面向大尺寸高精度陶瓷及其复合材料复杂形状结构的成形，基于面曝光技术，开发了专用大尺寸陶瓷增材制造成形装备及相关工艺。技术特征基于面曝光技术的陶瓷预制体成形设备可成形ZrO2、Al2O3陶瓷预制体，利用微透镜阵列聚焦及光斑微偏移技术，分辨率可提升到37.5μm，结合收缩预测技术，大大提高陶瓷成形精度，成形尺寸达270mm×300mm×450mm，成形相对精度达到±1%，同时配套研发了无缺陷脱脂与烧结工艺，烧结样件致密度可达97%。应用范围:该项目研发了高精度结构陶瓷复杂结构成形的增材制造装备，并开展了相关工艺的研究，解决了工程陶瓷材料难以成形复杂结构的难题。项目所涉及技术可成功制备低介陶瓷无源器件、仿生多孔结构与吸波超结构等，可在航空航天、卫星、雷达等领域得到广泛的应用。

以自主开发的超细 / 纳米 WC 类复合粉末为原料，基于目前国内企业常用烧结设备，开发出特色烧结工艺，制备出不同粘结相含量和晶粒尺寸级别、性能达到国际先进水平的系列超细晶硬质合金块体材 料， 平均晶粒尺寸 200 － 500nm，硬度 HRA 90 － 93.5，断裂韧性 12.0 － 20.0MPa.m1/2，横向断裂强度4500 － 5200MPa，性能得到国际著名硬质合金企业和国内权威资质机构检测认定。利用真空烧结、热压烧结、热等静压烧结等技术，结合原料粒径匹配和烧结工艺优化，制备出平均晶粒尺寸>8µm  的组织均匀、性能稳定的超粗晶硬质合金块材，具有硬度 > HRA 90.0、断裂韧性 >15.0 MPa.m1/2 的优良力学性能。

本发明属于增材制造领域，并公开了一种异质多材料增材制造 系统。该系统包括关节臂机器人、打印装置、减材装置和监测反馈装 置，通过采用旋转式多喷头切换打印装置，以多个送丝打印机构旋转 切换的方式进行多材料多工艺实时切换打印，实现了多材料多工艺的 高效 3D 打印成形；双目立体视觉在线实时监测反馈装置及时反馈加工 零部件的层层温度信息及三维轮廓信息并与原始模型对比标定，确定 减材加工时机及相应减材加工参数。通过本发明，高精

