一、个人简介
朱旺,男,1988 年生,博士,教授(破格),博士生导师(破格)。湖南省“三尖”创新人才工程计划-荷尖人才,湖南省优秀青年基金获得者,湖南省优秀博士学位论文获得者,韶峰学者。现为湖南省国防科技重点实验室副主任,湖南省力学学会理事。国家自然科学基金函评专家、湖南科技厅评审专家、多个省份科技项目评审专家、湘潭市科技专家。
长期致力于高温热防护涂层高温力学性能表征、服役环境模拟与失效实时检测、破坏机理和可靠性评价研究,成果应用于航发系统11个单位及其10余个型号。主持JWGF重点项目子课题、ZFB装备预先研究领域基金(快速扶持项目)、国家自然科学基金面上项目、青年项目、湖南省优秀青年基金、航发企业横向课题(16项)等项目,同时作为核心成员参与了多项国家自然科学基金重大项目、重点项目等项目的研究。在科学出版社出版《热障涂层破坏理论与评价技术》专著1部(排名第三),在Springer Nature Singapore出版商出版《Thermal Barrier Coatings: Failure Theory and Evaluation Technology》专著1部(排名第三),在湘潭大学出版社出版《材料科学与工程专业实验指导书》教材1部(排名第一)。以第一/通讯作者在J. Mech. Phys. Solids,Int. J. Plasticity,Corros. Sci., J. Eur. Ceram. Soc.,J. Am. Ceram. Soc.等期刊发表SCI论文35篇,申请国家发明专利12项(实审),授权国家发明专利7项;制定《航空发动机热障涂层试验验证方法》国军标1套(排名第三),含11个标准;2020年获得湖南省自然科学一等奖1项(排名第六),2022年获得湖南省教学成果奖一等奖1项(排名第五),2023年获得高等教育(研究生)国家级教学成果奖二等奖1项(排名第十三)。担任Coatings杂志特刊“Preparation and Failure Mechanism of Thermal Barrier Coatings”客座编辑。
相关研究成果广泛应用于中国航发商用航空发动机有限责任公司、贵阳航发精密铸造有限公司、中国航发北京航空材料研究院、沈阳黎明航空发动机(集团)有限公司、四川燃气涡轮研究院、湖南动力机械研究所和南方工业有限公司等我国热障涂层研发和生产重点单位,研究成果对热障涂层研制、延寿、稳定性提升以及型号安全与研制发挥了重要作用,取得了重大军事和经济效益。
二、学习工作经历
l 2022年1月—至今,湘潭大学教授;
l 2018年1月—2021年12月,湘潭大学副教授;
l 2015年1月—2017年12月,湘潭大学讲师;
l 2009年9月—2014年12月,湘潭大学材料科学与工程学院硕博连读;
三、主讲课程
本科:材料的宏微观力学性能、材料科学与工程专业导学
研究生:材料固体力学
四、研究方向
l 高温热防护涂层的制备;
l 涂层的高温力学性能表征;
l 涂层服役环境模拟与失效实时检测
l 涂层破坏机理和可靠性评价
五、获奖情况
1. 欧阳晓平、王金斌、林建国、孙立忠、马增胜、李江宇、刘金刚、杨雪娟、胡义伟、蒋文娟、钟向丽、唐明华、朱旺、齐福刚、张德闯,红色传承、需求引领、能力为本、多维评价:材料类研究生培养模式探索与实践,国家高等教育教学成果二等奖,2023年。
2. 欧阳晓平、林建国、蒋文娟、孙立忠、马增胜、朱旺、王金斌、齐福刚、张德闯,红色传承、需求引领、能力为本、多维评价:材料类研究生培养模式与实践,第十三届湖南省高等教育教学成果一等奖,2022年。
3. 杨丽、周益春、刘军、马增胜、薛冬峰、朱旺,涂层/薄膜材料热力化耦合失效与调控机理,湖南省自然科学一等奖,2021年。
4. 湖南省“三尖”创新人才工程计划-荷尖人才,2022年。
5. “麓山杯”创新创业大赛决赛二等奖,2022年。
6. “薄膜材料及其器件力学”湖南省优秀研究生导师团队,2019年。
7. 朱旺,屈曲法表征薄膜/韧性基底材料体系的界面结合性能,湖南省优秀博士学位论文,2017年。
六、科研项目
1. 国家自然科学基金面上项目,高韧性 A6B2O17型中高熵热障涂层的设计与强韧化机理 (12372102),2024.01-2027.12,在研,主持。
2. JWGF创新特区重点项目子课题,XXX涂层技术XXX,2018.12-2020.12,结题,主持。
3. ZFB装备预先研究领域基金(快速扶持项目),XXX热障涂层XXX实时检测与评价技术,2022.03-2022.08,结题,主持。
4. 湖南省“三尖”创新人才工程计划-荷尖人才项目 (2022RC1082),2022.09-2025.09,在研,主持。
5. 湖南自然科学基金优秀青年基金项目,基于特征频谱窗口的复杂服役环境下热障涂层损伤识别与表征方法 (2020JJ3031),2020.01-2022.12,结题,主持。
