一、 项目简介铝合金因重量轻、资源丰富、综合性能好，所以在机械、交通运输、航天与军事工业等高新技术领域中的应用逐年增加。生产高质量的铝合金，控制铸锭组织是十分必要的，而控制其组织和性能的关键之一是获得细小均匀的等轴晶。晶粒细化是近期国际上对传统材料升级和创造新型合金的三大工艺手段之一。因此，可以运用细化晶粒的方法来提高合金的性能，从而满足不断发展的技术对高性能材料的需要。晶粒细化方法可分为内生形核质点法和外来形核质点法，内生形核法主要包括电磁作用、超声波振动、快速凝固等方法，而外来形核质点法是通过向吕溶液中加入中间合金细化剂，产生异质形核核心，提高晶体的形核率，从而细化晶粒。在实际生产中，内生形核的几种方法都有一定的局限性，如需要特殊的设备和工艺，成本较高等，因此，目前向铝合金熔液中添加细化剂仍是细化晶粒最简单有效的方法。目前，应用较为广泛的铝合金细化剂包括Al-Ti-B、Al-Ti-C等中间合金细化剂。Al-Ti-B的细化机理是Al-Ti-B加入到铝合金熔液中，会与铝熔体中的铝反应生成Al3Ti、TiB2、AlB2等粒子，它们分散到整个合金熔液中并形核，从而起到晶粒细化作用。随着铝合金晶粒细化剂的多元化发展，人们通过向合金中加入稀土元素来提高细化效果和细化的长效性。稀土元素是表面活性物质，易在铝或铝熔液的晶界和相面上吸附偏聚，稀土的加入不仅能够改善Al3Ti形核相的形态和分布，还能细化熔液中微粒尺寸，同时稀土还具有除氢、净化铝液的作用。钪是一种稀土元素，Sc元素是优化铝合金组织和性能的最有效的元素，Sc对Al有很强的弥散强化、晶粒细化作用，并可有效抑制Al的再结晶。Sc和Al相互作用的主要特征是共晶共格，Sc和Al生成的Al3Sc相与Al基体母相共格，对位错及亚晶有极大的钉扎作用，阻止和抑制晶粒长大，促进晶粒细化，微量的钪元素就能够对铝合金起到很好的晶粒细化效果。近年来，快速凝固技术在工业中得到了广泛的应用，经过快速凝固处理后，金属在液态中的溶解度得到扩大，材料各部位的组织更加紧密，凝固结晶会更加细小，晶粒的分布更加均匀，这些结构上的改变使材料拥有了更高的综合性能，对工业生产具有重要的意义。本项目中的新型细化剂是在已有应用成熟的细化剂的基础上，向其中添加微量稀土钪元素，并结合快速凝固技术制备而成。将该新型细化剂加入到A356.2铝合金后，合金微观组织由原来粗大的树枝状晶粒变为细小的等轴晶，与已有的细化剂相比，其细化效果更加明显，对合金力学性能有更大的提高。二、 项目技术成熟程度已完成实验工作。实验中，对比了A356.2铝合金分别加入传统铸态Al-Ti-B、快速凝固Al-Ti-B、铸态Al-Ti-B-Sc和快速凝固Al-Ti-B-Sc，结果发现，快速凝固Al-Ti-B-Sc中间合金对A356.2铝合金具有最好的细化效果，微量稀土元素Sc的加入和快速凝固技术的使用使细化剂具有了更好的细化效果，经过该细化剂细化后铝合金的力学性能会得到更大的提高。三、 技术指标本项目中，未细化前，A356.2 铝合金的平均晶粒尺寸为120μm左右；加入传统Al-Ti-B细化剂后，A356.2铝合金的平均晶粒尺寸会细化至80μm左右；而加入该新型细化剂后铝合金的细化剂会细化至30μm左右，可见，该新型细化剂对A356.2铝合金细化效果非常明显。经过该细化剂细化后，A356.2铝合金的性能也有一系列的提高，硬度值由细化前的80HV增加到接近100HV。细化并热处理后，抗拉强度由原来的300MPa增加到接近370MPa，延伸率由原来的4.5%可增加到5%以上。该项目中的相关内容已申报发明专利，申请号为20130644087.1，专利正在受理过程中。四、 市场前景铝合金资源丰富，且具有良好的综合性能，所以应用非常广泛，向熔融铝合金中加入中间合金来细化铝合金的晶粒可以进一步提高合金的性能。随着铝合金应用的进一步广泛，对铝合金性能的要求也越来越高，该项目所涉及的内容在细化铝合金内部组织，获得性能更优异铝合金具有非常突出的效果。该项目中的新型细化剂，在低压铸造铝合金车轮的生产过程中将会有很好的市场前景，其对铝合金车轮性能的提高能够满足更高的使用要求，随着技术的不断成熟，该新型细化剂很可能取代现在已有的应用成熟的铝合金细化剂。五、 规模与投资需求六、 生产设备TECNO 90工业熔炼炉、快速凝固设备等生产设备及万能拉伸试验机、金属分析仪、金相显微镜等检测观察设备。七、 效益分析由于该项技术属本领域的新技术，较已有的技术相比有突出的优势，按每年生产1000吨计算，可获利约2000万。八、 合作方式面谈。九、 项目具体联系人及联系方式项目负责人：赵维民，电话：13370316780，  邮箱：wmzhao@hebut.edu.cn 。十、 附件：成果图片 A356.2铝合金细化前后的金相组织

