聚合物基复合材料表面金属化常用的方法有真空蒸镀金属法、真空离子镀金属法、电镀法、化学镀法、电铸法、表面直接喷涂金属法等。这些方法各有其优缺点：如真空蒸镀和真空离子镀的镀层厚度均匀，但所需设备昂贵且制件尺寸受设备大小限制，涂层较薄且制备成本较高。电镀法工序复杂，镀层附着力相对较低；化学镀是大多数电镀工艺中都必须涉及到的，通常作为塑料制品电镀的前处理工艺，其优点是镀层致密、孔隙率低、适用的基体材料范围广，可在金属、无机非金属及有机物上沉积镀层；缺点是镀液寿命短、稳定性差，镀覆速度慢、不易制备厚涂层，存在环境污染。电铸法可制取高光洁度、高导电性、高精度、内腔结构复杂的制件，但每做一个制件就需一个模具，模具成本高、生产周期长。热喷涂法是把金属颗粒加热到熔融状态后沉积到基板或工件表面形成涂层；但聚合物基板材料的熔点很低，热喷涂时熔融金属颗粒和高温焰流将对聚合物基板材料表面产生严重的破坏；而且由于热喷涂的加热温度较高，所制备的金属涂层由于氧化和孔隙的产生很难满足使用要求。 冷喷涂技术不需要或者只需要很少量的热量输入，加热温度低、颗粒飞行速度高，这就有效防止了热喷涂时的热影响，减少了基体表面三维畸变，涂层中氧化、相变的发生，涂层残余热应力小，可制备厚涂层；另外，与热喷涂一个相同的技术优势是通过机械手挟持喷枪或者把基体工件放在数控工作台上，能够实现对一些复杂表面、较大工件的喷涂，加工灵活，适应性强。目前可制备纯Al涂层和Al-Cu等多层结构。 已申请专利：“一种聚合物基复合材料表面金属化涂层的制备方法及装置”，中国发明专利申请号：201010588064.X.，专利申请时间：2010.12.14，专利公开日：2011.05.18

本发明的优点：通过简单的化学合成工艺将不稳定的氧化亚铜纳米颗粒包裹到MOFs晶体里面，得到一例Cu2O@ZIF‑8复合材料，相对于氧化亚铜纳米颗粒，该材料的抗氧化性能明显提高，可用于催化等领域。该制备工艺简单可控，条件温和，环境友好，能源消耗极少，成本低，适应工业生产。

传统的硬质合金工模具材料耐磨性和强韧性难以兼得，而其中的钨、钴元素属于稀有贵重元素。本项目所采用的Ti(C,N)基金属陶瓷不但具有较高的硬度、耐磨性、红硬性、优良的化学稳定性和高温抗氧化性、与金属间极低的摩擦系数、无磁性、而且还具有较高的强韧性，不含稀有贵重元素，其制造成本仅为硬质合金的35～40%，已在市场上得到较广泛的应用。该成果发明了系列无钴金属陶瓷强韧化、无磁化制备技术，开发了系列高性能低成本无钴金属陶瓷材料，是硬质合金理想的升级替代材料，也具有陶瓷材料、聚晶立方氮化硼等超硬材料难以相比的强韧性。 技术特征 该材料主要性能指标可达：硬度≥92.2HRA，抗弯强度≥3250MPa，断裂韧性≥9.4 MPa·m1/2。 获得相关授权国家发明专利8项，相关技术曾获国家技术发明二等奖，达到国际先进水平。

传统的硬质合金工模具材料耐磨性和强韧性难以兼得，而其中的钨、钴元素属于稀有贵重元素。本项目所采用的Ti(C,N)基金属陶瓷不但具有较高的硬度、耐磨性、红硬性、优良的化学稳定性和高温抗氧化性、与金属间极低的摩擦系数、无磁性、而且还具有较高的强韧性，不含稀有贵重元素，其制造成本仅为硬质合金的35～40%，已在市场上得到较广泛的应用。该成果发明了系列无钴金属陶瓷强韧化、无磁化制备技术，开发了系列高性能低成本无钴金属陶瓷材料，是硬质合金理想的升级替代材料，也具有陶瓷材料、聚晶立方氮化硼等超硬材料难以相比的强韧性。技术特征该材料主要性能指标可达：硬度≥92.2HRA，抗弯强度≥3250MPa，断裂韧性≥9.4 MPa·m1/2。获得相关授权国家发明专利8项，相关技术曾获国家技术发明二等奖，达到国际先进水平。应用范围:主要用途：①适用于制作各种可转位刀片，用于难加工材料的干式切削；②适合用于制作加工磁性材料的刀具和成型模具；③用于碳纤维预浸料的切割时，使用的稳定性和寿命大大高于目前进口产品；④适合于制作电子元器件生产及激光加工生产线中的专用模具，综合性能优良；⑤适合制作苛刻环境下使用的密封环和耐磨件。

针对建设超大型水电站对压力管道用新型高性能关键材料与成套技术的迫切需求，集成开发了超大型水电站金属结构关键材料成套技术。提出了易焊接高强水电钢板、焊材、配套焊接工艺一体化解决方案，采用双淬火调质工艺，突破了 150mm 特厚岔管用板低压缩比连铸生产工艺心部性能技术瓶颈。开发出适应50kJ/cm 大线能量焊接的 800MPa 级配套超低氢焊材，填补了行业空白。该成果获 2017 年冶金科学技术一等奖，2018 年国家科学技术进步二等奖。

