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汽车车身板用6XXX系铝合金板材制造项目
目前汽车覆盖件用铝合金主要有5xxx系和6xxx系，其中可热处理强化的6xxx系铝合金不仅具有高的比强度、屏蔽性、散热性和耐蚀性，还具有良好的成形性和烘烤硬化性能，同时易于回收，是目前汽车覆盖件用铝板的主要发展方向。 该项目采用传统DC铸造技术制备高品质汽车车身板用铝合金铸锭，通过先进的均匀化工艺技术调控铸锭中过剩结晶相及弥散相粒子组态，为后续轧制变形及固溶再结晶提供微观组织准备，该项目采用的固溶间断淬火或固溶控制冷却属于国内乃至世界领先技术水平，该技术不仅可以减少铝合金车身板热处理精整部分的设备投资，还可以显著缩短铝合金生产工艺流线最终实现降低成本的目标。 如果以我国10%的轿车采用铝制车身，以单车用铝板量约100kg计算，我国每年需要铝合金车身板25万吨。若按铝车身板售价4万元/吨、利润8000元/吨计算，将有100亿元的市场空间和20亿元的利润空间。若考虑厢式货车、大客车、轻型卡车及重卡用铝板量，预计2016年我国汽车工业用铝板带需求有望达到50万吨，将带来200亿元的市场空间和40亿元的利润空间。 若考虑国际市场，2014年欧洲车身用铝板消费量为45万吨，北美和日本车身用铝板量超过60万吨，国外铝板需求量超过100万吨。若按100万吨计算，将有400亿元的市场空间和80亿元的利润空间。本项目建设符合我国目前的国家产业政策，是国家和行业重点支持的发展领域。该项目的实施不仅有利于传统材料领域高新技术的产业化，为企业提供新的经济增长点，而且有利于促进人员就业、社会稳定和保护环境，对地方经济和产业结构调整乃至社会稳定、节能环保可持续发展等具有重要的意义。
东北大学
2021-04-11
汽车用合金钢/中碳钢大方坯连铸冷却控制技术
汽车用合金钢/中碳钢大方坯高温力学性能及断裂机理研究：(1)进行45、40Cr、40Mn2、42CrMo、20CrMnTi等5个钢种连铸坯的高温热延性及强度性能实验及分析；(2)对5个钢种连铸坯试样的断口形貌进行扫描电镜分析；(3)研究5个钢种连铸坯在不同温度区间的脆性断裂机理。 汽车用合金钢/中碳钢大方连铸坯凝固过程研究：(1)凝固过程数值模拟，(2)工艺参数对铸坯凝固过程的影响：①钢水过热度、拉坯速度、比水量等对铸坯凝固过程的影响。②过热度与拉坯速度的匹配关系、比水量与拉坯速度关系。③铸坯温度场与凝固坯壳厚度的变化规律。 汽车用合金钢/中碳钢大方坯连铸二冷系统优化研究，结合二冷配水优化计算结果与石钢连铸机的实际情况，按照均匀冷却原则，进行大方坯连铸二冷系统的优化设计。(1)建立二冷配水模型，得出5个钢种、2种坯型（300mm×220mm和220mm×180mm）10种工况的二冷区最佳水量分布与最佳拉速的关系。结合过热度变化对二冷水量影响，建立二冷配水模型：Qi=A×V2+B×V+C+D×(ΔT-25)；(2)优化二冷配水制度；(3)设计合理的二冷系统。 汽车用合金钢/中碳钢大方连铸坯冷却控制软件研制：(1)运用射钉法测定连铸坯凝固坯壳厚度，并结合现场测量铸坯表面温度，对所建模型进行了双重验证。实验表明，所开发模型具有良好的实用性和可靠性。(2)根据大方坯连铸凝固传热数学模型，应用Borland Delphi 7.0 编程软件开发大方坯连铸冷却控制计算机模拟软件。该软件既可以在冷却水量一定条件下计算铸坯的温度场分布，又可以在铸坯目标表面温度条件下计算所需冷却水量，为铸坯质量精确控制提供重要的依据。 项目实施后，铸坯等轴晶率达30％以上的炉次比提高了36％；钢材低倍合格率由90.07％提高到98.20%，铸坯外观合格率由99.7％提高至99.9％，3年的直接经济效益1954.73万元。 该项目获得2006年获得河北冶金科学技术一等奖。相关研究内容登记计算机软件：汽车用钢大方坯连铸二冷控制计算机模拟软件（软著登字第BJ7314）和大方坯结晶器温度场模拟计算软件（软著登字第BJ7373）。 本项目对于国内外钢厂生产连铸坯质量的改善，具有广泛的借鉴意义，已推广至石钢炼钢厂转炉车间的3台方坯铸机、莱钢特钢大方坯铸机、兴澄特钢大方坯铸机、邯钢三炼钢新板坯铸机和新余钢厂板坯连铸机上，应用前景广阔，社会效益显著。
