簡介
亞穩材料製備技術與科學國家重點實驗室亞穩材料製備技術與科學國家重點實驗室是在河北省亞穩材料製備技術與科學重點實驗室的基礎上建立起來的。實驗室於2003年以地方重點實驗室身份參加了國家重點實驗室評估，得到專家們的充分認可，取得了良好成績。2006年7月被科技部批准建設，2009年3月通過了科技部的驗收，並在當年的國家重點實驗室評估中取得良好的成績。
吉林大學鄒廣田院士擔任實驗室學術委員會主任，劉日平教授擔任實驗室主任。 亞穩材料是指熱力學上處於亞穩狀態的一大類材料，既可以作為結構材料使用也可以作為功能材料使用，涉及金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料。亞穩材料既可以是成分、結構上的亞穩態也可以是形態上的亞穩態。
一方面由於亞穩材料具有許多常規穩態材料所不具備的特殊性能，因此在國民經濟的許多領域中具有廣闊的套用前景；另一方面由於亞穩材料都是在超常條件下獲得的，所以亞穩材料領域也成為人類發現新物質和新的物理現象的重要源泉，也是國際上材料科學研究領域中的重要熱點研究領域之一。
建設本實驗室的目的就是針對亞穩材料研究領域的重大基礎科學問題和關鍵技術，全面打造亞穩材料科研基地、人才培養基地和學術交流基地。
學術委員會
| 現任學術委員會名單 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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固定人員
（以姓氏拼音為序）
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研究方向
973計畫項目啟動儀式研究方向之一：亞穩材料理論設計與性能預測
建立亞穩材料設計的系統理論方法；預測系列自然界中並不存在的新物質並探明其形成條件，力爭發現新現象和新效應。
( 1 ) 主要研究內容
① 新型亞穩材料的第一性原理設計；
② 材料的巨觀物理性質與微觀電子結構的關係；
③ 新型亞穩材料形成的熱力學與動力學；
④ 新型亞穩材料的新功能與新現象的探索。
( 2 ) 目前的研究重點
① 針對輕元素多元系統、含有d電子的過渡族金屬-輕元素系統和含有f電子的稀土金屬-輕元素系統進行第一性原理研究，設計出新型超硬材料。研究這些亞穩材料的力學性能與電子結構、軌道類型和化學鍵特徵的關係，預測可能存在的其它物理性質，探討實驗合成的可能途徑和方法。揭示過渡族碳化物 ( 氮化物 ) 多層膜和納米晶複合材料硬度反常增強效應的物理起源，建立定量描述的理論模型。
② 針對新型鹼土金屬二硼化物、四硼化物和六硼化物開展第一性原理研究，探討新型亞穩相的形成條件，建立其電學和磁學性質與晶體結構、能帶結構和摻雜類型的關係，揭示產生異常物理性質的根源，闡明其物理本質。探討這類材料的維度與物理性質的關係，發現表面、界面狀態對物理性質的影響規律。
研究方向之二：亞穩結構材料
通過對材料微觀結構、穩定性等的研究，發展新型亞穩結構材料，解決成份與工藝設計以及性能控制等的相關基本問題，提高或改善亞穩結構材料的使用與服役性能，為國民經濟發展解決關鍵技術問題。
( 1 ) 主要研究內容
① 新型亞穩 結構 材料的 設計；
② 亞穩狀態與力學性能之間的關係 ；
③ 服役過程中亞穩結構材料組織 、 性能 演化及其穩定性；
④ 新型亞穩結構材料製備及 套用研究。
( 2 ) 目前的研究重點
① 針對高速重載鐵路運輸的需要，圍繞著準貝氏體鍛鋼和爆炸成形高錳奧氏體鋼轍叉的製造與套用，開展亞穩結構的形成、特徵與性能的研究，特別是接觸疲勞行為與機理的研究；
