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不锈钢在强还原性介质中的腐蚀控制新技术及应用
不锈钢是工业、科技等领域应用最广泛的材料之一。不锈钢表面的钝化膜需要在氧化性环境中才能稳定地存在，因此不锈钢在氧化性环境中，例如大气、水环境、硝酸溶液等，具有良好耐蚀性，而在非氧化性或还原性环境例如高温稀硫酸、高温甲酸等介质中，由于表面的钝化膜不稳定，不能有效地保护基体，耐蚀性就很差；在含有能破坏钝化膜的有害离子的介质中，不锈钢的耐蚀性也很差。以化工、石化工业为例，在高温稀硫酸、高温甲、乙混合酸等介质中，奥氏体不锈钢腐蚀速度很快。由于温度较高，非金属材料在这种体系中不适用，国外部分企业采用耐蚀性更高的钛材或镍基耐蚀合金，但设备价格极其昂贵，同时材料来源和加工也非常困难。 该课题组研究开发了一种利用电沉积法在不锈钢表面制备钯系合金薄膜的技术，主要通过钯对不锈钢表面钝化性能的促进作用来提高不锈钢在非氧化性介质中的耐蚀性，并研究了在工程现场对不锈钢设备进行大面积施镀的技术。这种方法能够显著提高不锈钢在非氧化性腐蚀介质中的耐蚀性，例如，在沸腾稀硫酸和沸腾甲、乙混合酸中，镀钯不锈钢的腐蚀速率可以降低三到四个数量级，在含有微量Cl、Br离子的环境中，耐蚀性也显著提高。已获得国家发明专利授权2项，拥有完整的自主知识产权。
北京化工大学
2021-02-01
一种管道管壁表面极化电阻和腐蚀速度的监测方法及装置
本发明公开了一种管道管壁表面极化电阻及腐蚀速度的监测方 法及装置，其中，管道管壁表面极化电阻的监测方法包括以下步骤： (1)设置待监测的管道、辅助电极和参比电极；(2)向辅助电极施加极化 电流，计算与参比电极相对应的管壁表面位置处的电位极化值 V；(3) 对电位极化值 V 与距离 x 两者之间的函数关系进行拟合，x 为参比电 极在管道中心轴线上的投影距辅助电极之间的距离，从而通过数据拟 合分析，计算得出管道的管壁表面
华中科技大学
2021-01-12
激光热喷涂非铝涂层在海洋工程防腐蚀中应用
本项目利用激光热喷涂法在喷涂过程中可实现构成非晶涂层，应用于海洋工程的长效重防腐，解决了海洋工程装备防腐蚀难题。本项目研发的激光热喷涂防腐材料和相关的涂层封闭体系，获得了非晶铝涂层在相应腐蚀体系下的耐蚀机理，技术先进，无环境污染，是目前绿色制造领域提倡的具有前瞻性和前沿性的高新技术。主要关键技术：（1）激光热喷涂非晶铝涂层形成微晶和非晶质材料抗腐蚀技术；（2）激光热喷涂非晶铝涂层表面完整性控制技术；（3）激光热喷涂非晶铝涂层与基体形成冶金结合抗冲蚀技术。 本项目拥有自主知识产权的激光
常州大学
2021-04-14
面向海上风电机组、海洋装备及船舶的腐蚀防护新技术
本成果是基于新材料和高速激光熔覆的海上风电机组、海洋装备和船舶的长效、环保防腐新技术。针对海上风电机组、海洋装备和船舶的海水腐蚀问题，突破了现有防护期效短（防腐涂料期效一般为1—5年）、涂层易剥落以及涂料中所含有机化合物（VOC）污染环境的局限性，自主开发了激光熔覆用高性能耐蚀合金粉末材料和制备高耐蚀熔覆层的高速激光熔覆系统，利用高速激光熔覆技术在海上风电机组、海洋装备和船舶的重要部件上制备超长寿命（≥50年）的耐蚀熔覆层，从根本上解决重要部件全寿命周期内腐蚀防护问题。该项技术的成熟度达到8级，具备批量生产条件。已获授权发明专利20余项、授权GF发明专利2项。
创新点
1、研发了系列专用于高速激光熔覆的镍基高性能耐蚀合金粉末材料。
2、开发了基于高速激光熔覆的耐蚀层制备技术与装备,防腐层与基体冶金结合（结合强度≥200MPa）。
3、提供了一种长效、环保的腐蚀防护新技术，材料不含VOC及其他有毒化合物，耐蚀寿命≥50年。
市场前景
腐蚀使全球每年损失的钢铁约6000万吨，随着我国海洋经济迅猛发展，我国海洋工程95%的材料都是钢铁或钢筋混凝土，海洋工程防腐已成为发展中急需解决的重要课题。我国已成为世界海洋涂料使用量第一的国家，2010年我国海洋涂料市场规模已超350亿元，海洋涂料的需求量年均增速超过20%。目前防腐涂料作为海上风电机组、海洋装备及船舶应用最广泛的腐蚀防护途径，但存在有效防腐期较短、所含有机化合物污染环境等问题。因此，迫切需要开发防腐效果更好、时效更长、低毒环保的新方法。
