马显锋 | 中法核工程与技术学院

马显锋副院长/教授

研究领域：先进能源装备和材料在极端环境(高温、铅铋腐蚀、辐照、应力)的服役性能评价；先进核能材料的研发：耐事故ATF包壳、耐铅铋腐蚀合金、高熵合金、微纳涂层；小型模块堆、核电宝与核动力系统的设计与材料方案；数值反应堆“热-力-材料-辐照”模拟与安全评估；材料的辐照损伤“纳-介-微-宏观”多尺度模拟 (MD, DD, 晶体塑性, 有限元)；微纳尺度力学的原位测试技术、基于微小试样测试的性能微损评价；高温结构的强度、疲劳、蠕变与断裂性能：高温力学测试、理论模型；增材制造/修复等先进制造工艺、材料无损检测与健康监测

基本情况

马显锋，教授，博士生导师。

中山大学中法核工程与技术学院副院长
（分管科研工作、学科建设、研究生招生培养）

中山大学核能材料与服役安全中心主任

核燃料循环与材料学科学科带头人

核材料与力学教研室教研室主任

核材料研发与评价平台平台负责人

核材料与力学团队团队负责人

邮箱：maxf6@mail.sysu.edu.cn

教育背景

2005 ~ 2010 清华大学工程力学系工学博士
2001 ~ 2005 清华大学工程力学系工学学士

工作经历

2021 ~ 至今中山大学中法核工程与技术学院教授，中山大学“逸仙学者”

2015 ~ 2021 中山大学中法核工程与技术学院 “百人计划”副教授

2010 ~ 2015 美国密西根大学工学院 Research Fellow （与Allison院士合作，TMS Fellow, 北美材料基因工程发起人之一）

教学经历

2015 ~ 至今中山大学 工程力学、核材料学基础、有限元方法等本科生课程4门

2015 ~ 至今中山大学 核材料学、先进核燃料与材料、核结构力学与强度理论等相关硕士生、博士生课程6门

2011 ~ 2014 美国密西根大学 “有限元软件求解力学问题”讲授与上机指导

2006 ~ 2008 清华大学重点专业课程“工程力学”助教

研究亮点及方向

亮点： 围绕核电、能源动力领域的先进装备与关键材料需求，开展装备安全分析、先进材料研制、原位多物理测试、多尺度材料-力学研究，研发了多种国际先进耐高温力学辐照严苛环境的材料，发展了关键能源装备的结构设计与材料、服役性能评价理论、定寿与延寿技术。获得2022年广东省材料研究学会青年科技奖等奖项。

先进能源装备在极端环境(高温、铅铋腐蚀、辐照、应力)的服役安全与评价技术
先进核能材料的研发：耐事故核燃料、铅铋快堆耐腐蚀材料、高熵合金、微纳涂层
小型模块堆、核电宝与核动力系统的设计与结构材料方案
数值反应堆“热-力-材料-辐照”模拟与安全评估
高温结构完整性、疲劳、蠕变与断裂性能：高温力学测试、理论模型
增材制造、增材修复等先进制造工艺、先进焊接与连接工艺
微纳尺度力学的原位测试技术、基于微小试样测试的性能无损/微损评价
材料辐照损伤&力学性能的“纳-介-微-宏观”多尺度模拟预报技术 (分子动力学, 位错动力学, 晶体塑性, 有限元)
基于机器学习的能源系统安全分析、性能预报；基于机器学习的材料性能预报与优化

科研项目

近五年来，主持国家级、省部级等科研项目和课题10余项，承担竞争性科研项目经费近2000万元。

课题负责人，广东省基础与应用基础重大科技专项课题，负责“高辐照注量下先进能源装备材料服役行为高通量评价技术”课题，广东省首批启动10个重大专项之一，项目总经费4767万元
项目负责人，负责国家自然科学基金联合项目，No. U2032143
项目负责人，负责国家自然科学基金青年项目，No. 11902370
项目负责人，入选广东省“重大人才工程项目”，2021年度
项目负责人，入选中山大学首批“逸仙学者”人才计划
项目负责人，中山大学青年创新拔尖人才培养项目，“耐事故核燃料包壳涂层的变形与失效机理研究”
课题负责人，广东省重点领域研发计划，负责“高温合金组织-力学性能材料基因工程研究”课题
课题负责人，广东省重大科技专项课题，负责“先进管道材料的环境力学性能研究”课题
项目负责人，广东省教育厅青年创新人才项目“先进核燃料包壳合金的集成计算材料工程研究”
项目负责人，另承担国家级项目2项，总经费150万
共同负责人，先进核燃料技术攻坚项目，“ATF燃料棒束失水后***阶段特性研究”，190万元
共同负责人，先进核燃料技术攻坚项目，“ATF燃料元件失水后***损坏机理研究”，150万元
作为第一完成人，完成密西根大学与DoE和福特公司等合作项目“xx合金的热挤压成型、再结晶行为与疲劳性能研究”的主要工作
作为第一完成人，完成密西根大学- AFRL实验室合作项目“x合金的集成计算材料工程(ICME)模型”研究
作为第一完成人，完成“先进合金的关键高温力学性能研究”相关国际科技合作项目4项（2005~ 2010），科研经费一千万余元

