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在高技術(shù)陶瓷領(lǐng)域，先進陶瓷占有極其重要的地位，在諸多的先進陶瓷中，氮化硅基先進陶瓷以其高強度、高韌性、高的抗熱震性、高的化學(xué)穩(wěn)定性在先進陶瓷中占有獨特的地位，是公認的未來陶瓷發(fā)動機中最重要的侯選材料。并且在國際上氮化硅陶瓷刀具和氮化硅基陶瓷軸承已經(jīng)形成相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。任何一個跨國刀具公司都有氮化硅基陶瓷刀具的系列產(chǎn)品，足見其在機加工行業(yè)中具有不可替代的地位。 但是，影響氮化硅陶瓷推廣的一個主要因素，是氮化硅粉末價格昂貴，這是由于傳統(tǒng)的制取氮化硅粉末的方法耗能高，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)成本高。本項目采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新的燃燒合成技術(shù)，制取氮化硅陶瓷粉末和氮化硅復(fù)合粉末，具有耗能低，生產(chǎn)周期短，雜質(zhì)含量低，生產(chǎn)成本低等特點，具有廣泛的應(yīng)用前景。 燃燒合成（Combustion Synthesis，CS）又名自蔓延高溫合成（Self- Propagating High-Temperature Synthesis，SHS），是利用化學(xué)反應(yīng)自身放熱合成材料的新技術(shù)，基本上（或部分）不需要外部熱源，通過設(shè)計和控制燃燒波自維持反應(yīng)的諸多因素獲得所需成分和結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。 自1990年以來，本項目負責(zé)人等針對燃燒合成氮化硅陶瓷產(chǎn)業(yè)化的一系列關(guān)鍵問題，在氣-固體系氮化硅基陶瓷的燃燒合成熱力學(xué)、動力學(xué)和形成機制等方面進行了深入研究后得到的創(chuàng)新成果。 采用本項目的技術(shù)，可以生產(chǎn)符合制作先進陶瓷要求的從全α-Si3N4相到高β- Si3N4相，及不同配比的氮化硅粉末，還可根據(jù)用戶要求，用此技術(shù)生產(chǎn)α-Sialon，β-Sialon和其它各種氮化硅基的復(fù)合粉末。粉末的質(zhì)量優(yōu)良而穩(wěn)定。 應(yīng)用于航天、航空及機械行業(yè)等，用于制作氮化硅陶瓷刀具、氮化硅基陶瓷軸承、耐磨耐腐陶瓷涂料等。