② 重度冷變形鐵素體與馬氏體雙相組織鋼的回覆與再結晶，晶粒尺寸雙峰分布大塊超細晶粒鋼的結構與高延伸率的機理；
③ 表層具有硬貝氏體結構的齒輪與軸承套用基礎研究；
④ 亞穩結構材料在接觸壓力 作用下納米晶層的形成、本質及作用。
研究方向之三：亞穩功能材料
通過超常條件下亞穩材料的結構相變和穩定性的系統研究，在結構和性能調控方面產生新思想並建立相應的技術，力爭發現一些新規律、新現象和新效應，為高性能 磁性、發光、熱電、信息傳輸等 新型亞穩功能材料的發展提供知識和技術支持。
( 1 ) 主要研究內容
① 新型亞穩功能材料的 設計；
② 亞穩狀態與光、電、磁、聲、熱等性能之間的關係 ；
③ 服役過程中亞穩功能材料組織 、 性能 演化及其穩定性；
④ 新型亞穩功能材料的 製備及 套用研究。
( 2 ) 目前的研究重點
① 針對非晶合金開展高壓和強變形下納米晶結構的轉變研究。研究在這些超常規條件下固態相變所表現出來的新規律和新現象，探索新型亞穩功能材料的製備和結構調控新技術，製備高性能納米晶磁性材料。針對納米材料開展結構穩定性研究，特別是在外場 ( 如壓力等 ) 和納米尺度空間束縛作用下的結構相變、熱力學和動力學、晶粒生長過程表現出來的新規律和新現象。
② 針對磁性單層和多層納米薄膜開展結構和性能調控研究，研究納米薄膜的有序化動力學、層間交換耦合和鐵磁-反鐵磁界面自旋結構及自旋交換相互作用對鐵磁層磁翻轉行為的調控。揭示FePt薄膜L10有序化溫度高的根源，探索低溫調控新技術；闡明[Pt/Co]n/NiO多層膜中Co-NiO界面自旋結構、自旋交換相互作用、磁疇或磁疇壁發散場對Co層間耦合性質及Co層中磁矩翻轉行為調控的物理根源。
研究方向之四：亞穩材料特種製備技術
通過超常規條件對亞穩材料形成過程影響的技術基礎研究，發展具有自主智慧財產權的特種材料超常規製備及其控制技術，為解決國民經濟發展中急需的重大裝備及其技術問題做出貢獻。
( 1 ) 主要研究內容
① 不同場作用下材料的形成、組織、結構演化規律；
② 多場耦合效應在材料製備過程中的作用機制；
③ 材料加工過程中的組織性能及尺寸精度控制基礎；
④ 特種製備技術及裝備工業化中的關鍵技術。
( 2 ) 目前的研究重點
① 針對高速飛行器用材料、裝甲用鋼、電磁軌道材料、車用型材等，開展強變形製備技術與控制技術研究，為發展具有超細組織、超高強度、超高耐磨性、超高使用壽命等特點的新型材料提供技術支撐。
② 針對空間超強、耐磨、耐低溫、抗輻照、尺寸穩定、抗冷焊、低密度等要求的特徵材料，發展粉體製備與後續高壓成形新技術，尤其是可在工業上套用的製備技術。研究工藝參數對材料形成過程的影響規律及其控制技術。
研究方向之五：材料超常規服役特性
建立超常規服役過程的材料瞬時亞穩態形成與演化的 科學基礎， 為滿足極端條件下使用的特種材料的重大需求 提供知識與技術積累。
( 1 ) 主要研究內容
① 超常規服役條件下材料的結構演化與非平衡相變過程；
② 超常規服役條件下材料的力學性能及其它物理性能的變化規律；
③ 多種超常規服役條件對材料作用的耦合效應；
④ 超常規服役條件下材料性能評價手段。
( 2 ) 目前的研究重點
① 針對航天工程、空間探索等所使用的典型材料，開展材料性能與極端溫度變化的依賴關係、低溫與輻照耦合下材料性能與原子和電子結構的關聯等研究，探索這類環境下材料設計與壽命評估的物理原理與方法。