北京科技大学
2021-04-13
低功耗高性能软磁复合材料及关键制备技术
项目针对软磁复合材料长期存在的严重问题开展了深入研究，提出了在软磁粉末基体表面原位生成高电阻率软磁壳层，降低涡流损耗并保持高磁性能的技术思路，发明了多软磁相核壳结构复合材料，构建了高性能软磁合金新体系，制备出具有高磁通密度、高直流叠加等不同特性的系列软磁复合材料。项目达到国际领先水平，获得了系统的自主知识产权，授权发明专利 43 项，发表论文 50 余篇，推动我国软磁复合材料产业进入了世界先进行列。
浙江大学
2021-04-11
高性能低成本无钴金属陶瓷材料制备技术
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。
南京航空航天大学
2021-05-11
高性能低成本无钴金属陶瓷材料制备技术
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。
南京航空航天大学
2021-04-10
高性能复合型髋关节股骨假体材料及产品
研发阶段/n目前国内生产使用的主要是金属关节，虽然其价格低廉，但仍存在断裂、腐蚀、股骨头磨损等问题，进口人工关节价格昂贵。高纯氧化铝生物陶瓷适用于矫形关节假体部件的替代材料及制品，是一种生物相容性好、耐腐蚀及耐磨损的生物惰性材料。氧化铝陶瓷与金属复合的人工关节，结合了陶瓷生物相容性好、耐磨及金属抗折强度高、韧性好的优点，开发生物陶瓷与金属复合及配伍的人工髋关节，能改变目前国内无生物陶瓷人工关节生产的局面，提高我国人工关节产品的档次，参与国外产品的竞争，为我国髋关节患者提供高质量、价廉的人工髋关节产品
武汉理工大学
2021-01-12
高性能连续纤维增强复合材料 3D 打印工艺
本项目以连续纤维增强热塑性聚合物基高性能复合材料零件直接3D打印为目标，采用连续纤维与热塑性聚合物为原材料，利用复合浸渍-熔融沉积的3D打印工艺实现高性能复杂结构复合材料构件的低成本一体化快速制造，打印的复合材料零件的拉伸与弯曲强度分别达到340MPa与390MPa,该技术既改进了传统3D打印零件强度不足的缺点推动了3D打印技术向工业化应用的进程，又克服了传统复合材料成型工艺成本高、周期长的技术瓶颈促进了复合材料在将来的进一步发展与应用，是一次具有革命性的创新与突破。该技术属于国内首创，获得多项自主知识产权，受到国内外越来越多机构的关注，在国内，本项目得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、载人航天等项目的支持，开展关于工艺机理与装备等方面的研究，探索该工艺在航空航天领域的应用前景，在国外，分别与德国、俄罗斯等研究单位合作对该工艺的材料以及结构设计开展研究，研究水平国内外领先。在当今全球3D打印领域快速发展的形势下，复合材料3D打印具有巨大的发展前景，据SmarTech预测，至2026年全球用于3D打印的复合材料收入将超过5亿美元，未来十年内复合材料将成为3D打印最主要的市场机遇，目前该项技术已经开发出了成熟的工业设备，形成了成熟的装备-材料-工艺体系，具备了商业化应用的条件，已经初步在复合材料轻质结构等方面得到应用，随着该技术的成熟，将来必将在航空航天、汽车交通甚至民用领域得到广泛的应用。本项目目前正在积极寻求具有热塑性复合材料界面改性、基体材料开发、复合材料结构设计以及复合材料应用等方面特长的合作单位共同推动该新型技术的工业化进程。
西安交通大学
2021-04-11
石墨烯包覆钛酸锂材料及高性能超级电池
一、项目分类
显著效益成果转化
二、成果简介
