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陶瓷颗粒/树脂基复合材料
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
西安交通大学
2021-01-12
颗粒增强铝基复合材料
本项目是针对目前存在的颗粒增强铝基复合材料进行的改进研究的成果。当前对于颗粒增强尤其是SiC颗粒增强铝基复合材料的研究较多，制备方法多种多样，但都存在孔隙率和含铁量高及强度低的缺点。北京交通大学机械电子与控制工程学院材料成型研究室采用自行研发的真空双搅拌技术有效的改进了材料的上述性能，制备出高质量的SiC颗粒增强铝基复合材料，并在国家“863计划”（高速客车用金属基复合材料制动件的研究及应用）中得到应用。本课题组制备的颗粒增强铝基复合材料的断口照片和金相照片如下图。 功能及用途: 本项目具有高的比强度、比刚度、低密度、优异的抗蠕变性与耐磨损性，具有良好的热稳定性及可控制的热膨胀系数等。本项目在航空、航天、军工、铁路、汽车、光学、电子、体育器械等领域中有着广阔的应用前景。 主要技术指标: 铝基复合材料的性能见下表。 铝基复合材料力学性能 材料 sb/MPa s0.2/MPa d/% E/GPa 20vol.%SiC/A356 330 305 1.0 106 15vol.%SiC/A356 303 286 1.3 96 孔隙率：≤0.9％含铁量：≤0.2％ 投入产出分析: 本项目生产所需的设备简单，材料的制备工艺便于控制，制备费用低。以20vol.%SiC/A356材料为例加以说明。 主要材料的市场价格：A356 的市场价格按3万元/吨，SiC颗粒的价格按2.5万元/吨计算。 生产1吨20vol.%SiC/A356复合材料的成本约为（3×0.8+2.5×0.2）/0.7=4.2万/吨，而1吨20vol.%SiC/A356复合材料的市场价格大约是15万元，经济效益明显。 市场应用前景： 环保和节能已经成为当今各行业发展的主流。本项目的SiC颗粒增强铝基复合材料是以工业上用的ZL101A为基体，以工业磨料SiC颗粒为增强体而制备的，制备成本较低，材料的价格大幅低于购买国外同类产品的价格；本项目较好的制备质量和力学性能使其能够在航空、航天、军工、铁路、汽车、光学、电子、体育器械等领域中得到广泛的应用。因此，使用本项目能够取得良好的社会和经济效益。
北京交通大学
2021-04-13
SiC颗粒增强铝基复合材料
将高性能陶瓷增强体加入到金属的铝基体中，制成铝基复合材料，得到单一材料所不具有的强度、模量、塑性等各种优异性能，且性能可以通过人工设计和复合而进行控制。材料性能达到国际领先水平，建立了国内第一个航天铝基复合材料技术标准，形成了高性能铝基复合材料的批量、多品种研制和生产能力，并成功推广应用。
上海交通大学
2023-05-09
颗粒材料理论的工程化运用
颗粒材料广泛存在于自然界和人类生活和生产活动中。对其力学性质的研究不仅是当前力学学科的重要基础科学问题之一，也与诸多工程科学技术的发展密切相关，包括沙漠环境下的仿生机器人技术，冲击防护工程，地质灾害防护等。围绕我国探月工程重大项目需求，研究课题组近年来系统开展了与月壤采样密切相关的颗粒物质动态力学性质及其螺旋输动力学行为等方面的研究。研究成果不仅为我国航天工程实现提供了可靠的技术保障，而且在颗粒材料力学理论研究方面取得了一些重要基础性成果。
北京大学
2021-02-01
颗粒材料理论的工程化运用
项目简介 颗粒材料广泛存在于自然界和人类生活和生产活动中。对其力学性质的研究不仅是当前力学学科的重要基础科学问题之一，也与诸多工程科学技术的发展密切相关，包括沙漠环境下的仿生机器人技术，冲击防护工程，地质灾害防护等。围绕我国探月工程重大项目需求，研究课题组近年来系统开展了与月壤采样密切相关的颗粒物质动态力学性质及其螺旋输动力学行为等方面的研究。研究成果不仅为我国航天工程实现提供了可靠的技术保障，而且在颗粒材料力学理论研究方面取得了一些重要基础性成果。刚性介入体压入过程中形成的颗粒材料固化区（粉红色三角形AOB）以及流化区（绿色部分）应用范围该项研究不仅在颗粒材料理论研究方面具有重要的理论价值，而且已应用到探月工程月壤采样钻采工艺规程设计当中。项目阶段课题组发表在NatureCommunications 上的研究工作证实了颗粒材料具有复杂流体的典型特征。通过准静态压入实验，定量表征了介入体在颗粒材料中的阻力- 深度特征曲线。并从理论上了证实：通过引入一个与颗粒材料内摩擦角相关联的比例系数，流体力学中的经典阿基米德定律能够用来描述颗粒流的准静态阻力。即介入体准静态运动时所受阻力正比于颗粒密度和排开的材料体积。修正后的阿基米德定律中的比例系数是颗粒材料内摩擦角的强非线性函数。该理论结果不仅能够被课题组自身的实验所证实，而且能够被已有文献的实验结果所验证。扩展的阿基米德定律中的比例系数知识产权已经获得相关专利授权。合作方式合作开发、技术转让、技术许可。
