北京师范大学环境学院梁赛教授课题组研究成果在《自然》子刊《自然·食品》（Nature Food）以研究论文形式在线发表（Network resilience of phosphorus cycling in China has shifted by natural flows, fertilizer use and dietary transitions between 1600 and 2012）。该研究分析了1600-2012年间中国磷循环网络的韧性，研究结果表明，受自然流动、化肥使用和饮食转变的影响，近几十年中国磷循环网络的韧性呈下降趋势。 磷元素是人类生存和生态系统运转所需要的一种必要营养元素。对人类和生态系统而言，磷循环网络在遭受外部冲击时仍能持续保障磷供给的能力（即韧性）至关重要。已有研究主要通过磷元素代谢路径分析来研究磷资源使用和磷排放问题，较少关注磷循环网络的韧性。本研究首次综合运用生态网络分析等方法，对1600-2012年间中国磷循环网络的韧性进行了测度研究与影响因素分析。 结果表明：为满足中国不断增长的食品消费总量和结构的需求，中国磷循环网络从由土壤自然磷流主导转变为由化肥生产的工业磷流主导，并不断强化。这种变化降低了网络中的冗余路径，从而导致近几十年来磷循环网络的韧性呈下降趋势。城市化进程加剧了磷的单向流动，进一步降低了磷循环网络的韧性。特别是在2000-2012年间，由于人群饮食结构中动物性食物比重不断提高，磷循环网络的韧性下降了11%。如果按这种趋势继续发展，在社会环境的冲击和干扰下，磷供应会逐渐成为影响中国粮食安全的重要因素。 为提高磷循环网络的韧性，本研究提出减少食物损失和浪费、提高“农田到餐桌”食物供应链效率、减少化肥使用、提升磷循环率等措施，并进一步量化这些措施对磷循环网络韧性的提升程度。此外，本研究的框架和指标也适用于分析其他地区和资源的网络韧性，可以为全球可持续发展目标的实现提供科学依据。 本研究由北京师范大学和华东理工大学领衔，国际应用系统分析研究所、意大利欧洲-地中海气候变化中心和意大利威尼斯大学、美国陶森大学、捷克共和国马萨里克大学、美国密歇根大学、中山大学、清华大学、英国伦敦大学学院、广东工业大学等单位组成团队共同完成。北京师范大学梁赛教授和华东理工大学余亚东副教授为论文共同第一作者，北京师范大学梁赛教授、华东理工大学余亚东副教授和英国伦敦大学学院米志付研究员为论文的共同通讯作者。合作作者杨志峰院士对论文完成给予了重要指导。该研究得到国家自然科学基金等项目的资助。

利用金属材料的强度理论来指导采煤截齿齿体材料和焊缝的强度设计。采用新型的快速焊、淬一体化感应加热工艺，使截齿材料各部位实现强、塑、韧合理配合，获得等强度分布和梯度强度分布的两种类型截齿，从而达到提高截齿表面耐磨、心部耐冲击及接触疲劳寿命高的目的。使所生产的截齿性能实现国内领先，接近国际先进水平。同时实现在原有的生产工艺基础上，提高生产效率，单产节能，实现生产环境无污染和劳动强度得到明显改善的目标。

该成果主要用于测量液态金属的热物性参数，包括粘度、表面张力、密度、电导率四个热物性参数的测量。

镁锂合金及其复合材料具有高的比强度和比刚度、优良的减震性能和电磁屏蔽性能，在航空、航天、武器、单兵装备、3C产品等领域有着广阔的应用前景。 本项目研制了镁锂基合金及其复合材料的设计技术、熔炼技术、成型工艺和表面处理技术，设计开发了具有超轻（密度约为1.5g/cm3）、高强（抗拉强度200-300MPa）、高模量（70-100GPa）、高稳定性的稀土金属间化合物增强Mg-Li基复合材料，建立了镁锂合金及其复合材料全链条中试制备平台，部分产品样品已经在航空航天、单兵装备等领域获得试用。 现已建成材料试制平台包括超细粉体制备中试线→100kg级镁锂合金真空熔炼系统→638T挤压中试线→微弧氧化+电泳中试线→机械加工→产品检测等一套轻合金及其复合材料产品试制所需的专用装备，在镁锂基复合材料制备方面形成了专门的制造技术、检测技术和工艺规范，可以满足小批量镁锂合金及其复合材料制备方面的需求。 镁锂合金及其复合材料是世界上最轻的金属结构材料，具有良好的导热、导电、延展性，在航空航天、国防军工等领域有着广泛的应用。随着当今世界对结构材料轻量化、减重节能、环保以及可持续发展的要求日益提高，镁锂合金在需要轻量化结构材料的交通、电子、医疗产品等领域也展现出广阔的应用前景。

