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耐高温系列化纳米隔热材料
项目成果/简介:本课题组自主开发了纳米氧化物制备工艺,结合共沸蒸馏和膜处理技术,获得晶粒度在10~20 nm的氧化物陶瓷粉末,最高耐热温度1400℃以上。该项制备技术于2004年获得国家发明专利(专利号ZL01128448.X)。2001年10月,“纳米氧化锆粉体制备”项目通过了湖北省科学技术厅主持的科技成果鉴定(证书编号:鄂科鉴字[2001]第2172380号),鉴定委员会认为:纳米氧化锆粉体制备工艺属于国内外首创,由该工艺生产的纳米氧化锆粉体的质量达到国际领先水平。2002年9月,“纳米氧化锆粉体制备技术”项目列入“十五”湖北省科技攻关计划重大项目:“纳米材料的应用研究与开发”项目。2003年4月,“纳米氧化锆粉体”项目列入国家重点新产品。截止目前,共授权相关领域发明专利26项,系列成果3次获得湖北省技术发明奖。该系列技术专利权在中国地质大学(武汉),已经完成耐高温隔热粉体和涂层的中试验证,技术成熟度高。在进行纳米氧化锆粉体研发工作的同时,还自主研发了二次造粒方法制备纳米氧化锆球形团聚体,试制出适用于热喷涂工艺要求的、具有纳米结构的氧化锆微米级氧化锆喷涂粉末,该粉末可以用于等离子喷涂等相关工艺。课题组研发的纳米氧化锆材料开始在我国航空发动机和燃气轮机热震涂层等领域进行初步试验。目前,纳米氧化锆材料已经经过了**发动机FWS**、舰船动力GT**、地面发电燃气轮机QD70A、QD128 燃气轮机、XX14、XX20 等型号的实际考核、验证,并在空军第三代X10、X11 等型号飞机上成功应用。与北京钢铁研究总院合作,将纳米氧化锆团聚体材料,应用于烟燃气轮机纳米涂层技术及应用,开发出了烟、燃气轮机热端部件纳米ZrO2热障涂层,该涂层具有优良的结合强度、隔热、抗热震性能,已成功应用于PG6541燃气轮机和YL14000A烟气轮机热端部件的实际应用,使用寿命较传统ZrO2涂层提高3倍以上。与贵州***公司合作,将纳米氧化锆材料粉末作为涡轮叶片热障涂层陶瓷面层,经入厂复验检查符合技术标准要求,经生产试验与后期使用考核。在 2011年通过中航工业相关单位组织的评审,并被制定为**系列发动机和**发动机热障涂层陶瓷面层粉末原料提供单位。F***系列发动机是我国自主研发空军第三代系列飞机的重要动力,目前已定形、并批量装备部队使用。解放军第***工厂承担F***系列发动机维修任务。中国人民解放军***工厂在进行已使用300小时寿命F***发动机的维修任务过程中。我们还开发了氧化锆靶材、高熵氧化锆、高熵稀土锆酸盐等,相关技术已经完成了中试。知识产权类型:发明专利技术先进程度:达到国际先进水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:科技创新重大专项获得经费:600.00万元自筹资金:500.00万元自筹资金来源:企业
中国地质大学(武汉) 2021-04-10
低成本耐高温纳米隔热保温材料
项目成果/简介:该项目是基于固废为原料的高性能隔热保温材料,包括稻壳硅,赤泥,石膏等。以及污水处理回收后的COD有机物,花生壳等农业固废基于特色低温烧结技术制备的高性能隔热保温材料。优势是成本低,制造工艺简单,可做成板材,涂料及异性件等。解决固废的高附加值利用问题,具有很好的社会经济效益。产品优势:1) 成本低采用特殊烧结技术,烧结温度低于1000度,比普通的隔热材料烧结温度低400度以上,并采用廉价的造孔剂如COD污水回收有机物等作为造孔剂,制造过程简单。2)使用温度范围宽 使用温度超过1300度,主要成分氧化硅,氧化铝,氧化锆,等高温耐热材料,也可石膏,赤泥,稻壳或复合成分,耐热度高。3)强度高,机械力学性能好,制造工艺简单 可以作为毡,板,或各类异性件,成型工艺简单,不需压力成型烧结,材料的烧结强度高,不易破碎。可以作为建筑外墙隔热,窑炉隔热,钢铁冶炼,农业等。图1 低温烧结的硅基致密陶瓷4)隔热性能好 以回收污水有机物作为造孔剂,原位矿化原理合成纳米材料,闭孔气孔率高,隔热性能好。