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高效切削刀具设计、制备与应用
项目成果/简介:2017年国家科技进步二等奖我国刀具消耗全球第一，但高效刀具长期依赖进口，难以满足加工成本进一步降低和重大装备研制国产化水平进一步提高的要求，实现高效切削刀具国产化的需求已迫在眉睫。针对高效切削刀具国产化过程中面临的挑战，构建了刀具形性协同设计技术体系；突破刀具材料-结构-性能一体化协同制备关键技术，发明形性可控的微纳复合金刚石涂层刀具制备新技术；提出复杂型线高速钢刀具高效精密成形新方法；发明重载高效切削超硬刀具刃口成形新技术。开发出金刚石涂层刀具、复杂型线高速钢刀具和超硬刀具等系列化产品与高效切削应用数据库系统，在高端装备制造业中规模化应用。金刚石涂层技术填补了国内空白，在国内已建立自主知识产权的金刚石涂层刀具生产线，研制出系列化金刚石涂层刀具，通过中国商飞工艺认定；还批量应用于成飞多机型和航天一院型号产品研制，替代进口，保障了重大装备研制技术安全。复杂型线高速钢组合拉刀为国内首台套，国家重点新产品，主要性能指标优于国际同类产品。开发的系列组合拉刀和轮槽铣刀，打破了国外垄断，为我国三大汽轮机厂重点新产品研制提供刀具技术。相关成果还应用于上飞波音737平尾梁缘条生产线、宝钢管螺纹生产线和通用汽车发动机缸盖生产线。研究成果对促进我国刀具行业科技进步作用显著；对企业降本增效作用显著，促进了高端制造业可持续发展。项目获授权发明专利40项，标准80项，软件著作权9项，出版著作4部，SCI/EI收录论文301篇，荣获2017年度国家科技进步二等奖。金刚石涂层刀具金刚石涂层刀具金刚石涂层刀具应用（C919部装现场）汽轮机转子轮槽铣刀燃气轮机转子轮槽拉刀燃气轮机转子轮槽拉刀应用现场汽轮机转子轮槽铣刀应用现场知识产权类型:发明专利技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:国家高技术研究发展计划、上海市科技创新行动重大项目
上海交通大学
2021-04-10
纳米硬质涂材料制备和应用
模具是现代工业中不可缺少的关键装备之一，市场潜力巨大。为避免模具过早失效，模具型腔及相对运动件表面必须具有高硬度及自润性，以达到耐磨、减磨、耐蚀及抗疲劳的作用。因此,表面强化技术是充分发挥模具潜力、提高其使用寿命的一条行之有效的途径，它是国内外模具工业与技术的主要发展方向之一。为此,东南大学研究了镀液配方中主盐、还原剂、络合剂、稳定剂、分散剂等对模具表面镀层的硬度、耐磨性、结合力、表面光洁度、耐腐蚀性等的影响规律，优化的纳米改性层硬度为HV900以上，纳米改性层与模具基体结合力大于150MPa，处理后表面光洁度不低于处理前；处理前后表面厚度变化小于30mm；纳米改性后塑料成型模次提高30%以上。 /line此外，采用先进的反应磁控溅射离子镀方法，研究开发了Ti－Al－C－N系纳米复合硬质涂层，系统研究了碳含量，铝含量，氮流量，沉积温度和偏压对涂层微观结构和性能的影响。研究表明涂层的性能与微观纳米结构密切相关，通过工艺参数优化后的纳米复合TiAlCN涂层具有HV2400的显微硬度，同时具有0.2的低摩擦系数，并且具有良好的膜基结合性能和抗氧化性能。
南京大学
2021-04-10
超洁净石墨烯制备的研究
石墨烯因 其 优异 的性质而 被 誉为 “ 材料之王 ” ， 在诸多 领域有着广阔的应用前景， 但 距离 真正实现产业化 还存在诸多 问题和挑战 。制备决定 未来， 高品质 石墨烯薄膜的 可控 制备 一直是学术界和业界关注的 重点 。 化学 气相沉积法（ CVD ） 以 其优良 的 可控性和可放大性被 公认 为最具前景的石墨烯 薄膜 制备方法， 经过 近十年的发展， 虽然 在单晶尺寸上 取得 了诸多突破性进展， 但 CVD 石墨烯的性能 和 理想 水平 仍然有不 小 的差距 ， 这一问题已经困扰石墨烯领域很久 。 该研究首次 揭示了 CVD石墨烯 的本征污染问题，提出气相反应调控的方法，分别使用泡沫铜辅助催化和含铜碳源实现了超洁净石墨烯的制备（ Nat ure Commun . 2019 , 10 , 1912 ； J. Am. Chem. Soc. 2019 , 141 , 7670 ）。 对于已存在 本征污染的石墨烯薄膜，他们 巧妙地 使用 二氧化碳 对其进行刻蚀 ，而不引入额外缺陷，从而成功 制备出大面积的超洁净石墨烯薄膜，该 方法与普通CVD工艺完全兼容 （ Angew . Chem. 2019 ,10.1002/ange.201905672 ）。 同时 ，他们探究 了本征污染物与石墨烯之间的相互作用，发展了基于活性炭的界面力调控方法，成功实现了石墨烯的表面清洁（ Adv. Mater. 2019 , e1902978 ） 。
