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高效换热装备及其耐腐蚀石墨烯复合涂层
项目成果/简介:市场背景1：根据中国机械工业联合会统计，基于石油、化工、电力、冶金、船舶、机械、食品、制药等行业对换热器稳定的需求增长，我国换热器产业在未来一段时期内将保持稳定增长。预计 2010 年至 2020 年期间，我国换热器产业将保持年均 10-15%左右的增长速度，2015 年，我国换热器产业规模已突破 880 亿元，到 2020 年我国换热器产业规模有望达到1500亿元。 市场背景2：2016年国务院印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》，“突破石墨烯产业化应用技术”被写入规划。2017年1月《新材料产业发展指南》正式公布，石墨烯成为新材料产业发展的先导性产业。据前瞻研究院数据显示，2017年我国防腐涂料（常规防腐涂料和重防腐涂料）全年产量达到561万吨，占涂料总产量的27%左右。2013年以来，涂料产量年均增长率在5.5%左右，而我国防腐涂料达到12%左右，是增长最快的涂料品种之一；2018年防腐涂料总产量或达到600万吨以上，2020年总产量可突破700万吨。应用范围:目前国内外水蒸气空气预热器基本都是翅片管式，节能效果有待提高； 目前国内外成熟的蒸发式冷凝器基本都是管状或椭圆状，紧凑度不高，单位面积热负荷有待提高，特别针对化工产品如甲醇汽冷凝，要求系统压降低和尾气回收等指标，难以达到； 目前国内外烟气空气预热器基本采用管式，或回转式，管式占地面积达，换热系数不高，回转式漏风严重并且维修成本较高； 目前国内外解决金属表面腐蚀问题，基本采用搪瓷涂层，但搪瓷涂层导热系数低，不到1 W/（m·k）左右，而且搪瓷由于应力及金属与搪瓷线膨胀系数不一致，易导致崩瓷现象。项目阶段:批量生产效益分析:1）新型板式水蒸气空气预热器。与翅片管相比，节约水蒸汽15-30%，该项目目前属产业化阶段； 2）新型中间排液板式蒸发式冷凝器。与普通蒸发式冷凝器相比，节电节水30%，系统压降降低约0.1MPa，该项目目前属产业化阶段； 3）新型板式空气预热器。燃煤、燃气及燃油锅炉空预器，节能减排效果明显，该项目目前属产业化阶段； 4）耐腐蚀耐磨超导热疏水性石墨烯复合涂层。解决各领域换热设备表面的腐蚀问题，导热问题及结垢问题，节能减排效果明显。该项目目前属产业化阶段。
同济大学
2021-04-10
花键轴表面功能梯度复合涂层的制备方法
研发阶段/n一种花键轴表面功能梯度复合涂层，花键轴表面外依次涂覆有粘合剂、尼龙１１和／或尼龙１０１０薄膜，其特征在于：尼龙１１和／或尼龙１０１０薄膜外还涂覆有尼龙１１和／或尼龙１０１０与改性硫化钼或纳米氧化铝的均匀混合的梯度薄膜，梯度方向为从里向外改性硫化钼或纳米氧化铝在混合物中的含量从少到多，梯度薄膜的厚度为２５０－３５０微米。本发明与现有的花键轴涂层相比具有耐磨性能好、表面硬度高、自润滑能力强等优点。能广泛用于大、中、小型汽花键轴的表面涂覆。
湖北工业大学
2021-01-12
一种自修复医用导管涂层的制备方法
该项目针对国产医疗器械医用导管在使用时涂层不稳定的问题进行研发。解决涂层的稳定性。
东南大学
2021-04-13
PVD技术制备纳米结构超硬保护性涂层
涂层技术是提高刀具性能和寿命的重要途径。随着高速切削、干式切削等先进切削技术的不断发展，对刀具涂层的性能也提出了更高的要求，不仅要具备高硬度、高弹性模量、耐磨性和韧性等机械性能，还要具备抗高温氧化性能、耐蚀性以及优异的高温力学性能(红硬性)，传统的刀具涂层，如TiN、CrN、甚至TiAlN涂层已逐渐不能满足性能的要求。因此，亟需开发高性能的新型保护性涂层材料。 材料结构涂层是利用纳米材料的特异结构产生高硬度的新型涂层材料，包括纳米多层涂层和纳米复合涂层。本项目组采用PVD(物理气相沉积)技术开发的TiAlSiN、TiSiCN、CrAlSiN等纳米复合结构涂层获得近50GPa的超高硬度，同时具有较低的摩擦系数和热稳定性，其使用温度达到1000℃；开发的CrAlN/ZrO2、TiAlN/SiO2等纳米多层涂层，不仅具有超过50GPa的超高硬度，同时由于含有氧化物阻挡层，抑制了外界氧原子向涂层内部的扩散，使涂层抗氧化性能得到大幅提升，同时还具备优异的耐蚀性能。
上海理工大学
2021-04-13
铸造合金凝固特性分析仪