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。

一、项目简介油气井固井作业中，强碱性水泥浆滤液大量渗入地层不仅会影响固井质量，也会造成产层污染。在油井水泥中添加降失水剂是目前最经济有效的一种解决方法。其主要作用在于：减少水泥浆的滤失量，提高顶替效率，减少滤液对地层的伤害；防止水泥浆脱水，提高水泥石强度并可防止环空桥堵，层间窜流。在油井水泥中添加降失水剂是目前最经济有效的一种解决方法。随着钻井技术的进步，给固井作业提出了更高要求。一般来说，降失水剂的作用机理有以下几种观点：(1)提高水泥浆粘度，使之不宜脱水；(2)提高水泥浆静切力，一旦静止即发生胶凝，既不产生静压，又不传递外压；(3)粒度大小分布不同的颗粒材料，堵塞地层空隙或微孔；(4)使水溶性聚合物吸附于水泥颗粒表面，形成吸附水化层，造成水泥颗粒桥接进而生成网状结构，束缚更多的自由水，堵塞水泥内部空隙，降低水泥滤饼的渗透性。(5)通过物理或化学交联使聚合物与无机物在一定压力下成膜，阻止水泥浆滤液的滤失。根据这几种原理，可作油井水泥降失水剂的只有三种：① 固体颗粒材料，对于这种材料，最初用作降失水剂的是膨润土，它是以极小的颗粒进入滤饼并镶嵌在水泥颗粒之间，而使滤饼结构致密，渗透率降低，属于这类材料还有沥青、石灰石粉、热塑性树脂等。均可用作降失水剂，此类产品的主要特点是：降失水效果显著、具有很好的抗温性，如磺化的酚醛树脂，缺点是配伍性差，尤其是对缓凝剂的选择性很强，另外对水泥浆的稠度影响较大，产品性能对原料品种和质量的依赖非常大。② 水溶性高分子聚合物，对于这种材料目前发展最快，主要原因是，合成聚合物具有高效性，用较小的剂量即可起到相同的天然化合物所起不到的作用。其次，合成聚合物具有既可以提供多种品种和规模，也可以提供具有多种性能和功能的产品。此外，合成聚合物在质量和价格方面的变通性比天然的高，生产的稳定性也较强，然而缺点是产品多为液体，粉末固体生产成本相对较高。③ 成膜型水溶性高分子－无机盐交联体系，此类产品具有优良的降失水效果，对水泥浆稠化时间几乎没有影响，配伍性很强，特别适用于中、低温淡水水泥浆，生产成本较低。FL-1型油井水泥降滤失剂是以适宜分子量及水解度的有机高分子材料与激活剂、交联剂及辅助材料复配而成的,在滤失初期可形成水泥颗粒-聚合物网络-水分子吸附层结构，防止水泥浆滤失。一般说来，成膜型降滤失剂在水泥浆失水初期即可形成高分子不渗透膜，因此具有较高的降滤失效果。然而在通常情况下，当温度高于75 ℃时成膜质量变差，水泥浆滤失量失去控制。FL-1油井水泥降滤失剂由于采用了新型的激活剂和交联剂，一般在加量1. 0 %~1. 4 %(BWOC) 时即可在井底循环温度30~120℃的范围内把水泥浆的滤失量降低到50mL/30min。二、市场前景我国于八十年代初期开始对降失水剂进行研究和应用，发展速度很快，1986年仅使用59吨，1992年增至857吨，并且需求量逐年增加，使用降失水剂所带来的保证固井施工安全、保护油气层已经得到各油田的共识，总公司对降失水剂的使用也越加严格，2003年颁布的新的石油天然气行业标准SY/T 6544-2003对不同固井施工作业中水泥浆失水性能进行了详细的规定，因此生产、开发油井水泥降失水剂具有广阔的应用市场。三、规模与投资中低温油井水泥降失水剂适用温度范围宽(30℃~120℃)，因此广泛适用于陆地浅井、中深井固井作业，可适用于G级、A级油井水泥，一般加量为1.0%~1.5%(BWOC)，可使API失水小于50mL/30min。市场价格约为2~2.4万/吨，主要原材料价格为6000~10000元/吨产品。四、生产设备投资初期只需要一台无重力干混机（市场价格约为2万元左右），如有一定经济基础可进一步购置产品检测实验设备，约6~7万元。五、效益分析该产品市场价格约为2~2.4万/吨，原材料价格约为原材料价格为6000~10000元/吨产品，人工、电费约200元/吨产品。六、合作方式可以以下两种方式进行：①一次性买断；②先支付入门费然后以卖出产品数量提成。七、其他该产品主要性能特点：1．FL-1由水溶性高分子及其它相关助剂组成；具有其生产简单产品质量稳定的生产优势。2．外观为浅灰色粉末，无毒、无嗅，不污染环境。3．适用于符合API标准的G级、A级油井水泥。4．一般加量为1.0%~.5%(BWOC)，可使API失水小于50mL/30min。6. 与RL-1油井水泥缓凝剂配伍可基本达到稠化时间与加量呈线性关系，见图1。5．与促凝剂或缓凝剂配合使用，可用于井底循环温度为30℃~120℃的油气井。6．可提高水泥石抗压强度。7．适于干混。该中低温油井水泥降失水剂属成熟工业化产品，已经在华北油田、冀东油田、内蒙古二连油田、山西煤层气、江苏油田等应用数百口油井，可提供应用及固井质量优质证明。八、图片

