该项目属于粉末冶金学科。高性能特种材料具有其他材料不具备的特殊性能，在高技术领域中具有不可取代的关键作用。然而，这类材料往往硬度高、脆性大，难以采用传统技术加工制备，成为许多国防和民用高技术装备发展的瓶颈。为此，项目基于粉体流变成形原理，研发了难加工材料的近终形制造新技术，广泛应用于国防和民用高技术领域。

该项目属于粉末冶金学科。高性能特种材料具有其他材料不具备的特殊性能，在高技术领域中具有不可取代的关键作用。然而，这类材料往往硬度高、脆性大，难以采用传统技术加工制备，成为许多国防和民用高技术装备发展的瓶颈。为此，项目基于粉体流变成形原理，研发了难加工材料的近终形制造新技术，广泛应用于国防和民用高技术领域。主要发明点如下：1. 发明了高性能特种材料的粉末注射成形新工艺，实现了金属钨、氮化铝、含氮不锈钢等难加工材料制品的近终形制造；发明了专用注射成形机、侧抽芯新结构模具等关键工艺装备；创立了基于机器视觉的粉末注射成形产品尺寸和外观质量在线自动检测、工业机器人动态抓取和分拣软硬件系统，首次实现了全自动化生产和高质量稳定性控制，生产效率提高 6 倍以上。2. 首创了适合注射成形的近球形微细特种粉体制备和改性新技术。提出基于酸根离子的化学推进剂理论，创立了可控溶液燃烧合成难熔金属和氮化物反应体系和工艺，制备出粒径小于 50nm 的高分散近球形氮化铝和钨基粉体。创立了“气流分级分散-等离子球化”粉体改性技术，制备出满足精密多孔阴极需要的细粒径窄分布（5±2μm）球形钨粉。3. 发明了适合不同材料的粘结剂体系及成形和高效脱脂工艺。提出基于聚合物功能基团的多组元粘结剂设计原理，创立了两相流协调运动模型，阐明了两相分离和缺陷产生的不确定性机制，发明了残碳型、低残留型和高粘性粘结剂体系，有效解决了坯体两相分离、变形、增氧、缺陷等控制难题，产品尺寸精度达到±0.2%。4. 发明了多孔脱脂坯强化烧结致密化和组织性能精确调控技术。提出金属钨的低温无压活化烧结致密化理论和钝化处理孔隙结构精确调控技术，突破了高致密度钨的细晶化和多孔钨的孔隙均匀化技术瓶颈，烧结金属钨电极的晶粒尺寸仅 570nm，抗电子轰击性能提高 2 个数量级，多孔钨的活性物质填充量提高 20%；综合利用液相烧结和残碳“脱氧”原理，解决了氮化铝高致密化、晶界相控制和晶格净化等难题，热导率高达 248W·m-1·K-1。项目授权中国发明专利 60 项、实用新型专利 65 项，申请 PCT 专利 2 项，软件著作权 6 项，合作出版著作 5 部，发表 SCI 论文 104 篇。项目引领了粉末注射成形行业发展，建成了世界规模最大的粉末注射成形生产线。科技成果评价专家组认为：“创新性强，属于重要的军民两用技术”；“为我国国防先进武器和民用工业领域研制和生产了多种关键零件”；“应用成效明显，整体技术达到国际领先水平”。获教育部技术发明一等奖 2 项、中国有色金属工业技术发明一等奖 1项。成果推广应用于 20 余家企业，建成生产线 47 条。近三年，新增销售 54.09亿元，新增利润 7.05 亿元，多种产品解决了国防装备建设和研发的“卡脖子”问题，社会经济效益显著。