② 針對超高速動能武器、高速列車等領域服役的關鍵材料，開展超高速撞擊、高速沖刷等條件下材料的結構演化與穩定性等研究，探索材料性能與瞬態強作用載荷的依賴關係。
設施情況
主要設備實驗室現有一棟科研實驗大樓，使用面積14000平方米。燕山大學為保證實驗室供電，配置專門供電室，保證實驗室的用水並免收實驗室水電費，為實驗室的發展提供了很好的科研環境和硬體支撐條件。
實驗室設備分兩類管理，第一類為分析檢測設備，主要用於成份、結構、組織、性能的檢測與分析，為此組成了實驗室檢測中心。
目前，實驗室檢測中心的分析檢測設備已基本齊全，設備先進，運行狀態良好。實驗室的另一類設備為製備設備，大部分為實驗室自行研製、改裝的材料加工與製備設備，這些設備特色鮮明，配套性強，自成體系。
科研成果
亞穩奧氏體錳鋼及高錳鋼轍叉與高碳鋼鋼軌焊接技術
熔體深過冷與原子團簇觸發凝固
輕元素亞穩材料合成與物性
納米晶復相永磁材料的微結構及其控制
空間材料加工與研究
極性共價固體硬度的微觀理論模型
共價固體離子性理論
鋼鐵材料高速、強變形加工技術
複雜固體中原子缺陷的研究
大塊非晶合金形成能力、性能與製備新技術的研究
超硬材料表面金屬化真空微蒸發鍍附技術
主要成績
實驗室首席承擔973計畫項目2009年，實驗室在研的省部級以上項目86項，其中973項目4項（子課題），863項目9項（7項為負責，2項參與），國家自然科學基金面上項目31項（傑出青年基金4項，重點項目2項，國家自然基金委優秀創新群體項目1項），省部級項目37項，各類人才支撐項目4項（教育部創新團隊項目1項）。
2009年，以實驗室為首席單位，成功申請973項目1項，實驗室承擔其中的子課題3項。另外，實驗室新增國家自然科學基金6項，其中傑出青年基金1項，青年基金1項。絕大多數研究人員承擔國家自然科學基金的數量達到飽和。
2009年，實驗室共發表核心以上署名文章253篇，其中，核心以上論文212篇，宣讀或發表會議論文29篇，被SCI收錄論文154篇。獲得國家科技進步二等獎一項，省部級以上獎勵6項。新申請專利24項，獲專利授權15項。
歷史意義
亞穩材料是指熱力學上處於亞穩狀態的一大類材料，既可以作為結構材料使用也可以作為功能材料使用，涉及金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料。亞穩材料既可以是成分、結構上的亞穩態也可以是形態上的亞穩態。一方面由於亞穩材料具有許多常規穩態材料所不具備的特殊性能，因此在國民經濟的許多領域中具有廣闊的套用前景；另一方面由於亞穩材料都是在超常條件下獲得的，所以亞穩材料領域也成為人類發現新物質和新的物理現象的重要源泉，也是國際上材料科學研究領域中的重要熱點研究領域之一。
然而，中國在亞穩材料領域的研究分散在不同學科、不同的研究單位，研究方向過窄、過專，研究條件配套性差，嚴重製約著我國亞穩材料研究水平的提高，為此建立亞穩材料製備技術與科學國家重點實驗室是非常必要的。建設本實驗室的目的就是針對亞穩材料研究領域的重大基礎科學問題和關鍵技術，全面打造亞穩材料科研基地、人才培養基地和學術交流基地。
實驗室以亞穩材料製備技術與科學為主題，立足於基礎和套用基礎研究，同時注重向套用開發延伸。為此，實驗室緊密圍繞三個學術層面——基礎理論、製備技術和套用基礎開展研究工作。
在基礎理論研究方面，將圍繞亞穩材料領域共性的基礎科學問題開展深入、系統的研究工作，通過人才引進，進一步加強基礎理論方面的研究隊伍，形成特色。在製備技術和套用基礎研究方面將以承擔國家重大科研任務為目標，發展新材料和新技術，並向工程套用延伸，重點放在國防、能源、交通和汽車工業中的新材料和新技術上。