学术论文

近年来在本专业领域SCI/EI期刊上发表学术论文100余篇，部分代表论文如下：

[100] Wang D, Liu S, Xiao C, Ma X*, Sun Y, et al. Corrosion resistance of 15–15Ti and 316Ti austenitic steels as fuel cladding in liquid lead-bismuth eutectic at 550 ℃: The dominant role of grain structure. Corrosion Science, 2023, 218: 111169.

[99] Hu Y, Niu Y, Chen J, Zhou H, Zhou P, Ma X*, et al. High corrosion resistance of twin boundaries in medium-entropy alloy exposed to liquid lead-bismuth eutectic at 500 °C: Mechanism exploration by both experiment and first-principles calculation. Corrosion Science, 2023, 211: 110865.

[98] Zhai HL, Jiang JS, Zhang W, Zhang Q, Ma X*, et al. Microstructure sensitivity of the low cycle fatigue crack initiation mechanisms for the Al0.3CoCrFeNi high entropy alloy: in-situ SEM study and crystal plasticity simulation. International Journal of Fatigue, 2023, 176: 107871.

[97] Zhai HL, Zhang WJ, Jiang JS, Ma X*, et al. Microstructure relevant fatigue short crack propagation behavior of Al0.3CoCrFeNi high entropy alloy: in-situ SEM study. International Journal of Fatigue, 2023, 176: 107869.

[96] Ma X, Zhai HL, Song LG, Zhang WJ, Hu YY*, Zhang Q. In situ study on plastic deformation mechanism of Al0.3CoCrFeNi high-entropy alloys with different microstructures, Materials Science & Engineering A, 2022, 857: 144134.

[95] Ma X, Zhai HL, Meng FQ, Jiang JS*, et al. Benefit or harm of accident tolerant coatings on the low-cycle fatigue properties of Zr-4 cladding alloy: in-situ studies at 400 °C. Journal of Nuclear Materials, 2021, 545: 152651.

[94] Zhu F, Wang D, Wang W, W J, Ma X*, Xie Z, Zhang Z**. Microstructure and mechanical property evolution of He-implanted nanochannel W film under post-annealing. Journal of Nuclear Materials, 2022, 572: 154065.

[93] Hu Y, Niu Y, Zhao Y, Yang W, Ma X*, Li J. Friction stir welding of CoCrNi medium-entropy alloy: Recrystallization behaviour and strengthening mechanism. Materials Science and Engineering A, 2022, doi: 10.1016/j.msea.2022.143575.

[92] Ma L, Wiame F, Chen X, Ma X*. Effect of Nb on the surface composition of FeCrAl alloys after anodic polarization, Materials & Design, 2022, 219: 110728.

[91] Jiang JS, Ma X*, Wang B. Positive or negative role of preoxidation in the crack arresting of Cr coating for accident tolerant fuel cladding. Corrosion Science, 2021 (193) 109870: 1-14.

[90] Hu Y, Fang Z, Peng Y, Yang W, Ma X*, Li J, Zhao Y*, Wang B. Simultaneous enhancement of strength and ductility in friction stir processed 2205 duplex stainless steel with bimodal structure: experiments and crystal plasticity modeling, Science China: Physics, Mechanics & Astronomy, 2021, doi: 10.1007/s11433-021-1807-y.

[89] Jiang JS, Du MY, Pan Z, Yuan M, Ma X*, Wang B. Effects of oxidation and inter-diffusion on the fracture mechanisms of Cr-coated Zry-4 alloys: An in situ three-point bending study, Materials & Design, 2021(212), 110168: 1-13.

