成果与项目的背景及主要用途：钢铁材料的腐蚀现象普遍存在于国民经济的 116天津大学科技成果选编 各部门中，给社会发展带来巨大的经济损失和金属材料资源的消耗。据统计，每 年钢材腐蚀损失占钢材总产量的 10%，经济损失占国民经济总产值的 2%4%。 我国 2003 年对腐蚀最新调查表明，每年为腐蚀支付的直接与间接费用的总和估 计可达 5000 亿人民币，约占国民经济总产值的 5%，2001 年因腐蚀损耗钢材约 1500 万吨。腐蚀也是导致设备失效、造成重大灾难性事故和严重的环境污染的 重要原因之一，这在石油化工及电力能源领域尤为突出。因此，研究和开发先进 的防腐蚀技术对于经济的可持续发展具有重要意义。 目前主要的镀锌工艺有：电镀锌(电镀、离子镀或离子注入等)、冷镀锌(机械 镀、涂刷镀等)、热镀锌(包括热浸镀、热喷涂镀)。纳米复合粉末渗锌工艺是利用 热处理中金属原子相互渗透扩散的原理，在钢铁构件表面形成一种锌/铁合金保 护层，以防止环境腐蚀的一种新型防腐方法。与其它镀锌工艺如热喷涂锌、电镀、 热浸镀锌比较，粉末渗锌工艺具有独特的优势，如工艺过程简单、不污染环境、 耗锌量低及节省能源等。渗锌涂层均匀光滑，属于冶金结合因而其结合强度高， 具有优异的耐腐蚀性和抗磨损特性等。 纳米复合粉末渗锌技术从工艺到设备研制完全采用国产的原料和设备，不需 要进口专用的原料和部件，具有自主的知识产权。该项目属于投资少、生产成本 低和见效快的高新科技成果。经过近二年多的工业化生产探索实践，证明该技术 的先进、合理和实用性，工艺过程稳定、技术成熟可靠。 技术原理与工艺流程简介：纳米复合粉末渗锌技术属于化学热处理范畴，原 理为：将表面清洁的金属构件埋入装有冲击粒子(SiO2)、金属粉末(Zn、Al/Zn)合金 粉末、活化剂(NH4Cl)、促进剂稀土硅铁粉末等组成粉末渗剂的密封容器中，放置 在炉中加热并进行机械旋转滚动；在活化剂与促进剂、以及机械滚动能和热能的 共同作用，将金属原子扩散渗入钢铁构件表面，形成均匀和致密的、具有一定厚 度的金属化合物冶金扩散涂层。为了提高生产效率和降低生产成本，采用机械滚 动辅助加热方式，以运动粒子和活性高的粉末不断冲击构件表面，加速热传导和 扩散速度并提高渗金属效率。 与目前常用防腐工艺比较，其突出特点是：(1)涂层均匀性和致密性好、与 基体为冶金结合附着强度很高；(2)可实现锌、铝及锌铝复合等热扩散涂层，耐 腐蚀能明显高于电镀、热镀与喷涂涂层；(3)将传统化学热处理的热扩散温度由 900-1100oC 高温状态降低到低温 400-600oC 范围、并缩短加热保温时间，生产过 程耗能明显降低；(4)由于加热温度低对钢铁构件力学性能没有影响；(5)设备投 资少、维护简单及使用寿命长，节约能源及原材料，是一种低成本、高效率的绿 色生产技术。 生产工艺流程包括：除油→除锈→水洗→防锈→烘干(凉干)→装加热渗罐→热 117天津大学科技成果选编 扩散过程→构件保温冷却至出炉→分离→钝化→冲洗→干燥包装成品。 技术水平及专利与获奖情况：该项目已于 2004 年 6 月通过天津市科委组织 的鉴定，被认为达到国内领先水平。“纳米复合粉末渗锌防腐技术”是天津市科 委鉴定成果、登记号：津 20040241。 应用前景分析及效益预测：该技术在国内市场具有很强的竞争能力和应用前 景，其主要原因为：1)热扩散涂层综合性能高。与热镀、热喷涂等比较，涂层具 有优异抗高温氧化性、耐腐蚀性和耐磨损冲击性；与物理及气相沉积、离子化学 热处理等比较，工艺简单、设备投资少、成本低效率高，因而具有很好市场竞争 力。2)纳米复合粉末热扩散涂层工艺是自主开发新型技术，目前处于国内领先水 平。该生产工艺先进，能耗低，成本低廉，具有良好的技术和价格优势。3)目前 我国大力促进清洁生产，为绿色表面热扩散涂层生产技术创造很好的市场发展前 景。粉末渗锌涂层与电镀锌和热浸镀锌比较，具有节约原材料、生产过程没有“三 废”排放及涂层耐腐蚀性高的特点，在目前国家积极促进改造传统电镀和热浸镀 加工行业的形势下，粉末热扩散渗锌涂层工艺将是替代上述传统工艺的最有效防 腐技术。 我国 20 世纪 90 年代就进行了粉末渗锌技术的产业化生产研究，但目前在国 内市场真正实现批量化渗锌涂层产品加工的单位很少。利用该技术加工的产品价 格为 1700-2000 元/吨，消耗原料主要为锌粉 1.4-1.5 万元/吨，投资 80 万元可以 建成一条年生产能力为 5000 吨的生产线，可处理工件长度为 4.5m，这样年产值 可达 850-1000 万元，利税可达 255-300 万元。 应用领域：纳米复合粉末渗锌技术在钢铁材料的防腐蚀方面具有广泛的工程 应用前景，其主要应用范围包括：（1）电力输变电设备：电力、电信铁塔构件； （2）邮电通讯工程：线路金具、输线管件及部件防腐处理；（3）船舶制造：各 种紧固标准件、管件和锚链等；（4）建筑领域：马钢脚手架、五金及钢钉等；（5） 航空航天：火箭发射架和飞机制造紧固件等；（6）海洋工程：搭建海上油田各种 构件；（7）石油化工：塔板、浮阀及填料等化工设备塔内各种构件；（8）工程机 械：各种五金标准件、钢结构配件、水暖件等；（9）汽车制造：各种螺钉、螺母、 垫圈及配件等；（10）铁路和高速公路：紧固件和高速公路上的护栏等。 合作方式及条件：技术合作、转让和技术服务，设备销售和产品加工。 9 海洋生物材料——骨水泥

