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鎂鋰合金及其復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度和比剛度、優(yōu)良的減震性能和電磁屏蔽性能，在航空、航天、武器、單兵裝備、3C產(chǎn)品等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 本項(xiàng)目研制了鎂鋰基合金及其復(fù)合材料的設(shè)計(jì)技術(shù)、熔煉技術(shù)、成型工藝和表面處理技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)了具有超輕（密度約為1.5g/cm3）、高強(qiáng)（抗拉強(qiáng)度200-300MPa）、高模量（70-100GPa）、高穩(wěn)定性的稀土金屬間化合物增強(qiáng)Mg-Li基復(fù)合材料，建立了鎂鋰合金及其復(fù)合材料全鏈條中試制備平臺(tái)，部分產(chǎn)品樣品已經(jīng)在航空航天、單兵裝備等領(lǐng)域獲得試用。

北京科技大學(xué)腐蝕與防護(hù)中心電化學(xué)工程與材料研究室經(jīng)過多年潛心研究，開發(fā)出了新型的化學(xué)鍍鎳鉻磷稀土非晶態(tài)合金技術(shù)，并獲得了國家發(fā)明專利。此研究開發(fā)成果為國內(nèi)外領(lǐng)先水平。 化學(xué)鍍合金技術(shù)是一種表面強(qiáng)化、表面保護(hù)技術(shù)?；瘜W(xué)鍍不用電能，只需將被鍍物放入化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪?jīng)自催化反應(yīng)即可在被鍍物表面形成非晶態(tài)的合金鍍層，而且鍍層厚度分布比電鍍更均勻?；瘜W(xué)鍍獲得的是非晶態(tài)的合金鍍層，比一般的結(jié)晶組織的電鍍層具有更優(yōu)異的耐腐蝕性能和良好的耐磨蝕性能，也具有極好的裝飾性能。 新型的化學(xué)鍍鎳鉻磷稀土非晶態(tài)合金鍍層與以往常規(guī)的化學(xué)鍍鎳磷非晶態(tài)合金鍍層相比，由于加入了稀土、鉻元素，具有更優(yōu)異的耐腐蝕性能和更良好的耐磨蝕性能，特別是使鍍層硬度能達(dá)到電鍍硬鉻鍍層的硬度。 化學(xué)鍍鎳鉻磷稀土非晶態(tài)合金的工藝易于操作，與化學(xué)鍍鎳磷合金工藝基本一致。 由于化學(xué)鍍鎳鉻磷稀土非晶態(tài)合金鍍層具有優(yōu)異的耐腐蝕、耐磨蝕性能及較高的硬度，因此，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，例如： 計(jì)算機(jī)硬盤；打印機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸； 電子設(shè)備外殼的電磁屏蔽； 復(fù)印機(jī)內(nèi)的各種零部件； 石油、石化及化工企業(yè)的換熱器和反應(yīng)器； 油田采油套管、井下工具； 食品機(jī)械； 各種機(jī)械零部件； 紡織機(jī)械； 印刷機(jī)械； 汽車工業(yè)中的零部件；

隨著我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)（如高速鐵路、大飛機(jī)）和高端裝備制造業(yè)（如部分高速精密機(jī)床）的發(fā)展，高端軸承進(jìn)口增長較快。目前高鐵軸承全部進(jìn)口，部分高速精密機(jī)床軸承還需進(jìn)口。從長遠(yuǎn)看，對(duì)我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的成長將產(chǎn)生不利影響。鈦鎳合金是一種金屬間化合物，具有優(yōu)良的耐磨性、耐蝕性。鈦鎳合金TiNi60是一種Ti、Ni質(zhì)量原子比為40: 60的金屬間化合物，具有低密度、高硬度、優(yōu)異的耐蝕性以及良好的摩擦學(xué)性能且在熱處理前易于加工，可望在高速軸承中得到應(yīng)用。TiNi60的密度為6.7 g/cc，比普通軸承鋼密度小30%左右，密度小這一特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)軸承的輕量化和高速化。本項(xiàng)目主要是解決現(xiàn)用滾動(dòng)軸承材料難以滿足高速滾動(dòng)在高鐵、高速機(jī)床等高技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用中高強(qiáng)度、低摩擦、高耐磨性要求的問題，采用高真空感應(yīng)熔煉技術(shù)制備出優(yōu)異性能的高速滾動(dòng)軸承材料-鈦鎳60合金，并采用可生物降解潤滑劑的超滑技術(shù)對(duì)高速球軸承會(huì)為耐磨、減摩起到事半功倍的作用，為高端軸承的國產(chǎn)化奠定基礎(chǔ)，為我國裝備制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。本項(xiàng)目的前期工作，針對(duì)球軸承材料TiNi60采用蓖麻油潤滑獲得了超低摩擦系數(shù)（最低達(dá)到0.004）。該項(xiàng)技術(shù)完全由本課題組研發(fā)，完全具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，此外該技術(shù)具有生產(chǎn)過程環(huán)保、能耗小、制造成本低、產(chǎn)品易系列化和原材料無危險(xiǎn)性、毒性等突出特點(diǎn)。因此可以肯定該項(xiàng)技術(shù)、該類產(chǎn)品的出現(xiàn)為我國軸承市場注入了新鮮的“血液”。可以預(yù)見該技術(shù)的市場前景是非常廣闊的，其產(chǎn)品的市場競爭優(yōu)勢也是非常明顯的。

