韩恩厚

韩恩厚,材料腐蚀防护专家。中国科学院金属研究所研究员。1982年、1985年、1990年分别在东北工学院(现东北大学)获学士、硕士、博士学位。1991-1993在中国科学院金属研究所和金属腐蚀与防护研究所从事博士后研究。出站后在中国科学院金属腐蚀与防护研究所工作,历任副研究员、环境断裂研究室执行主任、研究员。1995-1998年在美国麻省理工学院材料系从事研究工作(Research Scientist)。1998年获中国科学院“百人计划”、财政部引进国外优秀学者支持。1998-2007年间先后任中国科学院金属腐蚀与防护研究所、金属研究所副所长,学术委员会委员、学位委员会副主任。现任国家金属腐蚀控制工程技术研究中心主任、金属腐蚀与防护国家重点实验室学术委员会主任,兼任中国科学院沈阳分院副院长。曾任世界腐蚀组织副主席,兼任美国俄亥俄州立大学兼职教授、“核电设备老化前瞻管理国际组织”专家委员会成员、中国腐蚀与防护学会副理事长、中国工业防腐蚀协会副理事长、中国材料研究学会疲劳分会理事长、中国机械工程学会材料分会副理事长,兼任Corrosion Science、Corrosion Review、Materials and Corrosion等六个国际期刊编委、金属学报(副主编,1999-2008)、材料研究学报、中国腐蚀与防护学报、中国有色金属学报等六个国内期刊编委。2004年获国家973计划“先进个人”,2006年获新世纪百千万人才工程“国家级人选”,2008年获国际腐蚀工程师协会(NACE International)会士(NACE Fellow Excellence Award),2010年获全国优秀科技工作者,2011年获“十一五”国家科技计划执行突出贡献奖,2011年获桥口隆吉基金奖。他带领的团队2011年获“十一五”国家科技计划执行先进集体。

韩恩厚长期从事材料腐蚀机理、腐蚀控制技术和腐蚀损伤定量表征方法研究与腐蚀控制人才培养。先后主持了三项国家重点基础研究计划(973)项目、负责国家重大科技专项课题、国家自然科学基金重点基金等20多个重要项目,取得的研究结果在飞机、油气长输管道、航天结构件、输变电设施、海洋结构上获得实际应用。获国家技术发明奖二等奖、国家科技进步二等奖各1项、辽宁省技术发明一等奖1项、辽宁省科技进步一等奖2项(均为第一完成人)。已授权国家发明专利72件、国际专利1件。发表SCI收录论文200余篇,其中影响因子大于3的国际期刊论文30余篇,被SCI引用2000余次、中文引用2700余次。国际大会报告和邀请报告44次,国内大会报告34次。培养硕士生12名、博士生44名、出站博士后8名。主要学术成就如下:

1、建立了飞机和油气长输管道的环境服役寿命与安全性评价方法

腐蚀是影响重大工程结构服役安全性、可靠性、使用寿命的关键因素,长期以来缺乏具有理论依据的腐蚀寿命和安全性评价方法。在研究材料腐蚀机制与规律的基础上,从材料腐蚀损伤特征和腐蚀失效过程的环境特征出发,提出了评价工程结构服役腐蚀损伤等效当量方法:1)适用于腐蚀环境变化、全面腐蚀及局部腐蚀不断发展的环境谱损伤当量法;2)适用于腐蚀环境确定、局部腐蚀不断发展的腐蚀裂纹当量法。由此建立了飞机和油气长输管道的环境服役寿命与安全性评价方法。

表征飞机寿命的指标有飞行小时、起降次数和日历寿命,其中任何一项指标达到设计时限即为飞机到寿。飞机日历寿命评价方法已成为对现役飞机进行延寿决策和延寿策略制订的紧迫关键核心技术。提出了环境谱损伤当量法,采用符合飞机服役特点的腐蚀与疲劳交替和交互作用的研究方法,确立了飞机关键材料在服役环境和实验室加速环境下的损伤相关性,经统计和科学剪裁,编制了飞机腐蚀环境谱,由此加速产生的损伤与服役损伤具有当量关系,建立了飞机日历寿命定量评价方法,成功用于飞机的日历寿命定量评价和延寿决策

管线钢的开裂机制是国际难点,是评价管道能否长期安全运行的关键。提出了环境断裂局部化特征的概念,将裂纹内局部离子扩散与对流、局部电化学、裂纹尖端局部变形和局部材料特征等多因素耦合,建立了裂纹尖端局部电化学随裂纹长度变化的两维数学模型。通过原位连续测量,证明了模型的正确性。将之用于管线钢环境开裂研究中,发现恒载荷下高强管线钢在近中性环境中会产生应力腐蚀开裂,随后国外开展跟踪研究。2006年应邀在美国戈登会议(Gordon Research Conference-Corrosion )上做特邀报告。

提出了腐蚀裂纹当量法,考虑腐蚀与变形交互作用的局部化特征,将管道表面复杂形状和尺寸的腐蚀坑等效为具有相同局部化特征的当量裂纹,建立了油气长输管道剩余强度计算方法,获得了更为接近服役状况的剩余强度,克服了国际上计算结果过于保守的弱点。1995年建立了我国行业标准(SY/T6151钢质管道管体腐蚀损伤评价方法),结束了我国没有相关标准的历史,在行业内广泛使用。

2、发展了用于重大工程结构的高性能防腐蚀系列技术

我国的防腐蚀涂料长期处于低端,不能满足关键工程结构在苛刻环境中的防腐需求。发明了高浓度、低粘度、贮存期长的纳米材料浓缩浆。传统涂料通过添加纳米材料浓缩浆可制备出多种不同功能的纳米复合涂料,显著提高了耐候、耐蚀、耐磨等性能。实验室加速试验、外场暴晒试验和现场实际使用结果证明:飞机用纳米复合涂料的耐老化性提高4倍以上,耐腐蚀性提高3倍以上。

应用镁合金是解决工程结构轻量化的重要手段。腐蚀是制约镁合金应用的瓶颈,其防护技术是国际难点。2000年起,先后提出了镁合金的腐蚀与疲劳损伤机制,发明了镁合金表面转化膜、多层复合镀、自封孔微弧氧化技术。在汽车等行业大量应用。

3、建设了极端高温高压水试验条件,大幅提升我国在该领域的研究能力

高温高压水苛刻环境中材料的腐蚀失效已成为影响核电设备长期服役安全性、可靠性的关键问题,我国相关的材料腐蚀试验能力一直较薄弱。先后建立了5套高温高压水腐蚀试验系统,其中模拟核电高温高压循环水中进行原位光学、电化学、光谱、声发射、加载、划伤等的综合测试装置属国际首套。

率先在国内开展超临界水中材料腐蚀机理和环境断裂研究。提出核电高温高压水中材料的腐蚀电化学动力学与低温电化学的控制步骤不同,并将之与表面膜特征有机结合;提出表面加工工艺、溶解氢和溶解氧影响材料应力腐蚀的机制,发现表面冷加工导致的宏观压应力区内缺陷尖端的局部拉应力使材料发生应力腐蚀开裂。

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