烷基水杨酸锌是新一代无碳复写纸用显色剂，具有显色速度快、密度高、发色鲜艳、抗黄变性好等特点，在市场上获得广泛应用。本项目以水杨酸和苯乙烯为原料，经Friedel-Crafts反应合成烷基水杨酸，加入氧化锌螯合改性提高软化点，采用融熔转相新工艺制备水杨酸锌显色剂分散液。生产设备简单、效率高，原料成本低、产品性能稳定。深受市场的青睐，有优异的产品质量优势和价格优势。

由于铸造生产过程由多工序集体作业完成，成分、温度、铸型质量乃至 气候环境等多因素影响产品质量，工艺参数波动大，质量控制靠经验的比重 大，产品质量很大部分又都是在产品成形后甚至机械加工后才体现出来，质 量问题非常突出。铸造过程计算机模拟仿真是学科发展的前沿领域，是当今世 界各国专家学者关注的热点，已成为铸造工艺设计与优化的重要手段。铸造CAE 的精度取决于界面条件数据、热物性数据、初始条件数据的输入，这些数据与 企业生产条件紧密相关，不是软件所能给予的。铸造CAE材料数据体系与精益 铸造工艺技术在欧、美、日韩等国际知名企业得到高度重视，是企业不对外提 供、具有核心竞争力的技术。 本项目与一些国内大型知名企业合作，开展了铸造CAE材料数据及精益铸 造工艺开发应用研究，开发材料数据体系，建立了 CAE精准分析与精益工艺设计的集成应用平台，缩短铸造工艺开发周期，提升生产线质量指标及工艺效率, 降低生产成本，提高企业核心竞争力。利用本研究成果，每年帮助多个企业进行近20个高要求复杂铸件的质量攻 关，已累计在百余种铸件上获得应用。

