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SHS－离心法制备陶瓷复合钢管
自蔓延高温合成（Self-propagating High-temperature Synthesis, 缩写SHS），也称为燃烧合成，是利用化学反应放热合成材料的新技术，具有省时、节能、产品纯度高等特点。SHS－离心法制备陶瓷复合钢管利用Al和Fe2O3之间的自蔓燃反应2Al＋Fe2O3®2Fe＋Al2O3＋836kJ，反应放热使Fe和Al2O3均熔化，在离心力作用下Fe和Al2O3两相由于比重差异产生分离，Al2O3浮在表面，凝固后在钢管内形成陶瓷衬层。SHS－离心法制备陶瓷复合钢管，在863计划“八五”和“九五”的支持下，经过近十年的努力，开发了陶瓷复合钢管的工业化技术和装备，获国家发明专利ZL901077443。已形成规模化生产的成熟技术，生产工艺主要由钢管加工、粉料的准备和复合管的合成等过程组成。目前已能生产出各种规格（f20~f820mm）的陶瓷复合钢管、弯头、三通及四通等。成果已通过部级鉴定，产品性能达90年代国际先进水平，并荣获国家技术发明四等奖、教育部科技进步二等奖。SHS－离心法制备陶瓷复合钢管被列为国家高技术863计划新材料领域的重点产业化项目,以北京科技大学为技术依托单位的“陶瓷内衬钢管”项目，被列为国家科委九五科技成果重点推广计划的206个工业项目之一（编号98040102A）。 陶瓷复合钢管具有优异的耐磨、耐蚀、耐热、抗热冲击和抗机械冲击综合性能，陶瓷硬度Hv1300，压溃强度300MPa，结合强度15MPa，耐蚀性（在HCl中）0.05g/m2h。陶瓷复合钢管广泛应用于电力、矿山、冶金、煤炭、化工、建筑等行业，可用于煤粉、灰渣、矿粉、尾矿、回填料、焦炭、水泥的输送，以及铝液、腐蚀介质的输送。用作耐磨管寿命是普通钢管的5～20倍，稀土耐磨钢的3～5倍，铸石管的3倍。高炉煤粉喷枪的寿命提高4倍。另外陶瓷复合钢管重量轻，并可采用焊接、法兰或柔性快速接头联接，能降低工程造价。
北京科技大学
2021-04-11
SHS－离心法制备陶瓷内衬钢管
SHS也称为燃烧合成（CS），是利用化学反应自身放热来制备材料的新技术，其特点是能耗低、工艺设备简单，产品质量好。SHS－离心法制备陶瓷内衬钢管的原理是：利用铝热反应产生的高温使反应产物金属和陶瓷熔融，在离心力作用下陶瓷与金属发生相分离，形成陶瓷内衬钢管。陶瓷内衬钢管综合了陶瓷的硬度大、化学惰性高和钢管高的强度和塑性好的优点，具有其它管材无法比拟的优异综合性能，良好的耐磨、耐蚀、耐热和高抗机械冲击及抗热冲击性能。陶瓷硬度达到HV1300，耐磨性比碳钢高十倍以上，耐蚀性（HCl）是不锈钢的十几倍，耐酸度96~98%，优于耐酸陶瓷，与高刚玉瓷相当，同时具有好的耐碱和盐的腐蚀性能，并且可在900℃以下长期工作，已实现批量生产。陶瓷内衬钢管不但优异的综合性能，而且具有极高的性价比，可降低工程造价。
北京科技大学
2021-04-11
3D打印陶瓷基复合材料
陶瓷拥有很多有用特性，如高强度、高硬度以及耐腐蚀、耐磨损等优点，缺点是无法轻易制成复杂形状。
3D打印技术能使陶瓷拥有复杂的形状，但陶瓷极高的熔点又限制了这一方法的使用。
目前几项陶瓷的3D打印技术不仅效率低下，且打印出来的产品往往内部缺陷大，无法保证性能，本项目采用选择性激光熔融技术和后续处理工艺可以大幅度提高打印材料的致密性，既能实现材料的复杂结构也保障了材料的各方面的性能。
哈尔滨理工大学
2021-05-04
内置超声器的陶瓷膜分离设备
【发 明 人】潘林梅；郭立玮；黄敏燕；朱华旭；倪荷芳 【技术领域】 本实用新型属于一种分离设备，特别涉及一种内置超声器的陶瓷膜分离设备，整合集料液组分快速分离与膜清洗功能为一体。 【摘要】 一种内置超声器的陶瓷膜分离设备，包括原料罐、循环泵、陶瓷膜过滤组件和超声发生器，所述原料罐的出口与陶瓷膜过滤组件的进口连接，循环泵设于上述连接管路上，陶瓷膜过滤组件的截留液出口与原料罐的进口连接，所述超声发生器上设有超声探头，超声探头伸入陶瓷膜过滤组件内。本内置超声器的陶瓷膜设备不仅能在微滤过程中启动超声进行在线强化膜过程，有效控制膜污染产生、稳定膜分离效率、延长微滤周期；而且还能对污染后的膜管实行在线超声物理清洗，有效的恢复膜分离性能。
南京中医药大学
2021-04-11
非对称多孔陶瓷结构与性能研究
上海交通大学
2021-04-11
多孔碳化钛-钛金属陶瓷梯度材料