也可直接利用稻壳中的有机固废成分造孔。 图2 稻壳硅基隔热保温材料显微结构项目阶段:项目进展:用于速热陶瓷及金属的隔热保温材料,投产阶段项目目前基于稻壳硅等固废开发了耐热1400度以上的隔热保温材料,用于不锈钢MCH速热电炼炉隔热保温材料立项投产阶段。同时适合用于石墨烯零秒速热陶瓷农业地温恒温系统的隔热保温,及道路化雪材料的底板隔热保温用途。知识产权类型:发明专利技术成熟度:可以量产技术先进程度:达到国际先进水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无
天津大学 2021-04-11
低成本耐高温纳米隔热保温材料
该项目是基于固废为原料的高性能隔热保温材料,包括稻壳硅,赤泥,石膏等。以及污水处理回收后的COD有机物,花生壳等农业固废基于特色低温烧结技术制备的高性能隔热保温材料。 优势是成本低,制造工艺简单,可做成板材,涂料及异性件等。解决固废的高附加值利用问题,具有很好的社会经济效益。 产品优势: 1) 成本低 采用特殊烧结技术,烧结温度低于1000度,比普通的隔热材料烧结温度低400度以上,并采用廉价的造孔剂如COD污水回收有机物等作为造孔剂,制造过程简单。 2)使用温度范围宽  使用温度超过1300度,主要成分氧化硅,氧化铝,氧化锆,等高温耐热材料,也可石膏,赤泥,稻壳或复合成分,耐热度高。 3)强度高,机械力学性能好,制造工艺简单  可以作为毡,板,或各类异性件,成型工艺简单,不需压力成型烧结,材料的烧结强度高,不易破碎。可以作为建筑外墙隔热,窑炉隔热,钢铁冶炼,农业等。 图1  低温烧结的硅基致密陶瓷 4)隔热性能好  以回收污水有机物作为造孔剂,原位矿化原理合成纳米材料,闭孔气孔率高,隔热性能好。也可直接利用稻壳中的有机固废成分造孔。  图2   稻壳硅基隔热保温材料显微结构
天津大学 2021-05-12
耐高温系列化纳米隔热材料
本课题组自主开发了纳米氧化物制备工艺,结合共沸蒸馏和膜处理技术,获得晶粒度在10~20 nm的氧化物陶瓷粉末,最高耐热温度1400℃以上。该项制备技术于2004年获得国家发明专利(专利号ZL01128448.X)。2001年10月,“纳米氧化锆粉体制备”项目通过了湖北省科学技术厅主持的科技成果鉴定(证书编号:鄂科鉴字[2001]第2172380号),鉴定委员会认为:纳米氧化锆粉体制备工艺属于国内外首创,由该工艺生产的纳米氧化锆粉体的质量达到国际领先水平。2002年9月,“纳米氧化锆粉体制备技术”项目列入“十五”湖北省科技攻关计划重大项目:“纳米材料的应用研究与开发”项目。2003年4月,“纳米氧化锆粉体”项目列入国家重点新产品。截止目前,共授权相关领域发明专利26项,系列成果3次获得湖北省技术发明奖。该系列技术专利权在中国地质大学(武汉),已经完成耐高温隔热粉体和涂层的中试验证,技术成熟度高。 在进行纳米氧化锆粉体研发工作的同时,还自主研发了二次造粒方法制备纳米氧化锆球形团聚体,试制出适用于热喷涂工艺要求的、具有纳米结构的氧化锆微米级氧化锆喷涂粉末,该粉末可以用于等离子喷涂等相关工艺。 课题组研发的纳米氧化锆材料开始在我国航空发动机和燃气轮机热震涂层等领域进行初步试验。目前,纳米氧化锆材料已经经过了**发动机FWS**、舰船动力GT**、地面发电燃气轮机QD70A、QD128 燃气轮机、XX14、XX20 等型号的实际考核、验证,并在空军第三代X10、X11 等型号飞机上成功应用。 与北京钢铁研究总院合作,将纳米氧化锆团聚体材料,应用于烟燃气轮机纳米涂层技术及应用,开发出了烟、燃气轮机热端部件纳米ZrO2热障涂层,该涂层具有优良的结合强度、隔热、抗热震性能,已成功应用于PG6541燃气轮机和YL14000A烟气轮机热端部件的实际应用,使用寿命较传统ZrO2涂层提高3倍以上。 与贵州***公司合作,将纳米氧化锆材料粉末作为涡轮叶片热障涂层陶瓷面层,经入厂复验检查符合技术标准要求,经生产试验与后期使用考核。在 2011年通过中航工业相关单位组织的评审,并被制定为**系列发动机和**发动机热障涂层陶瓷面层粉末原料提供单位。 F***系列发动机是我国自主研发空军第三代系列飞机的重要动力,目前已定形、并批量装备部队使用。解放军第***工厂承担F***系列发动机维修任务。中国人民解放军***工厂在进行已使用300小时寿命F***发动机的维修任务过程中。 我们还开发了氧化锆靶材、高熵氧化锆、高熵稀土锆酸盐等,相关技术已经完成了中试。