北京大学
2021-04-11
α-淀粉酶抑制蛋白的制备
α-淀粉酶抑制剂是一种纯天然生物活性物质，属于糖水解酶抑制剂的一种。 α-淀粉酶抑制剂通过对淀粉酶的抑制作用而发挥减肥效应，并经胃肠道排出体外，因此不必进入血液循环系统，不作用于大脑中枢，减肥的同时不抑制食欲，使用剂量很高时也无副作用，符合世界卫生组织的减肥原则。对于肥胖患者，可减少糖向脂肪转化，延缓肠道的排空，增加脂肪消耗以减少体重。因此，能用α-淀粉酶抑制剂来防止和治疗肥胖症、脂肪过多症、动脉硬化症、高血脂及糖尿病等。另外，纯化的α-淀粉酶抑制肽的另一重要作用是作为糖尿病的辅助治疗（中药一类），可以阻碍或延缓其对食物中主要的碳水化合物淀粉的消化作用，阻止血糖的升高，从而能使糖尿病人吃饱饭，消除饥饿感。本成果利用固液萃取技术、膜技术、双水相萃取技术和层析技术等现代生物分离技术从小麦中分离纯化了 -淀粉酶抑制剂（ -淀粉酶抑制剂的活性大于2500U/mg.protein），达到了日本国应用的要求。新工艺较原工艺相比具有操作方便，收率高，成本低，产品质量好，易于工业化生产等优点。据悉，欧美已将 -淀粉酶抑制剂开发成保健食品,如starch blocker。每年的用量在100吨以上，且近年来每年以30％的速度在递增。预计到2010年我国将有2亿人口加入肥胖者行列，而糖尿病早已成为我国中老年人的常见病、多发病，因此将本成果应用于治疗上述疾病方面是极有市场潜力的。
南京工业大学
2021-04-13
产业化的石墨烯制备
过去的十几年石墨烯研究和产业化进步飞速，然而石墨烯产业化仍然面临诸多挑战和问题。面向石墨烯产业化应用的制备技术不是对实验室制备过程的简单放大，规模化制备对制备技术的可重复性、安全性和成本等都提出了更高的要求。尽管从产能上看石墨烯的粉体和薄膜均实现了宏量化制备。然而，石墨烯产品的生长工艺、原材料、设备甚至生产批次的不同，得到的产品质量和性能参差不齐，且很难达到统一的标准。以史为鉴，参考另一类战略性碳材料——碳纤维的产业发展历程可知，材料的品质决定了其应用前途。最初研发的碳纤维只能用于钓鱼竿等，而今高端碳纤维材料在航天航空领域占据不可替代的位置，这正是碳纤维的规模化制备技术和材料品质的不断提升，推动了碳纤维在高端领域的广泛应用。石墨烯产业只有努力扎根于材料制备，解决高品质材料的规模化制备问题，才有美好的应用未来。
北京大学
2021-04-11
少层石墨双炔薄膜制备
以石墨烯为模板的少层石墨双炔薄膜的液相范德华外延生长法。以原子级平整的二维石墨烯为基底，采用极低的单体浓度（0.04 mM），在室温下进行偶联反应，通过溶液相范德华外延的方法，成功制备得到了大面积均匀连续的高质量、少层石墨双炔薄膜，高分辨透射电镜和光谱表征证实了其高质量单晶结构。该石墨双炔薄膜为ABC堆垛的三层结构，电子衍射显示石墨双炔/石墨烯薄膜具有两套单晶衍射点，分别对应于石墨双炔和石墨烯的单晶衍射图案，结果表明生长在石墨烯上的石墨双炔与下层石墨烯的晶格取向夹角为14°。
北京大学
2021-04-11
高新能石墨烯导电油墨制备