大粒徑硅溶膠是一種重要的無機膠體材料，以其獨特的物理化學(xué)性質(zhì)在多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 一、定義與特性 定義：硅溶膠是一種含有二氧化硅（SiO2?）的膠體溶液，通常呈現(xiàn)為透明或半透明的液體。大粒徑硅溶膠指的是粒徑在100納米以上的硅溶膠，其粒徑范圍可以從100納米到500納米不等。 特性： 物理性質(zhì)：大粒徑硅溶膠具有較高的粘度和良好的流動性，能夠在高溫和高壓環(huán)境下保持其性能。 化學(xué)性質(zhì)：硅溶膠無毒無味，耐高溫、耐酸堿，具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)。 光學(xué)性能：大粒徑硅溶膠具有較好的光散射能力，可以在涂料中產(chǎn)生優(yōu)良的遮蓋效果，提升涂料的遮蓋力和白度。 機械性能：干燥后能形成堅韌的薄膜，具有一定的耐磨性和耐化學(xué)性。 二、制備方法 大粒徑硅溶膠的制備方法多種多樣，常見的包括： 溶膠-凝膠法：通過控制反應(yīng)條件，如溫度、pH值和反應(yīng)時間等，調(diào)節(jié)硅溶膠的粒徑和分布。是目前應(yīng)用最廣泛的一種方法。 離子交換法：也稱粒子增長法，以水玻璃為原料，通過離子交換反應(yīng)去除雜質(zhì)，生成聚硅酸溶液，再經(jīng)處理得到大粒徑硅溶膠。 水熱合成法：在高溫高壓條件下合成硅溶膠，能夠獲得較為均勻的顆粒分布。 直接酸化法：采用稀水玻璃，經(jīng)離子交換樹脂去除雜質(zhì)，制備活性硅酸溶膠，再加熱保溫、直接酸化，控制反應(yīng)條件使晶粒長大，得到大粒徑硅溶膠。 三、應(yīng)用領(lǐng)域 大粒徑硅溶膠因其獨特的性質(zhì)，在多個領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景： 涂料行業(yè)：作為填料和增稠劑，改善涂料的流動性和刷涂性能，提高涂層的附著力和耐磨性。其透明性也適用于透明和半透明涂料的生產(chǎn)。 建筑材料：作為粘結(jié)劑，提高水泥和砂漿的強度及耐久性，改善建筑材料的抗?jié)B性能。在混凝土中加入適量的大粒徑硅溶膠，可以增強混凝土的抗壓強度和耐磨性。 電子行業(yè)：用于電子封裝材料和絕緣體，提高材料的熱導(dǎo)性和電絕緣性，減少電子元件之間的干擾，提高電子設(shè)備的性能和可靠性。 陶瓷材料：作為添加劑，改善陶瓷的成型性和燒結(jié)性能，增強陶瓷制品的強度和韌性，提高陶瓷產(chǎn)品的表面光潔度和色澤。 橡膠行業(yè)：作為填充劑和增強劑，提高橡膠的耐磨性和抗老化性能，改善橡膠的加工性能，降低加工難度，提高生產(chǎn)效率。 紙張和紡織行業(yè)：作為涂布劑和助劑，提高紙張的光滑度和印刷適應(yīng)性，改善紡織品的手感和強度，提高紡織品的耐水性和耐污性。 環(huán)境保護：作為吸附劑，有效去除水中懸浮物和重金屬離子，改善水質(zhì)。在土壤改良方面也展現(xiàn)出一定的應(yīng)用前景。 化妝品行業(yè)：被廣泛應(yīng)用于粉底、遮瑕膏等產(chǎn)品中，提供良好的滑爽感，使化妝品在涂抹時更加順滑，且不易出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。 四、使用注意事項 在使用大粒徑硅溶膠之前，應(yīng)準(zhǔn)備好所需的工具和材料，包括攪拌器、量筒、噴槍等。 注意施工環(huán)境，高濕度環(huán)境可能導(dǎo)致涂層干燥不良，而低溫環(huán)境則可能延長干燥時間。 在大規(guī)模應(yīng)用前，建議進行小面積的兼容性測試，確保硅溶膠與基材之間的相容性，避免因不兼容造成的涂層脫落或起泡。 使用后應(yīng)及時清洗工具和設(shè)備，避免硅溶膠固化在工具上，影響下次使用。 五、總結(jié) 大粒徑硅溶膠以其獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，在涂料、建材、電子、陶瓷、橡膠、紙張、紡織、環(huán)境保護及化妝品等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。隨著科技的不斷進步和生產(chǎn)工藝的改進，大粒徑硅溶膠的應(yīng)用范圍和潛力將進一步拓展，為各行業(yè)的發(fā)展提供更為強大的支持。

北京科技大學(xué)特種陶瓷研究室開發(fā)出一種自蔓延反應(yīng)燒結(jié)氮化硅/氮化硼復(fù)相可加工陶瓷材料，其應(yīng)用前景極其廣闊。 Si和N2合成Si3N4反應(yīng)的絕熱燃燒溫度高，體積有所增加，生成棒狀的b-Si3N4相相互交叉，提高了自蔓延反應(yīng)燒結(jié)氮化硅多孔陶瓷的強度，但氮化硅加工性能差。h-BN陶瓷可加工性能好，但燒結(jié)性能差。本項目利用h-BN相在氮化硅陶瓷中形成弱界面，當(dāng)加工時，弱界面上會形成微裂紋，并沿弱界面發(fā)生偏轉(zhuǎn)，耗散裂紋擴展的能量使裂紋擴展終止；當(dāng)載荷繼續(xù)上升時，在下層的弱結(jié)合界面處將產(chǎn)生新的臨界裂紋再擴展；如此反復(fù)，使裂紋成為跳躍式階梯狀擴展，斷裂漸次發(fā)生而非瞬間脆斷，使氮化硅/氮化硼多孔陶瓷材料具有了好的可加工性能。 本項目原料中采用了一定比例的Si粉，比完全以Si3N4粉為原料的普通燒結(jié)工藝節(jié)約了原料成本。產(chǎn)品的基本工藝為自蔓延高溫合成（燃燒合成）工藝，在氣體高壓反應(yīng)器中進行，燒結(jié)所需要的能量完全由原料自身放熱提供，與其他制備方法（常壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、反應(yīng)燒結(jié)）相比較，不需要高溫?zé)Y(jié)爐長時間燒結(jié)，大大節(jié)省了能源。本項目工藝簡單，燒結(jié)速度快，效率高。可制作復(fù)雜形狀一維，二維的大尺寸陶瓷材料。抗彎強度已做到188MPa，材料可加工性能優(yōu)良。 已獲中國發(fā)明專利《ZL 200610089013.6自蔓延反應(yīng)燒結(jié)Si3N4/BN復(fù)相可加工陶瓷的方法》。

