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新型纳米晶种材料及其在轻合金中的应用
轻量化和绿色制造是实现航空航天和交通运输等领域节能减排的重要手段，铝合金是其轻量化首选，但传统铝合金服役性能不能满足高端制造业发展的要求，制造过程也存在高污染、高能耗、质量不稳定等问题。以新思路、新原理、新材料、新工艺克服关键共性难题，突破铝合金力学性能瓶颈、取代落后工艺是必然选择。
本项目以多相熔体原子团簇演变调控为突破口，发明系列纳米晶种材料，提出纳米晶种技术，已成为大幅提升铝合金的综合性能和加工工艺性能的创新手段。
传统铸造铝硅合金生产中通常添加磷盐、赤磷或磷铜合金调控共晶及过共晶Al-Si合金中的初晶硅相的尺寸、形貌及分布，但存在磷量不可控、变质效果及产品质量不稳定、P2O5污染严重的问题。生产中通常采用传统Al-Ti-B及Al-Ti-C细化剂铝合金基体的α-Al枝晶，但是因Si“中毒”及Zr “中毒”，对含Si或含Zr铝合金几乎失去细晶强化作用。基于以上难题，山东大学发明了用于调控初晶硅相的Al-P系纳米晶种材料及用于铝合金晶粒细化的强效AlTiC-B系纳米晶种材料。
Al-P系纳米晶种：①节能减排：与传统工艺相比，避免了P2O5有毒气体排放，简化工序，节能降耗。②产品质量提升：实现了初晶硅尺度及构型高效调控，铝活塞铸件抗拉强度提升0%，体积稳定性和可靠性显著提高。③高纯化：可将铝熔体中Ca、Na、Sr含量分别由22 ppm、14ppm、14 ppm降低至1 ppm以下。
AlTiC-B系纳米晶种：①解决了Si、Zr细化“中毒”等难题，有效调控基体相。②提升了Al-Cu系铝熔体的流动性，解决了热裂、浇不足等行业难题。③提升了铸件性能：与传统Al-Ti-B相比，使A356合金屈服强度提高15%，延伸率提高37%；使2024合金抗拉强度由398MPa提升至550MPa，延伸率由9.8%提升至15.5%。
获奖情况:2016年度山东省技术发明一等奖，纳米晶种合金系列产品与耐热高强轻金属材料的创制及应用2009年度山东省技术发明二等奖，硅-磷和铝-磷合金研制与发动机活塞材料强化新技术2005年度山东省科技进步二等奖，富磷富碳中间合金的研究与应用2004年度教育部技术发明二等奖，高效Al-P中间合金及其变质处理
山东大学
2021-05-11
集成电路板（PCB）微型纳米晶硬质合金钻头
成果描述：针对微钻在使用过程中失效的主要形式和原因，纳米粉在烧结成微钻硬质合金的过程中，出现WC晶粒异常长大，带来性能的明显降低这个问题，研究了添加特种晶粒长大抑制剂的作用和烧结过程优化研究。现已能批量生产Ф3.75标准微钻生产用纳米晶硬质合金棒材，该棒材强度高、硬度高、寿命长、加工性能好、实物质量水平已达同类产品（三菱、东芝、SANDVICK）的先进水平。市场前景分析：硬质合金生产厂家生产纳米硬质合金制品，特别是为国内需求量巨大的高密度印制电路板钻孔用微钻的硬质合金棒材的生产。 2005年消耗量超过1000万只的PCB企业有16家，超过500万只的企业近40家。国内PCB行业2005年消耗微钻总量在4亿只以上，采购资金超过40亿元，微钻使用寿命短和钻机换刀频繁已成为制约整个PCB业提升利润空间和产出效率的瓶颈。市场迫切需要钻孔质量好、使用寿命高、价格适中的PCB微钻产品。目前国内PCB微钻生产用硬质合金棒材每年需求量约200万公斤，一半以上需要进口，需求量巨大。与同类成果相比的优势分析：横断面弯曲强度 /MPa≥3500 硬度/HRA≥92.5 WC晶粒度/μｍ﹤400nm 金相组织为A02B00C00 密度 /g/cm3≥14.4 国内领先。
四川大学
2021-04-11
一种超硬非晶碳薄膜的制备装置和工艺
项目为一种超硬的非晶四面体碳（ta-c）薄膜的制备装置和工艺，该薄膜具有极好的物理化学特性，在碳基薄膜中，是目前国际上公认的SP3键含量最高，超过85%，特性最接近天然金刚石的薄膜，硬度达到HV≥85Gpa，可见光和红外光透明，透光率达97%，吸收紫外光，达98%，薄膜均匀性好，薄膜平整度达0.2nm，摩擦系数≤0.08，电阻率达（1012Ω·cm），击穿电压3.5×106，（），热导率18（）,密度3.5（g/cm3），薄膜致密耐腐蚀作用极好。 该项目可用于高精度专有刀具、模具和摩擦滑动部件，提高使用寿命，减小摩擦，如手术和美容刀具、丝锥、PCB钻、拉丝模、冲压模具、压缩机滑块，滑动环等；用于视窗、镜片和传感器表面，可防止划伤，增强散热，利于红外光传递，等；用于激光透镜，可提高损伤阈值；用于射线辐射测量传感器，可抗射线辐射损伤，提高测量的灵敏度。
西安交通大学
2021-04-11
一种大塑性非晶基复合材料的制备方法