北京科技大学特种陶瓷研究室开发出一种多孔结构的碳化钛-钛金属陶瓷梯度材料，其应用前景极其广阔。 这种金属陶瓷是燃烧合成的多孔碳化钛-钛梯度材料，其多孔结构的孔隙率可达50％多。孔隙率和孔隙大小，分布还可以根据需要在一定范围内设计。由于在高温烧结过程其表面可形成氧化钛膜，使其耐高温的性能好，因此可作为耐高温材料。 碳化钛是一种导电材料，在通电发热时，即使温度升高到1000摄氏度以上，材料特性也不会发生任何变化。因此，此多层多孔碳化钛材料可以作为高温发热源，分解在焚化炉都难以分解的二氧吲哚。 由于这种多层多孔的碳化钛-钛材料空隙率可达50％多，其比重可比最轻的金属镁还要轻。因为这种多层多孔的碳化钛-钛是梯度材料，强度和刚度可以在一定范围内设计。而且碳化钛-钛材料与人体的相容性好，因此很适合用做人造骨骼。人的骨骼是多孔结构的，血管和神经通过骨骼的孔隙提供养分和控制骨骼的活动，因此，这种多孔的碳化钛-钛梯度材料是人造骨骼的极好材料。 由于这种碳化钛新材料的表面有一层氧化钛膜，它具有光催化的机能，同时多孔的碳化钛用来制作过滤器具有很强的吸附能力，可以有效地吸附浮游生物，它可以用来制造更好的水净化装置。 泡沫碳化钛做催化剂，用电催化方法可净化焦碳化学工业的含酚废水。酚对水域的污染仅次于石油产品和重金属，居第三位。 本项目产品的基本工艺为燃烧合成工艺。不用高温烧结炉。可制作复杂形状和较大尺寸的制品。
北京科技大学
2021-04-11
陶瓷纤维增强复合材料铝活塞
陶瓷纤维增强铝活塞（Ceramic Fiber-Reinforced Aluminum Piston,简称CFR活塞，如附图），是一种高新技术产品。现代柴油机采用增压、强化技术后，原有铝合金活塞难以满足材料需求，用CFR 活塞代替普通铝合金活塞已成为发动机行业的趋势。日本、美国、德国等国的发动机生产厂家都在大力研究和推广应用。东南大学材料系历经多年的开发研究，研制成功了陶瓷纤维增强铝活塞，并已在汽车发动机、大马力柴油机上得到应用，与普通铝合金活塞相比，可使活塞使用寿命提高3－5倍，并提高发动机功率，减少装配间隙，降低运行噪音、燃油消耗和废气排放，若用CFR活塞取代奥氏体镶圈铝合金活塞，则可使制造工艺简单，生产成本降低。
东南大学
2021-04-11
陶瓷颗粒增强钢铁基表面复合材料
冶金、电力、建材、化工等行业存在着大量既具有酸碱腐蚀又具有磨料磨损、或既具有高温氧化又具有磨料磨损的严酷磨损工况，这些工况下目前常用的不锈钢或耐热钢，其价格昂贵，只具有较好的抗腐蚀性与抗高温氧化性，耐磨性很低。本成果则将硬度高，可作为抗磨骨干材料使用的陶瓷颗粒与不锈钢或耐热钢类钢铁材料复合，形成一定厚度的表层复合材料，可用在工件的某一磨损局部，打破了传统材
西安交通大学
2021-01-12
非对称多孔陶瓷结构与性能研究
利用微流控技术辅助非溶剂致相转化的方法，制备具有非对称结构的多孔陶瓷材料，包括中空纤维陶瓷膜，中空纤维陶瓷/碳复合膜和中空陶瓷微球等。
上海交通大学
2023-05-09
电子封装用高性能陶瓷电路板
【技术背景】
电子封装是将构成半导体器件的各个部件（芯片、基板和导线等）按规定要求合理布置，通过贴片、打线与焊接等工艺，达到保护芯片，实现器件功能的目的。随着芯片功率的不断增加和封装集成度的不断提高，散热成为影响器件性能与可靠性的关键。对于半导体器件而言，通常温度每升高10℃，器件有效寿命降低30-50%。由于芯片一般贴装在封装基板（又称电路板、线路板）上，因此，基板除具备基本的机械支撑与布线（电互连）功能外，还要求具有较高的导热、耐热、绝缘、耐压能力与热匹配性能。目前常用封装基板主要分为树脂基板（印刷线路板、PCB）、金属基板（MCPCB）和陶瓷基板。其中，陶瓷基板由于具有热导率高、耐热性好、高绝缘、耐腐蚀、抗辐射等技术优势，广泛应用于功率半导体和高温电子器件封装。
【痛点问题】
目前市场上常见的陶瓷基板（主要包括厚膜印刷陶瓷基板TPC、直接键合陶瓷基板DBC和活性金属焊接陶瓷基板AMB等）制备工艺温度高、线路层图形精度差、难以实现垂直互连，无法满足电子器件小型化、集成化封装需求。特别是随着半导体照明（LED）、激光器（LD&VCSEL）、第三代半导体、5G通信等技术发展，对陶瓷基板性能提出了新挑战。
【解决方案】
本成果开发了电镀陶瓷基板（DPC）制备技术。由于采用半导体微加工技术，DPC陶瓷基板具有导热/耐热性好、图形精度高、可垂直互连、材料与工艺兼容性好等技术优势，广泛应用于各种功率半导体器件（如大功率LED、激光器LD、电力电子MOSFET等）和高温电子器件，替代进口，满足功率器件低热阻、小型化、集成化封装需求。特别是在近期新冠病毒疫情防控上，采用DPC基板封装的深紫外LED消毒器件发挥了巨大作用（具有高效、广谱、非接触、环保、轻巧等优势）。
华中科技大学
2021-11-16