一、项目简介油气井固井作业中，强碱性水泥浆滤液大量渗入地层不仅会影响固井质量，也会造成产层污染。在油井水泥中添加降失水剂是目前最经济有效的一种解决方法。其主要作用在于：减少水泥浆的滤失量，提高顶替效率，减少滤液对地层的伤害；防止水泥浆脱水，提高水泥石强度并可防止环空桥堵，层间窜流。在油井水泥中添加降失水剂是目前最经济有效的一种解决方法。随着钻井技术的进步，给固井作业提出了更高要求。一般来说，降失水剂的作用机理有以下几种观点：(1)提高水泥浆粘度，使之不宜脱水；(2)提高水泥浆静切力，一旦静止即发生胶凝，既不产生静压，又不传递外压；(3)粒度大小分布不同的颗粒材料，堵塞地层空隙或微孔；(4)使水溶性聚合物吸附于水泥颗粒表面，形成吸附水化层，造成水泥颗粒桥接进而生成网状结构，束缚更多的自由水，堵塞水泥内部空隙，降低水泥滤饼的渗透性。(5)通过物理或化学交联使聚合物与无机物在一定压力下成膜，阻止水泥浆滤液的滤失。根据这几种原理，可作油井水泥降失水剂的只有三种：① 固体颗粒材料，对于这种材料，最初用作降失水剂的是膨润土，它是以极小的颗粒进入滤饼并镶嵌在水泥颗粒之间，而使滤饼结构致密，渗透率降低，属于这类材料还有沥青、石灰石粉、热塑性树脂等。均可用作降失水剂，此类产品的主要特点是：降失水效果显著、具有很好的抗温性，如磺化的酚醛树脂，缺点是配伍性差，尤其是对缓凝剂的选择性很强，另外对水泥浆的稠度影响较大，产品性能对原料品种和质量的依赖非常大。② 水溶性高分子聚合物，对于这种材料目前发展最快，主要原因是，合成聚合物具有高效性，用较小的剂量即可起到相同的天然化合物所起不到的作用。其次，合成聚合物具有既可以提供多种品种和规模，也可以提供具有多种性能和功能的产品。此外，合成聚合物在质量和价格方面的变通性比天然的大，生产的稳定性也较强，然而缺点是产品多为液体，粉末固体生产成本相对较高。③ 成膜型水溶性高分子－无机盐交联体系，此类产品具有优良的降失水效果，对水泥浆稠化时间几乎没有影响，配伍性很强，特别适用于中、低温淡水水泥浆，生产成本较低。HMS-1为水溶性聚合物型降失水剂，通过在共聚物中引入具有抗盐、水化能力强、抗温的功能基团，并通过先进的生产工艺得到不同分子量分布的共聚物，从而使产品具有耐温、抗盐、对水泥浆稠化时间影响小、对水泥浆具有分散作用的特点。二、市场前景我国于八十年代初期开始对降失水剂进行研究和应用，发展速度很快，1986年仅使用59吨，1992年增至857吨，并且需求量逐年增加，使用降失水剂所带来的保证固井施工安全、保护油气层已经得到各油田的共识，总公司对降失水剂的使用也越加严格，2003年颁布的新的石油天然气行业标准SY/T 6544-2003对不同固井施工作业中水泥浆失水性能进行了详细的规定，因此生产、开发油井水泥降失水剂具有广阔的应用市场。三、规模与投资广泛适用于陆地、海洋深井、超深井固井作业，可适用于G级、H级油井水泥，一般加量为5%~9%(BWOC)，可使API失水小于50mL/30min。市场价格约为1.6~1.7万/吨，主要原材料价格为3000~5000元/吨产品。四、生产设备投资初期需要一台可控温反应釜，如有一定经济基础可进一步购置产品检测实验设备，约6~7万元。五、效益分析该产品市场价格约为1.6~1.7万/吨，主要原材料价格为3000~5000元/吨产品，人工、电费约200元/吨产品。六、合作方式可以以下两种方式进行：①一次性买断；②先支付入门费然后以卖出产品数量提成。