本发明公开了一种非晶基复合材料的制备方法，其特征在于， 包括：将片状非晶合金与增韧第二相材料交替层叠后置于夹具中，其 中所述增韧第二相为板状且上下表面开有阵列通孔的结构；在恒压或 渐增载荷的条件下，对层叠的非晶合金及多孔板加热，同时对其实施 超声振动，非晶合金迅速软化并被压入第二相增韧板的孔中，使得非 晶相合金与增韧第二相的界面冶金良好结合，而且成形过程中不会发 生晶化，从而获得塑形良好的非晶合金复合材料。本发明还公
华中科技大学
2021-04-14
一种新型韧性颗粒强化的铁基非晶基复合涂层
本发明提供一种新型韧性颗粒强化的铁基非晶基复合涂层，以 铁基非晶合金粉末和韧性金属粉末的机械复合粉末为原料，其中铁基 非晶合金粉末由下述元素和不可避免的杂质组成：Cr10.0-17.0； Mo12.0-20.0；B4.0-8.0；C10.0-18.0；Y0.0-5.0；Fe 余量（原子百分比）； 韧性金属粉末可以采用：不锈钢粉末、镍基金属粉末、钴基金属粉末、 铝基金属粉末或铜基合金粉末；该涂层采用超音速火焰喷涂技术制得。 本发明获得的铁基非晶基复合涂层结构致密，孔隙率低，具有较高的 韧性以及与金属基材良好的结合强度。该复合涂层水力及油气田开发 设施、管道运输、船舶甲板等诸多工业领域有着极大的应用前景
华中科技大学
2021-04-13
一种锥形的非晶SiO2纳米线及其制备方法
本发明属于纳米材料领域，特别涉及一种锥形的非晶的SiO2纳米线及其制备方法。本发明提供的锥形SiO2纳米线如图1所示，形貌上纳米线根部直径300nm~600nm，高度2~4um，对于一根纳米线，随高度增加，直径逐渐减小，成圆锥形，圆锥角4~15°且可以通过调控原料的量使得纳米线直径，高度以及锥角发生变化。成分上Si和O，不含催化剂。所述方法的工艺步骤为：（1）生长基底及载物盘的清洗；（2）半封闭势井形气流装置的组合（3）锥形SiO2纳米线的生长。在通流动载流气体条件下将高温区管式炉升温至1250°，炉内压强保持在0.04~0.06Mpa，然后在上述温度和压强保温2~5h，保温时间届满后，所述生长基底上即生长出锥形SiO2纳米线；所述载流气体为H2和Ar组成的混合气体，H2的体积百分数为3~7%，Ar的体积百分数为93~97%。
四川大学
2016-10-21
一种同时制备石墨烯和多孔非晶碳薄膜的方法
本发明公开了一种同时制备石墨烯和多孔非晶碳薄膜的方法，包括 S1 对金属镍片衬底进行超声清洗，并烘干后放置于管式炉中；S2向管式炉中通入惰性气体；S3 对管式炉进行升温处理使其达到750℃～1000℃并保持 10 分钟～50 分钟，向管式炉中通入氢气，并对金属镍片衬底进行热处理；S4 向管式炉中通入流量为 20sccm～100sccm 的碳氢化合物，使得经过热处理后的金属镍片衬底催化碳氢化合物裂解以及镍片溶碳后同时生长石墨烯和非晶碳薄膜；S5 对管式炉进行降温处理，并将生长有石墨烯和非晶碳薄膜的镍片
华中科技大学
2021-04-14
一种自支撑类石墨多孔非晶碳薄膜的制备方法
本发明公开了一种自支撑类石墨多孔非晶碳薄膜的制备方法，包括下述步骤：S1：对金属镍片衬底进行超声清洗，并烘干后放置于管式炉中；S2：向所述管式炉中通入惰性气体；S3：对所述管式炉进行升温处理使其达到 600℃-720℃，向所述管式炉中通入氢气，并对所述金属镍片衬底进行热处理；S4：向所述管式炉中通入碳氢化合物，使得经过热处理后的金属镍片衬底催化碳氢化合物裂解后生长非晶碳薄膜；S5：对所述管式炉进行降温处理，并将生长有非晶碳薄膜的镍片浸泡在腐蚀液中腐蚀掉衬底镍片后获得自支撑类石墨多孔非晶碳薄膜。采用本
华中科技大学
2021-04-14
镁合金壳类零件非铬酸盐表面改性技术
技术原理 ：本成果采用磷酸盐表面处理，镁合金经过一系列的预处理 后，将其浸渍在盛有主要由磷酸盐组成的溶液中，通过化学反应在镁合金 表面生成一层化学转化膜，然后再在化学转化膜表面进行涂装，形成一层 涂膜。 技术特点 ：工艺简单， 成本低， 它对环境无污染， 能够循环重复使用， 节省了能源；将拉法测试化学转化膜附者力方法运用于镁合金表面处理， 并量化其指标，在国内属首创。 市场预测： 该项目研究的非铬酸盐处
南昌大学
2021-04-14
一种新型高冲击韧性非晶基复合涂层及其制备方法
本发明提供一种新型高冲击韧性非晶基复合涂层及其制备方法， 其中复合涂层由一种铁基非晶合金涂层与一种晶态金属涂层交互叠加 构成，晶态金属涂层与基材直接接触，复合涂层的最外层为铁基非晶 合金涂层；复合涂层中非晶涂层及晶态涂层的界面结合紧密，不存在 连续孔隙；复合涂层采用超音速火焰喷涂技术获得；复合涂层与金属 基体具有高结合强度；复合涂层的冲击韧性远高于单相铁基非晶合金 涂层。本发明获得的复合涂层可在各种金属基体表面进行大
华中科技大学
2021-04-14