳米材料，应用于可穿戴设备或折叠屏，优化材料电导率与机械稳定性。

技能要求：电子工程硕士，熟悉半导体工艺与MEMS器件设计。

薪资范围：20-35K·17薪（硕士学历，3-5年经验，上海）。

典型企业：某知名电子/半导体公司。

五、行业趋势与就业前景

市场需求增长：2023年中国纳米材料市场规模达2270亿元，年复合增长率超15%，推动剧烈塑性变形技术从实验室走向产业化。

政策支持：国家《新材料中试平台建设指南》明确将纳米材料列为前沿领域，提供资金与政策扶持。

跨学科优势：材料、物理、化学、生物等多学科交叉背景的求职者更具竞争力，尤其在医药健康与新能源领域。

求职建议

技能提升：掌握材料计算软件（如Materials Studio）、3D打印等增材制造技术，增强复合型能力。

行业聚焦：关注航空航天（轻质高强材料）、新能源（电池电极材料）、生物医药（植入式器件）等高附加值领域。

地域选择：深圳、苏州、上海等科技城市岗位密集，天津、重庆等制造业基地提供工艺优化类机会。