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学位授予点简介

硕士学位点简介

学位授权点基本情况

应用物理专业于2002年开始招生,2006年获批凝聚态物理学二级学科硕士学位授权点,2010年获批物理学一级学科硕士学位授权点,现有磁学与稀土磁性材料、光信息与光学材料、计算物理和工业固废制备新型材料(特色方向)四个研究方向。

(一)目标与标准

1.培养目标

在中国特色社会主义理论体系指导下,按照国家对物理学一级学科硕士学位点的总体要求,本学位点培养满足社会需求的、能够运用物理学基本理论和方法去分析问题、解决实际问题、具有创新精神的高素质基础研究和应用型人才。学科方向紧密结合地方资源优势和产业特色,注重理学基础和实践能力的培养,加强科学思维方式的基本训练,强化物理学知识与材料科学融合的理念。硕士研究生的具体培养目标主要包括:

1)拥有正确的人生观和价值观,热爱祖国,遵纪守法,为实现中华民族的伟大复兴服务;

2)掌握物理学一级学科相关课程的内容。具有一定的专业英文阅读、写作和交流能力;

3)了解物理学科的发展前沿,熟悉本学科相关领域的最新进展;

4)具备运用本学科理论、技术与方法研究并解决有关实际问题的能力。

2.学位标准

硕士学位论文标准: 选题应体现物理学科发展前沿或实际应用的需要,应具有一定的科学意义、学术价值、应用价值和创新性;学位论文应是研究生在导师指导下独立完成的研究成果;论文的结论和所引的资料应详实准确。学位论文符合学校相关规定,研究结果达到一定学术水平。

学位论文答辩要求:

硕士学位申请人完成培养计划所规定的课程学习和必修环节,达到培养计划的学分要求可申请答辩。学位论文按一定比例抽取进行盲审,外审合格才能参加答辩;采取双答辩制,预答辩通过后方可参加正式答辩;论文答辩不合格的申请人,可在半年至一年内修改论文,重新答辩一次,第二次答辩仍未获通过的研究生不得申请硕士学位。

通过论文答辩,经学校学位评定委员会审核,准予毕业,并授予理学硕士学位。

(二)基本条件:

1. 学科方向

磁学与稀土磁性材料: 稀土永磁产业是稀土应用领域发展最快、规模最大的产业,也是我国为数不多的在国际上具有重要地位和较大影响力的产业之一,体现了我国战略新兴产业领域的重大发展方向。传统稀土永磁材料消耗了大量的资源紧缺 PrNdDyTb 等稀土元素,而高丰度的 LaCe 等元素大量积压;同时,在稀土分离提纯过程中造成严重的生态环境污染。实现高丰度稀土,特别是原矿未分离或部分分离的混合稀土,在永磁材料中的广泛应用已成为极其重要的国家战略目标。本方向针对我国稀土资源特色,利用稀土元素的共伴生天然配方属性,基于多元稀土过渡族金属间化合物相图研究,重点研究白云鄂博共伴生混合稀土LaCePrNd等元素配比在稀土永磁中成相与相结构演变规律,研究共伴生稀土各组分间的协同效应对相结构与磁性的影响规律,探索无需分离的高丰度共伴生混合稀土永磁材料制备技术,该研究将大幅减少由于稀土分离带来的额外成本及对环境的污染,具有极高的学术价值和应用前景。

光信息与光学材料:(1)量子信息学作为量子力学与信息学的交叉科学,是一门利用微观粒子的量子力学原理来解决经典信息学和经典计算机所不能解决问题的学科。目前它在理论和实验上都已取得了重大突破,并引起了各国政府、科技界以及信息产业界的高度重视。而量子纠缠态是基于量子力学的态叠加原理存在于复合系统中的一种特殊的量子态,它不但可以展示量子力学不同于经典力学的一个重要特征,更是量子信息处理中的重要物理资源,因此许多量子信息学相关问题集中在量子纠缠理论的研究。(2)稀土离子因其特殊的4f电子层结构,而具有一般离子所无法比拟的、极其丰富的荧光特性,因此,稀土元素掺杂发光材料在照明、显示等领域得到广泛的应用。内蒙古地区具有很大的资源优势,白云鄂博矿富含的稀土元素有Ce、、镨、钕,本方向研究白云鄂博矿中富含的稀土元素掺入晶体后对晶体材料的微观结构、电性质、光磁性质所产生的影响,并且开发其应用领域。

