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顆粒增強鋁基復合材料
本項目是針對目前存在的顆粒增強鋁基復合材料進行的改進研究的成果。當前對于顆粒增強尤其是SiC顆粒增強鋁基復合材料的研究較多，制備方法多種多樣，但都存在孔隙率和含鐵量高及強度低的缺點。北京交通大學機械電子與控制工程學院材料成型研究室采用自行研發的真空雙攪拌技術有效的改進了材料的上述性能，制備出高質量的SiC顆粒增強鋁基復合材料，并在國家“863計劃”（高速客車用金屬基復合材料制動件的研究及應用）中得到應用。本課題組制備的顆粒增強鋁基復合材料的斷口照片和金相照片如下圖。 功能及用途: 本項目具有高的比強度、比剛度、低密度、優異的抗蠕變性與耐磨損性，具有良好的熱穩定性及可控制的熱膨脹系數等。本項目在航空、航天、軍工、鐵路、汽車、光學、電子、體育器械等領域中有著廣闊的應用前景。 主要技術指標: 鋁基復合材料的性能見下表。 鋁基復合材料力學性能 材料 sb/MPa s0.2/MPa d/% E/GPa 20vol.%SiC/A356 330 305 1.0 106 15vol.%SiC/A356 303 286 1.3 96 孔隙率：≤0.9％含鐵量：≤0.2％ 投入產出分析: 本項目生產所需的設備簡單，材料的制備工藝便于控制，制備費用低。以20vol.%SiC/A356材料為例加以說明。 主要材料的市場價格：A356 的市場價格按3萬元/噸，SiC顆粒的價格按2.5萬元/噸計算。 生產1噸20vol.%SiC/A356復合材料的成本約為（3×0.8+2.5×0.2）/0.7=4.2萬/噸，而1噸20vol.%SiC/A356復合材料的市場價格大約是15萬元，經濟效益明顯。 市場應用前景： 環保和節能已經成為當今各行業發展的主流。本項目的SiC顆粒增強鋁基復合材料是以工業上用的ZL101A為基體，以工業磨料SiC顆粒為增強體而制備的，制備成本較低，材料的價格大幅低于購買國外同類產品的價格；本項目較好的制備質量和力學性能使其能夠在航空、航天、軍工、鐵路、汽車、光學、電子、體育器械等領域中得到廣泛的應用。因此，使用本項目能夠取得良好的社會和經濟效益。
北京交通大學
2021-04-13
固體廢物基環保新材料
在工業生產中，有大量固體廢物產生，如污泥、赤泥、鋼渣、化工廢渣等， 固體廢物的減量化、無害化和資源化是目前的潮流和發展的趨勢。 針對以上各種問題，本項目以工業固體廢物為主要原料，開發出了輕質、 超輕污泥陶粒制備工藝；發明了用于處理高濃度難降解有機廢水的輕質陰、陽 極水處理濾料、抗板結系列粒狀鐵碳微電解填料；發明了用于工業廢水深度處 理的基于固廢陶粒的水處理技術；發明了基于污泥陶粒的綠色建材混凝土砌塊 和適用于民用建筑的室溫調節，具有顯著節能效果的污泥陶粒—多元脂肪酸相 變材料，取得了系列創新性的研究成果。環境效益、經濟效益和社會效益顯著。 本項目包括一套完整的固體廢物基環境友好材料成套技術，包括輕質/超輕 污泥陶粒、污泥與工業固體廢物基微電解粒狀材料的研發、工業化生產及實際 應用。
山東大學
2021-04-13
水泥基化學增強加固材料
水泥基地面和結構件因為各種原因會出現起灰、起砂現象，嚴重影響水泥基材料的使用壽命。本材料通過水性物質滲透到地面混凝土內部，與混凝土的水化產物，如氫氧化鈣等發生化學反應，生產新的 物質。該化學反應的速度快，一般能夠在 7 天時間內迅速提高混凝土的強度，消除或者減輕地面起灰、起砂現象。該反應是不可逆的，因此不會出現再次起灰起砂。產品的施工方法簡單，通過噴灑在混凝土 表面即可。視原有混凝土的狀況差別，增強后的地面顯著性能改變是耐磨性增加 3-5 倍，消除或者減輕起灰起砂。地面粘接強度增加 2-7 倍，在此基礎上施工其他面層，如水泥自流平、環氧樹脂地面不會再有起皮現象。同時抗油滲、水滲性得到極大提高。
北京工業大學
2021-04-13
鎂基鐵水爐外脫硫技術
北京科技大學鎂基鐵水爐外脫硫(MDS)研究組是由長期從事鋼鐵冶金、傳輸傳熱、機械設計等涉及多學科的專門人才組成，具有深厚的理論基礎、設計能力和豐富的實踐經驗。自1996 年開始以來，先后進行了基礎理論研究、冷態和熱態模擬實驗、半工業試驗和在天津鋼廠 30t 鐵水包內進行了工業試驗。工業試驗共處理鐵水 5l0t，耗鎂 250kg，將化鐵爐鐵水的硫含量穩定地從 0.075％左右降至 0.025％以下；同時獲得鎂基鐵水爐外脫硫工藝成本 24元／t—iron 的結果，開創了小噸位(容量小于 30t)、淺熔池(深度小于 1.4m)使用鎂基脫硫劑對鐵水進行爐外脫硫的先河。工業試驗的工藝設計、關鍵設備(包括自控系統)的設計與制造及熱試車均由課題組自主完成，同時工業試驗所用脫硫劑生產技術也由課題組提供。該技術可以進行工程化運作。國家專利局已于 1999 年 11 月 2 日受理了該技術的專利申請，專利號為 99122342x。該技術可應用于煉鋼鐵水的脫硫和化鐵爐鑄造用鐵水的脫硫等領域。
