本项目是以无机溶胶为基料，添加适当的纳米无机物，经低温固化得到的具有阻燃、隔热、耐磨性能的陶瓷涂层。在阻燃方面，可用于高层建筑、密封的空间以及地铁、动车内饰钢板和铝合金板的防火隔热。对于环境密闭，设备集中、人员密度大的场所，一旦发生火灾，救护很困难。一些重大火灾事故调查表明，在火灾丧生的人员中，大部分不是直接被烧死，而是被有机物燃烧放出的毒烟熏死或熏晕后烧死的。本项目研制的陶瓷涂层具有遇火不燃、无烟、不产生有毒气体，过火时间可达到3h以上，使得钢构件或铝合金不被软化，以便给消防人员充足的救护时间。可根据需要制作成各种颜色,平时起装饰作用,遇火时起阻燃作用。在耐热方面，可用于金属管路的耐高温热流的冲刷、钢和铝合金构件的隔热、热流输送管路的保温隔热等。

成果与项目的背景及主要用途：立方氮化硼（CBN）的硬度很高，仅次于金 刚石，具有一系列优越的物理、化学和机械性能，特别适合铁族金属材料的加工， 它和金刚石用于加工硬而脆的非金属材料互为补充，是一类用途很广的超硬材料， 其年增长速度远高于金刚石。CBN 磨具磨削是磨加工领域中的高新技术。其中陶 瓷结合剂 CBN 磨具具有磨削能力强、耐用度高、形状保持性好、使用寿命长、 磨削力小、磨削温度低、不烧伤工件、工件表面完整性好且寿命长、磨具修整及 更换频次少、辅助劳动时间短、有利于实现生产自动化和提高生产效率、磨削废 渣少对环境污染小等等一系列优点，被认为是一类高速、高效、高精度、低磨削 成本、低环境污染的高性能磨具，成为世界上竞相研究开发的热点和当代磨具产 品发展的一个重要方向，发展前景广阔。世界工业发达国家已将其应用于汽车关 键零部件磨削等工业生产，显著地提高了生产效率和产品质量，取得了明显的社 会经济效益。目前，这种高效高精磨削技术在世界汽车制造领域正快速扩展，在 机床、工具、模具、轴承等其它许多应用领域也在不断扩展。本课题组通过承担 一系列省部市级科研项目和重大科技攻关项目，实现了技术成果集成，技术水平 和产品性能达到国际先进水平。 技术原理与工艺流程简介：陶瓷结合剂 CBN 磨具属于具有磨削用途的多元 物相复合材料体系。本技术综合运用陶瓷。玻璃、复合材料、磨料磨具制备和磨 削加工等有关理论为指导，采用具有自主知识产权的陶瓷结合剂，通过磨具组成 与磨具结构的科学设计，以及磨具制备工艺优化控制，最终获得具有最佳性能的 磨具产品。 主要工艺流程如下： 结构设计→组成设计→配料→混料→成型→烧成→加工→性能检测→成品 技术水平及专利与获奖情况：技术水平处于国际先进水平。 本项目包含的成果，已获省级科技进步二等奖一项，厅局级科技进步二等奖 两项。 应用前景分析及效益预测：陶瓷结合剂 CBN 磨具高效磨削工艺技术的应用， 可直接提升机械加工业和机械装备业的加工技术与工艺水平，提高产品质量和加 工效率，增强企业竞争能力，增加经济效益。同时用 CBN 磨具替代普通磨具的 使用还可以减少生产中的磨削废渣，减少磨削液的用量，减少环境污染。其在汽 121天津大学科技成果选编 车、摩托车、拖拉机、工具、模具、轴承、机床、液压件、工程陶瓷、军工、航 空、航天等领域的高精高效磨削加工方面具有广泛的用途。据不完全统计，国内 有数亿元的市场潜力，其利润率在 50%以上。 应用领域：汽车、摩托车、拖拉机、工具、模具、轴承、机床、液压件、工 程陶瓷、航空、航天等领域的高精高效磨削加工。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 厂房面积：300m2。 设备投资：100 万元。 合作方式及条件：双方协商。

本工艺采用纳滤膜分离技术实现印染行业连续染色的工艺，包括：（1）将纺织品放置于染浴中，将60~100℃的染液排入纳滤膜分离系统进行浓缩过滤，脱除染液的色度和悬浮物；（2）含有无机盐、碱或酸的纳滤膜渗透液返回染浴进行重复利用；（3）纳滤膜的浓缩液直接进入蒸发器进行蒸发结晶，得到固体粉体，实现回收利用；蒸发产生的蒸汽和蒸馏水进入染浴回收利用。与常规浸染工艺相比，可实现染液的循环利用，减少化学品和水的消耗，实现纺织品的连续染色，也可有效利用废染液的热能，降低印染成本和废水排放量。本成果已申请中国发明专利，

