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。

 1. 高质量钛合金材料及精密加工制品：研发、生产和销售高质量钛合金锭坯、相关石油煤炭等能源开采用钛合金部件及板换用高均匀性坯料，用于高质量钛合金粉末的生产和高质量钛合金精密铸造用原料，期望稳定生产后在该产品方向上形成5000-6000万元的销售规模，利润约500万元左右。   2. 高质量航空航天复杂零部件及医疗植入体：研发、生产和销售高质量电子束3D柔性快速打印技术生产的复杂航空航天零部件及生物工程用植入体以及粉末冶金近净成型制品。由于电子束3D柔性快速打印技术是一种航空航天零部件制造领域革命性新技术，具有十分广阔的市场前景；生物植入体的市场前景在未来10-20年具有非常大的增长空间，市场规模约为100亿以上。期望在5年，电子束3D打印金属复杂零部件产品可形成年销售收入约2亿元左右，利润3000-4000万元左右。   3. 低成本高洁净钛合金粉末及其制品：研发、生产和销售低成本高质量钛合金粉末及其制品。主要客户为国内外钛合金粉末冶金制品公司、激光快速成型制品公司、水汽油过滤器件和装备生产公司、航空航天及兵器工业用过滤吸附零部件和系统生产公司等。该市场前景十分看好，估计未来10年将会有较为迅猛的增长，市场规模约为30~50亿元。期望该产品方向上，在5年左右形成销售收入5000-6000万元，利润600万元。 

采用注射成形工艺实现复杂形状增压涡轮的近终成形，并满足高性能和低成本的要求。根据注射成形涡轮对零件壁厚的要求，选择 ø52mm 涡轮作为研制对象，并完成了中空蜗轮的结构设计及可靠性校验，中空孔径确定为 ø5mm，孔深 25mm，如图 1 所示。对比分析实芯涡轮和中空涡轮的离心应力分布可知，采用中空结构的涡轮，其应力分布较原始涡轮应力分布一致，但涡轮离心应力有所增大，中空结构涡轮的最大离心应力为 626MPa，较原始涡轮增加了 20.4%。涡轮采用中空设计后，自振频率变化很小，频率平均变小 0.167%，可近似认为没有变化。中空结构增压涡轮不仅达到了减轻重量的目的，而且大幅度减小了烧结变形。设计了侧向抽芯模具结构（如图 2 所示），实现了复杂形状增压涡轮的近终成形。采用数值模拟方法对注射成形充模过程进行了模拟，得出了喂料的充模过程（如图 3 所示），并阐明了涡轮在注射成形过程中产生的缺陷与机理。优化了注射成形工艺参数，得出最佳的注射成形工艺参数为：注射温度为 160℃，注射压力为 60MPa，模温为 80℃，最终制备出了无缺陷的注射成形坯。以平均粒度 15μm 的惰性气体雾化的 K418 镍基高温合金为原料，选用 67%装载量，将粉末与粘结剂（60%石蜡+15%高密度聚乙烯+15%聚丙烯+10%硬脂酸）于 140℃在开放式混炼机中混炼 30min，制备出适合镍基高温合金粉末注射成形的高效粘结剂，制备出了流变性能良好的注射喂料。分析了脱脂方法、脱脂制度和脱脂温度对致密度和最终高温合金性能的影响，掌握了碳、氧含量的精确控制技术。通过烧结+热等静压工艺获得高致密度的粉末高温合金，具有晶粒细小、显微组织均匀、综合力学性能优异等优点。MIM418 合金 1230℃真空烧结相对密度为 97%，热等静压后的样品接近全致密。图 1 实芯涡轮和中空结构涡轮图 2 侧向抽芯模具结构图 3 涡轮注射填充过程模拟经过 1200℃固溶/空冷、750℃时效，MIM418 抗拉强度达到 1425MPa，屈服强度为1004MPa，延伸率达到19.4%，与铸造合金性能相比分别提高了70%，30%，120%。图 4 为烧结态的注射成形涡轮。涡轮表面光洁，尺寸精度高，如图 4 所示。图 4 注射成形涡轮制备出满足涡轮使用性能测试要求的涡轮，涡轮尺寸与内部质量良好，达到装机测试要求。涡轮样品在无锡威孚英特迈涡轮增压器公司进行了台架实验，图5 所示为涡轮样品焊接及部分工装的照片。钢轴焊接后接头抗拉破断力达到 18吨，远高于铸造涡轮与钢轴的焊接强度。转速相同时，粉末注射成形涡轮部件测频一致性和气动性能涡端一致性均优于铸造性能，超速飞裂试验停止在 225000转/分与 225000 转/分，增压器拆检的结果可知，超速飞裂试验涡轮表现良好，两套增压器的失效皆由涡轮轴断裂造成。粉末注射成形涡轮样件测频一致性优于铸造涡轮，粉末注射成形涡轮与钢轴联结强度也明显高于铸造涡轮。粉末注射成形MIM418 涡轮在超速飞裂试验中表现不俗，在钢轴断裂 21.5/22.5 万转的状态下，涡轮仍保持完好。粉末注射成形涡轮的涡端试验表明，涡轮部件涡端性能一致性较好，3 组样品涡端的效率曲线基本重合，均在±0.5%的偏差内。

氮化硅陶瓷是一种耐高温耐磨材料，广泛用于冶金、化工、能源等领域，氮化硅粉是制备氮化硅的原材料。实验室提出了一种流态化直接氮化制备超细粉方法，可低成本生产晶相和非晶相氮化硅粉。

