各单位：
根据《云南省科技厅关于2026年度云南省科学技术奖提名工作的通知》精神及要求，现将我校教师李聪参与申报2026年度云南省科学技术奖项目“梯度纳米结构材料的研究”予以公示。公示期自2026年4月22日至2026年4月28日，在公示期对公示内容有异议的单位或个人，请在公示期内实名并附书面材料向学校科学技术处反映。
联系人：罗冰
联系电话：0873-3694760
附件：梯度纳米结构材料的研究
红河学院科学技术处
2026年4月22日
《梯度纳米结构材料的研究》项目信息
一、项目名称：梯度纳米结构材料的研究
二、提名者及提名等级
提名者：昆明理工大学
提名等级：云南省自然科学二等奖
三、项目简介
长期以来，金属材料领域面临一个根本性矛盾：提升强度往往以牺牲塑性为代价，反之亦然。这一“强度—塑性权衡”效应严重制约了高性能结构材料的研发。尽管异构材料被视为突破该瓶颈的重要途径，但其性能提升机制尚不清晰，缺乏统一的设计理论，导致许多所谓“异构”并未展现出预期性能优势。因此，本项目以梯度纳米结构材料的强韧化理论为核心主题，在梯度结构材料的制备工艺、塑性变形行为、微观组织演变及强韧化机理方面取得了重要进展。主要科学发现如下：
（一）发现梯度结构材料中不同粗细晶的不同定量体积比例对材料综合力学性能的影响规律
针对梯度结构材料中微观组织参数与宏观力学性能之间定量关系不清晰的问题，研究了梯度结构体积分数对纯铜材料强度与塑性匹配的影响规律，发现存在一个最优的梯度结构体积分数，该分数下材料的强度与塑性可同步达到最大化提升。这一发现为梯度结构材料的微观组织优化设计提供了明确的定量依据，发现梯度结构材料中不同粗细晶的不同定量体积比例对材料综合力学性能的影响规律。
（二）发现异构材料中不同于一般材料的强度和塑性的规律,异构材料具有“1+1＞2”的效果
针对梯度结构材料中强度与塑性协同提升的微观机制尚不明确的关键科学问题，，首次揭示了根据混合定则计算，假设细晶区的强度为1，粗晶的强度也为1，整体的强度应该为2，但在本研究异构材料中发现，整体实际强度大于2，并且提出了产生该效应的机理源于异构材料的协同强化。
（三）根据异构材料的基本理论，从材料成分设计出发，发现低层错能合金更具有异构材料的强塑性配合效应
面向通过成分设计优化力学性能的需求，本项目系统研究了锌、铝、锗等合金元素对铜基梯度结构材料层错能的影响及其与力学性能的关联机制。发现降低层错能可有效提高材料的应变硬化能力，在显著提升强度的同时保持良好的塑性。实现了从异构材料的基本理论出发，设计材料成分，降低层错能合金更具有异构材料的强塑性配合效应。
（四）发现异构材料在高速变形中具有更明显的异构强化效应
针对多层金属复合材料在动态加载条件下力学行为认识不足的问题，在多层Cu/Ni复合材料中观察到随应变速率的增加材料强度与塑性同步提高的反常行为，揭示了异构金属材料在异常扰动条件下的独特力学响应机制。该发现为理解梯度及异构材料在复杂服役环境下的力学行为提供了新的理论视角。
本项目从微观机理、组织设计、成分调控及动态响应四个层面构建了金属纳米及梯度结构材料的强韧化理论体系。项目研究成果获得国内外学术界的广泛关注。相关成果发表于《Materials Science & Engineering A》等金属材料领域国际权威期刊，共发表SCI收录论文20篇，总影响因子124.2，累计他引737次；其中8篇代表性论文总影响因子54.8，他引440次；获授权发明专利6件。
经科技评价中心组织专家组评价，一致认为该成果总体达到国际先进水平。项目理论与方法面向高强高韧铜合金、梯度结构材料制备、微纳尺度力学性能调控等应用场景，为在不增加合金元素条件下实现金属材料强度、塑性的协同提升提供了新的理论依据与工艺路径，对推动高性能金属结构材料的设计与开发具有重要的科学价值与工程意义。
四、代表性论文（专著）目录：
序号 | 论文名称 | 作者 | 来源出版物 | 年卷页码 | 出版年 |
1 | Influence of gradient structure volume fraction on the mechanical properties of pure copper | Yang, Xincheng; Ma, Xiaolong; Moering, Moering, Jordan; Zhou, Zhou, Hao; Wang, W Wang, Wei; Gong, YL Gong, Yulan; Tao, Jingmei; Zhu, Yuntian; Zhu, Xinkun* | Materials Science And Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure And Processing | 2015年 645卷 280-285页 | 2015年10月1日 |
2 | Strength and ductility of gradient structured copper obtained by surface mechanical attrition treatment | Yin, Zhe; Yang, Xincheng; Ma, Xiaolong; Moering, Jordan; Yang, Jian ; Gong, Yulan; Zhu, Yuntian; Zhu, Xinkun* | Materials & Design | 2016年 865卷 89-95页 | 2016年9月5日 |
