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北京科技大學特種陶瓷研究室開發出一種在金屬表面鑄滲金屬陶瓷梯度材料的技術，其應用前景極其廣闊。 本項目可在鋼鐵，銅，鋁等金屬的鑄造過程中，充分利用鑄造金屬的熱能，用燃燒合成，多孔材料和梯度材料的技術在鑄件的表面形成一層毫米級厚度的含碳化物或硼化物等的金屬陶瓷梯度材料層。此金屬陶瓷梯度材料層與基體是冶金結合，結合牢固。本項目可根據耐磨，耐蝕的具體要求，在一定的范圍內對表面鑄滲金屬陶瓷梯度材料的厚度，硬度，強度，韌性和耐蝕性進行設計。 本項目產品的基本工藝為鑄造和燃燒合成等技術的結合。可在復雜形狀和較大尺寸的鑄件需要的表面進行鑄滲。      本項目與大多數表面技術相比，具有表面層厚度大，結合牢固，能耗低，可在鑄件任意表面進行等顯著優點。      本項目可廣泛用于水泥，礦山，冶金，機械，石油，化工等各個行業。

銅優良的塑性、韌性及導熱性使得銅基陶瓷顆粒復合材料具有優良的綜合機械性能及良好的導熱性，使其能承受高速制動過程中所產生的壓力及磨擦表面瞬時高溫所產生的循環熱沖擊。高硬度的陶瓷顆粒在復合材料中充當磨擦元素，使得銅金屬基陶瓷顆粒復合材料具有高而穩定的摩擦系數。但同時也存在自身磨損較大的特點。本技術的特點在于對復合材料中的陶瓷顆粒表面包覆銅膜，徹底改變銅基體與陶瓷之間的接觸狀態，使銅基體與陶瓷顆粒之間由相互之間的機械接觸轉變成界面濕潤狀態，從而提高基體對陶瓷顆粒的支撐強度，使陶瓷顆粒能更充分的發揮其耐磨能力，在整體上表現為耐磨性提高，使用壽命延長。 應用前景： 隨著國內電力機車的不斷提速及未來高速列車、擺式列車的應用，列車的制動能力對列車的運行安全顯得越來越重要。制動磨擦材料的工況特點是，摩擦速度高，在短時間內吸收巨大的能量，摩擦面溫度急劇升高。目前普遍使用的金屬磨擦材料，其特點是磨擦系數較低且不穩定，隨磨擦面溫度的提高及滑動速度的增加使磨擦系數顯著降低。石棉等非金屬磨擦材料雖然具有高而穩定的摩擦系數，但磨擦表面的高溫會使其中耐熱性較低的橡膠、甲醛和酚醛樹脂等粘結劑碳化，使其喪失磨擦性能而損壞。碳—碳復合材料則由于成本較高，目前主要用于飛機的剎車裝置中。因此，金屬基陶瓷復合材料就成為高速列車首選的制動材料。它亦是汽車、摩托車及其它載運工具的剎車制動部件的換代材料。

