|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
高性能低膨胀铝基复合材料及构件
卫星在轨运行和返回过程中需经历极端高低温环境，构件尺寸的稳定是保证卫星在轨高精度、返回高安全、任务高可靠的关键。针对卫星搭载的某宽带微波载荷与卫星本体材料之间热膨胀系数不匹配极易导致的载荷在轨及返回过程中载荷接收精度不稳定、信息传输不连续等问题。我校陈骏教授团队以原创的负热膨胀技术研发了具有轻质、热膨胀系数低、力学性能优异、尺寸稳定性好的高性能低膨胀铝基复合材料，并研制了系列关键连接内置件、环件等高性能低膨胀构件，首次将负热膨胀技术应用到我国的卫星上，填补了高性能低膨胀金属构件在工程应用领域的空白。该技术使得某宽带微波载荷与卫星本体之间热膨胀匹配性增强、界面应力大幅度减小，保证了卫星在轨与返回过程中信号高精度传输与接收，助力卫星成功返回。
图1 实践十九号卫星成功返回（图片来源国家航天局）
图2 高性能低膨胀铝基复合材料及构件应用于全球首颗可重复使用返回式技术试验卫星（图片来源央视新闻频道）
北京科技大学
2025-05-21
航空铝合金大尺寸板、带材制备项目
我国的大飞机发展计划，为我国铝合金的发展提供了新的机遇。飞机的60-75%的构件是铝合金。航空铝合金是铝合金中高技术含量，高投资，高附加值产品。我国的C919客机已下线，但是该飞机所用的材料主要依赖进口，急需国产化。同时我国军用飞机的大型铝合金材料依然不能满足军机发展的需要。最近，国务院和中央军委大力倡导“民参军”，鼓励民营企业参加国防军工生产。所以该项目计划建设年产20万吨铝合金板带生产线，其中航空铝合金板带5万吨，其余为工业中厚板。 该项目采用了东北大学发明的两项关键技术-1）电磁-气刀连铸技术；以解决高质量锭坯制备，这一制约航空铝合金发展的关键技术，和2）铝合金电流场热处理技术，包括电流场均化和电流场固溶时效，在降低成本的同时，保证材料的性能，均有较高的效益。 一般客机自重为30吨左右，战斗机为10-20吨，大型运输机为60-80吨，其中60-70%为铝合金，则按一架飞机平均自重30吨估算，约需铝合金20吨左右，则需要的铝合金材料为200吨左右，80-90%被加工掉。如果我国飞机材料能达到500架/年，这需要10万吨铝合金。由于现在飞机大部分部件都采用板材机加工方法，所以板材要占80%，既8万吨。 同时我国的战车、炮车、军车等正在实现轻量化，也需要航空铝合金，预测每年要达到30-50万吨。 同时，该生产线还可以生产民用中厚板，包括罐车、动车车厢、铝合金煤车等，预测需要30-50万吨。 因此包括航空铝合金在内，我国每年铝合金中厚板的需求量可以达到80-100万吨，且随着我国飞机制造和高铁发展，需求量还会增加。 招商方向引导 金属结构材料，轻合金加工行业。可以新建，也可以在原铝合金加工厂改造升级。
东北大学
2021-04-11
半固态铝合金流变成形技术及设备
在传统的半固态铝合金触变成形技术中，电磁搅拌和电磁感应重熔加热的功率较大、效率很低、能耗很高，半固态坯料的液相分数不能太高，成形非常复杂零件毛坯时遇到困难，而且坯料的锯屑、坯料重熔加热时的流失金属、浇注系统和废品不能马上回用，增加了触变成形的生产成本。因此，如何进一步降低生产成本成为当今半固态铝合金成形技术应用的最重要的主题。 在国家九五、十五和十一五“863”高技术发展计划的支持下，我校研制开发的先进铝合金半固态流变成形技术已经成熟，成功地流变成形了汽车零件，如图1所示。与一般半固态铝合金触变成形相比，该半固态铝合金流变成形的生产工艺流程大大缩短，设备投资也将大幅度减少，半固态流变成形零件的生产成本将会明显降低。目前，该项目已经通过国家“863”计划组织的专家委员会的验收。 由于半固态铝合金流变成形不易发生喷溅、裹气少、凝固收缩小，流变成形的零件毛坯致密，能够热处理强化，因此采用本半固态流变成形技术成型的铝合金零件的力学性能远远超过铝合金压铸件的力学性能，满足国家技术标准。