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 50082-2009，JTG 3420-2020 混凝土的碳化作用是指空氣中的二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣在有水存在的條件下發(fā)生化學(xué)作用，生成碳酸鈣和水。碳化過程是二氧化碳由表及里向混凝土內(nèi)部逐漸擴散的過程。碳化對混凝土最主要的影響是：使混凝土的堿度降低，減弱了對鋼筋的保護作用，可能導(dǎo)致鋼筋的銹蝕。碳化還會引起混凝土收縮（碳化收縮），容易會使混凝土的表面產(chǎn)生細微的裂縫。 NELD-CA070型混凝土碳化試驗箱是北京耐爾得公司研發(fā)的進行混凝土碳化試驗的專用設(shè)備。產(chǎn)品采用中文液晶顯示，操作簡單，全程自動控制，性能完善。

一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 據(jù)統(tǒng)計，1950年到2019年，全世界塑料產(chǎn)量超過了90億噸。塑料制品的壽命一般是1年到5年，使用完后，塑料制品就變成了廢塑料。廢塑料的處理不當(dāng)就產(chǎn)生了所謂的白色污染（White Pollution）。常見的廢塑料包括聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的包裝袋、農(nóng)用地膜、一次性餐具、塑料瓶等塑料制品使用后被棄置成為固體廢物。絕大部分廢塑料在自然環(huán)境下完全降解至少需要一百年，因此廢塑料不僅導(dǎo)致了嚴(yán)重環(huán)境污染，還對水體生物造成嚴(yán)重影響，最終危害到人類健康。中國在2019年的廢塑料就高達6300萬噸，價值超過1000億元。傳統(tǒng)的廢塑料處理包括物理回收和化學(xué)回收。物理回收的優(yōu)點是簡單高效，缺點是回收的次數(shù)有限。化學(xué)回收是將廢塑料通過溶解分解、熱裂解、催化裂解的形式轉(zhuǎn)化為有用的化工原料，比如單體、汽油、氣體等。化學(xué)回收的優(yōu)點是能將廢塑料轉(zhuǎn)化為化工原料，缺點是產(chǎn)物往往是混合物，難以分離純化，附加值不是很高。將廢塑料可控降解為高附加值的產(chǎn)品，實現(xiàn)廢塑料的升級化學(xué)回收，是行業(yè)近年來需要重點解決的問題。

成果與項目的背景及主要用途： 陶瓷墨水就是含有某種特殊陶瓷粉體的懸濁液或乳濁液，通常包括陶瓷粉 體、溶劑、分散劑、結(jié)合劑、表面活性劑及其它輔料。利用 PüHLER 納米研磨 機可將無機顏料噴墨技術(shù)功能性的陶瓷墨水打印在陶瓷磚上，實現(xiàn)建筑陶瓷的個 性化和功能化。 技術(shù)原理與工藝流程簡介： 反相微乳液法制備高溶度 ZrO2 陶瓷墨水。反相微乳液制備陶瓷墨水，得到 粒度均勻的納米微粒和最大溶水量時的最佳組分配比,乳化效果最好,溶水量佳。 同時利用反相微乳液法制備出了非水相 ZrO2陶瓷墨水。成型后快速干燥, 獲 得均勻、致密堆積的陶瓷坯體。此方法通過設(shè)計體系的組成,繪制不同組分配比 和不同溫度時的體系擬三元相圖,計算出最佳組成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和溫度的控制范 圍。陶瓷墨水透明穩(wěn)定,目前質(zhì)量濃度可達到 1.4% ,粒度 20nm 左右,高度分散， 表面張力、粘度等指標(biāo)均滿足間歇式噴墨打印機的技術(shù)要求。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測： 相比絲網(wǎng)印刷和輥筒印刷技術(shù)，噴墨印刷擁有著生產(chǎn)流程更簡單、產(chǎn)品生產(chǎn) 周期縮短、花色紋理更加逼真豐富的有點。 陶瓷噴墨打印成型技術(shù)是一種把計算機輔助制造(CAM)應(yīng)用于陶瓷成型中 的 新技術(shù)。它是在計算機控制下多層打印逐層疊加制出三維陶瓷坯體。它在復(fù) 雜單體陶瓷制造、有序成分復(fù)合材料制造,固體氧化物燃料電池制造等方面有很 好的應(yīng)用前景。 按中國陶瓷噴墨打印機最終市場容量 3000 臺，當(dāng)前陶瓷墨水平均價格 13 萬元/噸，每臺陶瓷噴墨打印機機使用的墨水量 8-12 噸/年來計算，未來國內(nèi)陶瓷 墨水市場價值為 31.2-46.8 億元/年。 應(yīng)用領(lǐng)域： 噴墨印刷技術(shù)被廣泛應(yīng)用到瓷片、全拋釉、仿古磚、微晶石、薄板等產(chǎn)品中。 合作方式及條件天津大學(xué)科技成果選編 技術(shù)合作與專利轉(zhuǎn)讓 

