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日前，天津大學成功打破傳統(tǒng)實驗“試錯法”局限，取得了開發(fā)重要化工催化材料的新進展。該校新能源化工團隊通過合金催化劑“孤立度”描述符的構(gòu)建，只需向程序輸入催化劑結(jié)構(gòu)參數(shù)，就能實現(xiàn)烷烴脫氫催化劑“一鍵篩選”。

本發(fā)明公開了一種鈦鋁合金超細粉末的制備方法，其技術(shù)方案是選擇成分達標、直徑3mm和6mm的鈦鋁合金棒材作為原材料，采用脈沖電火花加工機，在合適的脈沖寬度和脈沖間隔參數(shù)下，于液氬中對鈦鋁合金棒材進行一次加工得到鈦鋁合金超細粉末，而后采用真空低溫干燥得到純凈的鈦鋁合金超細粉末。鈦鋁合金超細粉末廣泛的應用于鈦鋁合金粉末冶金制備行業(yè)，鈦鋁合金材料廣泛應用于航空、航天、汽車、冶金等。

本發(fā)明公開了一種核殼型合金納米顆粒的制備方法。該方法包 括：使用有機硅烷偶聯(lián)劑在氧化物基底表面生長出自組裝單分子層。 隨后在生長有自組裝單分子層的基底表面通過原子層沉積生長一種金 屬核心，接著在金屬核心上通過原子層沉積選擇性地生長另一種包覆 核心的金屬殼層。該方法可以通過調(diào)節(jié)原子層沉積的生長循環(huán)次數(shù)控 制核心尺寸與殼層厚度，以及核與殼的合金成分比例。按照本發(fā)明使 用的基底改性方法實現(xiàn)核殼結(jié)構(gòu)合金顆粒的制備，由于采用了原子層 沉積的工藝，因此對于生長的核殼結(jié)構(gòu)合金顆粒能夠達到納米級的可 控性。并且基于

當金屬材料內(nèi)部的晶粒尺寸減小至納米尺度，材料的強度將依Hall-Petch關(guān)系大幅度提高。但當納米晶金屬塑性變形時,位錯變得極難在如此小的晶粒內(nèi)部保留下來，導致材料喪失應變硬化能力，很容易發(fā)生塑性變形局域化而失穩(wěn)。

（專利號：ZL 201410632592.9） 簡介：本發(fā)明公開了一種低溫燒結(jié)制備含Mg鋁合金的新方法，屬于鋁合金制備技術(shù)領(lǐng)域。該制備方法包括納米晶第二相前驅(qū)體的制備、球磨混合制備含Mg的鋁合金粉末、低溫熱壓燒結(jié)鋁合金制品以及燒結(jié)鋁合金制品的脫模四個步驟。該方法有效避免了含Mg的鋁合金常規(guī)制備過程中Mg燒損及設(shè)備和環(huán)境污染等問題，同時具有燒結(jié)溫度低和可一次近成形制備復雜零件的效果。本發(fā)明制備的含Mg的鋁合金中第二相顆粒細小、彌散增強效應佳

高速列車具有安全性好、正點率高、快速等優(yōu)點。能有效地改善交通環(huán)境，帶動國民經(jīng)濟的發(fā)展。20世紀60年代以來，隨著鐵路電氣化的高速發(fā)展，鐵路運輸一再提速，對于電氣化鐵路用接觸線的性能要求越來越高，因為在電氣化鐵路運行過程中，接觸導線不僅要承受較大的懸掛張力，同時還經(jīng)受著通過電流時引起的熱作用。因此，材料要求在具有良好導電性能的同時還應具有高的抗拉強度，而且在電流負荷增大、溫度升高時仍然要保持較高的強度。接觸線既要提供高速列車所需的動力、照明和空調(diào)等用電，又要承受較大的軸向拉力，同時還可能工作在極冷、極熱、腐蝕性強等環(huán)境中，總的來說，電力傳輸線必須具有以下性能：能夠滿足高速列車速度和電流的要求，具有足夠的抗拉強度來承受振動，高導電率，耐磨性好，耐熱性好，抗軟化溫度高，軟化處理(300℃保溫2 h) 后其常溫抗拉強度不小于初始態(tài)的90%，抗大氣腐蝕性能好，線膨脹系數(shù)小。我國鐵路廣深線、京鄭線等都大量或全部使用了法國或德國產(chǎn)品，花費了大量外匯。因此，對國產(chǎn)銅及銅合金接觸線的研制開發(fā)具有重大的經(jīng)濟價值。本研究開發(fā)的析出強化型Cu-Ag系、Cu-Cr系合金已經(jīng)能夠滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需要。

根據(jù)強化手段的不同，高強化銅合金可分為兩類: 沉淀強化銅合金和彌散強化銅合金。沉淀強化銅合金是利用過飽和固溶體的脫溶沉淀，通過時效熱處理，達到強化效果。但沉淀析出相在高溫下會聚集長大或重新固溶于基體中，隨著強化相的消失，沉淀強化作用也隨之消失，從而限制了這類銅合金的使用溫度和應用范圍。目前被大量使用的鉻鋯銅合金就屬于這一類，其表現(xiàn)為導電、導熱性損失較大，軟化溫度低(僅為500℃) 等。因此，鉻鋯銅合金在做點焊電極材料使用時經(jīng)常出現(xiàn)變形、粘附、使用壽命不長及熔敷現(xiàn)象，頻繁的整修和更換電極嚴重影響了工作效率的提高。彌散強化銅合金則是通過在金屬基體中引入高度分散的熱穩(wěn)定性強的第二相質(zhì)點，阻礙位錯運動，以達到提高強度的目的。而Al2O3粒子硬度高，熱力學和化學穩(wěn)定性高，熔點高，在接近銅基體熔點的溫度下也不會明顯粗化，可以有效提高合金的高溫強度和硬度。因此，Al2O3彌散強化銅合金可以用在電阻焊電極、集成電路引線框架、微波管結(jié)構(gòu)導電材料、高速列車架空導線、熱核實驗反應堆、連鑄結(jié)晶器等方面。本研究開發(fā)的Al2O3彌散強化銅合金在保證傳統(tǒng)工藝內(nèi)氧化、還原徹底性和燒結(jié)致密性的前提下簡化了工藝過程降低了生產(chǎn)成本。