6. 湖南省教育厅重点项目,1600oC下新型A6Ta2O17热障涂层高温力学性能原位表征及失效机理 (21A0120),2022.01-2024.12,在研,主持。
7. 国家自然科学基金青年项目,TGO本构关系温度相关性的DIC表征及机制 (11602211),2017.01-2019.12,结题,主持。
8. 湖南省教育厅优秀青年项目,TGO生长过程中应力应变关系的DIC表征 (16B249),2017.01-2019.12,结题,主持。
9. 湖南省自然科学基金青年项目,热力化多场耦合作用下热障涂层界面氧化的失效分析(2017JJ3307),2017.01-2019.12,结题,主持。
10. 中国航发商用航空发动机有限公司-横向课题(技术开发类),XXX高压涡轮XXX热冲击试验技术研究,2018.01-2019.12,结题,主持。
11. 中国航发湖南动力机械研究所-横向课题(技术开发类),XXX可靠性XX技术研究(2020),2020.01-2021.12,结题,主持。
12. 中国航发湖南动力机械研究所-横向课题(技术开发类),基于XXX的XX复合材料XX热冲击失效模式研究,2021.01-2023.12,在研,主持。
13. 中国航发商用航空发动机有限公司-横向课题(技术开发类),XXX单晶XX热障涂层模拟环境试验验证考核,2021.01-2022.12,结题,主持。
14. 贵阳航发精密铸造有限公司-横向课题(技术服务类),涂层渗层性能测试,在研,主持。
15. 企业横向课题(技术开发类),XXX激光加工试验件性能考核技术研究,2020.01-2022.12,在研,主持。
16. 中国航发湖南动力机械研究所-横向课题(技术开发类),XXX可靠性XX技术研究(2018),2019.01-2019.12,结题,主持。
17. 贵阳航发精密铸造有限公司-横向课题(技术服务类),涂层性能检测技术服务,2018.01-2019.12,结题,主持。
18. 西北工业大学-横向课题(技术开发类),XXX二导叶片循环燃烧试验技术研究,2019.06-2020.06,结题,主持。
19. 中国航发商用航空发动机有限公司-横向课题(技术开发类),XX复合材料高温高速燃气热冲击试验,2020.06-2021.06,结题,主持。
七、代表性论著
1. 周益春,杨丽,朱旺. 热障涂层破坏理论与评价技术,科学出版社,2021年.
2. YiChun Zhou,Li Yang,Wang Zhu. Thermal Barrier Coatings: Failure Theory and Evaluation Technology,Science Press,Springer,2022年.
3. 朱旺,王金斌,郭进伟,齐福刚,马增胜. 教材:《材料科学与工程专业实验指导书》,湘潭大学出版社,2023年.
4. Z.Y. Tan, J.W. Guo, W. Zhu*. Ablation resistance of HfC-TaC-Hf6Ta2O17 composite coatings prepared by vacuum plasma spraying. Corrosion Science, 2023, 221: 111368.
5. Z.Y. Tan, X. Wu, J.W. Guo, W. Zhu*. Toughness mechanism and plastic insensitivity of submicron second phase Ta in a novel Ta-Hf6Ta2O17 composite ceramic. Ceramics International, 2023, 49: 1932–1939.
6. Y.X. Zheng, X.P. Hu, S. Liu, Q. Liu, Y. Zou, J.W. Guo, W. Zhu*. High-temperature compressive creep behavior and mechanism of Hf6Ta2O17 ceramic as a candidate for thermal barrier coatings. Ceramics International, 2023, 49: 29905-29912.
7. Y. Zou, J.W. Guo*, Y.Q. Xiao, W. Zhu*. High temperature creep study on thermally grown oxide by tensile combined with a digital image correlation method. Journal of Materials Research and Technology, 2023, 25: 3957-3966.