北京大学
2021-04-11
颗粒增强铝基复合材料制备技术
本项目由北京交通大学机电学院材料成型研究室研制成功，用于制备SiC颗粒增强铝基复合材料，制备设备如图所示。设备主要由7部分组成：坩锅、双搅拌装置、电阻炉、真空双搅拌系统和计算机控制系统。该设备可以在大气、氩气或氮气以及真空不同状态下制备复合材料，不同保护气氛下所制备的材料质量各不相同。采用双重搅拌结构，内搅拌和外搅拌，即主搅拌和副搅拌。主搅拌杆上安装螺旋桨叶，螺旋桨叶片上装有搅拌翅，这种双重搅拌机构在原理上可使涡流作用降到最低程度，可减少熔体吸入气体量，刮除挂在坩锅壁上的SiC颗粒，能将颗粒带入熔体并使其弥散分布，有利于提高复合质量。 40kg复合材料制备设备应用范围： 本项目主要用于颗粒增强复合材料的生产，也可对其它发气量大的材料进行脱气，除杂，制备高质量的材料。
北京交通大学
2021-04-13
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
颗粒增强无机非金属基复合材料
本材料采用无机高分子材料与各种高硬度陶瓷颗粒（硬度Hv1800～2800）在常温复合固化而成。由于采用与金属结合力极强的高分子树脂，因此特别适用于对磨损后部件的修复。
西安交通大学
2021-01-12
功能化纳米材料单颗粒光谱学
在努力打造世界顶尖的光学成像与多维度分析仪器平台，指导和推动新型功能材料的开发，从而为纳米光学、光电子技术、超分辨亚细胞成像、单分子检测、量子通讯和大数据存储等领域的下一次突破提供“利器”。 当今的纳米材料合成已经实现了高度可控，但即使是同一批次合成的发光纳米粒子，单个颗粒的光学性质往往是不均匀的，这是由于尺寸、形状、结构缺陷、表面基团和电荷等方面的细微影响。这一构效关系是与材料科学、
南方科技大学
2021-04-14
亚微米陶瓷颗粒增强铝基复合材料
本项目采用元素粉末法制备高性能的亚微米陶瓷颗粒增强铝基复合材料，突破了亚微米颗粒在基体中的分散和铝基复合材料的二次加工困难瓶颈难题，制备的亚微米陶瓷颗粒增强金属基复合材料具有高的比强度、比刚度、热稳定性，较低的热膨胀系数，优良的导热、耐磨、耐腐蚀性等特点，机加工表面光洁度高。亚微米陶瓷颗粒增强金属基复合材料的成功制备，在金属基复合材料实际应用方面取得了突破性的进展。 亚微米陶瓷颗粒增强金属基复合材料是一种极具潜力的工程材料，其在航空航天领域、汽车装甲、电子封装、高轻化自行车等方面取得了大量应用。其中以碳化硼为增强体的B4C/Al复合材料耐磨性很高，在制造喷砂嘴、电触点、摩擦和耐摩擦材料时得到了广泛的应用，并且在机器和设备端部密封件上，碳化硼为基体的B4C/Al复合材料也有出色表现。此外，碳化硼具有良好的耐酸碱腐蚀性能，在有气体腐蚀条件下工作时，效果极佳，用亚微米B4C制备的B4C/Al复合材料制备的喷砂嘴和喷丸机喷嘴在标准条件下显示出的高强度，为钨硬质合金强度的5～11倍。先后设计和开发了高尺寸稳定性高导热易加工电子封装复合材料制品，如印刷电路板板芯、军用功率混合电路、微波管的载体、多芯片组件等。亚微米SiC颗粒增强铝基复合材料具有高耐磨性、良好的耐高温性和抗咬合性能等特点，在高速列车刹车盘，制动盘、发动机活塞和齿轮箱等以及现已用于越野自行车上的车链齿轮具有广阔的应用前景。从前瞻性、战略性、经济性和基础性这几个角度来考虑，亚微米陶瓷颗粒增强金属基复合材料制备技术的发展符合具有高性能价格比，有待迅速实现产业化的要求趋势。本项目围绕航空航天用大尺寸关键承力结构件、光机结构件与精密仪表零件、电子封装器件、核能领域屏蔽材料等应用背景，部分研究成果已达到了国际先进水平。先后设计和开发了高尺寸稳定性高导热易加工电子封装复合材料制品；制备的亚微米碳化硼增强铝基复合材料被应用于制造核废料处理容器；应用于高速列车刹车盘，制动盘、发动机活塞和齿轮箱等。
东北大学
2021-04-11