材料物理教育部重点实验室是在中国科学院院士霍裕平教授主持下，以郑州大学物理工程学院的原金属物理实验室、半导体物理实验室、低温和超导物理实验室、核技术应用实验室、激光应用技术实验室以及固体物理教研室为基础于1998年组建而成的。2001年11月通过河南省科技厅组织的专家论证，被确定为河南省重点实验室2001年12月经教育部批准开始筹建教育部重点实验室，2003年12月通过教育部验收，开始正式运行。实验室先后得到了“九五”“211”工程、河南省重点学科、教育部“振兴行动”计划等专项经费的重点支持。实验室现有冷场发射扫描显微镜、高温性能实验机、热等加压机、CVD薄膜沉积系统等大型实验设备等一批结构分析和性能测试设备。
自成立以来，实验室以“科研为国民经济建设服务”为宗旨，紧密结合河南省地方经济的特色、优势产业及其对材料物理研究的实际需求，突出和强调物理学各分支学科以及物理学与材料学、化学等学科之间的相互交叉和综合，通过与相关高等院校、科研院所和工业农业生产单位合作攻关，卓有成效地开展了一些具有重要意义的科研工作，并逐步形成了金属材料与金属物理、薄膜物理与薄膜材料、陶瓷材料与纳米材料、材料计算与设计四个稳定且具有自己优势和特色的研究方向。
研究方向
河南省材料物理重点实验室是在中国科学院院士霍裕平教授主持下，以郑州大学物理工程学院的原金属物理实验室、半导体物理实验室、低温和超导物理实验室、核技术应用实验室、激光应用技术实验室以及固体物理教研室为基础于1998年组建而成的。实验室先后得到了“九五”“211”工程、河南省重点学科、教育部“振兴行动”计划等专项经费的重点支持，建设经费总额达3530万元。实验室于2001年11月通过河南省科技厅组织的专家论证，被确定为河南省重点实验室。自成立以来，实验室以“科研为国民经济建设服务”为宗旨，紧密结合河南省地方经济的特色、优势产业及其对材料物理研究的实际需求，突出和强调物理学各分支学科以及物理学与材料学、化学、生物学等学科之间的相互交叉和综合，通过与相关高等院校、科研院所和工业农业生产单位合作攻关，卓有成效地开展了一些具有重要意义的科研工作，并逐步形成了金属材料与金属物理、薄膜材料与薄膜物理、陶瓷材料、离子束与物质相互作用、材料计算与模拟等五个稳定且具有自己优势和特色的研究方向。各个研究方向的主要内容是：
（1）合金材料与金属物理。本研究方向主要针对世界铝合金的钛合金化趋向和我国含钛铝合金牌号明显偏少的现状，分别从凝聚态物理学和材料学角度对铝合金加钛的方式及其对合金材料组织、力学性能的影响展开研究。不同于传统的纯铝熔配加钛工艺，本研究着力于通过直接电解的方式实现铝基合金的自然加钛和晶粒的自细化，在简化生产工艺、降低生产成本的同时，达到细化铝合金组织、提高力学性能的目的，为丰富我国含钛铝合金的牌号、提高相关铝合金产品的品质做出贡献。
自1997年以来，先后完成了电解低钛铝合金生产技术的工艺实验、工业实验和工艺优化，系统研究了电解加钛方式对铝合金的微观组织、力学性能和服役效能的影响，并通过实验和理论计算分析了电解低钛铝合金的晶粒细化机理和强韧化机理，实现了工业应用含钛铝合金的直接电解生产。本研究在基本不改变我国现有铝电解设施和电解工艺的前提下，通过电解槽中的铝钛共析实现铝合金的自然加钛。所生产的低钛铝合金晶粒细化效果好、抗衰退能力强，其综合力学性能较传统熔配加钛方式生产的同类合金提高10%以上，并能明显降低生产成本，在铸造铝合金、变形铝合金等生产领域具有广阔的市场前景。该研究先后两次得到河南省重大科技攻关项目以及“211工程”重点建设学科项目的支持，项目涉及的关键技术获得国家发明专利1项、河南省科技进步二等奖1项，通过省级科技鉴定3项。
课题组自主起草的《细晶铝锭》作为国家有色金属行业标准已于2004年12月通过终审并将于2005年6月颁布，彻底改变了将纯铝中的钛视为杂质的传统观念，新增了XAl 99.70A－1～４等4种拥有自主知识产权的含钛铝合金新牌号。该工艺技术已在河南省登封电厂集团铝合金有限公司等3个厂家用于生产A356、ZL108、6063等主要牌号的铝合金，并用于汽车摩托车轮毂、发动机壳体和活塞、建筑型材等产品的实际生产，在提高相关产品性能的同时获得了良好的经济和社会效益，而且进一步推广的市场潜力很大。
目前，课题组正在进一步拓宽直接电解铝合金的研究范围（如铝钪合金、铝稀土合金及多元铝基合金等），以期在取得基础研究成果的同时，推动我国铝工业的快速发展和科技进步，为市场提供更多性能优良的、能够满足不同需求的铝合金新牌号。五年来，本研究方向还对金属的激光表面改性与刻槽技术的若干关键问题进行了研究。在激光熔覆研究方面，首次通过在镍基和铁基自熔合金粉末中添加TiO2、V2O5、Nb2O3等氧化物的方法，获得了细化晶粒、抑制裂纹和提高耐磨性能的良好效果，并通过对比实验阐明了氧化物对熔覆层性能改善的作用机理（Surf. Coat. Tech .179, 265 (2004)）；在激光热处理方面，研究了耐磨铸铁、中碳钢、模具钢、钢轨钢等激光淬火的机理，获得了铸铁缸套、挤塑机换网器、U74钢轨等零部件的成熟工艺，其中经过激光淬火的U74钢轨已试铺于京广铁路干线新乡段，使用寿命提高一倍；自主研制的新型激光热处理涂料已经在中原华工激光设备有限公司大量使用。
