科创赋能成长，竞赛淬炼初心。过去一学年，我院学子累计斩获国家级竞赛奖项30余项，赛事覆盖学科创新、创新创业、专业实践等多个领域，科创成果数量与质量稳步提升。

获奖名单

一、中国国际大学生创新大赛银奖：《新型高温合金冶炼用高性能坩埚耐火材料研究》

该项目由2022级博士研究生徐辉负责，由侯新梅教授、王恩会研究员担任指导教师。高端合金熔炼过程对熔体纯净度、成分稳定性及耐火材料服役可靠性要求极高，坩埚作为直接与高温金属熔体接触的关键部件，其高温稳定性、抗侵蚀性能及界面反应行为直接影响合金质量。目前，部分高性能坩埚仍存在高温与金属熔体发生反应及杂质污染等问题。针对上述难题，团队自主研发高性能钙镁铝系复相坩埚材料，通过物相设计、微观结构调控及成型烧结工艺优化，提高坩埚的高温稳定性、抗热震性和抗熔体侵蚀能力，降低熔炼过程中界面反应及元素迁移风险。项目可为高温合金及其他高端金属材料熔炼提供高纯、稳定、可靠的关键耗材，为高性能坩埚国产化替代和产业化应用提供技术支撑。

二、北京市自然科学基金本科生“启研”计划：《基于AI大模型的人形机器人用精密柔性传动薄壁齿轮特殊钢高通量研究》

该项目由本科生李沐桐负责，由张朝磊教授担任指导教师。项目针对人形机器人谐波减速器薄壁齿轮专用钢韧性与耐磨性难以兼顾、传统研发周期长及高端材料进口依赖等问题，开展基于AI大模型的专用特殊钢高通量研究。通过构建涵盖合金成分、制备工艺、微观组织及服役性能的多维数据库，结合小样本迁移学习与多目标优化算法，实现合金成分逆向设计、高通量虚拟筛选和工艺参数智能寻优。重点研发原奥氏体晶粒与马氏体板条双级细化、多尺度析出调控技术，并通过材料制备、组织表征及力学、磨损和疲劳性能测试，建立“智能设计—实验验证—数据反馈”的闭环研发体系。项目旨在开发兼具高韧性、高耐磨性和良好组织均匀性的薄壁齿轮专用钢，为人形机器人精密传动核心材料国产化提供技术支撑。

三、“特鲁利杯”第四届全国研究生材料实验分析大赛特等奖：《W18Cr4V高速钢微观组织、元素成分与物相结构分析报告》

该项目由2023级博士研究生董帅君、2024级硕士研究生王勇负责，由张朝磊教授担任指导教师。该项目系统分析了热轧后球化退火态W18Cr4V高速钢的微观组织组成、碳化物形貌及元素分布特征。所分析的W18Cr4V高速钢试样为充分球化退火的组织状态，组织主要为铁素体基体＋颗粒状M6C型碳化物，其中碳化物平均尺寸为0.84μm，面积0.47μm2，圆整度0.77，长径比1.46，未见网状碳化物及非平衡组织，球化效果良好。EDS面扫描结果显示，W元素在颗粒状碳化物区域明显富集，说明该区域主要为W富集合金碳化物，V在基体中稍有偏聚。XRD分析表明，试样中的主要物相为α-Fe，同时存在W富集的M6C型碳化物。EDS与XRD结果相互印证，确认了碳化物的元素组成和结构信息，为后续淬火等热处理工艺获得高硬度与红硬性提供了良好的组织准备，符合高速钢刀具材料对退火态组织的技术要求。