本实用新型多级偏块双筒振动磨涉及的是一种多级偏心块(以下简称偏块)双筒振动磨，是一种能产生 特殊惯性激振能力的振动磨。包括上筒、下筒、联接板、左激振器、右激振器、连接套、电动机、主振弹 簧、减振弹簧、支座和底板；上筒与下筒之间装有连接管，上筒上部设有进料口，下筒上设有出料口，上 筒与下筒通过联接板固定连接；上筒与下筒的联接板与支座之间装有弹簧上导柱、弹簧下导柱，弹簧导柱 上装有主振弹簧，上筒与下筒的联接板通过主振弹簧与支座相连接；支座与底板之间装有减振弹簧，支座 通过减振弹簧支承在底板上；左激振器与右激振器分别装在上质体的联接板之间；左激振器和右激振器均 包括一级轴即激振器轴、轴承座、轴承和多级偏块组件。

在线油路磨粒检测系统是采用非接触测试技术，对润滑油路中的金属磨粒进行在线检测，对油路中的磨粒进行计数，确定尺寸和分级，统计出金属机械磨损情况，判断其变化趋势。其主要设计依据机器的磨损部件（比如旋转机械）的损伤程度与从磨损部件释放到润滑系统里的金属颗粒质量之间的强烈关联性。该产品预测机械故障，进行设备的早期故障诊断，避免灾难性事故发生。该产品适用于电业、航海和航空等领域。

本项目是一种用于修磨大中型型钢厂的大型冶金冷热态锯切锯片修磨的新型设备； 本设备结构独特、适应范围广、功能全、重量轻、运行可靠、修磨过程全自动； 设备利用砂轮的上下运动和进给拨齿爪的分齿运动相结合修磨锯齿；修磨节奏四档可调；可以适应不同直径的锯片；可满足磨削不同的锯齿前角的要求。

节能降耗是我国水泥工业长期而重要的任务，而通过推广和采用水泥助磨剂是节能降耗的途径之一。   众所周知，水泥生产过程中破碎和粉磨环节是整个生产环节中消耗能源最高的，也是能源利用率最低的。多年来，人们不断开发和改造水泥粉磨装备和工艺，来提高产品质量和生产效率，同时也采用了各种添加剂来改善被粉磨物质流动性、颗粒破碎效果。在西方国家水泥生产中，采用包括有助磨效果的各种添加剂十分普遍，有超过 90%的水泥生产线在使用。但是，在我国还远远没有得到广泛应用。其原因是多方面的：第一、对助磨剂的认识问题；第二、工艺和设备的适应性问题；第三、水泥混合材多样性问题；第四、助磨剂本身的质量问题。为此，南京工业大学机电控制研究所牵头，联合南京工业大学材料学院的相关专家共同自主研发了一套现代化全自动数控助磨剂生产设备。  该设备具有：（1）全程生产自动化、过程监测；（2）10 种以上原料自由配方，适应能力强；（3）高精度计量，保证生产质量；（4）人机交换友好，操作简单等特点。  该设备具有计量精度高,操作方便,满足了助磨剂各种组分精确计量的要求,保证了产品品质的稳定,均匀,避免原材料的人为浪费,同时提高了生产效率,节约人工费用等；实现从手工称量到自动计量,误差范围控制在 0.5 千克范围内,出现波动自动跟踪,自找平衡,自动完善数据，由单机PLC 和上位机组合的“三级”微机控制,确保了配方数据准,反应快,调节简单,出现问题直观,解决问题及时。   该自控设备应用完全自主研发的中控软件,通过计算机远程操作控制工作站,再由工作站控制 PLC 和单片机；上位机自动控制 PLC 和触摸屏；以及由操作面板手动控制 PLC 和单片机工作。采用这设备会极大提高助磨剂厂商与国外品牌助磨剂竞争的优势,能确保助磨剂厂生产的优良配方产品不会因为手工操作的不一致性而影响产品的质量。 

