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1969年毕业于中南矿冶学院（今中南大学）特种冶金专业；1980年赴美留学，先后获爱阿华州立大学工学硕士、博士学位；1986年进入田纳西大学和橡树岭国家实验室从事博士后研究；1999年当选为中国工程院化工、冶金与材料工程学部院士；2001年任中南大学党委常委、校长。
1986年—2003年，黄伯云带领团队日夜拼搏，终于打破了国外对“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”的封锁 ，该技术在2004年获得了国家技术发明奖一等奖。 此外，其主持研究的"高技能粉末冶金飞机刹车材料制造"项目获1997年国家技术发明奖二等奖、"苏27飞机KT156机轮国放ZFS27刹车盘"项目获1997年中国有色总公司科技进步奖一等奖、"图-154M飞机国产粉末冶金刹车副（盘）研究与开发"项目获1998年国家科技进步奖三等奖等。1999年获湖南"光召科技奖" ，2005年被评为CCTV感动中国2005年度人物 ，2005年获何梁何利基金科学与技术进步奖 [6]。著有《钛铝基金属间化合物》；主编有《粉末冶金标准手册》；撰有《钛铝合金的抗氧化研究》等论文100多篇。
人物经历
1945年11月24日，出生在湖南省益阳市南县一个农民家庭。作为农民的儿子，吃苦耐劳成为黄伯云的精神底色。
1964年09月，以优异的成绩考入中南矿冶学院特种冶金系进行粉末冶金专业的学习。
1969年08月，毕业后留校在中南矿冶学院新材料研究所从事科研和教学工作，直到1980年08月。
1978年，参加出国人员考试，以学校参考人员总分第一的成绩被录取为冶金部出国访问学者。
1980年08月，开始在美国爱荷华州立大学及AMES国家实验室的学习和研究工作。入校不久后，受到一位叫McGee的教授的赏识，并在他的主导下，经过中国教育部的批准，正式成为这位美国材料界权威人士的研究生，同时由爱荷华州立大学提供攻读博士学位的全额奖学金。
1986年08月，完成了硕士、博士研究生的学习并获得硕士、博士学位。
1986年08月至1988年05月，在美国田纳西大学从事博士后研究工作。在美学习和工作的八年时间里，累计发表了十多篇有重大影响的学术论文，得到美、法、日等国科学家的高度评价。
1988年9月13日，携妻带女回到中国，回到母校担任一名普通教师。
1988年09月至1989年09月，在中南工业大学粉末冶金研究所工作，1988年12月破格晋升为教授。
1989年09月至1990年12月，任中南工业大学粉末冶金研究所总工程师。
1990年12月至1992年12月，任中南工业大学粉冶所所长。
1992年12月至1997年06月，任中南工业大学副校长，1993年评定为博士研究生导师。
1997年06月至2000年04月，任中南工业大学校长，1999年12月当选为中国工程院院士。
2000年，创办湖南刹车材料实业有限公司和湖南英捷新材料公司并任董事长。
2000年04月至2001年12月，任新合并成立中南大学的党委常委、常务副校长。
2001年07月，创建湖南博云新材料股份有限公司，成为公司最大个人股东。
2001年12月至2004年08月，任中南大学党委常委、校长。
2002年11月，当选中国共产党第十六次全国代表大会代表。
2004年09月至2011年10月，任中南大学党委常委、校长（副部长级——2004年中南大学升格为副部级高校）。
2006年05月，当选中国科学技术协会第七届全国委员会副主席。
2007年10月，当选中国共产党第十七次全国代表大会代表。
2008年03月，当选中国人民政治协商会议第十一届全国委员会委员。
2009年10月01日，应邀赴天安门城楼观看中华人民共和国成立60周年阅兵仪式。
2011年05月30日，当选中国科学技术协会第八届全国委员会副主席。
2011年10月26日，因年龄原因不再担任中南大学校长，由张尧学继任。
2011年12月08日，全票当选湖南省科协九届委员会主席。
2013年3月，当选中华人民共和国第十二届全国人民代表大会常委会委员。
著作论文
获国家授权发明专利10多项，在国内外发表论文100多篇，其中被SCI和EI分别收录43篇、81篇，出版专著2部。
专业著作
《钛铝基金属间化合物》（中南工业大学出版社1998年）
《生物材料学》（科学出版社2004年）
《高性能炭/炭航空制动材料的制备技术》（湖南科学技术出版社2010年）
会议论文
《炭陶制动材料的研究与应用》（2006全国摩擦学学术会议 ）
《不同服役条件下冷凝器白铜管的腐蚀特性》（第十届全国青年材料科学技术研讨会）
《纳米90W-7Ni-3Fe复合粉末的熔化点降低特性》（第十届全国青年材料科学技术研讨会）
《低成本粉末冶金Ti-Fe-Mo-Al-Nd合金的研究》（第十二届全国钛及钛合金学术交流会）
期刊论文
黄伯云多年来发表期刊论文七百多篇，后期论文主要有：
《Surface adsorption phenomenon during the preparation process of nano WC and ultrafine cemented carbide》（2007年 25卷 2期 INTERNATIONAL JOURNAL OF REFRACTORY METALS & HARD MATERIALS）
《不同刹车压力下C/C复合材料的摩擦性能与摩擦面研究》（ 2007年 25卷 2期 润滑与密封）
《低温化学气相渗透法制备Cf/TaC复合材料的研究》（2007年 22卷 02期无机材料学报）
《建立当代中国大学自主创新体系》（2007年 22卷 01期 中国钨业）
《钨基合金穿、破甲材料的研究进展》（2007年 22卷 01期中国钨业）
《Friction and wear behaviors and mechanisms of Fe and SiO2 in Cu-based P/M friction materials》（2007年 262卷 9-10期 WEAR）
《Synthesis of tungsten oxide tapered needles with nanotips》（2007年 303卷 2期 JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH）
荣誉表彰
1999年当选为中国工程院院士。
获得留学回国人员成就奖，国家有突出贡献中青年专家，全国杰出专业技术人才，全国劳动模范等称号。