哈工大机电学院王黎钦教授团队承担了长征五号火箭芯级和上面级发动机低温重载涡轮泵用陶瓷轴承的预研和工程样机技术攻关任务，这是国内首次在液氢涡轮泵上采用高速重载低温自润滑陶瓷轴承。该团队充分发挥前期在陶瓷轴承应用基础方面的研究积累，攻克了陶瓷轴承超低温匹配性设计技术、陶瓷球低损伤高精度制造技术、自润滑保持架材料及其转移膜固体润滑技术、轴承摩擦副匹配性表面强化技术等核心技术和工艺，突破了高速、重载、冲击、超低温、固体润滑轴承的核心技术，大幅度提高了火箭发动机轴承的关键指标，建立了相应的技术规范，为新一代大推力氢氧火箭发动机提供了核心技术支撑，为长征五号火箭发动机的预研、方案改进、长程试车和技术定型做出了重要贡献，也为我国更大推力的火箭发动机研制提供了先进技术基础。

1.工艺过程及设备 （1）制备原理：在基体材料表面浸涂液体，经过低温干燥，形成多功能陶瓷保护，保护薄膜与基体材料为分子间结合，构成牢固结合的整体。 （2）工艺过程：对需要制膜的基体材料或部件进行清洗—涂覆陶瓷膜涂覆液—低温干燥。 （3）投资特点：生产模式决定设备投资，最小规模的非自动化生产模式，设备投资10-15万元（不包括厂房基础建设），大规模的自动化生产模式，设备投资约600万元。 （4）设备：基体材料、零部件清洗设备；喷涂、浸涂或刷涂设备；干燥设备；中间运输传送设备；车间要求无尘干燥。 2.膜的功能及特点 （1）高硬度及良好的耐磨性：多功能陶瓷保护膜具有比钢铁等金属材料更高的硬度，涂于非金属材料、金属材料及其零部件上能防止其表面被磨损。 （2）良好的耐腐蚀性：多功能陶瓷保护膜具有良好的耐盐雾腐蚀、耐酸碱腐蚀、和耐氧化腐蚀的能力，可以避免钢铁表面的腐蚀和锈蚀，可以避免铝、铜等有色金属表面因腐蚀而失去原有光泽。 （3）任意可调的表面颜色：多功能陶瓷保护膜为无色透明膜，涂于金属、非金属表面能显示其原有材料的品质，也可以加入颜色，使基材显示出比原表面更加亮丽的色彩。 （4）可用于任意的基材：多功能陶瓷保护膜与各种基材表面都具有良好的结合性能，可制备于各种金属和非金属表面。 （5）良好的耐高温特性：多功能陶瓷保护膜具有良好的耐高温性能，不会因为高温、辐照而老化、变性、脱落而失去原有的保护能力。 （6）良好的韧性：多功能陶瓷保护膜具有良好的韧性，制备于金属表面不会因为金属部件的弯曲而破裂，制备于玻璃等脆性非金属材料表面能提高其韧性，减少脆性损坏。 （7）美观特性：多功能陶瓷保护膜具有良好的平流特性，涂在基体材料表面能够形成平滑的表面，掩盖原表面的微观不平的形貌，使其美观亮丽。 （8）任意可调的膜厚：多功能陶瓷保护膜膜厚可在1-50微米范围内变动，对于需要保持紧密尺寸的零部件，可以涂薄层膜，其余情况可以根据需要涂覆多层膜，以达到需要功能目的厚度。 应用范围： （1）用于装饰性铝合金：装饰性铝合金表面受到大气的腐蚀会变色，一些装饰性铝合金部件在使用过程中还会经受不同酸碱度的洗涤液的清洗和人工的擦拭，在其表面留下小的腐蚀痕迹，慢慢改变其表面状态，失去它初始时的光泽和装饰效果。在装饰性铝合金表面制备多功能陶瓷保护膜，可以有效的保护装饰性铝合金表面，经长期使用和不同酸碱洗涤液清洗而不改变其初始光泽。 （2）用于装饰性铜合金：铜合金由于其金黄色的表面，经常被用作为装饰性的部件使用，但由于其在空气的氧化作用，随着使用时间的延长，颜色会逐步变暗，从而失去其装饰性的功能。在装饰性铜合金表面制备多功能陶瓷保护膜，可以有效地隔离铜合金表面与外界气氛的接触，从而能长久的保持其金黄色的初始的表面，同时，由于多功能陶瓷保护膜的制备过程的平流特性，能掩盖装饰性铜合金表面的微观不平，使装饰性铜合金看起来更加有光泽。 （3）用于钢铁材料表面：钢铁材料一个共同的特点，就是容易生锈，虽然不锈钢可以解决这一问题，但毕竟其价格和性能的关系，大部分的钢铁材料还都是以非不锈钢的状态使用，防止其生锈就成为必然的问题。在钢铁材料表面制备无色透明的多功能陶瓷保护膜可以有效地隔离钢铁表面与大气的接触，有效的解决氧化生锈的问题，还保留了钢铁的原始表面，同时，由于多功能陶瓷保护膜的膜厚可以在1-50微米内选择，即使精密的零部件也不会因为增加了膜而需要改变其装配关系。 （4）用于玻璃容器表面：多功能陶瓷保护膜既有硬度又有柔韧性和润滑性，制备于啤酒瓶等玻璃容器表面，会减少瓶罐间划伤以及外部的划伤，同时使瓶罐的耐内压强度、耐冲击强度都有大幅度的提高，耐内压强度提高25%以上。 （5）用于着色的目的：多功能陶瓷保护膜具有着色功能，制备于医用及化学用玻璃瓶上，可以达到避光的目的，同时因为膜的着色元素含量很少，这些玻璃瓶熔化再造时仍然是无色玻璃，从资源利用和减少能耗方面说是有利的。多功能陶瓷保护膜也可以用在其它只需要满足着色功能的表面，如窗玻璃等。 （6）用于工艺品：工艺品需要解决的一个问题是其初始外观经长时间摆设能不改变，另一个问题是看起来晶莹亮丽，在工艺品表面制备多功能陶瓷保护膜，由于其透明的特点和平流特性，可以使工艺品看起来比原件更加晶莹亮丽，同时，其良好的防腐保护特性，能免于工艺品受到大气的腐蚀，使它经长时间摆设而不改变初始外观。