一、项目简介油气井固井作业中，强碱性水泥浆滤液大量渗入地层不仅会影响固井质量，也会造成产层污染。在油井水泥中添加降失水剂是目前最经济有效的一种解决方法。其主要作用在于：减少水泥浆的滤失量，提高顶替效率，减少滤液对地层的伤害；防止水泥浆脱水，提高水泥石强度并可防止环空桥堵，层间窜流。在油井水泥中添加降失水剂是目前最经济有效的一种解决方法。随着钻井技术的进步，给固井作业提出了更高要求。一般来说，降失水剂的作用机理有以下几种观点：(1)提高水泥浆粘度，使之不宜脱水；(2)提高水泥浆静切力，一旦静止即发生胶凝，既不产生静压，又不传递外压；(3)粒度大小分布不同的颗粒材料，堵塞地层空隙或微孔；(4)使水溶性聚合物吸附于水泥颗粒表面，形成吸附水化层，造成水泥颗粒桥接进而生成网状结构，束缚更多的自由水，堵塞水泥内部空隙，降低水泥滤饼的渗透性。(5)通过物理或化学交联使聚合物与无机物在一定压力下成膜，阻止水泥浆滤液的滤失。根据这几种原理，可作油井水泥降失水剂的只有三种：① 固体颗粒材料，对于这种材料，最初用作降失水剂的是膨润土，它是以极小的颗粒进入滤饼并镶嵌在水泥颗粒之间，而使滤饼结构致密，渗透率降低，属于这类材料还有沥青、石灰石粉、热塑性树脂等。均可用作降失水剂，此类产品的主要特点是：降失水效果显著、具有很好的抗温性，如磺化的酚醛树脂，缺点是配伍性差，尤其是对缓凝剂的选择性很强，另外对水泥浆的稠度影响较大，产品性能对原料品种和质量的依赖非常大。② 水溶性高分子聚合物，对于这种材料目前发展最快，主要原因是，合成聚合物具有高效性，用较小的剂量即可起到相同的天然化合物所起不到的作用。其次，合成聚合物具有既可以提供多种品种和规模，也可以提供具有多种性能和功能的产品。此外，合成聚合物在质量和价格方面的变通性比天然的大，生产的稳定性也较强，然而缺点是产品多为液体，粉末固体生产成本相对较高。③ 成膜型水溶性高分子－无机盐交联体系，此类产品具有优良的降失水效果，对水泥浆稠化时间几乎没有影响，配伍性很强，特别适用于中、低温淡水水泥浆，生产成本较低。HMS-1为水溶性聚合物型降失水剂，通过在共聚物中引入具有抗盐、水化能力强、抗温的功能基团，并通过先进的生产工艺得到不同分子量分布的共聚物，从而使产品具有耐温、抗盐、对水泥浆稠化时间影响小、对水泥浆具有分散作用的特点。二、市场前景我国于八十年代初期开始对降失水剂进行研究和应用，发展速度很快，1986年仅使用59吨，1992年增至857吨，并且需求量逐年增加，使用降失水剂所带来的保证固井施工安全、保护油气层已经得到各油田的共识，总公司对降失水剂的使用也越加严格，2003年颁布的新的石油天然气行业标准SY/T 6544-2003对不同固井施工作业中水泥浆失水性能进行了详细的规定，因此生产、开发油井水泥降失水剂具有广阔的应用市场。三、规模与投资广泛适用于陆地、海洋深井、超深井固井作业，可适用于G级、H级油井水泥，一般加量为5%~9%(BWOC)，可使API失水小于50mL/30min。市场价格约为1.6~1.7万/吨，主要原材料价格为3000~5000元/吨产品。四、生产设备投资初期需要一台可控温反应釜，如有一定经济基础可进一步购置产品检测实验设备，约6~7万元。五、效益分析该产品市场价格约为1.6~1.7万/吨，主要原材料价格为3000~5000元/吨产品，人工、电费约200元/吨产品。六、合作方式可以以下两种方式进行：①一次性买断；②先支付入门费然后以卖出产品数量提成。七、其他该产品主要性能特点：1) 产品外观为浅黄色液体，无毒、无嗅，不污染环境。2) 适用于符合API标准的H级、G级油井水泥。3) 加量为5%~9％可使API失水小于50mL/30min，由于引入了新的功能基团，因此改变了以往市售聚合物降失水剂类产品过缓凝现象，因而可根据具体施工要求对产品加量进行增减，对水泥浆性能无不利影响。4) 由于产品具有不同分子量分布的特点，因而其自身具有分散性，常规施工可不加或少加分散剂。5) 与缓凝剂配合使用，可用于井底循环度为≥120℃的油气井。6) 具有良好的抗盐性，可抗饱和食盐水。

改性磷石膏水泥缓凝剂是用于水泥行业调节水 泥凝结时间的新型节能环保缓凝剂，利用磷肥工业排放废渣磷 石膏，经复合改性及回转窑煅烧处理，可完全替代价格较高的 天然石膏作为水泥制备过程中的缓凝添加剂使用。 其主要功能包括：成本低，工艺简单，全机械化流程先进 设计，循环利用矿物废渣，有效解决磷石膏堆积粉尘及水资源 污染问题，避免大量堆场土地占用，为企业节约上千万处理资 金。 项目产品处于中试阶段。