四、第九届全国大学生冶金科技竞赛特等奖：《面向航空航天精密构件的因瓦合金热膨胀性能智能设计》

该项目由本科生马浩林、宋一凡、刘宇凡组成的项目团队负责，由毛新平院士、吴宏辉研究员担任指导教师。项目面向空间望远镜反射镜支撑结构、卫星天线展开机构及高精度星载仪器基座等航空航天精密构件对材料尺寸稳定性的严苛需求，针对因瓦合金宽温域热膨胀性能测试成本高、周期长，以及传统预测方法在数据稀缺和强非线性条件下精度不足等问题，构建了融合光学字符识别（OCR）、大语言模型（LLM）与检索增强生成（RAG）的热膨胀性能智能预测策略OLR-IMF。 项目从662篇相关文献中自动提取120条有效铸态因瓦合金数据，信息提取F1值达到89.4%；依托材料信息学知识库，通过两轮RAG问答获得323个候选特征，并采用遗传算法筛选关键特征。 最终梯度提升回归模型预测决定系数R²达到0.935，实现了因瓦合金热膨胀性能的高精度、可解释预测，为航空航天精密构件用低膨胀材料的成分设计、工艺调控与性能预报提供了智能化技术路径。

五、第九届全国大学生冶金科技竞赛特等奖：《转炉O₂-CO₂生物质协同低碳炼钢关键技术及综合效益评价》

该项目由2024级博士研究生屠明伟负责，由冯超副研究员、魏光升教授担任指导教师。该项目针对高炉-转炉长流程炼钢碳排放强度高、高废钢比冶炼热量不足、传统化石碳源依赖度高、CO2资源化利用有限等问题，研发转炉O2-CO2-生物质协同低碳炼钢关键技术及综合效益评价方法。以氧枪复合喷吹为核心，O2保障熔池氧化供热和冶炼强度，CO2作载气、调温介质和反应介质，协同喷入生物质炭粉，实现熔池增碳补热、CO2资源化转化、转炉煤气高值化和废钢比提升。重点解决生物质炭物性优选、CO2-生物质增碳造气反应控制、气固两相射流参数优化、废钢比与生物质加入量匹配及碳排放-经济性综合评价等关键问题。结果显示，热解竹炭增碳效果约为煤粉2.5倍且增硫更低，已在100 kg感应炉实现50%废钢比正常冶炼；废钢比50%时吨钢碳排放由141.43 kgCO2降至-12.57 kgCO2，为转炉低碳、高效、资源化冶炼提供技术路径与决策依据。

六、第九届全国大学生冶金科技竞赛特等奖：《基于再生钢铁原料电解-氢等离子体耦合精炼制备高纯铁技术》

该项目由本科生陈扬森负责，由魏光升教授、冯超副研究员担任指导教师。项目针对再生钢铁在循环利用中单一精炼工艺难以兼顾金属杂质与非金属杂质去除从而影响再生钢铁高值化的问题，研发以“湿法电解-真空氢等离子体”耦合精炼技术制备高纯铁。本项目首先在氯化亚铁体系中优化电解工艺，后利用机器学习高效筛选出8-氨基喹啉（8-AQ）与2-巯基苯并噻唑（MBT）等脱铜络合剂，通过与Cu2+选择性配位，抑制其在阳极上共沉积，实现铜金属杂质的有效脱除；最后采用真空氢等离子体对电解铁进行深度精炼，进一步脱除碳、氧、氮等非金属杂质。实验表明，该工艺可将铜含量降至ppm级，并稳定制备4N级以上高纯铁。项目以低成本再生钢铁为原料，兼具短流程、低碳排放和资源高值循环利用优势，为高纯铁绿色制备及再生钢铁高端化应用提供了新技术路径。

七、第九届全国大学生冶金科技竞赛特等奖：《旋氢冶碳——自旋破垒催化绿氢》

该项目由2023级博士研究生吕煜诚负责，由侯新梅教授、周林林特聘副教授担任指导教师。针对钢铁行业由"碳冶金"向"氢冶金"转型中绿氢成本高、工业电解槽效率与寿命受限的关键瓶颈，项目从电子自旋这一量子自由度切入，提出"自旋破垒"催化新策略：以机器学习与高通量计算协同筛选掺杂元素，精准调控 Co 位点自旋量子数，使OER反应理论能垒降低52.5%，率先突破传统 CoSe2 基催化剂火山图顶点，并建立"自旋量子数—本征活性"的构效关系。所研制的 Co1-xZnxSe2 非贵金属催化剂自旋量子数提升约 18 倍、本征电流密度提升448%，电极成本约 97 元/m2，较商用 IrO2 降低近 40 倍。在此基础上，该项目与国家电投集团科学技术研究院开展校企合作，联合将实验室催化剂推向工业级器件，所制备的大面积自旋阳极在 5000 A m-2 工业电流密度下稳定运行1000 小时，实现了从量子尺度机制创新到产业级验证的完整跨越。