在 Nature，Science，Physical Review Letters，Advanced Materials 等学术刊物上发表论文 200 余篇，申请中国发明专利 65 件，授权发明专利 22 件。2010 年相关块体非晶复合材料韧化的工作被 Nature-Asia Materials 做专题评述，多项其它工作还被 Science，Materials Today，Nature 等学术杂志做专题评述以及其它世界各国媒体报道。在新一代超高强钢和先进耐热钢研究上取得了国际水平的研究成果，其中关于超高强钢的成果被国际权威给予很高的评价，同时被科技部评为“2017 年度中国科学十大进展”并在央视新闻联播报道。超高强钢；先进高熵合金；块体非晶合金；非晶纳米晶软磁合金；非晶态耐磨耐蚀合金；非晶与高熵合金钎焊材料；高熵合金生物材料；高强耐蚀镁合金。

内容介绍： 针对金属基复合材料制备成本高、工艺过程复杂的难题，集真空压 力浸渗、挤压铸造及液固挤压三种工艺优点于一体，开发出的真空吸渗 一液固挤压一体化成形复合材料构件的新技术，可一次成形出合金及其 复合材料管、棒材等高性能制件，解决了增强纤维与基体金属润湿性差 的问题，同时克服了传统复合材料管、棒材成形方法均需二次变形的弊 端，可用于铝、镁基复合材料的成形，极大地降低了铝、镁合金及其复 合材料的制备成

以周廉院士为带头人的中心研究团队，面向航空、航天、海洋工程和生物医疗等领域对高性能、结构-功能一体化材料及其面向性能制备的高端制造技术的迫切需求，围绕高性能钛合金、镍基高温合金、难熔金属及铁基合金粉体材料的制备与应用，开展了高性能合金成分设计与优化、高均匀高洁净母合金制备、高性能金属粉体材料制备、增材制造构件后处理集成技术及装备、粉末冶金近净成形技术的系统研究，形成了增材制造领域用高性能金属粉末材料制备及应用的成套专用技术。

骨质疏松症 (osteoporosis) 是一种以骨量减少、骨组织微细结构破坏导致骨脆性增加和骨 折危险增加为特征的系统性、全身性的骨骼疾病，多发于老年人和绝经后妇女。经皮椎体成形 术 (Percutaneous vertebroplasty，PVP) 和经皮球囊后凸成形治疗术 (PKP) 已被公认为治疗因骨质 疏松而导致的脊椎椎体压缩性骨折的最佳手段。目前该项目已攻克并形成可膨胀球囊的制备工 艺、定型仪器设备，形成了产品性能测试标准及方法。 目前达到的技术指标：可膨胀球囊在体外球囊可承受200 psi的压力5次以上，最大耐受压 力为不低于300 psi，导管最大直径为3.40 mm。

成果描述：采用高效预处理、脱细胞、低温酸酶结合萃取、盐析和膜分离、离心纯化等成套技术，从可溯源性的新鲜的动物皮、肌腱、跟腱等不同原料中制备出保留有天然三股螺旋结构的I型医用胶原，解决了获取大量高纯度、高产率的医用生物活性胶原的技术难题；掌握了通过物理与化学改性手段调控未变性胶原的热稳定性、流变学等性能及功能化赋性的方法和原理，为未变性化医用I型胶原的产业化利用提供了技术支撑；应用再生医学、仿生学以及生物设计的原理、方法，已研制出快速止血剂、硬脑膜等高端产品。目前，医用生物活性胶原、快速止血剂生产技术正在北京华信佳音有限责任公司与成都佰乐金生物科技有限公司实现产业化，项目进展顺利，产品综合性能优越，经济效益显著，具有较强的市场竞争力。市场前景分析：胶原是组成结缔组织（如皮肤、肌腱、骨骼等）的主要结构蛋白，在哺乳动物中约占总蛋白质总量的三分之一。胶原作为生物体主要的细胞外间质，起着维持组织器官和皮肤的形态和诱导修复各种损伤组织等作用。胶原具有四级超分子结构的特殊的三股螺旋结构，决定了其的一些特殊的性能，其具有良好的生物相容性、生物降解性、低毒性、弱抗原性，又能激活细胞特性基团的表达，有利于细胞的黏附、生长、增殖、分化，因而被大量用于医用生物材料研制和医学临床治疗。在食品、美容化妆品、保健品、造纸、发酵中也有着举足轻重的地位。胶原作为一种高技术含量的生物材料在生物医学、化妆品等领域具有巨大的潜在市场。首先生物活性胶原作为一种生物材料本身具有无限的生命力，是全世界科学家都在研究开发的新型材料之一，国内当前处于探索性开发阶段，因此只要抓住这个先机将来就可以获得良好的回报；其次生物活性胶原的深加工产品拥有巨大的消费群体，这主要是由于I型胶原的生物活性和低免疫原性，能够适用于大量的临床手术。目前，国内的年需求量26～30吨，且以10～20％的比例增长；预计到2015年，国内对医用胶原的需求量增至50吨/年左右，而国外市场份量更大，国内市场的需求量仅占国际市场的80％左右，因此，国外市场的年需求量大约为375吨以上。可见，本项目具有很大的发展空间和潜力。 本项目的胶原及胶原衍生产品技术正在北京华信佳音有限责任公司实现产业化，制备的胶原止血材料止血效果明显、综合性能优越，目前项目进展良好，产品竞争力强，在胶原产品市场上存在很大的开拓空间。与同类成果相比的优势分析：医用生物活性胶原每克售价约为150元，而生产成本每克升仅约为10元，因此每公斤生物活性胶原的利润为7.0万元。可见，本项目技术生产的未变性胶原功能材料具有很大的利润空间，经济效益非常显著，具有很强的市场竞争力。 国内领先。