项目涉及的产品是钛基合金，具体包括钛铁合金、钛铝合金以及钛铝钒合金等，其广泛用于冶金、国防、军工、航空、航天以及生物医学等领域。目前，现有的钛及钛合金等钛材的利用流程仍全是高钛渣/金红石-高温氯化-真空还原-精制-海绵钛-破碎-真空熔炼-钛材这一高能耗、高污染的高成本生产工艺。东北大学在国家973、国家自然科学基金以及企业重大科技攻关等项目的联合资助下，针对现有金属热还原法直接制备钛基合金存在的钛氧化物还原不彻底等技术难题，发明了基于喷吹金属蒸气深度多级还原直接冶炼钛基合金的新技术，并突破了其喷吹金属蒸气深度还原装备的技术难题，建成了吨级规模的基于喷吹深度多级还原装备。成功制备出氧含量低于0.6%的低氧高钛铁；氧含量低于0.1%，氮含量低于200ppm的钛铝合金及钛铝钒合金，目前已完成20kg规模的放大试验，建成了吨级规模的基于喷吹深度多级还原核心装备，进入产业化和推广应用阶段。核心成果已获得国家发明专利６项，整体技术及装备水平世界领先。 项目研究形成了从方法-产品-装备的原始创新，突破直接热还原法制备钛基合金的技术难题，实现了钛合金的短流程清洁制备，为国家安全建设和社会经济建设提供了战略物质保障社会经济效益显著。未来5年，我国特种钢精炼用高钛铁合金用量可达30万吨，若投资建立一条深度多级还原直接冶炼低氧高钛铁的生产线，可实现年产量5000吨的规模，其总产值可达2.5亿元以上，年均创造效益约5000万元。建设一条1000吨规模的钛铝基钛合金生产，其总产值可达2亿元以上，年均创造效益约5000~8000万元。因此项目建设将极大地拉动地方经济。

镁合金是目前最轻的金属结构材料，它具有低密度、高比强度、良好的 导电、导热和铸造性能等优点，因此在汽车、仪表以及航空航天等领域有着较 为广阔的应用前景，被称为21世纪的绿色环保结构材料。然而，镁及大部分镁 合金都属于密排六方结构金属，常温下塑性变形能力较差。因此，近几十年，板、 带、棒等变形镁合金产品主要是由普通半连续铸造镁合金方坯或板坯经热加工变 形得到。因此，采用塑性变形方法生产大型镁合金环件在技术上受到一定的制约。 离心铸造是将液态金属浇入旋转的铸型里，在离心力作用下充型并凝固 成铸件的铸造方法。离心铸造已经在无缝钢管、铝合金轮毅的生产中有较为成 功的应用。本成果提供一种新型的离心铸造生产镁合金大型环件的方法，可制 备直径范围为1-5米、组织致密、性能优良的大型镁合金环件，解决了现有镁 合金大型环件制备工艺的不足，制备出组织致密、抗拉强度好的镁合金大型环件, 对镁合金的应用和镁合金离心铸造工艺的发展具有重要意义，具有良好的开发前 景并具备较好的预期产业化效益。 本发明可根据目标产品，选用合适型号的离心机、熔炼炉、设计制备相应 模具以开展相应生产，无需高额投资。