鋁水解制氫是一種重要的產(chǎn)氫方式，但鋁水解產(chǎn)生的熱量甚至超過了生成的氫氣所含化學(xué)能，高達(dá) 55% 的化學(xué)能以熱量直接耗散。研究人員利用 Y-Pd 薄膜電極與 Al 片構(gòu)成電池，可將水解的熱能轉(zhuǎn)化為電能，水解熱能的利用率達(dá)到 8%-15% ，該過程中 Y 薄膜同步吸氫，首次實(shí)現(xiàn)了同步發(fā)電和吸氫。

隨著我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)（如高速鐵路、大飛機(jī)）和高端裝備制造業(yè)（如部分高速精密機(jī)床）的發(fā)展，高端軸承進(jìn)口增長較快。目前高鐵軸承全部進(jìn)口，部分高速精密機(jī)床軸承還需進(jìn)口。從長遠(yuǎn)看，對(duì)我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的成長將產(chǎn)生不利影響。鈦鎳合金是一種金屬間化合物，具有優(yōu)良的耐磨性、耐蝕性。鈦鎳合金TiNi60是一種Ti、Ni質(zhì)量原子比為40: 60的金屬間化合物，具有低密度、高硬度、優(yōu)異的耐蝕性以及良好的摩擦學(xué)性能且在熱處理前易于加工，可望在高速軸承中得到應(yīng)用。TiNi60的密度為6.7 g/cc，比普通軸承鋼密度小30%左右，密度小這一特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)軸承的輕量化和高速化。本項(xiàng)目主要是解決現(xiàn)用滾動(dòng)軸承材料難以滿足高速滾動(dòng)在高鐵、高速機(jī)床等高技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用中高強(qiáng)度、低摩擦、高耐磨性要求的問題，采用高真空感應(yīng)熔煉技術(shù)制備出優(yōu)異性能的高速滾動(dòng)軸承材料-鈦鎳60合金，并采用可生物降解潤滑劑的超滑技術(shù)對(duì)高速球軸承會(huì)為耐磨、減摩起到事半功倍的作用，為高端軸承的國產(chǎn)化奠定基礎(chǔ)，為我國裝備制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。本項(xiàng)目的前期工作，針對(duì)球軸承材料TiNi60采用蓖麻油潤滑獲得了超低摩擦系數(shù)（最低達(dá)到0.004）。該項(xiàng)技術(shù)完全由本課題組研發(fā)，完全具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，此外該技術(shù)具有生產(chǎn)過程環(huán)保、能耗小、制造成本低、產(chǎn)品易系列化和原材料無危險(xiǎn)性、毒性等突出特點(diǎn)。因此可以肯定該項(xiàng)技術(shù)、該類產(chǎn)品的出現(xiàn)為我國軸承市場注入了新鮮的“血液”?？梢灶A(yù)見該技術(shù)的市場前景是非常廣闊的，其產(chǎn)品的市場競爭優(yōu)勢也是非常明顯的。