[88] Ma X, Zhai HL, Zuo L, et al. Fatigue short crack propagation behavior of selective laser melted Inconel 718 alloy by in-situ SEM study: Influence of orientation and temperature. International Journal of Fatigue, 2020(139): 105739.

[87] Hu Y, Yang W, Wang B^**, Ma X^*, et al. Dynamic recrystallization, Laves phase evolution and mechanical performance of Nb containing FeCrAl alloy joints fabricated by friction stir welding, Materials Science & Engineering A, 2022, doi: 10.1016/j.msea.2022.143575.

[86] Meng CY, Yang L, Wu YW, Dang WA, He XJ*, Ma X*. Study of the oxidation behavior of CrN coating on Zr alloy in air. Journal of Nuclear Materials, 2019, 515, 354-369.

[85] Jiang JS, Yuan MD, Du MY, Ma X*. On the crack propagation and fracture properties of Cr-coated Zr-4 alloys for accident-tolerant fuel cladding: In situ three-point bending test and cohesive zone modeling, Surface & Coatings Technology,2021 (427), 127810: 1-9.

[84] Song LG, Li J, Ma X*, et al. Effects of ion irradiation on Cr, CrN, and TiAlCrN coated Zircaloy-4 for accident tolerant fuel claddings, Annals of Nuclear Energy, 2021, doi:10.1016/j.anucene.2021.108206.

[83] Ma X, Zhang W, Chen Z, Yang D, Jiang J*, et al. Elastoplastic Deformation and Fracture Behavior of Cr-Coated Zr-4 Alloys for Accident Tolerant Fuel Claddings. Frontiers in Energy Research, 2021, 9: 655176. doi: 10.3389/fenrg.2021.655176.

[82] Jiang JS, Zhan DK, Lv JN, Ma X*, et al. Comparative study on the tensile cracking behavior of CrN and Cr coatings for accident-tolerant fuel claddings. Surface & Coating Technology, 2021, 409: 126812: 1-13.

[81] Zhang WJ, Hu YY, Ma X*, et al. Very-high-cycle fatigue behavior of AlSi10Mg manufactured by selected laser melting: Crystal plasticity modeling, International Journal of Fatigue, 2021, 145: 106109: 1-14.

[80] Rui SS, He ZW, Guo YY, Su Y, Han QN, Ma X*, Shi HJ*. Secondary orientation effects on the low cycle fatigue behaviors of rectangular-sectional Ni-based single crystal superalloys at medium and high temperatures, 2023, 46(9): 3290-3305.

技术发明专利

近五年获得中国发明和实用新型专利授权8项，已申请专利多项。

获得奖励

广东省重大人才工程

广东省材料研究学会青年科技奖

广东省教育厅青年科技创新人才

中山大学“逸仙学者”

中山大学“优秀共产党员”

中山大学中法核学院教学竞赛一等奖

“核+X”大赛、材料创新大赛等优秀指导教师奖

学术兼职

- 中国核学会辐照效应分会理事

- 中国机械工程学会材料分会理事

- 中国材料研究学会疲劳分会理事

- 中国反应堆物理与核材料专业委员会委员

- 中国高温结构与材料强度委员会委员

- 中国机械工程学会材料分会青年委员会委员

- 广东省力学学会常务理事、青年工作委员会副主任

- 广东省材料研究学会理事

- 国家级、省部级重要科技/人才项目的评委专家

- 作为大会主席，2022年组织承办“第十四届全国高温材料及结构强度学术会议”

- ICMMME国际会议、国际断裂力学(ICF)会议、全国疲劳与断裂大会、全国青年疲劳大会、全国高温结构与材料强度会议等的分会主席、学术委员、特邀报告人

- 核材料与力学领域30余个SCI国际期刊的审稿人：JMST, IJF, Mater Des, Trib Int等

- 核工程、材料、力学领域3个国际期刊、2个国内期刊的编委

- 美国矿物金属材料学会TMS会员、美国密西根大学ICME成员

国际会议/讲座

近年来，受邀在TMS国际材料大会、国际断裂力学大会、耐事故核燃料大会、全国疲劳与断裂大会、全国疲劳青年学术会议等国内外大会做特邀报告30余次，包括：

[18] Ma X, Lu L, Meng F, Liu M, Yuan C, Wang B. Integrated particle facility applying to nuclear materials and related studies: recent progress at IFCEN. The 1^stconference on integrated particle facility, 2019, Guangzhou, China. (邀请报告)

