项目成果/简介:该项目是基于固废为原料的高性能隔热保温材料，包括稻壳硅，赤泥，石膏等。以及污水处理回收后的COD有机物，花生壳等农业固废基于特色低温烧结技术制备的高性能隔热保温材料。优势是成本低，制造工艺简单，可做成板材，涂料及异性件等。解决固废的高附加值利用问题，具有很好的社会经济效益。产品优势：1） 成本低采用特殊烧结技术，烧结温度低于1000度，比普通的隔热材料烧结温度低400度以上，并采用廉价的造孔剂如COD污水回收有机物等作为造孔剂，制造过程简单。2）使用温度范围宽 使用温度超过1300度，主要成分氧化硅，氧化铝，氧化锆，等高温耐热材料，也可石膏，赤泥，稻壳或复合成分，耐热度高。3）强度高，机械力学性能好，制造工艺简单 可以作为毡，板，或各类异性件，成型工艺简单，不需压力成型烧结，材料的烧结强度高，不易破碎。可以作为建筑外墙隔热，窑炉隔热，钢铁冶炼，农业等。图1 低温烧结的硅基致密陶瓷4）隔热性能好 以回收污水有机物作为造孔剂，原位矿化原理合成纳米材料，闭孔气孔率高，隔热性能好。也可直接利用稻壳中的有机固废成分造孔。 图2 稻壳硅基隔热保温材料显微结构项目阶段:项目进展：用于速热陶瓷及金属的隔热保温材料，投产阶段项目目前基于稻壳硅等固废开发了耐热1400度以上的隔热保温材料，用于不锈钢MCH速热电炼炉隔热保温材料立项投产阶段。同时适合用于石墨烯零秒速热陶瓷农业地温恒温系统的隔热保温，及道路化雪材料的底板隔热保温用途。知识产权类型:发明专利技术成熟度:可以量产技术先进程度:达到国际先进水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无

高温 TiAl 金属间化合物多孔材料，解决了普通金属多孔材料高温抗氧化、抗酸碱腐蚀性能差，陶瓷多孔材料难以焊接组件化和强度较差等难点，提高了多孔材料的使用性能、扩展了服役环境。本成果涉及反应烧结法制备高性能高温TiAl 合金多孔材料的新技术和多孔材料孔隙形成机理。制备的 TiAl 多孔材料可应用于环保、化工、石油、冶金、矿山、食品、医药及生物等领域作为过滤、分离、隔热、生物骨架及催化剂载体等，对于废气废液净化回收、节能环保等具有重大意义。

陶瓷拥有很多有用特性，如高强度、高硬度以及耐腐蚀、耐磨损等优点，缺点是无法轻易制成复杂形状。 3D打印技术能使陶瓷拥有复杂的形状，但陶瓷极高的熔点又限制了这一方法的使用。 目前几项陶瓷的3D打印技术不仅效率低下，且打印出来的产品往往内部缺陷大，无法保证性能，本项目采用选择性激光熔融技术和后续处理工艺可以大幅度提高打印材料的致密性，既能实现材料的复杂结构也保障了材料的各方面的性能。

该项目是基于固废为原料的高性能隔热保温材料，包括稻壳硅，赤泥，石膏等。以及污水处理回收后的COD有机物，花生壳等农业固废基于特色低温烧结技术制备的高性能隔热保温材料。 优势是成本低，制造工艺简单，可做成板材，涂料及异性件等。解决固废的高附加值利用问题，具有很好的社会经济效益。 产品优势： 1） 成本低 采用特殊烧结技术，烧结温度低于1000度，比普通的隔热材料烧结温度低400度以上，并采用廉价的造孔剂如COD污水回收有机物等作为造孔剂，制造过程简单。 2）使用温度范围宽  使用温度超过1300度，主要成分氧化硅，氧化铝，氧化锆，等高温耐热材料，也可石膏，赤泥，稻壳或复合成分，耐热度高。 3）强度高，机械力学性能好，制造工艺简单  可以作为毡，板，或各类异性件，成型工艺简单，不需压力成型烧结，材料的烧结强度高，不易破碎。可以作为建筑外墙隔热，窑炉隔热，钢铁冶炼，农业等。 图1  低温烧结的硅基致密陶瓷 4）隔热性能好  以回收污水有机物作为造孔剂，原位矿化原理合成纳米材料，闭孔气孔率高，隔热性能好。也可直接利用稻壳中的有机固废成分造孔。  图2   稻壳硅基隔热保温材料显微结构