中国地质大学(武汉) 2021-05-10
耐300℃聚氨酯高强复合隔热板的制备技术
300℃复合隔热板是以聚氨酯(PU)预聚体为基体材料,以中空玻璃微球(HGM)为增强材料,并且添加催化剂等助剂制备的一类PU耐高温隔热复合材料。采用预聚体法分别制备了改变PU交联度和改变填料用量的2组PU/HGM复合材料;通过压缩实验、硬度实验、导热系数和TG-DTA测试,结果表明:当HGM用量在一定质量分数比例时,所制得复合材料压缩强度为37.42MPa,弹性模量为9.96MPa,最大压缩应变5.19%,导热系数为0.1483W/m·K,耐热性(使用温度)为220℃左右,300℃时失重率为80%。材料的综合性能最优。 中空玻璃微球(HGM)主要从粉煤燃烧后的粉煤灰中提取出的和人工合成的,原料来源广泛、价格低廉。HGM 具有诸多优良的性能,包括质轻、导热系数低和抗压能力强等。HGM 在复合材料中广泛应用,不仅可以降低复合材料的密度,而且还可以增加复合材料的力学性能、绝缘性和耐热性等性能。中空玻璃微球(HGM)主要从粉煤燃烧后的粉煤灰中提取出的和人工合成的,原料来源广泛、价格低廉。HGM 具有诸多优良的性能,包括质轻、导热系数低和抗压能力强等。HGM 在复合材料中广泛应用,不仅可以降低复合材料的密度,而且还可以增加复合材料的力学性能、绝缘性和耐热性等性能。通过HGM 对PU泡沫燃烧和力学性能的影响的实验表明,PU泡沫中仅加入HGM 对其氧指数和水平燃烧速度影响不大,但可改变其应力-应变过程:当压力低于临界值时,应变随压力增大而缓慢增加;而当压力超过临界值后,应变随压力增大而迅速增加。通过向硬质PU泡沫塑料中添加石墨和HGM,实验表明:10%(wt,质量分数,下同)的HGM、20%的石墨和70%的硬质泡沫塑料制得的复合材料具有最佳的阻燃性能,且复合材料的极限氧指数达到了30%(体积比),并得到了最大耐压强度和弹性模量。随着HGM 的含量增加,复合材料的拉伸强度增加,而其密度和溶胀比下降。密度为125kg/m3 的HGM 对低密度(54~90kg/m3)硬质泡沫塑料的性能影响,在微球含量为0.5%~5%的范围内确定微球含量对该泡沫塑料热膨胀系数、拉伸和压缩性能的影响。
北京化工大学 2021-02-01
生物质聚乳酸基复合材料的开发与产业化
聚乳酸被全球公认为21世纪最有发展前景的生物质塑料,它具有良好的生物降解性/相容性、力学性质、热塑性、成纤性、透明度高,适用于吹塑、挤出、注塑等多种加工方法,加工方便,部分性能优于现有通用塑料;但其同时也存在着强度较低、脆性大、耐热性差等不足,使得其应用仅局限于生产通用塑料、薄膜等领域,要想应用于条件较为苛刻的汽车、航空航天、建筑业等领域,必须对其进行改性以提高其耐热性能和力学性能。本项目拟采用课题组多年来积累的研究成果,与相关企业展开合作,进行成果的转化和产业化工作,最终形成具有市场潜力的系列化改性聚乳酸复合材料制备技术,例如天然纤维增强聚乳酸、高韧性聚乳酸、高填充级聚乳酸、阻燃级聚乳酸和纤维级聚乳酸等的制备技术,通过这些技术制备的改性聚乳酸树脂将具有更加优异和针对性的性能,主要用于生产聚乳酸纤维、薄膜、板材和容器等,可应用在生活快消品、农用地膜、飞机/汽车内饰用材料等领域。项目目标是通过深入研究,对部分尚不完善的技术环节进行最后的攻关,然后整合已有的技术与专利成果,并进一步放大实验和标准化测试,形成一系列可直接产业化的系统化解决方案技术包,最终顺利完成相关技术成果的产业化转化工作。 本项目研究采用的原材料为可生物降解的聚乳酸,经过本团队十多年的研发,目前已实现产业化。本项目的主要工作是梳理课题组多年来对聚乳酸树脂改性的相关技术,与授权专利等成果整合,进一步放大成系列化的产品技术,最终顺利相关技术成果的产业化转化工作。 