项目简介： 针对传统橡胶油封不能满足现代高端装备（如汽车、工程机械等）对旋转轴唇形油封的更高要求（即要求油封能承受高低温&n

铝及其合金是工程应用最广泛的结构材料之一。传统的铝合金零件通过铸造、锻造和粉末冶金等方法制造，与这些传统制造过程相关的工具设备增加了制造成本和交付周期。3D打印技术由于为制造设计提供了丰富的自由度而广泛应用于工程零件的制造。现有3D打印技术中，选择性激光熔化（SLM）是发展最为广泛的方法之一。但是SLM工艺中的冶金缺陷如许多裂纹、球化和气孔导致只有有限数量的金属适合该种工艺，且具备满足要求的密度、微观结构和强度。 中南大学粉末冶金研究院李瑞迪研究员和新西兰奥克兰大学、中车工业研究院有限公司等单位合作通过对合金元素进行调控和热处理工艺的探索，发展了一种适用于SLM制备工艺，具有良好抗裂性和高强度Al-Mg-Si-Sc-Zr合金。相关论文以题为“Developing a high-strength Al-Mg-Si-Sc-Zr alloy for selective laser melting: crack-inhibiting and multiple strengthening mechanisms”于4月13日在金属材料顶级期刊《Acta Materialia》在线发表。 在该项工作中，研究人员设计了一系列Al-Mg（-Si）-Sc-Zr合金，并用雾化合金粉末进行3D打印制备。在没有Si元素的情况下，Al-xMg-0.2Sc-0.1Zr（x=1.5,3.0,6.0wt.%）合金在制备过程中均易发生热裂纹，平均裂纹密度随Mg含量的增加而增大。发现在Al-6Mg-0.2Sc-0.1Zr合金中加入1.3wt%的Si能够有效地抑制SLM过程中的热裂纹，同时细化制备合金的微结构，从而提高打印试样的力学性能。 图1：不同成分的打印样品晶粒尺寸和形貌EBSD分析结果：（a）1.5 wt%Mg，合金1；（b）3.0 wt%Mg，合金2；（c）6.0 wt%Mg，合金3；（d）6.0 wt%Mg+1.3 wt%Si，合金4。晶体学取向用倒极图（IPF）表示。 图2：Mg和Si元素对试样断裂行为的影响。（a）不同合金成分（合金1，合金2，合金3，合金4）的拉应力应变曲线。（b-e）合金1（b）、合金2（c）、合金3（d）、合金4（e）的断口SEM图像。 通过对合金成分的进一步微调，研究人员设计了一种新型合金Al-8.0Mg-1.3Si-0.5Mn-0.5Sc-0.3Zr。这种新合金具有明显的细化微观组织，由亚微米胞体和胞体中存在的共晶Al3（Sc，Zr）纳米粒子（2-15nm）和粒间Al-Mg2Si共晶（Mg2Si直径10-100nm）组成。打印试样中形成了高密度的层错和独特的9R相。试样的拉伸强度和延伸率分别达到497MPa和11%。经过时效处理后，试样的拉伸强度达到550MPa，塑性在8%～17%之间。除了固溶强化、晶界强化和纳米颗粒强化外，高密度层错也有助于强化。 图3：不同组分（a1-4）合金#4；（b1-4）合金#5的SLM打印样品的细晶区TEM图像：（a1-2）合金4的胞状结构；（a3-4）合金的柱状结构；（b1-5）合金（b2）的胞状结构是（b1）的暗场图像；（b3-4）合金的柱状组织#5；图（a2），（a4），（b2）和（b4）显示了晶间共晶组织；（b5）是SLM-printed Alloy#5细胞的干HAADF图像和主要元素（Al、Mg、Si、Sc、Mn和Zr）的相应EDX图谱。 图4：（a）SLM打印合金#5时效前后的拉伸应力应变曲线。曲线“#5”表示打印合金#5；曲线“#5-HT1”表示360℃时效8h的合金#5；曲线“#5-HT2”表示300℃时效8h的合金#5。（b）在合金#5-HT2断裂处拉伸试样的透射电镜显示具有高密度位错和SFs的变形组织。（c）沿[001]方向的变形亚晶中滑移带和滑移方向的HRTEM图像。（d）在（-100）面上用（c）图中标记区域的傅里叶逆变换图像显示出高密度位错。 这项研究成果通过在原有3D打印Al-Mg-Sc-Zr合金中添加Si元素，形成了精细打印微观组织，获得了无裂纹的打印合金成分。随后通过热处理时效工艺引入高密度层错并细化晶粒，开发出了一种具有低热裂敏感性和高强度的新型铝镁合金。这项工作提供了一种解决和消除SLM工艺中的冶金缺陷的铝镁合金成分设计方法和热处理工艺，推动了SLM制造技术的工程应用。