連接與分離機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域可分離構(gòu)件的連接與分離之中，爆炸螺栓、火工切割器等就是典型的連接與分離機(jī)構(gòu)。形狀記憶合金連接與分離機(jī)構(gòu)就是利用形狀記憶合金（Shape Memory Alloy, SMA）替代傳統(tǒng)分離機(jī)構(gòu)中的火藥，以實(shí)現(xiàn)可重復(fù)、低沖擊、無污染分離。 SMA之所以能作為驅(qū)動(dòng)材料替代傳統(tǒng)的火藥，是因?yàn)槠渚哂辛己玫尿?qū)動(dòng)性能，并且驅(qū)動(dòng)過程柔順平滑，無任何排放。為了獲得更穩(wěn)定、優(yōu)異的驅(qū)動(dòng)性能，課題組發(fā)展了SMA材料熱處理、訓(xùn)練工藝，在此基礎(chǔ)上，發(fā)明了大載荷分組滾棒結(jié)構(gòu)，解決了利用SMA材料較小驅(qū)動(dòng)力釋放較大載荷的關(guān)鍵性技術(shù)問題，最終研制了系列化的SMA連接與分離機(jī)構(gòu)。目前，已形成SMA-12000、SMA-3600、SMA-100系列連接與分離機(jī)構(gòu)（分離載荷分別為12000N、3600N、100N）以及SMA-6750鎖緊機(jī)構(gòu)（鎖緊力為6750N）。 目前，SMA-12000連接與分離機(jī)構(gòu)已經(jīng)在某型衛(wèi)星上成功應(yīng)用，而SMA-3600、SMA-6750、SMA-100等機(jī)構(gòu)已經(jīng)分別在某型可展開熱輻射板、某型磁懸浮飛輪姿態(tài)控制裝置以及某型二次展開太陽翼等預(yù)研型號(hào)上成功應(yīng)用，通過了所有鑒定級(jí)力學(xué)、熱環(huán)境試驗(yàn)。系列化的SMA連接與分離機(jī)構(gòu)還可應(yīng)用到航空器及艦船武器投放系統(tǒng)，如轟炸機(jī)上炸彈的投放、戰(zhàn)斗機(jī)上導(dǎo)彈的投放、艦艇上水雷、小型潛水設(shè)備的投放等,也能應(yīng)用到民用領(lǐng)域，如小區(qū)自動(dòng)門鎖、汽車自動(dòng)鎖等，具有廣闊的應(yīng)用前景。

通過在 Mg-Zn 合金中添加 Er 等元素，調(diào)控獲得了耐熱性能優(yōu)于 AE42 的高性能鎂合金；新型含稀土耐熱鎂合金在 175℃ /70 MPa 條件下，合金 100 小時(shí)總?cè)渥兞啃∮?nbsp;0.12％，穩(wěn)態(tài)蠕變速率不高于3×10-9 s-1 。同時(shí)，Mg-Zn-Er 合金還具有優(yōu)良的鑄造性能和阻燃性能。

本項(xiàng)目在鋁合金熔煉鑄造工藝過程中自主研制了新型的變質(zhì)、細(xì)化熔劑，常規(guī)鑄件晶粒尺度達(dá)到ASTM 3-5級(jí)。運(yùn)用自制的氣體精練設(shè)備可使合金含氫量控制在30ppm以下。合金常規(guī)力學(xué)性能在不進(jìn)行化學(xué)成分調(diào)整的前提下，一般超國標(biāo)或航標(biāo)10-20%。 主要性能指標(biāo)1. 鑄件晶粒尺度達(dá)到ASTM 3-5級(jí)；2. 合金含氫量在30ppm以下；3. 常規(guī)力學(xué)性能一般超國標(biāo)或航標(biāo)10-20%。 運(yùn)用本成果制造的高強(qiáng)度鋁合金復(fù)軌器，已獲得國家專利（91 2 01241.2）。該部件具有強(qiáng)度高重量輕及結(jié)構(gòu)合理的優(yōu)點(diǎn)，用以取代現(xiàn)在使用的鋼制復(fù)軌器。主要用于鐵路機(jī)車礦山機(jī)車等有軌運(yùn)輸機(jī)械，設(shè)備在運(yùn)行過程中發(fā)生出軌道事故后，利用機(jī)車動(dòng)力進(jìn)行自救復(fù)軌的機(jī)械。由于采用了新型高強(qiáng)度鋁合金及設(shè)備結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)強(qiáng)度輔助設(shè)計(jì)思想，使該產(chǎn)品的重量較原來鋼制設(shè)備的重量減輕一半以上，使機(jī)車駕駛?cè)藛T完全可以實(shí)現(xiàn)自救，項(xiàng)目成果已為鐵道部提供近1000套該種設(shè)備，同時(shí)正在積極開發(fā)小型礦用復(fù)軌產(chǎn)品。

Cu-Ni-Sn系合金性能雖好，但由于Sn元素熔點(diǎn)低，其極易發(fā)生偏析而影響合金的最終性能。特別是由于Sn元素的偏析行為，Cu-Ni-Sn系合金在熱軋和冷軋過程中容易產(chǎn)生裂紋，這嚴(yán)重制約了該合金的開發(fā)與應(yīng)用。目前，國內(nèi)僅有個(gè)別公司可以對(duì)Cu-Ni-Sn系合金進(jìn)行小批量生產(chǎn)。 中南大學(xué)深冷成形及高性能有色金屬材料加工研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了深冷軋制技術(shù)，通過深冷溫度抑制Sn元素的偏析行為以及深冷環(huán)境下變形提高材料的變形均勻性，有效解決Cu-Ni-Sn合金等難加工金屬材料的變形裂紋問題。與此同時(shí)，通過深冷軋制處理，可以實(shí)現(xiàn)銅合金力學(xué)性能提升20~30%。