西安交通大学材料学院单智伟教授

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单智伟，西安交通大学教授。1996年毕业于吉林大学材料与科学工程专业；1999年在中国科学院金属研究所获硕士学位；2001年赴美就读于美国匹兹堡大学机械工程系并于2005年获博士学位。2005 -2006年在位于美国劳伦兹国家实验室的美国国家电镜中心从事博士后研究工作。2006年加盟世界著名的纳米力学设备制造公司-Hysitron，并先后受聘为资深研究员、真空部门经理和Hysitron公司应用研究中心主任。2008年开始与西安交通大学开展合作，2010年正式加入西安交通大学。教育部“长江学者”特聘教授，国家杰出青年基金获得者，百千万人才工程入选者，亚太材料科学院院士。现任西安交通大学材料科学与工程学院院长。2010年正式全职回国后，先后筹建创立“微纳尺度材料行为研究中心”，“Hysitron中国应用研究中心”及“西安交大-日立研究中心”等三个国际化研究中心和一个省级中心，即“陕西省镁基新材料工程中心”。学术任职包括国务院学位委员会第七届学科评议组（材料科学与工程组）成员，教育部高等学校材料类专业教学指导委员会委员，《中国材料进展》杂志副主编，2018美国材料学会期刊（MRS Bulletin）和《材料科学技术（英文版）》第五届编委会委员，中国电镜学会常务理事及聚焦离子束专业委员会主任，第四届国家新材料产业发展战略咨询委员会战略委员。

姓      名：        单智伟
职      称：        教授
所在院系：        微纳尺度材料行为研究中心（CAMP-Nano）
联系电话：        82664764
个人主页：        http://nano.xjtu.edu.cn/
E-MAIL：        zwshan@mail.xjtu.edu.cn
专业方向：        微纳尺度材料的结构与性能
个人详情

研究领域或方向
1）探索并优化材料、尤其是微纳尺度材料的结构与性能；
2）应用和发展与之相配套的先进制备、测试与表征技术；
3）以原位、动态、定量为主要特征的先进技术和设备为主要研究手段，结合日新月异的计算机模拟技术，选择典型材料为主要研究对象，通过和本领域以及相关领域专家与学者的有效合作，力求系统的建立起微纳尺度材料结构与性能间的定量关系，并为这些材料的最终应用提供坚实的实验基础和方法论的指导。近年来的研究方向主要集中于应用和发展定量的原位电镜变形技术（压痕/压缩/弯曲/拉伸/疲劳+电/热/气氛等）对目前材料研究中的一些焦点问题进行探索。
4）致力于通过政产学研用的通力协作，打造具备先进技术和高附加值的陕西镁业精品产业链。

工作简历
1996年毕业于吉林大学材料与科学工程专业；1999年在中国科学院金属研究所获硕士学位；2001年赴美就读于美国匹兹堡大学机械工程系并于2005年获博士学位。2005 -2006年在位于美国劳伦兹国家实验室的美国国家电镜中心从事博士后研究工作。2006年加盟世界著名的纳米力学设备制造公司-Hysitron, 并先后受聘为资深研究员、真空部门经理和Hysitron公司应用研究中心主任。2008年开始与西安交通大学开展合作，2010年正式加入西安交通大学，先后创建和参与创建了四个国际化研究中心、一个省级工程研究中心。
国家“##计划”入选者，教育部“长江学者”特聘教授，国家杰出青年基金获得者，人社部“百千万人才工程”入选者；现任西安交通大学材料科学工程学院院长、金属材料强度国家重点实验室副主任。学术任职包括国务院学位委员会第七届学科评议组（材料科学与工程组）成员，2016 年美国材料学会期刊（MRS Bulletin）Volume Organizer，《中国材料进展》副主编，中国电子显微镜学会第十届理事会理事，中国腐蚀与防护学会第九届环境敏感断裂专业委员会委员。

科研项目
2  西安交大长江学者特聘教授配套项目基金 (200万元), 项目负责人，2010-2012
2  国家自然科学基金杰出青年基金 （200万元），项目负责人，2010-2012
2  国家自然科学基金重点项目：微米金属单晶的变形行为及晶体学与尺度效应 （180万元）， 主要参加人
2  国家自然科学基金重点项目：多场耦合条件下微纳尺度结构材料的变形特性与机理研究（285万元），项目负责人，2013-2017