1 成果简介新材料产业的发展带动了纳米粉体技术的发展，如何合理分散和使用纳米粉体材料已经成为制约该技术应用的瓶颈。因此，各类纳米粉体根据用途而进行二次加工处理，制备用户方便使用的“功能性微纳米复合粉体材料” 也就逐渐形成了市场。 该技术的特点是：借助微米级母粒子与纳米级子粒子的复合，完成对纳米粉体的有序分散和实现纳米颗粒对微米颗粒的包覆；或者是将不规则的颗粒整形处理，从而制备不同类型的功能性复合粉体，满足新材料功能的需要。这一新成果已经实现产业化，解决了许多航空、航天、电子、生物、材料、医药、涂料、冶金等行业对新一代粉体材料的需求。2 应用说明 图 1 生产功能性微纳米复合粉体材料的技术路线 采用我们研制的 PCS-II 型粉体复合机，借助机械冲击的方法对粉体颗粒进行表面处理，有目的地改变其物理化学特征、表面结构和颗粒的形貌特征。 产品的特点是：功能性：根据需要制备具有特定新性能的复合粉体材料，如导电导热粉体、高流动性粉末、球形化石墨粉体、氧化铝弥散铜粉、碳化硅弥散铝粉等；以壳代核：节约贵重原料，如包覆银的聚合物（铜、铝）粉体、包覆铜的铁（铝）粉体等；以微米颗粒为载体分散纳米粉体，如包覆碳纳米管的聚合物（铜）粉体、包覆纳米二氧化硅的橡胶粉体、包覆纳米氧化铝的聚合物粉体等。3 效益分析不同产品的市场背景和成本都有不同，需根据具体情况系统分析。

高性能玄武岩纤维。强度：接近普通碳纤维（T300）水平,无磁、耐盐。项目将高性能玄武岩纤维与树脂等基体材料复合，可以制备多种玄武岩纤维复合材料，替代传统钢筋、钢材、混凝土等结构材料加工成筋。如在海岛高盐环境，特种环境（无磁、低磁等）替代结构使用。

1 成果简介新材料产业的发展带动了纳米粉体技术的发展，如何合理分散和使用纳米粉体材料已经成为制约该技术应用的瓶颈。因此，各类纳米粉体根据用途而进行二次加工处理，制备用户方便使用的“功能性微纳米复合粉体材料” 也就逐渐形成了市场。 该技术的特点是：借助微米级母粒子与纳米级子粒子的复合，完成对纳米粉体的有序分散和实现纳米颗粒对微米颗粒的包覆；或者是将不规则的颗粒整形处理，从而制备不同类型的功能性复合粉体，满足新材料功能的需要。这一新成果已经实现产业化，解决了许多航空、航天、电子、生物、材料、医药、涂料、冶金等行业对新一代粉体材料的需求。2 应用说明 图 1 生产功能性微纳米复合粉体材料的技术路线 采用我们研制的 PCS-II 型粉体复合机，借助机械冲击的方法对粉体颗粒进行表面处理，有目的地改变其物理化学特征、表面结构和颗粒的形貌特征。 产品的特点是：功能性：根据需要制备具有特定新性能的复合粉体材料，如导电导热粉体、高流动性粉末、球形化石墨粉体、氧化铝弥散铜粉、碳化硅弥散铝粉等；以壳代核：节约贵重原料，如包覆银的聚合物（铜、铝）粉体、包覆铜的铁（铝）粉体等；以微米颗粒为载体分散纳米粉体，如包覆碳纳米管的聚合物（铜）粉体、包覆纳米二氧化硅的橡胶粉体、包覆纳米氧化铝的聚合物粉体等。3 效益分析不同产品的市场背景和成本都有不同，需根据具体情况系统分析。4 合作方式技术服务、新产品开发、装备提供。

研发了一种基于矿物改性磷酸盐基粘结增强工程材料，加水反应形成具有极强粘结性能和优良力学强度的无机晶体物，快速产生强度。该特种工程材料易于施工、粘结性能好、强度发展快、耐候、耐磨、耐火性好，可广泛应用于各种混凝土材料及结构的快速抢修、修补、增强与加固。

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。

不锈钢滤膜主要由粉末冶金法生产，具有过滤、除尘、曝气、消声等功能，广泛用于化工、医药、航天、核能、环保等。它机械强度高、可焊接、易安装、无毒、耐腐蚀，使用后可进行各种反洗、再生处理，使用寿命长。不锈钢材质种类繁多，适应各种苛刻工况。超薄不锈钢膜重量轻、效率高、阻力小，耐堵塞，过滤精度显著优于丝网和烧结毡等金属滤材。陶瓷/金属复合膜由陶瓷膜担载于不锈钢基材而成，兼具陶瓷膜精度与金属膜强度，过滤精度可达50nm 。膜材料为TiO2、Al2O3