8. X.H. Liu, W. Zhu*, J.W. Guo, Z.X. Song, Y.Q. Xiao. Numerical investigation of the effect of CMAS deposition on the temperature and stress distribution of thermal barrier coatings coated on a turbine blade. Aerospace Science and Technology, 2023, 140: 108456.
9. Z.Y. Tan, Z.H. Xie, X. Wu, J.W. Guo, W. Zhu*. Spark plasma sintering of A6B2O17 (A =Hf, Zr; B =Ta, Nb) high entropy ceramics. Materials Letters, 2023, 330: 133381.
10. B. Huang, W. Zhu*, L.Z. Sun, Z.S. Ma*. Structural and thermal-mechanical properties of Ln3Ta5O15 (Ln=Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb) for thermal barrier coatings. Computational Materials Science, 2023, 218: 111938.
11. Z.Y. Tan, X. Wu, W. Zhu*, J.W. Guo, W. Wang, Z.S. Ma. Ultra-high hardness induced by W precipitation within Ta-Hf-W-C ultra-high temperature ceramic coatings. Journal of the European Ceramic Society, 2022, 42: 6288-6294.
12. S. Liu, X.P. Hu, Q. Liu, J.W. Guo, J.Y. Wu, W. Zhu*. Effect of HfO2 content on CMAS corrosion resistance of a promising Hf6Ta2O17 ceramic for thermal barrier coatings. Corrosion Science, 2022, 208: 110712.
13. Q. Liu, X.P. Hu, W. Zhu*, G.L. Liu, J.W. Guo, J. Bin. Thermal shock performance and failure behavior of Zr6Ta2O17-8YSZ double-ceramic-layer thermal barrier coatings prepared by atmospheric plasma spraying. Ceramics International, 2022, 48: 24402–24410.
14. Z.P. Zhou, W.Z. Yuan, W. Zhu*, X.P. Hu, Y. Zou, Q. Wu, H.Q. Wei. In situ measurements of the high-temperature mechanical properties of ZrO2-doped YTaO4 ceramic by three-point bending combined with a digital image correlation method. Ceramics International, 2022, 48: 1323-1331.
15. Y. Zou, L.F. Ge, Z.Y. Li, J.W. Guo, W. Zhu*, Z.S. Ma. Determination of the intrinsic elastic modulus, hardness and fracture strength of thermally growth oxide by nanoindentation and tensile tests. Engineering Failure Analysis, 2022, 131: 105815.
16. Z.Y. Tan, C. Luo, W. Zhu*, L. Yang, Y.C. Zhou, Q. Wu. Reactive plasma spraying of supersaturated tungsten super-hard Ta-Hf-W-C solid solution coating. Journal of the European Ceramic Society, 2021, 41: 6772–6777.
17. Q. Liu, X.P. Hu, W. Zhu*, J.W. Guo, Z.Y. Tan. Effects of Ta2O5 content on mechanical properties and high-temperature performance of Zr6Ta2O17 thermal barrier coatings. Journal of the American Ceramic Society, 2021, 104: 6533-6544.
18. K. Yuan, L. Yang, Q. Wang, F. Zhang, W. Zhu*, Y. C. Zhou. Al2O3-TiO2 codoped YSZ thermal barrier coatings resistant to damage by molten calcium-magnesium-alumino-silicate (CMAS) glass. Advanced Engineering Materials, 2021, 2001338.
19. Y.Q. Xiao, L. Yang, W. Zhu*, Y. C. Zhou, Z. P. Pi, Y. G. Wei. Delamination mechanism of thermal barrier coatings induced by thermal cycling and growth stresses. Engineering Failure Analysis, 2021, 121: 105202.
20. Z.Y. Tan, W. Zhu*, L. Yang, Y. C. Zhou, Q. Wu, L. J. Gong. Microstructure, mechanical properties and ablation behavior of ultra-high temperature Ta-Hf-C solid solution coating prepared by a step-by-step plasma solid solution method. Surface and Coatings Technology, 2020, 403: 126405.
21. Z.Y. Tan, Z. H. Yang, W. Zhu*, L. Yang, Y. C. Zhou, X. P. Hu. Mechanical properties and calcium-magnesium-alumino-silicate (CMAS) corrosion behavior of a promising Hf6Ta2O17 ceramic for thermal barrier coatings. Ceramics International, 2020, 46: 25242-25248.
