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項目成果/簡介:2018年國家技術發(fā)明二等獎電網(wǎng)是我國經(jīng)濟發(fā)展的命脈，架空輸電導線作為電力輸送的“血管”是電網(wǎng)中用量最大、最關鍵的組成部分之一。導線的導電率每提升1%IACS，全國每年節(jié)約線損超70億千瓦時。特高壓、遠距離、大容量輸電和清潔能源利用的發(fā)展，對架空導線的導電率、強度、耐熱性能和疲勞性能提出了更高的要求。但提升導電率與同時提高強度和耐熱性之間存在矛盾，導致我國電網(wǎng)建設急需的特種導線難以滿足工程需求。上海交通大學孫寶德教授團隊與江蘇中天科技集團合作，經(jīng)十余年研究，取得以下創(chuàng)新性成果：1.發(fā)明了耐熱高導Al-Zr-Y合金材料及微結構調(diào)控工藝，解決了耐熱相粗大和溶質(zhì)鋯(Zr)原子析出不充分的難題，使導電率從60% IACS提高到60.8%IACS，耐熱溫度從150℃提高到210℃。研制的耐熱鋁合金導線電網(wǎng)改造工程中獲得大量應用，占國內(nèi)耐熱導線40%市場份額；2. 發(fā)明了高強抗疲勞Al-Mg-Si導線，解決了強化相調(diào)控和超細夾雜去除的難題，顯著提高了材料的抗疲勞性能，在運行張力增大的條件下，振動疲勞壽命超過3000萬次。研制的特種大跨越導線和全鋁合金節(jié)能導線，占國內(nèi)30%市場份額，特別是大跨越導線，幾乎包攬了國家電網(wǎng)大跨越工程；3. 發(fā)明了高效除氫、活性涂層陶瓷過濾和新型細化劑制備等導線冶金質(zhì)量控制技術，解決了微量雜質(zhì)元素與氣體去除的難題，實現(xiàn)了電工鋁導線的導電率從61%IACS提高到62.5%IACS以上，研制的新型節(jié)能導線在特高壓工程中獲得大量應用。上述成果依托國家973項目、國家自然科學基金、上海市節(jié)能減排專項等項目，共獲得19項中國發(fā)明專利，1項美國專利和25項實用新型專利，發(fā)表論文49篇。成果在特高壓電網(wǎng)建設、電網(wǎng)增容改造、新能源并網(wǎng)發(fā)電、電網(wǎng)領域節(jié)能減排中發(fā)揮重要的作用，并且出口到歐美及一帶一路沿線國家，海外累計架線超2萬公里，打破國際壟斷，成為中國制造和中國電力走出去的“國家名片”。導線性能測試實驗室超細夾雜物去除-現(xiàn)場試驗加拿大奧爾茲灣跨海大跨越——世界拉力最大的輸電跨越工程晉東南-南陽-荊門 1000kV 黃河大跨越知識產(chǎn)權類型:發(fā)明專利技術先進程度:達到國內(nèi)領先水平成果獲得方式:與企業(yè)合作獲得政府支持情況:國家級計劃/專項類別:國家973項目、國家自然科學基金、上海市節(jié)能減排專項等

本發(fā)明公開了一種高溫合金機加工的輔助裝置，用于實現(xiàn)對高 硬度的高溫合金工件進行切削加工，屬于金屬切削加工技術領域，其 包括等離子加熱單元，夾持單元，切削力測量單元，以及測溫單元， 等離子加熱單元包括等離子發(fā)射噴頭，用于對高溫合金工件待切削位 置加熱以使之軟化而能進行切削加工；夾持單元包括多個夾持板，所 述夾持板相對安裝以用于夾持等離子發(fā)射噴頭；測溫單元中的測力儀 用于與高溫合金工件接觸以測量其被切削時候承受的切削力的大小； 測溫單元的紅外攝像頭用于測量被所述等離子發(fā)射噴頭加熱的高溫合 金工件待切削位

臨床廣泛使用的骨科固定器械材料以鈦合金、不銹鋼等惰性金屬為主，而現(xiàn)有可降解吸收材料（如聚乳酸、羥基磷灰石等）力學性能較差，無法對承受較大載荷骨創(chuàng)傷部位進行有效固定，應用范圍有限。但惰性金屬材料存在需要二次手術取出或永久保存在體內(nèi)的問題。鎂合金被稱為革命性的植入材料，具有力學性能優(yōu)異、生物相容性好、可在生理環(huán)境中降解吸收等突出的優(yōu)勢。目前全世界醫(yī)用鎂合金研究者、以及美國FDA、中國國家藥監(jiān)局、歐盟藥監(jiān)機構等均普遍認為醫(yī)用鎂合金的發(fā)展已經(jīng)具備進入臨床和實際應用推廣階段，且部分可吸收鎂合金骨科器械已進入臨床試驗階段。 本成果開發(fā)了系列化醫(yī)用鎂合金成分設計、組織與性能調(diào)控及其可控降解涂層技術。基于上述研究成果，研制的可吸收鎂合金骨科器械能在骨組織完成修復和再生過程后自行降解，降解產(chǎn)物鎂離子是人體必需元素，能促進骨組織愈合，也避免了需要二次手術取出帶來的痛苦和經(jīng)濟壓力，臨床推廣便利，市場前景巨大，可適用于不同骨折內(nèi)固定的各種結構形式骨釘、骨板等新產(chǎn)品。研究團隊在可吸收醫(yī)用鎂合金材料及其復合材料與保護涂層技術開發(fā)方面已申請了15項發(fā)明專利，從醫(yī)用鎂合金熔煉、成分設計、加工、表面可降解復合涂層、到骨科器械的結構優(yōu)化設計等關鍵技術環(huán)節(jié)都有很好的發(fā)明專利保護。在已有的技術基礎上，可以快速形成所需結構形式的可吸收骨科器械進行動物、臨床實驗。