大型火电厂锅炉燃烧的煤粉是由一次风携带经煤粉管进入炉膛燃烧，煤粉的细度及各煤粉管之间煤粉浓度的不均匀性都会对锅炉的燃烧有很大影响。若各个燃烧器中的煤粉浓度相差太大，则燃烧不能很好组织，会引起火焰偏斜、结焦、燃烧不稳等。而煤粉细度过大或过小则会造成机械不完全燃烧损失增大、锅炉效率下降、磨煤机能耗增加等。此外，在煤粉管道设计、安装、运行不当时，还会引起煤粉管道的堵塞，严重时机组将被迫减负荷或甚至停机来消除堵塞。此外，各燃烧器的煤粉浓度不平衡还将大大增加NOX的产生，加重空气污染。 LF－1000煤粉（粉体）颗粒在线监测仪是一种专为解决上述问题而研制开发的基于光脉动法原理和相关法原理的新型在线测量仪器。它可以测量煤粉颗粒的平均粒度、浓度和速度。仪器由主机、测量探针、计算机等组成，操作软件具有良好的人机对话界面，使用简单，测量时间短等优点，测量结果实时显示在计算机屏幕上，同时可与控制室或监测中心通讯。 它还可用于粉体、水泥、石化、化工、医药等行业在线测量各种粉体颗粒以及环境排放监测等。 有便携式和固定式2种。固定式在线监测仪可同时监测多达24根管道的颗粒粒度、浓度和速度。 目前国际上还没有能同时测量这些参数的仪器。 主要性能指标1． 光           源：长寿命半导体激光器2． 颗粒粒径测量范围：10－500微米； 3． 颗粒浓度测量范围：0.1－10kg/m3； 4． 重复测量误差：   ＜5％ (用国家标准颗粒检验)； 5． 工作环境温度：   0－90 ℃； 6． 可与其它系统通讯联网； 7． 电           源：220 V；50 Hz。

纳米金属粉体材料广泛用于催化剂、润滑剂、建筑材料、陶瓷材料、气敏材料、绝缘材料、纺织材料、发光材料、木材、灭火剂、生物医学材料等，在冶金、机械、化工、电子、国防、核技术、航空航天等领域具有极其重要的潜在应用价值。金属纳米粉体制备技术是纳米金属粉体材料研究、开发和应用的关键。本技术依托南京工业大学粉体研究所，已开发出三代年产1000公斤级高性能、高产率直流电弧等离子体蒸发金属纳米粉体连续制备产业化生产线，并实现了平均粒度在15～300nm的金属Cu、Ni、Fe、Ag、Sn、Bi、Zn、Co、不锈钢及高均匀混合性Cu-Ni-Sn等金属粉体材料的产业化生产。所制备的纳米金属粉体纯度高，可满足不同行业特别是电子行业对高纯度纳米金属粉体的需求；可满足多系列、多品种纳米金属粉体的生产，易控制粉体的粒径以及粒度分布；有利于降低粉体粒度分布范围，减小粒度；易收集，包装，且能在后续环节中保证粉体的高纯度。该生产线具有能量利用率高，制备成本低，产率高；可靠性高，易维护；原材料可适应性强，即可采用不规则金属块体，也可采用粉体；产品均一性好等优点。目前，该技术已成功转让给相关企业，并在同行业具有强的竞争优势。技术优势(特点、指标等) 生产线真空度高，极限真空度可达5×10-4 Pa，采用三枪结构，为高均匀性复合金属纳米粉体、合金纳米粉体和薄壳修饰形纳米粉体的制备奠定了基础；采用最新的等离子体电源组合技术，可有效解决国内现行产业化生产线依赖使用国外进口大功率等离子体电源的现状；根据不同金属特点，在一条生产线上，采用不同结构粒子控制器，可有效解决多品种金属纳米粉体的生产问题；引入纳米粉体分级系统，可进一步降低生产金属纳米粉体的粒度分布范围，提高产品质量；所研制的生产线已考虑到金属纳米粉体的钝化、真空储存和设备与后续产品生产设备的连接等问题；采用复合蒸发和特殊蒸发坩埚技术，可进一步提高设备能量利用率，降低制备成本；设备主要操作由计算机控制，易于操作，稳定性高。与国内现有技术相比，在粒度相同情况下，铜粉产率可提高1.5倍，镍粉产率可提高2倍，银粉产率可提高5倍，铁粉产率可提高2～5倍。基本解决了现有纳米金属粉气相法生产中存在的产率低、成本高、纯净度低等问题。中国颗粒学会鉴定结果认为该技术达到国际先进、国内领先水平。