北京科技大學
2021-04-13
納米纖維基凝膠電解質
凝膠電解質具有電導率高，界面電阻小，安全性高，穩定性好等優勢，有望替代傳統鋰金屬電池液體電解液，解決鋰金屬電池的電解液泄露、高溫脹氣、鋰枝晶等安全問題。納米纖維具有纖維直徑小、比表面積大、孔隙率高、柔軟、耐高低溫及有機溶劑腐蝕等特點，保證納米纖維鋰離子電池凝膠電解質具有很強的吸液和保液能力。納米纖維作為凝膠電解質支撐層不僅保證具有足夠的吸收聚合物液體的能力，而且保證電解質的柔性，為可穿戴電子設備提供柔性電源。納米纖維凝膠電解質具有以下優勢:1）具有足夠的化學和電化學穩定性，有一定的耐濕性和耐腐蝕性；納米纖維凝膠電解質膨脹收縮現象不明顯，小于 5%，電化學穩定窗口在 0-5 183 / 298V，滿足鋰離子電池使用要求，甚至為高壓正極材料提供保證。2）對電解液潤濕性好，有足夠的吸液保濕能力；納米纖維高的孔隙率，且大部分孔都是連通孔，保證了凝膠電解質與電極之間良好的浸潤性，增加了離子導電性，提高電池的容量，改善電池的充放電效率和循環性能。3）高低溫性能優異，電導率高；電池的使用溫度范圍通常在-20-60 oC，商用 PP 膜在 100 oC 保持 10 min 收縮率達 10%，但納米纖維隔膜在 140 oC 下橫向和縱向收縮率<2%，在 50 oC 高溫條件下，相比于商用隔膜循環小于 100 次，納米纖維隔膜在循環 300 次后容量保持在 83.5%。4）具有一定的抗張強度和抗刺穿強度；納米纖維膜的垂直拉伸強度>3.035 N，避免了凝膠電解質被鋰枝晶刺穿，發生短路，提高安全性。5）成本低，適用于大規模工業化生產；我們從設備到工藝已實現自主研制和開發，靜電紡納米纖維膜已實現大規模生產。
北京科技大學
2021-04-13
高性能氮化鎵基電子材料
已有樣品/n中科院半導體所是國內最早開展 GaN 基電子材料研發的單位，并一直在該領域起著引領、 示范和帶動作用。經過盡二十年的自主創新，攻克了 2 英寸和3英寸藍寶石、碳化硅和硅襯底上GaN 基電子材料外延生長的關鍵科學技術問題，在高阻 GaN 外延材料、高遷移率 GaN 外延材料、高遷移率 AlGaN/GaN 異質結結構材料等方面形成了系統的自主知識產權，設計并研制出了多種具有特色的 AlGaN/GaN 異質結構電子材料，并實現了批量供片。市場預期：該技術是采用金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）
中國科學院大學
2021-01-12
發現高性能SnTe基熱電材料
熱電材料是能夠實現熱能與電能直接相互轉換的新能源材料，在熱電制冷和廢熱發電等方面有著廣泛的應用前景，對于提高現有能源利用率和緩解能源危機有重要作用。相比于傳統熱電材料PbTe，SnTe由于其廉價、環保等優勢而被廣為關注。然而由于其極低的賽貝克系數（seebeck coefficient）長久以來SnTe的最高以及平均熱電轉換效率都遠低于PbTe。 文章指出在銦元素摻雜引入共振能級的情況下，將SnTe與AgSbTe2復合，從而在優化材料功率因子的同時，降低了材料的晶格熱導率。此外，透射電鏡表明兩者是以完全固溶的形式而非兩相復合的形式存在。最終，在873K時的最高zT優值達到1.3，并在323K-873K溫度區間內的平均zT優值達到0.84，是本征SnTe的3.44倍，為目前該體系平均zT值的最高水平。這種將引入共振能級和多相固溶結合起來的方法，也為提升其他體系熱電材料的性能指出了一個值得嘗試的方向。
南方科技大學
2021-04-13
碳纖維增強紙基摩擦材料
品摩擦特性穩定、磨損率 小、耐高溫，具有傳扭柔和平穩、使用壽命長、耐高溫和過載保護能力 強等突出優點。 申報發明專利和實用新型專利18項，全部技術擁有自主知識產權，國 防科工局鑒定結論認為整體技術達到國際先進水平。性能指標：1
西北工業大學
2021-04-14
原位自生鎳基復合材料
以鎳及鎳合金為基體，在溶體中原位反應生成增強相形成復合材料。由于鎳的高溫性能優良，因此這種復合材料主要是用于制造高溫下工作的零部件。解決了等軸晶鑄造鎳基高溫合金高溫性能與工藝性能難以兼顧的難題，實現高耐熱溫度航空發動機大型復雜結構熱端部件整體精鑄成型。
上海交通大學
2023-05-09
原位自生鈦基復合材料
在鈦基溶體中原位反應合成非連續增強體，合理調控增強體型貌、尺寸和分布等，大幅度提升了材料的高溫力學性能，在450-700℃溫度區間材料能保持高比強度、高比剛度等優異性能，是超高速宇航飛行器和下一代航空發動機等裝備高溫部件候選材料之一。
上海交通大學
2023-05-09