八、第九届全国大学生冶金科技竞赛特等奖：《“机”上“氢”来——AI筛选绿氢催化剂助力冶金双碳》

该项目由2024级硕士研究生宫瑞雪负责，由杨涛研究员、侯新梅教授担任指导教师。项目针对PEM电解水制氢阳极析氧反应（OER）催化剂酸性条件下易失稳、贵金属成本高等问题，传统研发主要依赖“试错实验+DFT计算”，周期长、成本高，AI将推动绿氢催化剂向按需定制的产业化阶段加速迈进。团队以氧空位形成能为稳定性描述符，利用ALIGNN机器学习对324种双掺杂RuO2进行筛选，锁定W/Mo共掺杂体系；采用浸渍法和高温退火法制备WMo-RuO2催化剂，在10 mA cm-2下过电位180 mV，可稳定运行2500 h，衰减率0.03 mV/h，优于商用RuO2。项目形成“AI预测—实验验证—机理分析”闭环研发范式，已获软件著作权3项、发表一区TOP论文2篇，助力绿氢降本与冶金双碳。

九、第九届全国大学生冶金科技竞赛特等奖：《绿氢冶源——硫掺杂催化剂用于冶金稀碱资源化高效制氢》

该项目由本科生喻增康负责，由侯新梅教授、杨涛研究员担任指导教师。该项目针对碱性电解水制氢长期依赖高浓度KOH，由此带来强腐蚀、隔膜与电解槽材料成本高、安全运维风险大，且低浓度碱性介质中析氧动力学迟缓、过电位高、难以稳定运行等痛点，研发了一种适应低浓度碱性电解液的硫掺杂可调金属‐氢氧化物有机框架催化剂。团队通过硫掺杂调控活性位点的电子结构与表面亲水性，强化水分子解离与氢中间体吸附/脱附过程，使催化剂在低碱度电解液中仍保持高析氧活性与长周期稳定性：过电位从297mV降低至211mV、300h稳定运行，不同电解液浓度下的过电位波动从100mV降低至3mV，从而降低碱液消耗、设备耐蚀等级与制氢成本。该催化剂亦具备以冶金低浓度碱性废液等低品位碱性介质为电解质的应用潜力，在降本制氢的同时为碱资源回收利用提供新路径。

十、2026年中国大学生机械工程创新创意大赛第十一届失效分析赛一等奖：《汽车发动机用46MnVS5非调质钢胀断连杆掉渣失效分析及改进》

该项目由2023级博士研究生董帅君、孙万利负责，由张朝磊教授担任指导教师。该项目通过深度解剖46MnVS5胀断连杆失效件的组织特征，明确46MnVS5胀断连杆大头部分掉渣的失效模式，揭示了失效的根本原因，即组织非均匀性诱发的微区力学响应失配与裂纹扩展路径失稳。针对大头端组织梯度过大的问题，本项目重新优化了控锻控冷工艺参数。通过在增加保温时间，调整锻后冷却速率，避免了局部冷却过快导致的晶粒异常细化。这种“适度粗化”策略旨在保证硬度达标的同时，提升大角度晶界占比，从而增强基体对裂纹偏转的抑制能力。采用本项目提出的优化策略后，由掉渣带来的废品率由5%显著下降至0.3%以下。

新学年、新征程，我院将持续深耕科创育人沃土，不断优化竞赛培育体系，丰富科创实践平台，持续激发学子创新潜能与科创热情。期待全体学子以优秀榜样为标杆，笃学善思、锐意进取，在科创赛道上勇攀高峰、再创辉煌，书写属于碳中和学子的崭新答卷！