应用案例
自2017年以来，成果已应用于船舶水线以下与海水接触的钢板、压载泵大轴、尾舵及其它部件，已有的结果表明，熔覆层完全耐蚀，预计其耐蚀寿命大于50年。
获奖情况
耐蚀新材料与制备技术成果于2021年经过由中国电机工程学会组织、刘振东院士任主任委员的鉴定，鉴定结论为“该项目成果整体技术居国际领先水平”。高耐磨耐蚀新材料与熔覆层的制备关键技术入选“2016中国黑科技百强”。
华北电力大学
2023-08-03
一种水性环氧树脂自修复防腐蚀涂层的制备及应用
本发明设计了一种水性环氧树脂自修复防腐蚀涂层，属于金属防腐涂层领域。其特征在于：采用层层组装的方法将聚电解质和缓蚀剂交替沉积在水性纳米二氧化硅材料表面，将层层包覆聚电解质和缓蚀剂的纳米二氧化硅材料离心、水洗、干燥，得到负载缓蚀剂的纳米二氧化硅材料，将负载缓蚀剂的纳米二氧化硅材料与水性环氧树脂、固化剂、分散剂按照一定比例混合搅拌，超声波分散，形成分散均匀的水性环氧树脂防腐涂层。采用本发明制得的水性环氧树脂涂层对碳钢具有良好的腐蚀防护性能，在涂层破损微区，负载缓蚀剂的纳米二氧化硅能够释放出缓蚀剂分子吸附在金属表面形成保护膜，起到一定的自修复作用。
青岛农业大学
2021-04-13
镍基高温合金组织结构超声智能评价方法
航空发动机机匣是一种复杂薄壁零件，其加工变形问题是我国航空发动机制造的关键技术瓶颈。机匣毛坯组织结构的均匀性是影响机匣加工变形的主要原因之一。镍基高温合金具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，是航空发动机机匣的主要原料。镍基高温合金铸、锻件组织结构的无损检测与定量评价是实现组织结构均匀性检测与评价的基础，有助于准确判断毛坯制造质量，表征制造工艺改进的有效性，降低机匣加工变形概率。
超声检测具有穿透能力强，灵敏度和分辨率高、可定位和定量检测等优点，在航空发动机大规格高温合金构件制造质量检测领域得到了广泛应用。超声检测信号特征值与材料组织结构变化、二次相或沉淀物的形成相关，具备有效评价镍基高温合金的组织结构的能力。现有镍基高温合金铸、锻件组织结构的超声检测以噪声波高为主要判据，指标简单、阈值设置严格、误判率高，无法适应不断改进的制造工艺。
组织结构超声定量评价技术的核心是确定微观组织特征参数与超声检测特征参数之间的定量关系模型，其本质是以模型待定系数为决策变量，以评价准确性为目标函数的优化问题。超声波在镍基高温合金中传播时，受到晶界、相界、孪晶等复杂组织结构的综合作用，若采用声速、衰减系数、非线性系数等单一超声检测参数对组织结构进行建模与评价，会因信息量的缺失而导致评价误差大；若增加检测参数规模，则会导致所对应优化问题的困难性大幅增加。
本研究以镍基高温合金组织结构定量评价为主要研究对象，围绕如何利用协同进化算法求解定量评价的大规模优化问题、以及如何同时利用多种微观组织特征参数对镍基高温合金进行综合表征展开研究。科研成果为航空发动机机匣镍基高温合金毛坯制造质量检测、评价、性能预测提供技术支持，为制造工艺改进提供数据支持，也可进一步推广至其它高温合金、钛合金等材料中。
南昌航空大学
2021-05-04
稀土贮氢合金铸片产业化技术
中国生产的镍氢电池性能与国外相比差距还很大，这是由于工艺设备落后、材料性能较差等原因造成的，电池的一致性、稳定性均有待提高。日本稀土贮氢合金全部采用片铸(Strip Casting)工艺生产，我国则全部采用模铸(Mold Casting)工艺生产。在国家“八六三”计划支持下，开发具有自主知识产权的稀土贮氢合金的铸片产业化技术，达到日本同期水平。该技术优点有：（1）可以提高稀土贮氢合金的比容量。相同成分的稀土贮氢合金采用模铸工艺生产比容量为320mAh/g，如果采用片铸工艺生产则比容量提高到340mAh/g；（2）活化速度快。模铸工艺生产的稀土贮氢合金需要10-15个完全冲放周期才能达到最大吸氢量，片贮工艺则只需要2-3个完全冲放周期。（3）抗氧化、耐腐蚀、寿命长。片铸工艺生产的相同成分稀土贮氢合金比模铸工艺生产的抗氧化和耐腐蚀性能好，使用寿命长200个循环周期；（4）可以降低原材料成本。例如生产比容量为320mAh/g的稀土贮氢合金，采用片铸工艺可以大幅度降低金属钴，降幅达到30%-50%；（5)能耗降低。