[17] Ma X, Wei D, Shi HJ. Review on the high temperature fatigue properties of turbine blade nickel-based superalloys. National Youth Fatigue Congress, 2019, Shenyang, China. (邀请报告)

[16] Xiong Z, Ma X*, Qi X. Very High Cycle Fatigue Behavior of the 316L Weldment Fabricated by Laser Butt-Welding. ICMMME, 2019, Chengdu, China. (大会最佳口头报告)

[15] Ma X, Wei D, John E. Allison. An ICME tool for titanium alloy based on crystal plasticity modeling. ICMMME, 2019, Chengdu, China. (分会主席)

[14] Ma X, Shi HJ. Effect of partial recrystallization on the LCF property of PWA1483 single crystal nickel-base superalloy. 4rd National Forum on Materials and Structure Strength & 2st Youngth Comittee of Materials Branch of CSME, 2017, Nanning, China. (邀请报告)

[13] Ma X, Shi HJ, Gu JL, Li CP, Chen GF, Oliver L. On the low-cycle fatigue fracture behavior of a single crystal nickel-based superalloy with surface recrystallized grains. International Conference of Fracture, 2017, Rhodes island, Greek. (国际断裂大会分会主席)

[12] Ma X, John E. Allison. An integrated computational materials engineering (ICME) tool for hot extrusion of titanium alloy based on crystal plasticity modeling. 3rd National Forum on Materials and Structure Strength & 1st Youngth Comittee of Materials Branch of CSME, 2016, Shenyang, China. (邀请报告)

[11] Ma X, Shi HJ. Recent progress on the evaluation of recrystallization effect on the low-cycle fatigue property of turbine blade superalloys. 18th National Conference on Fatigue and Fracture, 2016, Zhengzhou, China. (邀请报告)

[10] Ma X, Huang Z, Li M, Allison J E. Recrystallization behavior of the magnesium alloy ZE20. TMS conference, 2015, Orlando, FL, USA.

[9] Ma X, Pilchak A, Martin P, Li M, Li DY, Allison J E. Crystal Plasticity Modeling and Validation of Extrusion Texture and Plasticity in a Near-alpha Titanium Alloy. TMS Anual Conference, 2014, San Diego, CA, USA. (大会特邀主题报告，贺Jim Williams院士, Mike Loretto和Rod Boyer钛合金研究终身卓越成就)

[8] Ma X, Pilchak A, Li M, Li DY, Martin P, Allison J E. The influence of microstructure on the plasticity behavior of Ti6242S alloy: Crystal plasticity modeling and experimental characterization. MS&T Anual Conference, 2012, Pittsburg, PA, USA.

[7] Ma X, Allison J E. Studies of the plastic deformation behavior in titanium alloys based on crystallographic modeling. 1^st World Congress on Integrated Computational Materials Engineering, 2011, Seven Spring, PA, USA.

[6] Ma X, Duan Z, Shi HJ. On the cyclic plastic behavior of recrystallized nickel-based directionally solidified superalloy by crystal plasticity modeling. 1^st World Congress on Integrated Computational Materials Engineering, 2011, Seven Spring, PA, USA.

[5] Ma X, Shi HJ, Gu JL, Chen GF, Oliver L, Harald H. In-situ observations of the effects of orientation and carbide on low cycle fatigue crack propagation in a single crystal superalloy. International Fatigue Congress, 2010, Prague, Czech.

[4] Ma X, Duan Z, Shi HJ, Murai R, Yanagisawa E. Fatigue and fracture behavior of nickel-based superalloy Inconel 718 up to very high cycle regime. The International Conference on Mechanical Properties of Materials, 2010, Hangzhou, China.

[3] Duan Z, Shi HJ, Ma X. Load Frequency Effect on Gigacycle Fatigue Properties of Superalloy Inconel 718. The 2^nd International Conference on Computer Engineering and Technology, 2010, Chengdu, China.

[2] Ma X, Shi HJ, Gu JL, et. al. Effect of Temperature on the Low Cycle Fatigue Properties of a Nickel-Base Single Crystal Superalloy. The Eighth International Conference on Fundamentals of Fracture (ICFF VIII), 2008, Hong Kong & Guangzhou, China.

[1] Shi HJ, Ma X, Jia DW, et. al. The analysis on the low cycle fatigue behavior of a directionally solidified superalloy with recrystallized surface layers. The 1^st International Conference on Advances in Product Development and Reliability, 2008, Chengdu, China. （大会特邀主题报告）