学术及科研成果
在包括《自然》、《科学》、《美国科学院院刊》、《自然—材料》、《自然—通讯》、《物理评论快报》、《纳米快报》、《材料会刊》等国际顶级期刊上在国际顶级期刊上发表论文60余篇，SCI引用3108篇次，单篇SCI引用最高486篇次。组织和共同组织了19次国际学术研讨会；做或署名报告170多个，其中超过一半为邀请报告。以下为受聘西安交通大学以后所获主要学术奖项：
由研究团队在2010年主要完成“微纳尺度材料形变特性及其尺寸”入选教育部科学技术委员会评定的“2010年中国高等学校十大科技进展”。该工作发表在Nature杂志上，文章被评为“2010年中国百篇最具影响国际学术论文”。
2012年发表在Nature Communications上的有关“金属玻璃的弹性极限与尺寸强化效应”的文章被评为“2012年中国百篇最具影响国际学术论文”。
2013年研究发现金属镁中除位错滑移和形变孪晶外的第三种室温塑性变形的新机制，于2014年2月在美国加利福尼亚州圣地亚哥市举行的第142届美国矿物、金属和材料学会（TMS）上受聘人与中心博士生刘博宇、合作研究者美密西西比州立大学的李斌博士共同荣获了2013年度轻金属分会最佳基础研究奖。该奖项旨在表彰材料科学家在轻质金属领域的优秀原创性研究。

联系方式：
个人主页：http://www.campnano.org/
http://www.campnano.org/web/en/people/teacher/Zhiwei_Shan_10.html

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Nat.Commun.：在受激CO2中将被自然氧化或腐蚀的镁合金表面转化为耐蚀防护层

镁基合金凭借其轻量化、高能效和环境友好的特点，有望在交通工具、3C产品和航空航天业乃至生物医用材料领域得到广泛应用。然而，与金属铝或钛表面形成的钝化薄膜不同，暴露在空气中的Mg表面形成的薄膜主要成分是可渗透且无防护性的MgO和Mg(OH)2。因此，镁基合金的应用由于其对腐蚀的高度敏感而受到限制。

尽管镁基合金作为一种轻量化结构材料具有节能的优点，但其耐蚀性却很差。一个主要原因就是镁表面的原生氧化层不致密，在空气中、特别是在潮湿的环境下，无法阻止基底被侵蚀。

近日，西安交通大学的单智伟教授课题组与中国石油大学的张立强教授、美国约翰霍普金斯大学的马恩教授合作，在Nature Communications上发表了题为“Turning a native or corroded Mg alloy surface into an anti-corrosion coating in excited CO2”的文章。该工作中，作者发明了一种在简单、绿色环保的方法，即在室温下通过受激CO2与金属镁及其合金样品表面原生氧化层反应生长致密的碳酸镁防护薄膜，来提高镁合金的耐蚀性。此外，对于表面已经被明显腐蚀的样品，腐蚀产物也可以被直接转化，产生新的保护性表面。力学测试显示:与未经处理的样品比较，保护层可以明显提高微纳尺度金属镁的屈服强度，抑制不稳定塑性变形，提高均匀变形能力。这种环境友好的表面处理方法可以有效保护镁合金，包括表面已被腐蚀的镁基合金材料。

该工作提出了一种将氧化/氢化物薄膜或镁合金表面的腐蚀产物碳化为致密的MgCO3保护层的方法：可通过高能电子束或室温下辉光放电激活二氧化碳参与的反应。无需额外的加热或预处理，使得此方法有望对小尺寸或复杂形状的镁合金工件进行防护，还可以拯救已被腐蚀但仍未失效的部分。使用原位环境透射电镜(E-TEM)技术，完整的表面处理过程得以被记录下来。后续的水浸测试证明了MgCO3对基底金属较强的保护性。原位力学测试表明薄的MgCO3膜与其脆性块体陶瓷不同，它既有足够的形变能力，还有着优异的基质附着力，在提高微纳尺度金属镁耐蚀性的同时，也优化了其力学性能。


文献链接：Turning a native or corroded Mg alloy surface into an anti-corrosion coating in excited CO2（Nat.Commun，2018，DOI：10.1038/s41467-018-06433-5）