3 | Effect of stacking fault energy on deformation mechanisms in Cu and Cu-30% Zn alloy with gradient structure obtained by SMAT | Liu, Xiaomin ; Nakatani, Masashi ; Gao, Hongliang; Sharma, Bhupendra ; Pan, Hongjiang ; Fu, Zhengrong; Li, Xingfu; Ameyama, Kei ; Zhu, Xinkun* | Journal Of Alloys And Compounds | 2021年 865卷 158863 | 2021年6月5日 |
4 | The effect of mechanical incompatibility and strain delocalization on the mechanical properties of gradient structure Cu-4.5Al alloy | Li, Xingfu ; Zhang, Zhenghong; Bai, Yunhua ; Liu, Yifeng; Liu, Yang ; Li, Cong; Fu, Zhengrong; Pan, Hongjiang ; Yang, Jingran; Zhu, Xinkun | Materials Science And Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure And Processing | 2022年 853卷 143693 | 2022年9月15日 |
5 | Mechanical behavior and deformation kinetics of gradient structured Cu-Al alloys with varying stacking fault energy | Yin, Zhe; Sun, Lele Yang, Jian ; Gong, Yulan ; Zhu, Xinkun* | Materials Science And Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure And Processing | 2016年 687卷 152-160页 | 2016年12月5日 |
6 | Effect of global constraint on the mechanical behavior of gradient materials | Yang, Jingran; Xu, Le; Gao, Hongliang ; Li, Xingfu); Pan, Hongjiang; Shu, Baipo; Itoh, Takamoto; Zhu, Yuntian; Zhu, Xinkun* | Materials Science And Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure And Processing | 2021年 826卷 141963 | 2021年10月5日 |
7 | Effect of strain rate on mechanical properties of Cu/Ni multilayered composites processed by electrodeposition | Fu, Zhengrong; Zhang, Zheng; Meng, Lifang; Shu, Baipo; Zhu, Yuntian; Zhu, Xinkun* | Materials Science And Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure And Processing | 2018年 726卷 154-159 | 2018年5月30日 |
8 | Investigation of mechanical properties and microstructural evolution in Cu-Al alloys with gradient structure | Li, Xingfu; Nakatani, Masashi ; Yang, Jingran; Zhang, Zhang, Jinxu; Sharma, Bhupendra; Pan, Hongjiang ; Ameyama, Kei ; Fang, Junqi ; Zhu, Xinkun* | Journal Of Alloys And Compounds | 2022年 890卷 161835 | 2022年1月15日 |
五、主要完成人基本情况
序号 | 姓名 | 工作单位（完成单位） | 职称 | 职务 |
1 | 朱心昆 | 昆明理工大学 | 教授 | 无 |
2 | 李幸福 | 昆明理工大学 | 无 | 无 |
3 | 殷喆 | 云南建投博昕工程建设试验有限公司 | 无 | 无 |
4 | 付正容 | 昆明学院 | 讲师 | 无 |
5 | 杨景然 | 昆明理工大学 | 讲师 | 无 |
6 | 李聪 | 红河学院 | 无 | 无 |
7 | 龚玉兰 | 昆明理工大学 | 教授 | 无 |