CGF是从植物提取的单一成分，经医学科学院动物研究所“药物细胞内抗艾滋病毒药效实验”证明在安全药物浓度62.5ug/ml—0.5mg/ml时对艾滋病病毒的抑制率为77%—97.6%，现在可以作为体外消毒药应用，也可进一步通过体内实验开发成体内注射用药。 对艾滋病病毒的抑制率为77%—97.6%。

开发的新型快速时效响应型 Al-Mg-Si-Cu-Zn 系合金兼具优异冲压成形性能（r>0.6，Δr<0.1）和弯边性能（rmin/t≤0.6）以及高烤漆硬化增量，其模拟烤漆硬化增量达到 130-160MPa，室温放置 45 天后的烤漆硬化增量仍可达 140MPa 以上，远高于目前国内外所报道 Al-Mg-Si 系合金（包括商用 AA6016 和 AA6111合金）80-120MPa 的烤漆硬化增量。成功实现工业大铸锭及 2m 以上宽幅薄板的制造，所获薄板的成形性能、烤漆硬化性能均表现优异，成功冲制出典型汽车部件。成功开发出可热处理强化的 Al-Mg-Zn 系合金及配套双级时效/预时效-烤漆硬化处理工艺，使新型合金 H131 和 H321 态的强塑性高于 ASTM B928 对船用合金的要求，且综合性能全面优于国外最先进的 AA5059 铝合金，填补了我国高性能船用铝板的技术空白。研发的系列 Al-Zn-Mg-Cu 合金具有与 AA7449、AA7085 和 AA7081 商用合金相当的强度和更高的断裂韧性，部分性能优于美铝开发的 AA7055 高强铝合金；掌握中厚铝板多道次、无翘曲连续异步轧制技术，显著改善厚向组织性能均匀性，是解决中厚板心部难变形问题的关键技术；开发出适用于高强 7000 系铝合金的高效短流程中间/最终形变热处理加工工艺，明显提升高强铝合金薄板室温拉伸塑性，其综合性能比肩 HSLA、DP 及 TR 等汽车用钢；开发的超低温变形加工技术可将现有商用铝合金及不锈钢板带的屈服强度提高 20-30%以上，综合性能优于如 AK Steel/Outokumpu/太钢等生产的薄板产品。

该合金是在ZL205A合金成分基础上，通过微合金化与变质处理后获得, 制备方法简便，工艺简单，便于操作。该合金具有密度小、比强度高等特点,延伸率比未变质合金分别提高11%和70%，而屈服强度基本没有变化，同时具有更高的室温塑性，可广泛应用于航空、航天、汽车、机械等行业。随着现代工业及铸造新技术的发展 ,对铸造铝合金 ,尤其是具有特殊性能 ,如具有高强度、优良的耐磨性和耐腐蚀性的铸造铝合金 ,需求量越来越大。 主要性能指标：1. 抗拉强度为：450～480MPa；2. 延伸率为7～11 %；3. 屈服强度=330～350 MPa；室温塑性：变形200%完好无损，变形300%时出现开裂。

成果创新点 主要技术创新路径：首先在金属板上精确车铣出所需 异构界面，然后根据爆炸焊接相关理论计算出制备过程所 需的全部参数，最后在指定的环境下进行爆炸复合操作。 关键技术指标:异构界面形状尺寸确定、焊接参数的合 理选择、精确定位及对复板飞行姿态的控制。 核心解决问题、核心优势：解决了物理化学性质相差 很大的金属板材之间的复合，同时异构界面增加了金属板 材间的结合面积，提升了结合强度。

用于CO2分离的膜技术在天然气、沼气的净化，三次采油中的CO2回收，密闭空间中的CO2 脱除以及减轻温室效应等领域有广阔的应用性前景。与传统的CO2分离技术相比，膜分离方法具有投资少，能耗低，环境友好，设备简单紧凑、节约空间、高效灵活、易于操作等优点，而且CO2浓度越高，膜法分离越经济，即使CO2浓度低于5%，用膜法的费用也仅为吸收法的64.7%。可以用于脱除酸性气体的膜主要有液膜、无机膜和高分子膜，实际应用中满足气体分离要求的目前只有高分子膜。但普通的高分子膜也存在高的渗透性和选择性不能兼得的缺点。含有固定载体的促进传递膜兼具液膜和普通高分子膜的优势，能同时具有高的分离系数和透过速率，而且稳定性好，是一类很有发展前途的气体分离膜，已引起国际上研究者们的极大关注。本研究成果合成了几种对CO2具有促进传递作用的固定载体膜材料，通过载体与CO2的相互作用促进CO2在膜内的传递，因而具有较高的渗透选择性。同时由于载体是以化学键固定在高分子上，因此具有很好的稳定性。本成果以自主开发的固定载体膜材料为分离层，以多种材质的超滤膜为基膜，制备了用于CO2分离的固定载体复合膜。所研制的复合膜，其CO2/CH4透过分离性能处于世界领先水平。

主要技术创新路径：首先在金属板上精确车铣出所需异构界面，然后根据爆炸焊接相关理论计算出制备过程所需的全部参数，最后在指定的环境下进行爆炸复合操作。 关键技术指标:异构界面形状尺寸确定、焊接参数的合理选择、精确定位及对复板飞行姿态的控制。 核心解决问题、核心优势：解决了物理化学性质相差很大的金属板材之间的复合，同时异构界面增加了金属板材间的结合面积，提升了结合强度。