项目中的大部分关键技术均已被攻克,目前需要做的是有目的的对所有技术进行梳理和整合,查漏补缺,对部分尚不完善的技术环节进行最后的攻关,从而形成完整的系统化的产品技术,并与相关授权专利进行整合,最后打包形成一系列可直接产业化的系统化解决方案技术包。目前70%的聚乳酸市场在对性能要求不太高的包装行业中,随着人们环保意识的增加,该市场容量会继续增加,但由于聚乳酸整体市场的快速增长,包装材料所占聚乳酸市场比例会逐渐缩小。在汽车、家电及电子产品行业中对更高性能聚乳酸改性材料的使用是个新趋势,市场份额虽然不大,但会持续增长。目前聚乳酸在全球市场的总容量预计为100亿元,且有很好的成长潜力。本项目技术面对的正是高性能、高附加值的潜在市场,其产业化预期会有良好的经济效益;项目产品在环境污染治理和防护方面的贡献将会产生良好的社会效益。
同济大学 2021-04-11
纳米石墨相变储能复合材料制备技术及其应用技术
我们在国家自然科学基金、上海市青年科技启明星计划和上海市纳米技术专项等资 助下研制开发的纳米石墨相变储能材料具有储能密度高、导热换热效果优异、安全稳定、 阻燃和环境友好等优点。 技术指标:与现有的相变储能材料相比,纳米石墨基相变储能材料的导热系数提高 1~2 个数量级,相变温度在-40~+70°C 之间连续可调,储能密度可达 150~250J/g 左右, 经 1000 次循环后,性能劣化小于 5%。
同济大学 2021-04-11
碳纳米管对树脂基复合材料的强韧化技术
项目以海上风机叶片和大飞机结构材料为研究目标,提出根据环氧树脂和双马来酰 亚胺树脂结构特点,设计并在碳纳米管表面引入带有特征官能团的结构,通过工艺调整 和仪器分析相结合控制特征官能团的数量,制备出质量稳定的多功能碳纳米管改性剂。 然后在不改变碳纤维/环氧树脂或 BMI 复合材料基本成型工艺的条件下,利用此多功能 碳纳米管改性剂提高碳纤维/环氧树脂或 BMI 复合材料的韧性、强度、模量、耐冲刷能 力、耐腐蚀和抗老化性能。 
同济大学 2021-04-11
Ag/La1-xSrxCoO3电接触复合材料的制备方法
本发明涉及电接触复合材料的制备,旨在提供一种Ag/La1-xSrxCoO3电接触复合材料的制备方法。该方法包括:采用溶胶-凝胶法制备La1-xSrxCoO3体系导电陶瓷微纳粉体;将上述La1-xSrxCoO3微纳粉体与银粉在V型混粉器中混合均匀,La1-xSrxCoO3粉体占混合粉体总质量的8%~20%;将混合均匀后的粉体通过等静压压制成坯体,然后依次经过烧结、复压、复烧工艺,最后热挤压成型获得Ag/La1-xSrxCoO3电接触复合材料。本发明通过溶胶-凝胶法制得Ag/La1-xSrxCoO3电接触复合材料中的增强相La1-xSrxCoO3为纳米级粉末,其高比表面活性可改善电弧作用下电接触材料表面微熔池中的熔体粘度,综合提高电接触材料的电导率、机械强度、耐磨性、抗电弧烧蚀等性能,同时不存在加工、成型困难的问题。
浙江大学 2021-04-11
铜包铝复合材料连铸直接成形技术与生产应用
我国是世界第一铜消费大国,但75%的铜资源依赖进口。开发高性能铜铝复合材料,替代广泛应用于信号传输、输变电、仪器仪表等领域的纯铜导体,对于推进以铝节铜、缓解铜资源短缺具有重大意义。本成果发明了高性能铜包铝材料的连铸直接复合及加工成形短流程技术,研制了连铸成形关键装备,突破了双金属连铸直接复合界面控制、双金属复合材料加工协调变形等关键技术,开发出高性能铜包铝电力扁排、铜包铝扁线和圆线等产品。本成果技术具有生产效率高、环境负荷低和成本低,可生产大断面和异型断面铜包铝复合材料等特点。获授权国家发明专利10项,已转让两家企业实施,已建成年产千吨、三千吨、五千吨级铜包铝复合材料生产线3条,可节铜70%以上,取得了显著的经济和社会效益。本成果专家鉴定意见认为:“…具有鲜明的独创性和完全自主知识产权,整体处于国际领先水平,…”。获2010年度教育部技术发明一等奖。
北京科技大学 2021-04-11
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