而且，流变成形的零件毛坯不存在宏观偏析，力学性能更均匀；可以实现近终化成形，大为减少机加工量，降低加工成本；易于实现机械化或自动化操作，生产效率高；减轻了模具的热冲击，提高了模具的寿命。该技术具有电磁搅拌和均热能耗低，浆料表面氧化程度轻，输送方便，浆料的固相分数可以灵活控制，便于成形各种复杂零件，而且半固态铝合金浆料流变成形后的浇注系统、废品将直接在本车间回用，降低原料成本。与传统的半固态铝合金触变成形相比，半固态铝合金流变成形的生产工艺流程大大缩短，设备投资也将大幅度减少，半固态流变成形零件的生产成本将会明显降低。 该技术以北京科技大学拥有的中国发明专利00 1 09540.4为支撑，具有原创性及完全的知识产权。 目前，铝合金半固态流变成形应用主要集中在汽车零件和耐压阀体等零件，如汽车制动总泵壳、油道、轮毂等，也可以应用于其他要求较高的零件毛坯，如航空、航天、摩托车和电子行业的铝合金零件等。铝合金半固态流变成形零件毛坯不但具有优良的力学性能。
北京科技大学
2021-04-11
大型铝合金铸件反重力铸造工艺与装备
铸造方法、铸造设备、铸件热处理工艺控制四个方面 进行了研究和攻关，开发了 10项新技术，解决了国防工业领域一系列重 要构件的制造技术难题。其关键技术包括：高性能铸造铝合金的冶炼与 熔体处理技术，大型复杂薄壁铝合金、镁合金结构件的反重力铸造，系 列化反重力铸造设备，以及其它铸造工艺与辅助料的配料。性能指标： 1. 从数10kg到2
西北工业大学
2021-04-14
时速250公里高速列车铝合金牵引梁
本成果为高速列车关键传动零部件，完成样件研制和服役性能评价，达到进口样件性能参数，掌握全套设计、加工、制造、检测技术规范。
西南交通大学
2016-06-28
一种铝合金形变热处理方法
本发明公开了一种提高铝合金强韧性的电磁成形和时效热处理 复合新方法，属于铝合金形变热处理技术领域。该方法包括以下过程： 固溶淬火处理、双级时效处理和电磁成形步骤。相对于现有的预变形- 固溶淬火-终变形-人工时效工艺，本发明克服了其处理工艺复杂，容易 导致二次变形，使用性能下降等问题，简化了可热处理强化铝合金的 制造工艺路线，避免了传统制造工艺中二次变形和性能降低的现象。 实验证明，经本方法成形的铝合金构件，无明显二次
华中科技大学
2021-04-14
高性能耐腐蚀微孔曝气器
在高难污水生物法处理工艺中，曝气是处理系统中一个重要的工艺过程，曝气设备 是主要设备。该过程是人为地通过曝气器向生化曝气池中通入空气，以达到预期的目的。 曝气不仅使池内液体与空气接触充氧，而且由于搅动液体，加速了空气中氧向液体中转 移，从而完成充氧的目的；曝气效果的好坏极大地影响污水处理系统的效率，而对曝气 效果影响最大的因素就是曝气器的性能。 市场上橡胶膜式曝气器的材质，最常用是 EPDM（三元乙丙橡胶）,有好的耐酸碱性， 但因为分子内无极性取代基存在，也导致其对极性溶剂如烃类、芳香类等溶剂的耐受性 很差，限制了其在高难工业废水当中的应用。另一类膜式曝气器是以硅橡胶为主要材质 的。硅橡胶也比普通橡胶具有更好的耐热性和较好的耐极性溶剂的特性，但硅橡胶也有 显著的缺点，即对酸碱水质的耐受性不足，对非极性有机溶剂的耐受性极差，如正已烷 等。因此在用于高难废水处理的工程当中，无法使用硅橡胶类的曝气器产品。 本项目成果产品耐腐蚀曝气器采用改性的超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）材料作为制 造曝气器的主要基体材料，克服了市场上普遍存在的其他类型曝气器存在的缺点（耐腐 蚀性差、耐堵性差），实现了超强的耐腐蚀性和耐堵性。对于在水环境比较复杂的污水 处理中，使用本项目成功曝气器与其他材质的产品相比具有明显优势： 1、耐腐蚀强，使用寿命长（可达 8-10 年），对高难废水适应性好。 