计算物理:目前计算物理方向集中在磁性材料、光学材料、开放量子系统动力学及软物质物理的模拟计算由于本学位点的研究大多聚焦于与稀土相关领域,稀土化合物是多电子关联系统,对这样的系统,动力学平均场理论(DMFT)和已有的基于密度泛函理论的电子能带论计算相结合极有可能提供一个有效研究关联电子材料的计算方法。为此,我们将关联电子材料的电子结构计算作为我们计算物理的一个主要和特色的研究方向,促进与学科方向间的融合。

工业固废制备新型材料: 随着我国经济快速发展,传统粗放型的经济增长方式使得我国资源短缺的矛盾越来越突出,而且在矿产开采、冶炼过程中还产生了巨量的固体废物,对环境产生了极大地危害。开发矿产资源利用后剩余废弃物资源化高附加值利用技术,改善生态环境,提高资源利用率,是解决当前我国资源、环境对经济发展制约的必由之路,也是解决固体废物污染环境和安全隐患的治本之策,是确保我国工业可持续发展的一项长远战略方针。工业固废制备新型材料研究方向提出利用尾矿、冶炼渣、粉煤灰等工业固废制备耐磨、耐腐蚀高熵玻璃陶瓷、绝缘玻璃陶瓷及高熵金属陶瓷等新型材料,并真正实现了实验室研究、中试生产以及企业规模生产(内蒙古科韵环保材料股份公司)间的相互融合贯通。主要研究以微量白云鄂博尾矿(其中含共伴生自然属性的稀土微量元素、重金属和富含钙、镁、铝、硅及铁氧化物等)为关键原料,消化各种金属尾矿、粉煤灰等矿产资源固体废物制备新型材料,探索稀土中多组分元素等对材料结构及性能的协同作用机理,揭示工业生产中高温熔融、浇注成型及热处理等工艺制度对材料物相重构影响的科学本质。

2.师资队伍

物理学科现有教师38人,其中教授6人,副教授18人,具有博士学位教师28人,1入选内蒙古自治区“321人才工程”,9人入选包头市“5512”人才工程;近5年来,主持国家级科研项目省部级以上项目54项,其中国家项目22项,科研总经费1996.8万元;发表检索论文(SCIEIISTP115篇,获得发明专利14项,获省级科技进步奖2项; 1个内蒙古自治区“草原英才”创新团队,1个内蒙古自治区级教学团队。

3.平台

本学位点依托两个国家级研发平台和内蒙古科技大学稀土矿产资源平衡利用院士工作站,拥有三个省级的科研平台,两条中试生产线,实验室面积超过5000平方米,设备价值超过2000万元。

磁学与稀土磁性材料方向主要依托科技部的省部共建国家重点实验室培育基地:内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,拥有两个省级科研平台:内蒙古自治区磁学与磁性材料重点实验室(科技厅)和内蒙古自治区高等学校磁学与磁性材料重点实验室(教育厅)。研究方向具备了稀土磁性材料制备、结构测试与表征、磁性能测试分析的实验设备和软件。拥有材料制备设备:真空电孤熔炼炉、高频感应炉、真空/气氛烧结炉、快淬制样设备、多功能速凝炉、金属纳米粉制备设备、等离子烧结炉;高真空镀膜设备:磁控溅射仪、脉冲激光沉积系统等;材料表征和物性测试设备:高分辨 X 射线衍射、扫描电子显微镜、综合热分析仪、原子力/磁力显微镜、物理性能测试仪、振动样品磁场计;第一原理计算软件(VASPWIEN2k等)。搭建了一条50kg级钕铁硼中试生产线,实现了完备的稀土永磁材料基础研究与产业化技术研发平台及成果转化平台。

工业固废制备新型材料方向依托白云鄂博共伴生矿废弃物资源综合利用国家地方联合工程研究中心和内蒙古自治区固体废弃物资源综合利用工程研究中心建成了完备的高熵玻璃陶瓷基础研究、中试生产、产业化技术研发以及成果转化平台,包括500吨高熵玻璃陶瓷管材/板材中试线和万吨级固体废弃物资源综合利用国家发改委产业化示范基地“内蒙古科韵环保材料股份公司”。平台具有完善的高熵玻璃陶瓷制备及检测设备:包括各种型号/规格实验用电炉、淬火实验装置、切割设备等,可以保证实验研究所要求的材料制备。各类检测设备如扫描电子显微镜+能谱分析系统、透射电子显微镜+能谱分析系统、高温X 射线衍射仪、自主搭建的紫外高温拉曼光谱系统及购置的JobinYvon公司的HR800型显微共聚焦拉曼光谱仪、差热分析仪、热膨胀系数测定仪、万能力学试验机、维氏硬度计、组装式多功能试验机、纳米压痕仪等。