片铸工艺生产的稀土贮氢合金全部有均匀细小的柱状晶组成、相分布均匀、偏析降低到最低限度、没有富锰析出，不需要热处理。模铸工艺生产的稀土贮氢合金偏析严重、富锰相析出，因此需要热处理来消除或减弱。 LaNi5型稀土贮氢合金是1969年荷兰菲利浦公司发现的，它具有电化学容量高、循环工作寿命长、对电解液有良好的耐蚀性、对过充电时正极产生的氧要有良好的耐氧化性、电催化活性高、反应阻力（氢过电压）小、氢扩散速率大、电极反应可逆性好、在电池工作温度范围（-20～+60）内有合适的氢平衡分解压、无污染。稀土贮氢合金的重要应用是它可以被用作镍氢电池的阴极材料。镍氢电池与传统的镍镉电池相比，其能量密度提高两倍，广泛应用于能源、化工、电子、宇航、军事及民用各个方面，如笔记本电脑、计算机、摄像机、收录机、数码相机、通讯器材、电动工具、混合动力汽车等。
北京科技大学
2021-04-11
高性能稀土镁合金薄板带生产技术
“高性能稀土镁合金薄板带生产技术”项目是以北京市科委经费支持为起源、以国家“十二• 五”科技支撑计划为发展，以北京科技大学与美国波音公司国际合作开发高性能稀土镁合金等为基础，逐步形成的一项特色科技成果。通过系统地研究铸轧、挤压板坯热轧、铸锭热轧和热处理过程中镁合金组织演变机理与性能控制技术等，研发出具有高成形性能的稀土镁合金；实现了高精度镁合金板成卷轧制过程自动化控制及精整、表面处理技术的开发，并完成了高精度镁合金专用轧机机组及控制装置的研发设计及应用，在此基础上研发出高性能稀土镁合金薄板带生产工艺技术。
北京科技大学
2021-02-01
航空铝合金大尺寸板、带材制备项目
我国的大飞机发展计划，为我国铝合金的发展提供了新的机遇。飞机的60-75%的构件是铝合金。航空铝合金是铝合金中高技术含量，高投资，高附加值产品。我国的C919客机已下线，但是该飞机所用的材料主要依赖进口，急需国产化。同时我国军用飞机的大型铝合金材料依然不能满足军机发展的需要。最近，国务院和中央军委大力倡导“民参军”，鼓励民营企业参加国防军工生产。所以该项目计划建设年产20万吨铝合金板带生产线，其中航空铝合金板带5万吨，其余为工业中厚板。 该项目采用了东北大学发明的两项关键技术-1）电磁-气刀连铸技术；以解决高质量锭坯制备，这一制约航空铝合金发展的关键技术，和2）铝合金电流场热处理技术，包括电流场均化和电流场固溶时效，在降低成本的同时，保证材料的性能，均有较高的效益。 一般客机自重为30吨左右，战斗机为10-20吨，大型运输机为60-80吨，其中60-70%为铝合金，则按一架飞机平均自重30吨估算，约需铝合金20吨左右，则需要的铝合金材料为200吨左右，80-90%被加工掉。如果我国飞机材料能达到500架/年，这需要10万吨铝合金。由于现在飞机大部分部件都采用板材机加工方法，所以板材要占80%，既8万吨。 同时我国的战车、炮车、军车等正在实现轻量化，也需要航空铝合金，预测每年要达到30-50万吨。 同时，该生产线还可以生产民用中厚板，包括罐车、动车车厢、铝合金煤车等，预测需要30-50万吨。 因此包括航空铝合金在内，我国每年铝合金中厚板的需求量可以达到80-100万吨，且随着我国飞机制造和高铁发展，需求量还会增加。 招商方向引导 金属结构材料，轻合金加工行业。可以新建，也可以在原铝合金加工厂改造升级。
东北大学
2021-04-11
含氧化铈的低合金钢焊条
本发明公开了一种含氧化铈的低合金钢焊条，属焊接材料技术领域。该焊条药皮主要组分(重量比)为：大理石39-48％，萤石18-26％，钛铁10-12％，低碳硅铁5-8％，中碳锰铁 3-6％，云母4-4.5％，纯碱0.5-1％，CeO2-5为2.6-3.4％。将上述组分的药粉材料混合均匀后用钠水玻璃做粘结剂在活塞式油压机上将药粉压涂在直径为4mm的H08A焊芯上做成低合金钢焊条。优点是：采用该药皮的碱性焊条熔敷金属的力学性能与现有低合金钢焊条E 5515-G 型焊条的力学性能相比：抗拉强度提高了35.64-43.27％，屈服强度提高了45.18-52.11％，冲击功提高了24.50-26.49％，而硬度却不下降。虽然焊条制造成本提高了2.1％，但由于焊前和焊后无需采用特殊的工艺措施，因此焊条性价比高。
江苏师范大学
2021-04-11