用于铸造生产现场准确评价铸铁、铸钢、铝合金、铜合金等线收缩、内应力、热裂的新型仪器。测试时，液态合金浇入湿型砂砂型中，系统可自动鉴别被测合金的凝固特性参数。该系统具有体积小、造型和砂箱定位简单准确、测量准确率高、可靠性好、抗干扰性强和操作方便等优点。
哈尔滨理工大学
2021-05-04
高温高性能高Nb -TiAl合金
陈国良院士的研究组在863及国家自然科学基金支持下，以创新的发展高温TiAl合金新思路，在国内外首次成功发展出有自己知识产权的高Nb 高温TiAl合金。该合金具有以下优点： 高温强度和使用温度与先进涡轮盘用变形镍基高温合金相同，比重比镍基高温合金小一半，减重效果达50%。 比普通TiAl合金的使用温度高60-100℃，强度高400～500 Mpa。 成分特点：高铌低铝（7/10Nb,£45Al）提高熔点和组织稳定性、高铌固溶强化及少量W、Hf、Mn、C、B、稀土等复合强化强化。 该项目先后获得部级自然科学一等奖和部级科技进步二等奖各三项。在高铌的强化作用和机制，形变诱导晶界结构和有序结构变化，形变孪晶和孪晶交截机制，层错能和超位错分解宽度研究等方面都有创造性成果。得到一项高铌钛铝合金专利，申请专利2项，发表文章约100篇。
北京科技大学
2021-04-11
触变注射成形镁合金
触变注射成形技术是目前唯一进行镁合金工业化生产的半固态成形技术。此技术及其产品具有诸多优点。但相关的理论还未完善，如组织和性能的研究不够全面和深入，成形件的热处理尚未开展，成形过程的数值模拟也较少见等，应用不够广泛。相关研究必将对完善触变注射成形技术的基础理论和扩大实际应用产生深远影响。/line本课题组全面深入的研究了触变注射成形AZ91D的组织，通过建立的微观组织定量分析体系对未熔固相进行了分析，并结合AZ91D粒料的等温处理实验结果，总结出了未熔固相演变的经验模型，接着探讨了其相应的热力学及物理特性。根据组织、孔隙率和试样拉伸断口形貌的变化，研究了工艺参数的影响，提出了拉伸断裂机制。热处理对成形件的影响也进行了探讨。
东南大学
2021-04-10
特种合金防垢防蜡装备
中国石油大学（华东）材料学院开发的特种合金防垢防蜡技术是以自主开发的特种功能合金为核心，流体与该合金接触之后，起到优异的阻垢防蜡效果。以该功能合金为核心制造的防垢防蜡装置可广泛适用于石油、化工、煤炭、发电、热力系统流动介质引起的油井、管线结垢结蜡区域。同时，该技术也可广泛应用于白色家电（如各种热水器、锅炉）、水处理等需要防垢阻垢领域。
该技术已申请了多项国家发明专利，具有自主知识产权，获得2017年教育部首届中国高校科技成果交易会“成果创新奖”，并已在国内多个油田和企业（如冀东油田、吉林油田、安庆石化等）得到广泛应用，2019年成功批量出口哈萨克斯坦，经济效益非常显著。
中国石油大学（华东）
2021-05-11
形状记忆合金及应用技术
铁基形状记忆合金的研究居世界领先地位，在自然子刊《Nature Communications》发表文章；突破FeMnSi基形状记忆合金研究瓶颈，与长征机械厂等合作达到用户使用要求。
四川大学
2021-04-10
低模量人体植入用β钛合金
目前，在作为人体植入用金属材料的不锈钢系、钴铬合金系和钛系三大系列中，钛及钛合金以其优良的生物相容性、力学适应性、可加工性和在生物环境下的抗腐蚀性在临床上得到了越来越广泛的应用。同样，评价生物医用钛合金也采用以上的性能标准。钛合金的临床医学应用包括：骨科、矫形外科、牙科、口腔医学、以及医疗器械，如介入性血管支架等许多医学领域。在临床应用中，目前广泛使用的钛合金（如Ti-6AI-4V等)的弹性模量虽然较316L不锈钢、钴铬合金等生物医用材料的弹性模量低得多，但其弹性模量仍为骨弹性模量的4-10倍。这种种植体与骨之间弹性模量的不匹配，将使得载荷不能由种植体很好地传递到相邻骨组织，出现“应力屏蔽”现象，从而导致种植体周围出现骨吸收，最终引起种植体松动或断裂，造成种植失败。此外，最近的研究发现，钛合金中的V、Al、Fe、Co、Ni、Cr等元素对细胞的接触毒性较强，生物钛合金中不宜添加此类元素。因此，研制新型低模量的医用β钛合金成为最具有前途的医用植入材料之一。成功研制的新型低模量的医用β钛合金比原来的Ti-6AI-4V等合金具有更优良的性能，更适合作为人体植入用材料。 主要性能指标 1.不含对人体有害元素：V、Al、Fe、Co、Ni、Cr； 2.合金室温下为亚稳定的β组织； 3.较低的弹性模量，E为：50～80GPa； 4.室温抗拉强度大于800MPa，延伸率大于12%。
上海理工大学
2021-04-11