有色、稀有金属材料是量大面广的基础材料。轻金属材料是最重要的航空航天结构材料；稀有、难熔金属材料是电子信息、仪器仪表、化学和核工业中用途广泛的特种功能材料；在国家经济建设和国防建设上发挥着重要的、不可替代的作用。人类跨入新世纪后，有色金属材料的研究热点包括：有色金属新材料设计原理与方法、新的制备技术开发、纳米析出相强化等新的强化机制的探索，有色金属材料结构功能一体化，极端条件下的服役行为与寿命预测等。

针对上述问题，该研究成果在国家“973”项目的支持下研究了铝合金的合金化效应，研究了合金相的形成、演变及其与宏观性能的关联性；研究了耐热铝合金中多重强化相的形成与强化机理。研究了铝合金的高温蠕变、疲劳和阻尼性能；探讨了外场条件下的微观组织结构精细调控的原理与技术途径；在国家自然科学基金项目支持下、开展了用动力学蒙特卡罗方法和相场法，对相变早期的微观结构特征和演化规律进行了模拟计算的工作；研究了析出相在铝合金局部腐蚀过程中的动态作用机制；研究成果发表在Scripta Materialia、J.Mater.Sci.、Mater.Sci.Forum、Mater. Lett.、Corr. Sci.、Mater. Chem. Phys.、金属学报等国内外知名学术刊物及国际铝合金大会论文集上，被I.J.Polmear、K.Hono、S.P.Ringer、T.Sato等国际知名铝合金专家和学者所引用。

在国家科技攻关项目、国防科工委项目、总装备部预研项目、中俄国际合作项目的支持下，研制出无磁铝合金、在载人航天工程上得到应用；研制出一种新的铝锂合金，实现了总装备部提出的一型两用的目标，并拟在某战略武器型号上应用；开发了新一代喷射沉积技术与装备，并用该技术制备了吨级的耐热铝合金锭和铝基复合材料锭，加工出国内最大的耐热铝合金和铝基复合材料管坯；突破了镁合金薄板轧制技术，研制出一种新型鱼雷动力电池镁合金阳极板。获得国家发明专利5项，获得湖南省科技进步二等奖1项。

代表性重要成果之五：有色合金微合金化理论及其工程应用

本研究从有色合金多元合金成份设计和微量元素作用机理入手，以合金化理论为基础，对高强高韧铝合金、高强高导铜合金和电子封装材料研发中的重大物理冶金基础问题进行了研究，取得了如下重要成果：

（1）深入研究了微量钪、锆、银、铬、锰、稀土等元素与铝基体、铜基体及合金组元的交互作用，研究了微量添加元素和微量杂质元素在合金中的存在形式和作用机制。指出添加的过渡族元素主要以富基体元素的金属间化合物形式存在；在铝合金中钪和锆的金属间化合物还有一次和二次金属间化合物的区别，前者起消除枝晶偏析和人工晶核的作用，改善合金的晶粒结构，后者大都以纳米级粒子形式弥散存在于基体中，这种粒子大都与基体共格，强烈抑制合金在热处理过程中的再结晶。微量添加元素在合金中主要起细晶强化、亚结构强化和弥散析出强化作用。这些研究丰富和发展了高性能铝合金和高强高导铜合金多组元复合微合金化理论。

（2）在微合金化理论指导下，在国内率先开展了钪、锆复合微合金化强韧化的航天航空用高性能含钪铝合金研究，与传统铝合金相比，强度提高25-30%，韧性和可焊性能优良。与国内主要军用铝合金企业一道组建了从关键原材料备、钪锆复合微合金化强韧化研究到航天航空用高性能铝钪合金新材料的研发平台。

（3）在高强高导铜合金微合金化理论指导下设计了 Cu-Cr-Zr-RE合金，强度比传统合金提高30-50%，导电率达到90%。在此基础上研制出了大功率调频调速异步牵引电动机铜合金转子部件，为国产新型轨道交通动力“中原之星”、“奥星”和“先锋号”动力提供了关键部件。

（4）深入研究了W/Cu、CMC和CPC等多金属复合电子封装材料中的低膨胀、高导电、高导热机理及其影响因素，揭示了多金属复合电子封装材料中热、电网络传输机制，建立了导电、导热数学模型；提出了多金属复合电子封装材料中低膨胀组元设计方法；在此基础上发展了电子封装材料的多金属复合制备技术。建立了军用电子封装材料的研发和生产基地，产品性能达到了国际先进水平。

上述研究成果获湖南省科技进步二等奖2项，国防科技进步二等奖1项，中国有色金属工业科技进步二等奖2项，获国家发明专利4项，“大功率调频调速异步牵引电动机铜合金转子部件”和“钨铜电子封装材料”被科技部等五部委认定为国家重点新产品。发表论文286篇。