成果與項目的背景及主要用途： 泡沫鋁材是一種新型的功能材料，一般孔隙率在 45％～98％之間，根據孔 隙特點分為開孔與閉孔兩種，各國學者早在 40 年代后期就對泡沫金屬材料有所 研究，但由于發泡工藝與孔的尺寸很難控制，一直未得到發展，直到 80 年代中 期以后才取得長足進展，開發出了一些有工業價值的生產工藝。目前，日本與德 國在研究、生產與應用泡沫鋁材與其他金屬泡沫方面居世界領先地位。我國對泡 沫鋁材的研究始于 80 年代后期，并取得了一系列的研究成果，但尚未取得突破 性的成就，仍處于起步階段。 目前，泡沫鋁的應用主要有：防火和吸音板、沖擊能量吸收材料、建筑板、 半導體氣體擴散盤、熱交換器、電磁屏蔽物等方面。還應用于冶金、化工、航空 航天、船舶、電子、汽車制造和建筑業等領域，應用范圍還在不斷擴大。 技術原理與工藝流程簡介： 本課題采取的是傳統的粉末冶金工藝，把鋁粉和造孔劑混合后，壓制成預制 件，在熱水中將造孔劑溶解掉，然后在真空爐中對預制件進行真空燒結，就得到 了開孔泡沫鋁。本試驗方法具有以下優點： 1.采用的粉末冶金法可以制備復雜形狀的試樣，工藝簡單容易實現。 2.通過改變工藝參數可以十分容易地控制孔隙率、孔形狀及孔的大小。這一 點是其它方法難以做到的。 3.采用的造孔劑為尿素、碳酸氫銨，成本低、形狀可控且容易去除。 技術水平及專利與獲獎情況： 1. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, J.J. Li. Processing of open cell aluminum foams with tailored porous morphology. Scripta Mater 53(2005)781-785.(JCR 工程技術 二 區，2004 年影響因子 2.112,檢索號：952BD.同時被 Ei 檢索，檢索號：05289206237) 2. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, X.W. Du, J.J Li, H.C.Man. A novel method for making open cell aluminum foams by powder sintering process. Mater lett 59(2005)3333-3336. (JCR 工程技術 三區，2004 年影響因子 1.186) 113天津大學科技成果選編 3. 姜斌，趙乃勤. 泡沫鋁的制備方法及應用進展.金屬熱處理. 30(2005)36-40. （Ei 檢索，檢索號：05279197817） 應用前景分析及效益預測： 泡沫鋁以其獨特的結構而具有許多優異的性能，它不僅具有多孔材料所具有 的輕質特性，還具有金屬所具有的優良的力學性能和熱、電等物理性能，如滲透、 阻尼、能量吸收、高比表面積、電磁屏蔽等性能。目前，泡沫鋁材已經廣泛應用 于防火裝飾材料、沖擊能量吸收材料、熱交換器等。由粉末冶金法制備的泡沫鋁 工藝簡單，成本低廉，可以制備復雜形狀的試樣。并且通過改變工藝參數可以容 易地控制孔隙率、孔形狀及孔的大小，這一點是其它方法難以做到的。所以本方 法有推廣應用價值。 應用領域： 泡沫鋁的應用主要有：防火和吸音板、沖擊能量吸收材料、建筑板、半導體 擴散器盤、熱交換器、電磁屏蔽物等方面。還可廣泛應用于冶金、化工、航空航 天、船舶、電子、汽車制造和建筑業等領域。 合作方式及條件：合作開發 7、高附加值尖晶石結構鐵酸鎳/鐵酸鎂/鐵酸鋅納米粉的制備方法 成果（項目）背景、簡介及應用領域： 據市場調查公司(富士經濟)的調查，納米技術最先實現商業化的就是材料領 域。納米材料的世界市場規模到 2015 年預計可達 15000 億美元，其中電子學領 域最高可達 8000 億美元；生物技術領域最高可達 3000 億美元。 納米材料(又稱超細微粒、超細粉末)是處在原子簇和宏觀物體交界過渡區域 的一種典型系統，其結構既不同于體塊材料，也不同于單個的原子。