2、耐堵塞性能好。 本项目产品聚乙烯曝气器表面有一光滑的准膜状物，停风过程中，准膜状物能将部 分颗粒有效截留在表面，开风即吹开，有效地减缓了堵塞。使用 7-8 年不发生堵塞。 3、阻力小，能耗低。 本项目产品曝气器阻力比其它微孔曝气器低 500～1000Pa，节能最多。 4、生产成本低，价格竞争力强。 本项目产品通过前期批量生产，经过成本核算，本项目产品耐腐蚀曝气管平均每米 的生产成本仅为 50 元左右，其中原材料成本 30 元，工艺成本 10 元，人员成本 10 元。 售价在 200 元/米左右。 5、应用领域广泛 本项目曝气器产品不仅可以用在高难废水处理领域，在其他领域如城市污水处理系 统、一般工业污水处理系统中也可以使用，没有任何性能方面损失。 6、氧利用率和动力效率比其它曝气器高 5~10%。且由于孔径固定，整个使用期内， 氧利用率和动力效率变化小。
同济大学
2021-04-11
高性能空气净化膜口罩
膜法口罩的核心是高性能空气净化膜材料，该材料具有由纳米纤维构成的三维类蜘蛛网结构，形成的微孔尺寸可控制在0.1到0.5微米范围内，能有效过滤99%以上的非油性颗粒，有效拦截各种固体气溶胶、飞沫和病毒，同时具有良好的透气性，不会产生呼吸的不适感。空气净化膜材料除了可用于制作口罩外，还可以用于空气净化器、医疗防护服等领域。基于膜材料制作的防护服，具有良好的抗菌拒水性能，是医疗防护中等级最高的医用防护服，它的特点是人体的汗气可以向外散发，而外面的水和细菌病毒等不能进入，且具有优异的耐老化、耐消毒等性能，可经常消毒杀菌。
在工业领域空气净化膜用于烟尘的超低排放控制，已经推广应用了上百套工程装备，产生经济效益二十多亿元，先后获得中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖、中国膜工业协会科学技术一等奖、侯德榜化工科学技术青年奖等奖励。 以空气净化膜为核心滤材的5万口罩已经在南京市江北新区、浦口区多家政府机构、江苏省膜产业园入园企业等上百家单位使用，为坚持在防疫一线工作的人员提供了有力保障。在南京市政府召开的防疫物资主题会议上，空气净化膜技术受到了南京市工信局、科技局等部门的高度重视，。
南京工业大学
2021-04-10
仿生高性能铂催化剂
本项目通过使用仿生概念，制备出一种新型的具有笼状结构的铂催化剂。在该催化剂中，金属铂被包覆在有机物笼内，反应物可以自由进出笼内外，在铂的催化作用下合成有机硅化合物，金属铂被困于笼内，可以有效地阻止团聚而失去活性，从而可以反复发挥其催化作用，使其同时具备高活性和高稳定性。该新型催化剂在全世界第一次实现了铂催化剂在多次循环使用后，依然保持其极高的催化活性。 有机硅产品的制备过程中，硅氢加成反应是必不可少的一个环节，目前该反应主要使用卡斯特催化剂进行催化，若替换为本项目所研发出的新型催化剂，催化效率将实现指数级的提高。对于三烷氧基硅烷同己烯制备己烷偶联剂这一最常见的氢硅化反应，如使用本项目所制备出的新型催化剂，其催化效率较卡斯特催化剂能够提高1000倍以上。 该技术在国际上首次提出，目前已经在国际顶级期刊《SCIENCE》上投稿并获得了审稿人的好评，审稿人认为该项目研究工作将很快在实际生产中得到应用。同时，该项目正在开展进行相关专利申请工作。
北京航空航天大学
2021-04-10
高性能环氧树脂电子封装材料
环氧树脂作为电子封装技术的重要支撑材料，需要同时满足电子元件高集成度、信号传递低衰减、底部封装（underfill）工艺、材料耐疲劳和高可靠性等要求。利用高导热填料与环氧树脂复合，并通过多尺度微纳米填充、分散优化、界面强化、构筑有序结构等方法赋予了环氧树脂封装材料优异的导热性能、高流动和高阻燃性、低热膨胀和低吸潮率、电绝缘性能，是大功率、高集成ICs快速发展的保障。
华中科技大学
2021-04-10