成果介绍目前，石墨烯基墨水的制备主要有两种方案。一种是以氧化石墨烯为前驱体制备墨水，喷墨打印后对绝缘的氧化石墨烯图案进行还原得到还原的氧化石墨烯进而恢复其电性能。另一种方案是以石墨烯为导电墨水的溶质，加入分散剂、粘结剂、导电助剂等配置墨水实施打印。由于第一种方案中采用的柔性基底承受温度一般在400℃以下，导致其导电性无法进行大幅度提高，而较高的温度是修复缺陷的有效方法，所以本产品是通过调配低缺陷的RGO、粘结剂、导电助剂、溶剂等成分来制备石墨烯基导电墨水。本产品将石墨烯优异的物理性质与印刷电子高效、绿色、大面积以及低成本等优势相结合，制备了一种导电性、成膜性优异的石墨烯基墨水。技术创新点及参数本产品采用高分子材料（如PET、PDMS、SEBS等）作为柔性基底，选用上述体系的导电墨水通过印刷或喷墨打印的方式制备高导电、尺寸可调、形状可调的石墨烯基导电材料。简单绿色的制备工艺、优异的导电性使其适用于多个领域，如对高分子基底表面进行等离子亲水性处理制备均匀且灵敏的传感器，以叠层的形式贴合在皮肤表面，以织物中RFID为接收器，用以监测人体的呼吸、运动以及心率，保证人们的生命安全；还可以凭借其较低的表面方阻、大尺寸可共形的特点用于大型通讯设备或可穿戴通讯设备的电磁防护。市场前景导电墨水主要分为金属系导电墨水和碳系导电墨水等，目前市场上使用最多的是银纳米材料的导电墨水，但其原料价格过于昂贵; 而铜系导电墨水虽然原料价格相对较便宜，但容易被氧化的性质也在一定程度上限制了其应用。目前市售的碳系墨水电阻率普遍偏高。利用石墨烯制备高性能的网版印刷墨水有望获得与银导电墨水相当的导电性、更好的易用性和稳定性，同时降低墨水成本，从而促进柔性印刷电子技术的发展。而利用高质量的RGO作为导电填料的来源，成本低，易于大规模、大面积制备，其具备了产业化的要素。实施条件未来，利用石墨烯制备高性能的网版印刷油墨有望获得与银导电油墨相当的导电性、更好的易用性和稳定性，同时降低油墨成本，从而促进柔性印刷电子技术的发展。而利用高质量的RGO作为导电填料的来源，成本低，易于大规模、大面积制备，其具备了产业化的要素。
东南大学
2021-04-13
纳米乳液的低能乳化法制备
纳米乳液是液滴直径为纳米级的乳液，当纳米乳液粒径小于 100 nm 时，外 观通常为透明或半透明的液体，能够在相对较长的时间内不发生分层，广泛应 用于药物、化妆品、食品等领域。纳米乳液是热力学不稳定体系，不能自发形 成，因此在纳米乳液的制备过程中需要能量的输入。根据输入能量的强度，可 以分为高能乳化法和低能乳化法两类。高能乳化法是指用高速搅拌、高压均质 或超声等方法提供大量的能量，通过拉伸和碰撞使大液滴破裂成小液滴，从而 形成纳米乳液。低能乳化法是利用体系组分释放的化学能制备纳米乳液的方法， 包括在固定温度下改变组成的 PIC 法（phase inversion composition method）、 在固定组成下改变温度的 PIT 法（phase inversion temperature method）、微乳液 稀释法和自乳化法等。由于能量输入少，仪器装置简单，成本低廉的优点，低 能乳化法的研究近年来引起了广泛关注。
山东大学
2021-04-13
先进铸造耐磨材料制备应用
北京工业大学铸造耐磨材料课题组主要研究铸造耐磨材料强韧化、高温耐磨材料组相协同控制和 离心复合铸造耐磨高速钢轧辊。开发的耐磨高速钢轧辊（辊环）、多元低合金钢挖掘机斗齿、大型球 磨机复合衬板、烧结机耐磨蚀篦条、低破碎率铬系耐磨铸铁磨球、微合金化高铬铸钢轧机导辊、硼钛 微合金化（超）高锰钢、高铬耐磨复合烧结矿筛板（筛网）、耐磨耐蚀导电辊、高炉溜槽耐磨衬板、 爆炸焊接轧机衬板和高硼铸钢耐火制品模具等产品，已成功应用于宝钢、昆钢、江铜等大型企业，取 得了显著的经济和社会效益。已主持国家自然科学基金 3 项、科技部中小企业创新基金 5 项、北京市教委项目 4 项。荣获国家技术发明二等奖 2 项，国家科技进步二等奖 1 项、教育部技术发明一等奖 2 项，云南省、陕西省技术发明一等奖各 1 项
北京工业大学
2021-04-13
多孔聚合物的制备方法
本发明属于化工技术领域，具体公开一种用于吸附氢气的多孔聚合物的制备方法，其步骤如下：a)称取三聚氰胺和非质子极性溶剂混合，搅拌，待溶解后，加入MDI三聚体(即4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯三聚体)，在150～190°C的条件下反应18～36h，抽滤，用丙酮冲洗样品，干燥，得中产物；b)将中产物置于溶剂中，在40～80°C条件下回流10～15h，即得多孔聚合物。本发明公开的方法制备储氢材料的原料成本低、工艺简单、时间短、工艺条件容易控制，且制备得到的多孔聚合物在高压下可以吸附大量的氢气，经检测，该多孔
安徽建筑大学
2021-01-12