其特殊的結 構層次使它具有表面效應、體積效應、量子尺寸效應等，擁有一系列新穎的物理 和化學特性，在眾多領域特別是在光、電、磁、催化等方面具有非常重大的應用 價值。 尖晶石結構的納米NiFe2O4作為一種陶瓷材料具有耐高溫，高硬度，高強度， 114天津大學科技成果選編 熱穩定性好等優點。NiFe2O4 是一種常用的軟磁材料，可用作磁頭材料、矩磁材 料和微波吸收材料，同時也是制備性能優良的磁電轉換復合材料所選用的磁致伸 縮材料，在電子工業上具有極廣闊的應用前景。NiFe2O4 還是好的氣敏傳感材料， 還可以作為鋰電池的負極材料。 本技術是一種新穎的納米化合物的制備方法，該法用水和熱能替代傳統的草 酸鹽、碳酸鹽等，與傳統共沉淀法制備超微粉相比，由于直接利用了萃取過程中 的物料，降低了粉末的生產成本，并得到了更高純度的產品，減少了化工原料的 消耗和廢水的排放，是制備高品質超細金屬氧化物材料經濟便捷的綠色化學工藝。 因此，這種結合溶劑萃取制備高級無機材料的新過程是極有發展前途的新方法。 這個過程容易將沉淀粒子的大小控制在納米范圍內，從而克服了直接水解法難以 控制氧化物粒度的弊端。 成果（項目）技術特點（技術優勢及主要指標）： 本項目采用先進的新方法，合成一些售價在 500~2000 元/公斤的高附加值的 納米材料，該新技術吸收和繼承了液相法的優點并解決了現有合成方法中存在的 一些不足。本技術采用低成本的原料，降低了能耗，且容易產業化。 該新技術為一步合成方法,吸收和繼承了液相法的優點并解決了現有合成方 法中存在的如下問題： 1）解決了固相法中產物粒度不易控制、批次間分布不均勻，產品粒徑大、 形貌不規則的問題，通過改變工藝條件，可以調節產品的形貌、粒度大小和性能。 2）本技術為一步合成法，反應在短時間內就能完成，且省去了濕化學法后 續工藝的高溫煅燒和球磨過程，能直接合成納米級或微米級的粉體。 3）通過使用有機萃取劑對亞鐵離子的萃取提高了產品的純度，通過萃取劑 的循環，降低了生產成本、減少了化工產品的消耗和排放，屬潔凈工藝。 4）容易實施對產品的改性。 5）原料來源廣泛、制備工藝簡單、流程短、耗能低、工藝條件容易掌握、 易于工業化生產。 技術水平及專利與獲獎情況： 1) 申請了國家專利，并獲授權：尖晶石結構鐵酸鎳納米粉的制備方法， 115天津大學科技成果選編 申請號: CN200710057617.7，授權號: CN100506749，授權日: 2009.07.01 尖晶石結構鐵酸鎂納米粒子的合成方法， 申請號: CN200710057615.8，授權號: CN101070192B，授權日: 2010.10.13 2) 該技術在實驗室已取得決定性突破。通過與企業的合作，進一步研究開 發，可望達到或超過國際同類產品的水平。 3) 該產品已完成放大實驗，經中試后，便可進行試生產和生產。 應用前景分析及經濟效益預測： 本技術采用的液相合成新方法優勢明顯，如反應時間短，后處理簡單等。而 且樣品為納米級，粒徑也較均勻，這對產品的性能有很大影響。此外，有機體系 中還可以直接用純水做反應物，無廢堿排放，有機萃取劑也可以循環使用，屬于 綠色工藝，具有重要的實際應用價值。 本技術的原料成本低于其它方法，設備投資小：主要設備是低壓反應釜，反 應在中性的介質中和低于 150OC 的溫度下進行，因而對設備的耐腐蝕性要求不 高，與目前的固相法相比設備的投資小。 本項目按照年生產能力 100 噸、原料成本 5 萬元/噸、產品銷售價 20 萬元/ 噸計算，毛利收入 1500 萬元。 技術轉化條件：（包括：原料、設備、廠房面積的要求及投資規模） 1.原料，具體如下： ①鎳鹽：可以選用工業級的硫酸鎳、氯化鎳等，通過溶劑萃取提純 Ni2+。 ②少量氨水和萃取劑(循環使用)。 2.主要設備：低壓反應釜、過濾機、干燥箱、粉碎機。 3.生產用房高 4 米，其它為普通房。 4.投資規模：根據投資確定，如本年產總量 500 噸，項目開發總投資約為 2000 萬元，利稅可達到 3000-4000 萬。 合作方式及條件：面議。