一种纳米Ti4O7粉末的制备方法，各原料的重量百分数如下：纳米二氧化钛粉末96％～97％，纳米炭黑粉末2.9％～3.9％，芳香醛0.1～1％；工艺步骤如下：(1)将按上述重量百分数计量的纳米二氧化钛粉末、纳米炭黑粉末和芳香醛放入球磨机中，加入研磨球体和研磨介质在常压、室温下进行湿磨分散，当纳米二氧化钛粉末、纳米炭黑粉末和芳香醛混合均匀后，分离出研磨球体，得混合浆料，继后将混合浆料在60～80℃进行干燥，干燥时间1～3h；(2)将步骤(1)制备的混合料装入加热炉中，在真空条件或通流动惰性气体的条件下加热到800℃～1150℃并在该温度进行还原反应，还原反应的时间为1～4小时，反应时间届满后随炉冷却至室温。

本项目发明了一种采用热压滤法制备纳米和纳米复合陶瓷涂层的方法。将由溶胶、凝胶、粘结剂、陶瓷粉、陶瓷纤维、金属粉、金属纤维等组成的料浆涂覆在样品表面；在料浆层表面包覆半透膜；埋入粗陶瓷粉中，对粗陶瓷粉施加一定的的压力，在半透膜和粗陶瓷粉的过滤下压缩料浆层并把料浆层中的溶剂挤出料浆层；在适当的温度保温，使料浆层干燥；然后升温至烧结温度，保温适当时间，使压缩的干燥料浆层发生热解、氧化、烧结等过程，从而在复杂形状的样品表面形成结构、成分和厚度可控，且结构致密的纳米陶瓷涂层，以及纳米陶瓷与微米的陶瓷粉、陶瓷纤维等复合的各种陶瓷涂层。该项目获得陶瓷纤维增强的ZrO2-Y2O3热障涂层，厚度120mm涂层热障温度达250℃。可以获得结构、成分和厚度可控，且结构致密的纳米陶瓷涂层，以及纳米陶瓷与微米的陶瓷粉、陶瓷纤维等复合的各种陶瓷涂层。

采用离子辅助沉积电弧离子镀设备复合强流脉冲电子束和离子束进行刀具的预处理，得到表面硬质膜和内表面的强化层，从而显著提高刀具在高速切削条件下的使用寿命。

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。

钛合金由于具有比强度高、质量轻、耐蚀性好、高温性能好等优点，已经成为航空航天、石油化工、交通运输及生物医学等高端装备制造领域的关键工程材料之一。因其低热导率、高化学活性、低弹性模量和加工硬化等问题，使钛合金成为最典型的难加工材料。我国钛合金高速、高精度加工所用的高端刀具基本依赖进口，研发新型钛合金切削加工高端刀具已经成为解决制约我国高端装备制造业快速发展的关键，是我国急需解决的卡脖子问题之一。

技术简介 在海洋、石油、造纸等行业工作的关键零部件，承受严重的腐蚀、磨损交互作用，工作环境恶劣，服役寿命短。本技术设计了系列镍基多元合金及高熵合金材料，计算混合焓、混合熵、以及合金化热力学和动力性分析，调控Cr、Mo、Al含量提高耐蚀性，调控原子半径差异性，提升固溶强化效应，获得以FCC/BCC简单固溶体结构为主的兼具耐磨耐蚀性能的复合涂层，满足在冲刷、冲蚀、磨蚀等零部件的表面强化技术需求。 创新点及性能指标 1、利用大原子半径的Mo、Al等合金元素的固溶强化效应和熵焓效应，获得以简单固溶体结构为主的耐磨蚀涂层。 2、调控Cr、Mo、Al含量，获得FCC/BCC双相结构和细晶组织，改善Cr的扩散能力，提高涂层的钝化性能。

针对间接禁带宽度低于可见光光子能量的材料，采用可见光直接激活的思路，描述传感器在不同波长可见光下的气敏特性，发现室温传感器在 480 nm 蓝光照射下的气敏性能最佳，其性能达到了传统传感器在 200-300℃下的最好水平。

纳米涂层亦称纳米防水涂层、纳米防水液。EUBO优宝纳米防水涂层是一种以含氟溶剂为溶媒，具有防水防油性能的氟素化合物溶液。因具有很低的表面张力，所以能防水、防潮、防尘、防油、防化学，可替代“三防漆”。同时，优宝纳米防水涂层还具有以下功能：(1)快速在工件表面形成一层轻薄、透明的保护膜(0.1-1μm);(2)极低的表面张力(11~12mN/m)，易于涂覆;(3)材料相容性好(塑料、金属、玻璃等材料表面);(4)防水、防油、防污、防尘以及防化学的效果较好;(5)室温下干燥速度快，提高工作效率;(6)无毒、无闪点，安全性高;(7)保护环境，不含氯和溴、不破坏臭氧层，ODP值为0，GWP为HGWP为0.25。