本项目开创性地将石墨烯用于包覆钛酸锂，通过独特的加工工艺制得业内领先的石墨烯包覆钛酸锂材料，有效地解决了钛酸锂负极材料的产气问题，并以此为基础制得了高性能的钛酸锂超级电池。该电池单体可8C持续放电，20C脉冲放电，充放电循环大于30000次，10分钟可充电90%以上，低温性能优异（可在-40度环境下放电）。
石墨烯具有高导电性和优良的电化学稳定性，通过石墨烯的均匀包覆改善了钛酸锂的电子电导性，进而提升了电池的大倍率充放电能力和高低温性能。同时，石墨烯包覆降低了材料充放电过程中的极化，提高了材料的容量发挥，通过钝化钛酸锂材料表面的活性位点，解决了其产气问题。利用该负极材料做成钛酸锂超级电池，具有优异的倍率充放电性能、长寿命、高安全性能和优异的低温充放电性能。
本项目首先开发了石墨烯包覆的钛酸锂材料，采用高温固相法合成，X射线衍射图谱证明其为标准的钛酸锂尖晶石结构，微观上由100-200nm的一次颗粒组成的微米和亚微米级二次球形颗粒，D50为15±5μm，1C可逆容量大于155mAh/g。
获得了基于石墨烯包覆钛酸锂负极材料的钛酸锂超级电池，通过串并联成组后可以用于低温启动电源，轨道交通，储能等领域，在长寿命、高安全、快充和低温充放电领域具有广阔的应用前景。
南开大学
2022-07-29
三维机织/编织高性能纤维树脂基复合材料
以高性能纤维（玻纤、碳纤、芳纶等）为增强体，通过自有独特专利技术制备三维正交、角联锁、间隔型机织物以及三维多向编织物，并通过树脂改性、复合成型等技术集成制备成系列三维机织、三维编织复合材料。系列结构材料具有质轻、高强、高模、耐冲击等性能、阻燃、隔音、隔热等特性，可广泛用于交通工具、体育用品、军事、安全防护等领域。
关键技术
① 重构出“纤维-预制件-复合材料”在空间位置的真实图像，再现复合材料内部纤维束空间路径、偏转和纤维束间的接触状态，定量揭示工艺织造参数之间的关联关系；基于连续介质假设和有限变形理论，建立三维机织多尺度结构设计方法。
②以界面相的微观结构为切入点，从设计合理的碳纤维-环氧树脂界面微结构入手，将碳纳米材料作为纳米改性剂引入碳纤维/环氧树脂复合材料界面中，揭示其界面增强增韧机理，最终确立界面、结构与性能的关联机制。
知识产权及项目获奖情况
（1）一种用于宽幅扁平碳纤维丝束的连续定型工艺ZL201010519415.1
（2）一种适用于无弯曲织物织造的夹头 ZL201310303000.4
（3）一种适用于无弯曲织物织造的送经装置 ZL201310302349.6
（4）一种无弯曲织物织造的纬纱递进装置 ZL201310302920.4
（5）一种体密度梯度变化的碳纤维针刺预制体 ZL201410159117.4
（6）一种深交联结构碳纤维增强酚醛树脂基摩擦材料及其制备方法ZL201501531119.6
项目成熟度：成熟度 5 级
投资期望及应用情况 ：可广泛用于交通工具、体育用品、军事、安全防护等领域。
江南大学
2021-04-13
高性能无卤阻燃板
目前在阻燃材料领域最常用的技术有添加型阻燃技术和反应型阻燃技术两种。在添加型 阻燃技术中，所用的阻燃剂为含卤、含磷、含硼、含锑及其它金属元素，能够有效的阻燃，但 是其危害性很大，使用中会污染环境。因此，阻燃材料不仅要求其具有高的阻燃效率，而且要 求其燃烧时无毒、低烟、对环境影响小。添加无卤阻燃剂 (氢氧化铝或氢氧化镁) 的阻燃材料 可以满足这些要求。如果采用氢氧化铝或氢氧化镁，为了达到UL94V-0级，其质量分数要达到 60％～70％，致使材料的拉伸强度、伸长率、冲击强度降低。将本征阻燃聚合物如酚醛树脂、 多乙炔苯、聚酰亚胺 (PI) 及其衍生物、聚苯并咪唑 (PBI) 等反应结合到基体树脂上得到阻燃改 性的基体树脂也是目前研发的方向之一。 材料的阻燃性，通常是通过气相阻燃、凝聚相阻燃及中断热交换阻燃等机理来实现。凝聚 相阻燃机理是指在凝聚相中延缓或中断阻燃材料热分解而达到阻燃效果。阻燃材料燃烧时在其 表面生成难燃、隔热、隔氧炭层，可阻止可燃气进入燃烧气相及外部热源向材料的内部传递， 致使燃烧中断。本技术依据凝聚相阻燃机理，制了备高性能的无卤阻燃板。
华东理工大学
2021-04-11