研發(fā)階段/n內(nèi)容簡介：MC型多元低合金抗磨鑄鐵磨球是一種性能優(yōu)異的抗磨材料。該技術是將幾種具有不同功能的合金對鑄鐵進行微量合金化，并采用特殊的變質(zhì)處理技術和先進的激冷鑄造工藝，使生產(chǎn)出的鑄件具有生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)工藝簡單、可靠，其材質(zhì)具有韌性和高硬度，不易破碎且耐磨等特點，可采用沖天爐、電爐熔煉，材質(zhì)不需熱處理，該材質(zhì)廣泛用于磨球、襯板等易磨件。該產(chǎn)品僅用于建材、電力、選礦、化工等行業(yè)的磨球一項，國內(nèi)每年消耗達100多萬噸。技術指標：材質(zhì)硬度：HRC48-55；沖擊值：ak>5J/m2；破碎率：

以自主開發(fā)的超細 / 納米 WC 類復合粉末為原料，基于目前國內(nèi)企業(yè)常用燒結設備，開發(fā)出特色燒結工藝，制備出不同粘結相含量和晶粒尺寸級別、性能達到國際先進水平的系列超細晶硬質(zhì)合金塊體材 料， 平均晶粒尺寸 200 － 500nm，硬度 HRA 90 － 93.5，斷裂韌性 12.0 － 20.0MPa.m1/2，橫向斷裂強度4500 － 5200MPa，性能得到國際著名硬質(zhì)合金企業(yè)和國內(nèi)權威資質(zhì)機構檢測認定。利用真空燒結、熱壓燒結、熱等靜壓燒結等技術，結合原料粒徑匹配和燒結工藝優(yōu)化，制備出平均晶粒尺寸>8μm  的組織均勻、性能穩(wěn)定的超粗晶硬質(zhì)合金塊材，具有硬度 > HRA 90.0、斷裂韌性 >15.0 MPa.m1/2 的優(yōu)良力學性能。

“高性能稀土鎂合金薄板帶生產(chǎn)技術”項目是以北京市科委經(jīng)費支持為起源、以國家“十二? 五”科技支撐計劃為發(fā)展，以北京科技大學與美國波音公司國際合作開發(fā)高性能稀土鎂合金等為基礎，逐步形成的一項特色科技成果。通過系統(tǒng)地研究鑄軋、擠壓板坯熱軋、鑄錠熱軋和熱處理過程中鎂合金組織演變機理與性能控制技術等，研發(fā)出具有高成形性能的稀土鎂合金；實現(xiàn)了高精度鎂合金板成卷軋制過程自動化控制及精整、表面處理技術的開發(fā)，并完成了高精度鎂合金專用軋機機組及控制裝置的研發(fā)設計及應用，在此基礎上研發(fā)出高性能稀土鎂合金薄板帶生產(chǎn)工藝技術。

傳統(tǒng)鈦合金鑄造用陶瓷型芯材料如Al2O3、SiO2等材料存在易反應、難脫芯,而高化學穩(wěn)定性的Y2O3、ZrO2等材料卻價格昂貴且難以脫芯。實驗室經(jīng)過多年的研究和實踐，開發(fā)了穩(wěn)定性較高、價格低和易水解的 CaO材料為主的鈦合金精密鑄造陶瓷型芯材料，先后開展了對CaO型芯的成分、結構和生產(chǎn)工藝優(yōu)化等工作。為了解決CaO陶瓷型芯材料在生產(chǎn)放置中的潮解并進一步改善其與鈦合金熔體的界面穩(wěn)定性，實驗室正在開發(fā)利用溶膠-凝膠方法制備ZrO2/Y2O3包覆CaO陶瓷型芯材料的新技術，使陶瓷型芯具有殼-核結構，有效降低了CaO型芯在放置期間的吸潮速率，同時也提高了陶瓷型芯材料與鈦合金熔體作用的化學界面穩(wěn)定性。目前，CaO型芯已在復雜鈦合金航空鑄件得到了試應用，正致力于具有復雜內(nèi)腔的鈦合金精密鑄件的成型。該技術獲國家發(fā)明專利1項。

鑄造方法、鑄造設備、鑄件熱處理工藝控制四個方面 進行了研究和攻關，開發(fā)了 10項新技術，解決了國防工業(yè)領域一系列重 要構件的制造技術難題。其關鍵技術包括：高性能鑄造鋁合金的冶煉與 熔體處理技術，大型復雜薄壁鋁合金、鎂合金結構件的反重力鑄造，系 列化反重力鑄造設備，以及其它鑄造工藝與輔助料的配料。性能指標： 1. 從數(shù)10kg到2

鈦合金/鋼異種金屬焊接接頭在壓力容器、化工、醫(yī)療設備等制造領域應用前景廣泛。本項目采用連續(xù)驅(qū)動摩擦焊機進行鈦合金/鋼異種金屬焊接，適用于管與管、棒與棒和棒與管等旋轉(zhuǎn)類零部件的摩擦焊接。對于TC4鈦合金/40Cr鋼異種金屬摩擦焊接頭，其抗拉強度能夠達到40Cr鋼母材水平，實焊TC4鈦合金/40Cr鋼異種金屬摩擦焊接頭標準試樣拉伸斷裂照片如圖所示。