节能降耗是我国水泥工业长期而重要的任务，而通过推广和采用水泥助磨剂是节能降耗的途径之一。   众所周知，水泥生产过程中破碎和粉磨环节是整个生产环节中消耗能源最高的，也是能源利用率最低的。多年来，人们不断开发和改造水泥粉磨装备和工艺，来提高产品质量和生产效率，同时也采用了各种添加剂来改善被粉磨物质流动性、颗粒破碎效果。在西方国家水泥生产中，采用包括有助磨效果的各种添加剂十分普遍，有超过 90%的水泥生产线在使用。但是，在我国还远远没有得到广泛应用。其原因是多方面的：第一、对助磨剂的认识问题；第二、工艺和设备的适应性问题；第三、水泥混合材多样性问题；第四、助磨剂本身的质量问题。为此，南京工业大学机电控制研究所牵头，联合南京工业大学材料学院的相关专家共同自主研发了一套现代化全自动数控助磨剂生产设备。  该设备具有：（1）全程生产自动化、过程监测；（2）10 种以上原料自由配方，适应能力强；（3）高精度计量，保证生产质量；（4）人机交换友好，操作简单等特点。  该设备具有计量精度高,操作方便,满足了助磨剂各种组分精确计量的要求,保证了产品品质的稳定,均匀,避免原材料的人为浪费,同时提高了生产效率,节约人工费用等；实现从手工称量到自动计量,误差范围控制在 0.5 千克范围内,出现波动自动跟踪,自找平衡,自动完善数据，由单机PLC 和上位机组合的“三级”微机控制,确保了配方数据准,反应快,调节简单,出现问题直观,解决问题及时。   该自控设备应用完全自主研发的中控软件,通过计算机远程操作控制工作站,再由工作站控制 PLC 和单片机；上位机自动控制 PLC 和触摸屏；以及由操作面板手动控制 PLC 和单片机工作。采用这设备会极大提高助磨剂厂商与国外品牌助磨剂竞争的优势,能确保助磨剂厂生产的优良配方产品不会因为手工操作的不一致性而影响产品的质量。 

高能球磨是一个高能量干式球磨过程。简单地说，它是在高能量磨球的撞击研磨作用下，使研磨的粉末之间发生反复的冷焊和断裂，形成细化的复合颗粒，发生固态反应形成新材料的过程。和常规的冶炼工艺及一般的快速凝固非平衡工艺相比，高能球磨工艺有以下几大特点： 1、工艺简单，易于工业化生产，产量大(一台大型球磨机日产量可达吨级)。 2、整个过程在室温固态下进行，无需高温熔化，工艺简单灵活。 3、合成制备材料体系广，不受平衡相图的限制。 4、可得到其它技术较难得到的组织结构，如宽成分范围的非晶合金、超饱和固溶体、纳米晶合金及原位生成的超细弥散强化结构。 5、可合成制备常规方法无法得到的合金，特别是不互溶体系合金、熔点差别大的合金、比重相差大的合金及蒸汽压相差较大的合金等难熔合金的制备。

研发阶段/n造纸制浆行业的制浆一般分化学制浆、机械制浆、化学机械制浆（化机浆），其中，化学机械制浆由于设备相对简单，能耗小，废水排放量小而得到迅速发展。在机械制浆中，有盘磨机，其特点是制浆质量好，产量高，缺点是投资很大，磨盘加工难度大，能耗很高。比如10万吨/年的盘磨磨浆系统投资可达上亿元，能耗多达1万千瓦以上，关键零件需要进口。还有一种是双螺杆磨浆机，其特点是与盘磨机相比其投资很小，加工难度小，能耗很低。缺点是磨浆质量和产量比盘磨机低很多。本项目采用国内外首创的专利技术，将磨盘磨浆机与双螺杆磨浆机