項目成果/簡介: 陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、耐老化、抗壓強度高等諸多優(yōu)點，但有一個致命的缺點——脆性。柔性陶瓷材料作為一種新型材料，在通訊、電子、醫(yī)學(xué)、航空、航天、軍事等高技術(shù)領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用。如電子計算機的高速硬盤轉(zhuǎn)動系統(tǒng)需要柔性陶瓷軸承；導(dǎo)彈、火箭發(fā)射裝置的關(guān)鍵部件如透波、鼻錐等要用耐高溫和抗氧化能力極強的柔性陶瓷做天線罩，才能承受高溫氣流的沖刷、摩擦 研究團隊通過對純鈦酸鋁原料制備鈦酸鋁柔性陶瓷技術(shù)的改進，以TiO2、Al2O3為原料，輔以Fe2O3、MgO、SiO2等添加劑，通過固相反應(yīng)、固相燒結(jié)制備出柔性鈦酸鋁陶瓷。能夠降低燒結(jié)溫度，且制備的鈦酸鋁陶瓷具有更高的強度和柔性。將其制備成具有柔性的鈦酸鋁陶瓷材料，將有傳統(tǒng)陶瓷材料沒有的特性，并且能夠進一步提高其抗熱震性，使得柔性鈦酸鋁陶瓷能應(yīng)用于更為苛刻的環(huán)境中，并且在工業(yè)生產(chǎn)中用途更廣、市場大、前景好。可彎砂巖可彎砂巖微觀結(jié)構(gòu)圖知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利技術(shù)先進程度:達到國內(nèi)領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無

透明陶瓷作為一種新型的光學(xué)材料，兼具單晶和玻璃兩者的優(yōu)勢于一體，具有良好的熱物理性能、機械強度和耐腐蝕性。通過合適的稀土離子摻雜，可實現(xiàn)不同的光功能特性。透明陶瓷制造工藝簡單，成本低廉，具有高濃度摻雜和高光學(xué)質(zhì)量的優(yōu)勢，可以大尺寸、大批量生產(chǎn)。在高功率固體激光、白光LED照明、核醫(yī)學(xué)和高能物理探測、國防武器裝備等領(lǐng)域均具有其他材料不可替代的應(yīng)用優(yōu)勢，具有廣闊的市場前景。

陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、耐老化、抗壓強度高等諸多優(yōu)點，但有一個致命的缺點——脆性。柔性陶瓷材料作為一種新型材料，在通訊、電子、醫(yī)學(xué)、航空、航天、軍事等高技術(shù)領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用。如電子計算機的高速硬盤轉(zhuǎn)動系統(tǒng)需要柔性陶瓷軸承；導(dǎo)彈、火箭發(fā)射裝置的關(guān)鍵部件如透波、鼻錐等要用耐高溫和抗氧化能力極強的柔性陶瓷做天線罩，才能承受高溫氣流的沖刷、摩擦 研究團隊通過對純鈦酸鋁原料制備鈦酸鋁柔性陶瓷技術(shù)的改進，以TiO2、Al2O3為原料，輔以Fe2O3、MgO、SiO2等添加劑，通過固相反應(yīng)、固相燒結(jié)制備出柔性鈦酸鋁陶瓷。能夠降低燒結(jié)溫度，且制備的鈦酸鋁陶瓷具有更高的強度和柔性。將其制備成具有柔性的鈦酸鋁陶瓷材料，將有傳統(tǒng)陶瓷材料沒有的特性，并且能夠進一步提高其抗熱震性，使得柔性鈦酸鋁陶瓷能應(yīng)用于更為苛刻的環(huán)境中，并且在工業(yè)生產(chǎn)中用途更廣、市場大、前景好。 可彎砂巖 可彎砂巖微觀結(jié)構(gòu)圖