成果描述：电子、汽车、化工、冶金等工业企业每年要排放大量的氟磷砷废水。众所周知，过量的氟将引起“氟骨症”；磷是导致水体富营养化的主要原因之一；而砷是强致癌物质，被列为第一类重点监测的环境污染物。此外，我国许多地区作为饮用水的地下水中其氟磷砷也严重超标，如果直接饮用将严重危害人们的身体健康。 本技术以制革厂的边角料制取胶原纤维，将具有强配位结合能力的无毒金属离子固载在胶原纤维上制备新型吸附材料，该吸附材料将对氟磷砷等无机阴离子等具有较强的吸附能力(见下表)。该吸附材料不仅可用于氟磷砷等无机阴离子的吸附，而且可用于水体中染料、有机物及微生物的吸附。此外，由于该吸附材料为纤维状，吸附是在材料的表面进行，因此该类吸附材料的吸附和解吸速度快。该吸附材料可生物降解，对环境无污染。 该技术已获得两项国家发明专利(A、胶原纤维固载金属离子吸附材料及其制备方法和用途，专利号：ZL2004100401450；B、胶原纤维固载金属离子吸附材料对蛋白质的吸附分离，专利号：ZL200610021271.0)。市场前景分析：主要用于废水中氟磷砷等无机阴离子、染料、表面活性剂等的吸附去除。该类废水约占整个废水量的15-20%，市场需求很大。与同类成果相比的优势分析：与传统吸附剂相比，具有吸附容量大、吸附速度快的优点。吨水处理成本降低50%左右。国际先进。

本项目提出了在钆镓石榴石（GGG）衬底上直接外延大口径磁光BiLuIG单晶体的思路，解决我国无大晶格常数掺杂钆镓石榴石（SGGG）晶圆片技术、无铅液相外延大尺寸BiLuIG晶体圆片的不足，突破纯GGG基片上外延超厚（1-20μm）磁光晶体这一难点科学问题。

随着电子设备的日趋微型化、高频化及高密度集成化，设备内部的传导干扰和电磁辐射干扰等问题尤为突出，引发出的一系列电磁兼容和设备可靠性问题亟待解决。采用宽带轻质高效吸波材料是解决电磁兼容的必由之路。