本工艺采用纳滤膜分离技术实现印染行业连续染色的工艺如图所示，包括：（1）将纺织品放置于染浴中，将60~100℃的染液排入纳滤膜分离系统进行浓缩过滤，脱除染液的色度和悬浮物；（2）含有无机盐、碱或酸的纳滤膜渗透液返回染浴进行重复利用；（3）纳滤膜的浓缩液直接进入蒸发器进行蒸发结晶，得到固体粉体，实现回收利用；蒸发产生的蒸汽和蒸馏水进入染浴回收利用。与常规浸染工艺相比，可实现染液的循环利用，减少化学品和水的消耗，实现纺织品的连续染色，也可有效利用废染液的热能，降低印染成本和废水排放量。本成果已申请中国发明专利，可提供现场试验装置。

在化工等行业存在既有强的酸碱腐蚀又有磨料磨损的工况，这些工况下常用的金属材料很难同时具有抵抗腐蚀和磨损的能力，本成果将耐腐蚀性很好的树脂与耐磨性很好的陶瓷颗粒复合，弥补了这一不足，这是本成果的特点之一。本成果的另一特点是用于局部磨损的大型工件的修复（如水轮机叶片），该工艺操作简单，实施容易，可在现场进行。因此具有很好的应用前景。本成果技术创新在于陶瓷颗粒的

研发阶段/n项目简介：吸声泡沫陶瓷材料是通过对高分子多孔材料载体的表面采用陶瓷材料加固和相应的后处理工艺研制而成，具有吸声性能好，抗腐蚀，消除光线反射，受潮后自动脱湿等特点，并且安装使用工艺简便。目前泡沫陶瓷吸声材料已经成功地应用于高速公路声屏障、铁路声屏障、城市轻轨声屏障、城市地下通道降噪吊顶、商业城以及办公大楼和体育馆的建筑声学装修、中央空调机房和柴油发电机房噪声治理和大型工业实验室等20多项各种环保降噪工程，受到用户好评。该项目荣获湖北省科技进步三等奖和国家发明专利，填补了国内空白，其成果已达

压电式传感器具有结构简单、信噪比高、灵敏度高等优点，特别适用于动态测量，如加速度、应力和振动测试，重要应用方向包括结构振动监测、损伤监测、声发射信号监测等。在航空航天发动机、核能、高温冶炼、石油勘探等领域中，高温复杂环境对高温压电式传感器提出更高性能要求，目前亟需开发适用500℃及以上温度的高温高性能压电陶瓷材料及其传感技术。 攻克高居里温度高性能无铅压电陶瓷的组分调控与织构化生长关键技术，并实现良好的工艺与性能稳定性，有利于提升高温压电式传感器的可靠性和环境适应性。高温压电陶瓷材料性能优异：居里温度高于900℃，压电系数可达30pC/N，室温介电损耗低于0.02，压电系数可稳定至800℃。在压电陶瓷研制方面，项目团队长期开展组分调控与陶瓷织构化研究，技术成熟可靠，并从应用中不断升级技术，使其能够满足市场需求。

陶瓷具有强度高、硬度高、密度低及优良的耐磨损及耐腐蚀、抗氧化等优点。是一种在航空、航天、军工、核能、汽车及刀具等领域很有发展前途的轻质结构材料。在工程上采用连接技术制造陶瓷与金属的复合构件既能发挥陶瓷与金属各自的优良性能，又能降低生产成本。为满足高性能武器装备发展的迫切需要，进行了SiC、Al2O3等陶瓷和金属扩散连接及钎焊技术研究。 对SiC陶瓷和金属Cr、V、Ta、Ti、Nb、Ti-Co合金、Ti-Fe合金、Ni-Cr合金及不锈钢的界面