镁锂合金及其复合材料具有高的比强度和比刚度、优良的减震性能和电磁屏蔽性能，在航空、航天、武器、单兵装备、3C产品等领域有着广阔的应用前景。 本项目研制了镁锂基合金及其复合材料的设计技术、熔炼技术、成型工艺和表面处理技术，设计开发了具有超轻（密度约为1.5g/cm3）、高强（抗拉强度200-300MPa）、高模量（70-100GPa）、高稳定性的稀土金属间化合物增强Mg-Li基复合材料，建立了镁锂合金及其复合材料全链条中试制备平台，部分产品样品已经在航空航天、单兵装备等领域获得试用。

北京科技大学腐蚀与防护中心电化学工程与材料研究室经过多年潜心研究，开发出了新型的化学镀镍铬磷稀土非晶态合金技术，并获得了国家发明专利。此研究开发成果为国内外领先水平。 化学镀合金技术是一种表面强化、表面保护技术。化学镀不用电能，只需将被镀物放入化学镀溶液中经自催化反应即可在被镀物表面形成非晶态的合金镀层，而且镀层厚度分布比电镀更均匀。化学镀获得的是非晶态的合金镀层，比一般的结晶组织的电镀层具有更优异的耐腐蚀性能和良好的耐磨蚀性能，也具有极好的装饰性能。 新型的化学镀镍铬磷稀土非晶态合金镀层与以往常规的化学镀镍磷非晶态合金镀层相比，由于加入了稀土、铬元素，具有更优异的耐腐蚀性能和更良好的耐磨蚀性能，特别是使镀层硬度能达到电镀硬铬镀层的硬度。 化学镀镍铬磷稀土非晶态合金的工艺易于操作，与化学镀镍磷合金工艺基本一致。 由于化学镀镍铬磷稀土非晶态合金镀层具有优异的耐腐蚀、耐磨蚀性能及较高的硬度，因此，其应用领域非常广泛，例如： 计算机硬盘；打印机的转动轴； 电子设备外壳的电磁屏蔽； 复印机内的各种零部件； 石油、石化及化工企业的换热器和反应器； 油田采油套管、井下工具； 食品机械； 各种机械零部件； 纺织机械； 印刷机械； 汽车工业中的零部件；

随着我国战略性新兴产业（如高速铁路、大飞机）和高端装备制造业（如部分高速精密机床）的发展，高端轴承进口增长较快。目前高铁轴承全部进口，部分高速精密机床轴承还需进口。从长远看，对我国战略性新兴产业的成长将产生不利影响。钛镍合金是一种金属间化合物，具有优良的耐磨性、耐蚀性。钛镍合金TiNi60是一种Ti、Ni质量原子比为40: 60的金属间化合物，具有低密度、高硬度、优异的耐蚀性以及良好的摩擦学性能且在热处理前易于加工，可望在高速轴承中得到应用。TiNi60的密度为6.7 g/cc，比普通轴承钢密度小30%左右，密度小这一特点，可实现轴承的轻量化和高速化。本项目主要是解决现用滚动轴承材料难以满足高速滚动在高铁、高速机床等高技术领域应用中高强度、低摩擦、高耐磨性要求的问题，采用高真空感应熔炼技术制备出优异性能的高速滚动轴承材料-钛镍60合金，并采用可生物降解润滑剂的超滑技术对高速球轴承会为耐磨、减摩起到事半功倍的作用，为高端轴承的国产化奠定基础，为我国装备制造业的发展贡献力量。本项目的前期工作，针对球轴承材料TiNi60采用蓖麻油润滑获得了超低摩擦系数（最低达到0.004）。该项技术完全由本课题组研发，完全具有自主知识产权，此外该技术具有生产过程环保、能耗小、制造成本低、产品易系列化和原材料无危险性、毒性等突出特点。因此可以肯定该项技术、该类产品的出现为我国轴承市场注入了新鲜的“血液”。可以预见该技术的市场前景是非常广阔的，其产品的市场竞争优势也是非常明显的。

铝水解制氢是一种重要的产氢方式，但铝水解产生的热量甚至超过了生成的氢气所含化学能，高达 55% 的化学能以热量直接耗散。研究人员利用 Y-Pd 薄膜电极与 Al 片构成电池，可将水解的热能转化为电能，水解热能的利用率达到 8%-15% ，该过程中 Y 薄膜同步吸氢，首次实现了同步发电和吸氢。