成果与项目的背景及主要用途：目前，多轴拉扭疲劳试验机多采用液压系统 实现，液压疲劳试验机主要存在以下几个问题：1、液压系统的量程较大，无法 满足小型试件的精密试验；2、动态响应速度慢，无法进行高频疲劳试验；3、功 率大，试验过程中产生较多热量，试验机进行高周疲劳试验时会有散热问题。因 此，液压试验机无法满足微电子材料、高分子材料等各种新型材料的力学性能测 试要求。 本试验机可以满足新型材料的拉扭复合应力下微电子材料、高分子材料等各 种新型材料的力学性能的测试。 技术原理与工艺流程简介：音圈电机是本试验机的基本作动单元，该电机具 有卓越的直线进给运动控制功能。其工作原理是利用通电线圈在恒定磁场中受电 磁力作用，力的大小与磁场强度、线圈运动速度及通电电流成正比。当电机型号 确定，磁场强度也就确定，因此电机的作动单元可根据需要形成力矩环或速度环 的闭环控制方式。电机的动态响应性能优越，运动加速度可达到 20g。同时，输 出力与通电电流成正比，可方便对输出载荷的大小进行控制调节。将电机控制器 与上位机相连，可单独对电机进行控制或与上位机通讯控制。电机控制器提供 AD 输入接口，可以将外部载荷传感器信号输入形成闭环控制，或采用电机控制 器的命令将信号读出进行显示和存储。扭转方向采用微型直流电机与减速器配合 使用，可在保证 0.0068 度的角度控制精度下输出 1N·m 大小以内的扭矩。采用 与直线动动方向相同的控制器对扭转方向的运动进行控制。扭矩的大小同样可以 通过外部扭矩传感器测量得到后输入到控制器进行处理。 试验机的控制装置为全数字闭环控制系统，两种控制模式（载荷、位移） 可根据需要自由选择。由于位移控制的精度极高（最大分辨率 1um），经标 定可以将位移信号用作应变信号。轴向运动与扭转运动由独立的控制器分别 控制，两通道可无干扰的异步工作，也可同步协调工作。控制波形由音圈电 机控制器的内部数字寄存器产生，可生成三角波、正弦波、方波、斜波、梯 形波等各种控制波形。合理的设置拉扭方向的控制方式及波形、频率，可实 现比例路径和各种非比例路径的加载，用于研究金属、非金属材料在多轴非 比例加载条件下的力学响应。通过将电机控制器与上位机相连，可以把试验 过程中的载荷、位移信号在上位机实时显示、控制或存储以备后续处理。 音圈电机控制器可以解释和执行 ASCII 码命令，可利用 VB 或 Delphi 等编程 语言制作疲劳试验程序界面，形成上位机对音圈电机的控制。控制器对单条指令 的解释时间不超过 200μs，可以满足疲劳试验动态响应要求。自主开发的疲劳 试验程序功能主要包括初始化电机控制器的控制参数，对试验数据如轴向力、位 移、扭矩、转角进行实时显示和存储，设定试验参数，对电机进行位移和载荷方 式保护等。 技术水平及专利与获奖情况：试验机具有精度高、响应快、功耗小、易操作 等主要特点。拉扭电机及拉扭传感器均为美国原装进口。 拉伸载荷±100N；扭转载荷±1Nm；位移行程 50mm；频率 0.01-80Hz。 [1] 专利：微型宽频拉-扭疲劳试验机，申请号：2004200298116，已授权。 [2] 专利：高频响应高温拉-扭疲劳引伸计，申请号：2004100721891 应用前景分析及效益预测：将单轴疲劳模型应用到多轴情况已不能满足现代 工业的设计要求，因此材料多轴疲劳的试验研究已成为疲劳领域的重要课题。随 着新材料，如高分子材料，电子材料的涌现，对其力学性能的试验研究有很大的 需求。 应用领域：材料的力学性能试验，包括单轴拉伸，扭转，拉扭复合的疲劳试 128天津大学科技成果选编 129 验。 合作方式及条件：可提供现成产品，或技术转让。 

目前，泛碱是装饰砂浆、瓷砖勾缝剂等普遍存在的问题，本成果复配外加剂K的掺入可大大改善瓷砖勾缝剂的泛碱程度，当K掺量为11%时，泛碱现象得以消除。

一、 项目简介新型磁功能材料目前主要有超磁致伸缩材料、磁性液体材料、硅钢材料、电磁流变液、压电和铁电材料等，这些材料都具有优异的性能和广泛的应用前景，为电工及相关行业的发展起到巨大的推动作用。在磁功能材料性能测试方面，测试了硅钢单片及叠片直流偏磁下的磁化特性和磁致伸缩特性，测试了磁性液体的磁化特性、磁粘特性和表面张力等。在磁功能材料数学建模和求解方面，从材料的应用特性着手，以超磁致伸缩材料、磁性液体、硅钢材料和电磁流变液为例，考虑机械效应、温度效应、电场效应、磁场效应等因素，利用能量变分原理建立电-磁-机械耦合模型，编制材料应用特性模型与分析软件。在磁功能材料应用方面，研究了超磁致伸缩力传感器、加速度传感器，研究了磁性液体加速度传感器、倾斜角传感器、微压差传感器等，研究了磁性液体在物体比重测试技术和减振技术中的应用。二、 技术指标（包括鉴定、知识产权专利、获奖等情况）在国内外学术期刊和国际会议上发表相关论文100余篇，被三大检索收录70余篇。参加相关科研项目16项，其中国家自然科学基金2项，省部级项目11项，技术开发项目1项。授权发明专利2项。三、 高清成果图片3-4张