以周廉院士為帶頭人的中心研究團隊，面向航空、航天、海洋工程和生物醫療等領域對高性能、結構-功能一體化材料及其面向性能制備的高端制造技術的迫切需求，圍繞高性能鈦合金、鎳基高溫合金、難熔金屬及鐵基合金粉體材料的制備與應用，開展了高性能合金成分設計與優化、高均勻高潔凈母合金制備、高性能金屬粉體材料制備、增材制造構件后處理集成技術及裝備、粉末冶金近凈成形技術的系統研究，形成了增材制造領域用高性能金屬粉末材料制備及應用的成套專用技術。

編織結構陶瓷基復合材料由于其耐高溫、抗氧化的特點，是高推重比航空發動機高溫部件最有應用前景的候選材料。在此背景下，研究開發了編織結構陶瓷基復合材料力學性能預測和結構強度分析技術。 項目通過穩態熱固耦合平衡方程推導建立了熱固耦合雙尺度漸進均勻化分析方法，得到宏細觀物理量間的對應關系偏微分方程。利用變分原理推導得到宏細觀物理量對應關系方程的有限單元形式，完成熱固耦合雙尺度漸進均勻化分析程序的開發；針對編織結構復合材料的多尺度結構特點，完成了復合材料的細觀、微觀多尺度RVE建模方法研究。最后，通過引入材料分布模型描述復合材料構件局部材料坐標，建立了復合材料構件宏細微觀多尺度熱固耦合分析體系。 此項技術通過多尺度RVE建模、熱固耦合雙尺度均勻化分析能夠較為準確的預測陶瓷基復合材料及其構件的熱力學性能，得到相關材料參數，為材料的應用提供分析方法。應用此項技術，復合材料熱力學性能預測值與材料單位提供的實驗值相吻合，預測的宏觀彈性模量與拉伸實驗測量值最大相對誤差12%以內。同時開展陶瓷基復合材料發動機典型結構實驗研究，應變預測值與實驗測量值最大相對誤差7%以內。

在信息產業飛速發展的今天，為了滿足人們對于手機、計算機、便攜式數碼設備等電子產品進一步輕便、小巧等的使用需求，必須使其核心的電磁元器件向微型化、薄膜化、集成化等方向發展。隨著電路中的射頻磁器件的體積不斷縮小，使用頻率不斷提高，傳統的鐵氧體材料由于其飽和磁化強度低，使其在GHz使用頻率下無法保持高的磁導率，這就迫切需要開發一種能夠應用于GHz頻率范圍的高頻軟磁薄膜材料。目前國內外的科研人員采用不同方法研究并制備了多種軟磁薄膜材料，如CoPdAlO（Sharp公司）、CoZrTa（Intel公司）、Co

柔性顯示用聚酰亞胺材料包含柔性 AMOLED 背板用聚酰亞胺漿料和可折疊顯示屏用無色透明聚酰亞胺蓋板膜。柔性 AMOLED 背板用聚酰亞胺漿料，存在技術難度大，生產難度高等困難。我們依托于配套電子行業龍頭企業的產品進程便利，掌握和滿足客戶的不斷變化的市場需求，與下游客戶建立密切的市場和技術聯系。我們通過和下游廠商一 起合作研發試驗，已經可以達到規模量產的條件?？烧郫B顯示屏用無色透明聚酰亞胺蓋板膜，是聚酰亞胺薄膜的難點中的難點。聚酰亞胺薄膜本色為琥珀色，通過分子改性， 使用不同的二胺二酐單體實現無色透明。可折疊顯示用無色透明聚酰亞胺蓋板膜，不僅僅要求無色透明，還要求楊氏模量大，線性膨脹系數小，也要求達到光學級使用要求。 由于光學級聚酰亞胺薄膜設備，沒有成熟設備，需要我們 獨立自主研發。國內在這一塊，離國外差距異常巨大。我們當前已經通過多元單體共聚完成無色透明、楊氏模量和線性膨脹系數的要求。光學級量產線已經完成設備設計， 準備進行設備制造 。

項目將蠶絲經生化技術和粉碎技術處理，制成絲素蛋白納米材料，對其進行化學修飾，制得了帶有不同活性基的絲素蛋白納米材料；將合成纖維浸漬在改性后的絲素蛋白溶液中，及將絲素蛋白溶液直接涂刷在織物上，制度得了絲素蛋白改性纖維或改性織物，提高了合成纖維織物的吸水、抗菌等服用性能。

材料研究及電氣自動化專業，本科及以上，招聘

左和平教授等所著《中國陶瓷產業國際競爭力研究》一書通過探索陶瓷產業國際競爭力的形成機理，發現陶瓷產業國際競爭力的培育路徑和影響因素；通過在全球視角下分析中國陶瓷產業的生產與貿易現狀，分析中國陶瓷產業的發展態勢和趨勢；通過中國陶瓷產業國際競爭力與區域競爭力的測度，明確中國陶瓷產業國際競爭力的國際地位、區域分布和發展態勢；尋找提升中國陶瓷產業國際競爭力的有效途徑和具體的戰略措施，促進中國陶瓷產業國際競爭力的提高。本書獲得第五屆江西省高等學校科技成果獎一等獎。