成果内容：在6项国家级项目连续支持下，创建了在多种过滤膜表面构建仿细胞膜抗污染涂层的共性技术方法。获得了多种抗污染性能优异的水净化膜，建立了自清洁油水过滤分离装置及工艺技术。抗污染不锈钢网膜滤水通量10000-60000 L/m2h，除油率99%；抗污染超大尼龙网膜处理湖泊藻类污染的除藻率可高达95%，水体透明度及处理效率比其它处理分别提高3-5倍和100倍。抗污染膜构建技术及主要应用指标达到国际领先水平。 成果成熟度：已进入中试产品阶段，需要合作进行产业化攻关。 转化方式：技术转让与合作开发。 产业化应用市场需求： (1)湖泊及水源水中藻类和其它悬浮污染物高效滤除； (2)游泳池水高效、快速过滤净化； (3)巨量含油污水自清洁过滤净化处理； (4)原油开采液抗污染油水过滤分离； (5)水面浮油快速、高效收集； (6)生活污水高效过滤处理。 有关奖项：2017年陕西省科技工作者创新创业大赛金奖； 2021年陕西高校科学技术奖“一等奖”。 成果知识产权情况： 专利号 专利名称 专利状态 知识产权权属 ZL201110203771.7 利用RAFT聚合技术在材料表面构建仿细胞外层膜结构涂层的方法 授权 独占 ZL201110205373.9 仿贻贝粘附蛋白和细胞膜结构共聚物及其制备方法和应用 授权 独占 ZL200910219143.0 一种仿细胞外层膜结构修饰涂层制备的方法 授权 独占 ZL201310469385.1 一种通过聚多巴胺涂层构建功能化表界面的方法 授权 独占 ZL201510013872.6 含磷酰胆碱和聚乙二醇的功能聚合物及其抗污涂层的构建方法 授权 独占 ZL201610120275.8 功能型仿细胞外层膜立体结构涂层的构建方法 授权 独占 ZL201810353089.8 一种抗生物污染的超亲水微滤膜的制备方法 授权 独占 ZL201610485203.3 一种滤纸改性制备油水分离膜的方法及应用 授权 独占 ZL201610485188.2 一种亲水/疏油型油水分离不锈钢网膜的制备方法 授权 独占 ZL201910027531.2 一种仿生聚合物及制作耐久性双仿生聚合物涂层的方法及应用 授权 独占 ZL201720628315X 一种滤水型油水分离器 授权 独占

项目成果/简介:成果内容：在6项国家级项目连续支持下，创建了在多种过滤膜表面构建仿细胞膜抗污染涂层的共性技术方法。获得了多种抗污染性能优异的水净化膜，建立了自清洁油水过滤分离装置及工艺技术。抗污染不锈钢网膜滤水通量10000-60000 L/m2h，除油率99%；抗污染超大尼龙网膜处理湖泊藻类污染的除藻率可高达95%，水体透明度及处理效率比其它处理分别提高3-5倍和10

本发明公开了一种空气净化装置，它包括预处理器、低温等离子体发生组件以及尾气处理器，它们由下向上依次布置构成圆柱形结构；预处理器用于对悬浮颗粒、飘尘及 PM2.5 进行净化，并使空气通过；低温等离子体发生组件采用六边形的管式发生器进行介质阻挡放电净化，以节约空间，增加进气量，提高空气净化效率；尾气处理器用于对经过六边形管式发生器净化后的空气进行尾气处理，脱除介质阻挡放电净化时的副产物臭氧，以进一步提高空气净化效率。低温等离子体发生组件不需更换，长期使用只需对预处理膜及尾气处理膜进行更换，可大幅节约后期维护成本,尤其适用于室内对空气净化的需求。不仅提高了净化效率，也为用户节省了使用成本和空间。

成果创新点 通风换气、餐饮油烟净化、腐蚀物输运、工业分离输 送、河道除淤疏浚、采矿打沙及食品加工等领域。主要技 术创新路径：龙卷风旋涡能够产生强大抽吸力 核心优势：风机抽吸力丝毫不减，而套筒抽排能力与 风机相当，总排风量大大高于单独的风机的排风量；旋流 卷吸套筒独立使用，为风机另辟进风渠道实现免污染，排 风管道畅通无阻，特别适合腐蚀性或复杂环境中工作；旋 流卷吸无需额外能耗，旋转气流产生离

通风换气、餐饮油烟净化、腐蚀物输运、工业分离输送、河道除淤疏浚、采矿打沙及食品加工等领域。主要技术创新路径：龙卷风旋涡能够产生强大抽吸力 核心优势：风机抽吸力丝毫不减，而套筒抽排能力与风机相当，总排风量大大高于单独的风机的排风量；旋流卷吸套筒独立使用，为风机另辟进风渠道实现免污染，排风管道畅通无阻，特别适合腐蚀性或复杂环境中工作；旋流卷吸无需额外能耗，旋转气流产生离心力还可以实现分选截留，实现净化功能。

针对目前污水中含磷量偏高，而国家规定的排放标准要求不断提高（GB18918－2002中一级（A）的总磷≤0.5ppm）的现状，研发出全新的、特色分明的“超声耦合电化学催化氧化（混凝）含磷废水综合净化技术”。⑴超声耦合强化了电化学除磷技术；⑵将有机磷矿化为无机磷；⑶对有机污染物有一定程度的降解作用；⑷能部分分解水体中的氨氮；⑸可杀灭如大肠杆菌等微生物。 技术设备的特点：①处理速度快（废水流程约10分钟）；②处理效率高（总磷去除率大于95%）；③污染物去除范围广（可降解有机污染物、微生物