22. W. Zhu, C. X. Zhang, L. Yang, Y.C. Zhou, Z.Y. Liu. Real-time detection of damage evolution and fracture of EB-PVD thermal barrier coatings under thermal shock: An acoustic emission combined with digital image correlation method. Surface and Coatings Technology, 2020, 399: 126151.
23. W. Zhu, Q. Wu, L. Yang, Y.C. Zhou. In situ characterization of high temperature elastic modulus and fracture toughness in air plasma sprayed thermal barrier coatings under bending by using digital image correlation. Ceramics International, 2020, 46: 18526-18533.
24. W. Zhu, Z.Y. Li, L. Yang, Y.C. Zhou, J.F. Wei. Real-time detection of CMAS corrosion failure in APS thermal barrier coatings under thermal shock. Experimental Mechanics, 2020, 60: 775-785.
25. W. Zhu, H.Y. Chen, L. Yang, Y. C. Zhou, G. N. Xu. Phase field model for diffusion-reaction stress field in the thermal barrier coatings corroded by the molten CMAS. Engineering Failure Analysis, 2020, 111: 104486.
26. Z.Y. Liu, W. Zhu, L. Yang, Y.C. Zhou. Numerical prediction of thermal insulation performance and stress distribution of thermal barrier coatings coated on a turbine vane. International Journal of Thermal Sciences, 2020, 158: 106552.
27. W. Zhu, X.N. Cai, L. Yang, J. Xia, Z. P. Pi, Y. C. Zhou. The evolution of pores in thermal barrier coatings under volcanic ash corrosion using X-ray computed tomography. Surface and Coatings Technology, 2019, 357: 372–378.
28. W. Zhu, Z. B. Zhang, L. Yang, Y. C. Zhou, Y. G. Wei. Spallation of thermal barrier coatings with real thermally grown oxide morphology under thermal stress. Materials & Design, 2018, 146C: 180–193.
29. W. Zhu, Y.J. Jin, L. Yang, Z. P. Pi, Y. C. Zhou. Fracture mechanism maps for thermal barrier coatings subjected to single foreign object impacting. Wear, 2018, 414-415: 303–309.
30. W. Zhu, J. W. Wang, L. Yang, Y. C. Zhou, Y. G. Wei, R. T. Wu. Modeling and simulation of the temperature and stress fields in a 3D turbine blade coated with thermal barrier coatings. Surface and Coatings Technology, 2017, 315: 443-453.
31. W. Zhu, L. Yang, J. W. Guo, Y. C. Zhou, C. Lu. Determination of interfacial adhesion energies of thermal barrier coatings by compression test combined with a cohesive zone finite element model. International Journal of Plasticity, 2015, 64: 76–87.
32. W. Zhu, Y. C. Zhou, J. W. Guo, L. Yang, C. Lu. Quantitative characterization of the interfacial adhesion of Ni thin films on steel substrates: a compression-induced buckling delamination test. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2015, 74: 19–37.
33. W. Zhu, M. Cai, L. Yang, J. W. Guo, Y. C. Zhou, C. Lu. The effect of the morphology of thermally grown oxide on the stress field in a turbine blade with thermal barrier coatings. Surface and Coatings Technology, 2015, 276: 160–167.
34. W. Zhu, L. Yang, J. W. Guo, Y. C. Zhou, C. Lu. Numerical study on interaction of surface cracking and interfacial delamination in thermal barrier coatings under tension. Applied Surface Science, 2014, 315: 292–298.
35. G. N. Xu. L. Yang, Y. C. Zhou, Z. P. Pi, W. Zhu. A chemo-thermo-mechanically constitutive theory for thermal barrier coatings under CMAS infiltration and corrosion. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2019, 133: 103710.
八、知识产权与成果转化
1. 一种纳米析出相强化的过饱和钨超高温高熵陶瓷制备方法,ZL 202211649001.X,国家发明专利,2023年。
2. 一种强韧化超高致密度抗超高温烧蚀涂层及其制备方法,ZL 201811505725.0,国家发明专利,2022年。
3. 一种超高温陶瓷涂层及其复合材料、制备方法,ZL 202010740168.1,2021年。
4. 一种金属碳化合物涂层及其制备方法,ZL 201910093291.6,2020年。
5. 一种热障涂层服役工况模拟试验用涡轮模型,ZL 201811505725.0,2020年。
6. 一种热障涂层高温冲蚀的检测方法,ZL 201910219258.3,2020年。
7. 一种工作叶片热障涂层服役载荷的等效加载装置及方法,ZL 201811506720.X,2020年。