以廢雜黃銅直接材料化生產(chǎn)高精度易切削黃銅材為目標，發(fā)明了廢雜黃銅熔煉制備易切削黃銅用除鐵精煉劑，實現(xiàn)了保鋅除雜和黃銅制品成分精確控制；成功研發(fā)了雙聯(lián)體并聯(lián)熔煉爐及機械搗料攪拌等熔鑄成套裝備，日均產(chǎn)量提升 45%，單位能耗下降 12.5%，設(shè)備自動化程度高、熱能利用效果好；集成創(chuàng)新了銅線和銅棒連續(xù)自動化生產(chǎn)技術(shù)，并建成了生產(chǎn)線，提出了黃銅合金塑性變形的微區(qū)調(diào)整和控制技術(shù)，提升了銅合金產(chǎn)品的力學性能，實現(xiàn)了高精密近終形異型材的直接制備。該項目集成創(chuàng)新了廢雜銅精細化預處理工藝和設(shè)備配置，大幅提升了廢雜銅的處理工效，保障了產(chǎn)品質(zhì)量和性能的穩(wěn)定，并建成了 10 萬噸年產(chǎn)能的生產(chǎn)線。

該項目利用快速凝固技術(shù)可以使合金固溶度極大的擴展和實現(xiàn)晶粒細化的特點，通過優(yōu)化的合金化設(shè)計可以制備出同時具有高強度和高導電性的銅合金薄帶，為一種非常理想的高強高導銅合金的制備方法。尤其是采用雙輥快速凝固技術(shù)制備較厚的薄帶具有非常巨大的應用前景。在合金化和制備技術(shù)方面有較大的創(chuàng)新，已經(jīng)申請兩項國家發(fā)明專利。獲2001年河南省教育廳科技成果一等獎，2001年河南省科技進步二等獎。

臨床骨修復涉及骨固定器械及骨填充材料。就骨固定器械而言，如何賦予 其表/界面介導組織自修復性能及抑制細菌感染，提高其長期使用壽命，是亟需 解決的核心關(guān)鍵問題。本成果利用酸蝕鈦材，制備表面微米結(jié)構(gòu)，進而利用溶 膠-凝膠法在其表面構(gòu)建了含鋅的納米結(jié)構(gòu)，獲得了兼具抗菌/抑制破骨細胞生 理功能及促進骨快速愈合的性能。利用二氧化鈦納米管陣列加載硒，并以殼聚 糖封蓋，實現(xiàn)兼具抗骨瘤及抗菌的效果，同時維持鈦基材良好的生物相容性。 利用鈦基材原位生成的TiO納米管陣列加載天蠶肽，并以殼聚糖/天蠶肽偶聯(lián)透 明質(zhì)酸LBL多層結(jié)構(gòu)封蓋，實現(xiàn)由鈦基材潛在細菌分泌透明質(zhì)酸酶觸發(fā)的自響應 短期及長效抑菌作用，為研發(fā)抗菌鈦基植入體積累自主知識產(chǎn)權(quán)關(guān)鍵技術(shù)。 市場及經(jīng)濟效益分析： 植入體術(shù)后細菌感染是導致植入失敗的重要原因和臨床應用面臨的重要挑 戰(zhàn)。據(jù)估計，全球骨科植入物相關(guān)感染的年發(fā)病率超過5%。感染導致的植入 失敗，將給病患帶來二次創(chuàng)傷、嚴重的精神壓力和經(jīng)濟負擔，甚至死亡。因此, 研發(fā)兼具促成骨和抗菌鈦合金植入體（人工關(guān)節(jié)、接骨板、種植牙等），具有重 要的經(jīng)濟和社會意義。目前，我國高端醫(yī)用鈦合金人工關(guān)節(jié)等植入體嚴重依賴進 口（＞70%）,國內(nèi)三甲醫(yī)院幾乎全依賴國外進口產(chǎn)品（＞95%）。 我國人口老齡化、交通事故和運動創(chuàng)傷等導致骨損傷劇增，骨創(chuàng)傷患者年 達300萬人次，以平均每人次骨修復材料及器械消費5萬計，該領(lǐng)域市場份額/ 需求約1500億/年。進而，以骨修復植入體感染的年發(fā)病率5%計，我國促成骨/ 抗菌植入體的市場需求約75億/年。 本成果研發(fā)的抗菌表面改性技術(shù)，能夠方便、迅速、高效地在材料表面 構(gòu)建抗菌功能界面，保護人們健康。相關(guān)抗菌技術(shù)也可拓展至骨科以外的植入 醫(yī)療器械（比如心血管、心臟起搏器等），這將極大地促進我國傳統(tǒng)醫(yī)療器械產(chǎn) 品的技術(shù)進步和升級，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，推動我國醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)整體水平。