410期
新材料技术领域
精选科技成果推荐

本期精选5项新材料技术领域科技成果进行推荐,感兴趣的企业朋友可以长按识别文末二维码,进行咨询对接。
项目1:塞隆陶瓷复合材料
项目2:超硬材料
项目3:高效水泥助磨剂
项目4:抗泥抗盐碱聚羧酸复合减水剂
项目5:无溶剂管道内防涂层
Sialon材料是由硅(Si)、铝 (Al)、氧 (O)、氮 (N)组成的化合物,它是Si3N4中的Si和N被Al和O置换所形成的一大类固溶体的总称。Sialon材料是一种物理性能接近氮化硅,而化学性质与氧化铝相似的高性能陶瓷,其保留了Si3N4的优良性能,如强度、硬度、耐热性等,并且韧性、化学稳定性、抗氧化性均优于Si3N4。此后,研究人员对该新材料的性能做了一系列的研究,发现Sialon陶瓷具备优异的机械性能、高温性能及化学稳定性,在航空航天、发动机部件、刀具、冶金、化工机械、医学等方面均具有十分诱人的应用前景。随着航空航天技术的飞速发展,飞行器及飞机的飞行速度越来越快,发动机及相关高温部件所承受的温度势必越来越高,这对发动机叶片和相应的摩擦部件的高温性能提出了越来越高的要求。Sialon陶瓷以其优异的机械性能和高温性能被视为下一代飞行器发动机叶片及相关高温摩擦部件的重要备选材料之一。
本项目通过对材料结构的优化调控,实现宽温域范围内的强韧-润滑一体化。Sialon陶瓷材料的可控制备与性能优化,使塞隆材料的强度、韧性、耐磨性都有了极大的提高,超出目前市售同种类产品。

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碳化钨(WC)材料以其优异的高硬度、高耐磨等综合性能成为目前应用领域最广、应用量最大的机械加工工具材料,被广泛地应用于车、刨、铣、铰、镗、钻、磨削工具和各种模具,被誉为“工业牙齿”,超过一半的钨产量制造成碳化钨(WC)在切削工具、钻头,模具等广泛应用。此外,它在航空航天和军工领域中也有重要应用,例如WC可用于飞行器的发动机及机身组成元件的涂层材料、喷嘴材料和子母弹体材料等等。另一方面,碳化钨也存在着密度大,脆性大的缺点,且钨元素是地球储量极少的稀有元素,价格高。因此在保持WC高硬度特性的前提下,提高其韧性,降低其成本及降低密度以提高比刚度、比强度是多年来的追求目标。通过在钨的格位部分固溶其它金属元素来提高碳化钨性能的研究已取得了一些颇有成效的结果,但是目前仅限于钼、钛、钽等高熔点高密度的贵金属元素。制备轻质、廉价,同时又具有高硬度、高强度、良好高温稳定性的新材料不仅具有十分重要的科学价值,而且具有十分重要的应用价值。
本项目碳化物新型硬质复合材料,该复合硬质材料的宏观硬度在22GPa左右(HV10),微观硬度在30GPa左右(HV0.2),HRC在95以上,已接近超硬材料。

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项目三:高效水泥助磨剂
水泥制造是国民经济的支柱产业,同时也是高能耗产业。国际上生产吨水泥综合电耗约为65kWh左右,而国内一些企业吨水泥电耗为120kWh以上。有资料预测,水泥行业通过技术进步至少可以实现节电30%左右,而在生产水泥的工序中,粉磨工序的能耗最高,占水泥生产总电耗的60%~70%。为降低能耗、节能减排,国际上通常采用添加助磨剂来实现提高粉磨效率,同时可提高水泥细度和比表面积,进而提高水泥的强度和质量。

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项目四:抗泥抗盐碱聚羧酸复合减水剂
聚羧酸系减水剂是一种高分子聚合物,在混凝土中主要起分散作用,属于混凝土第五组分,在众多系列的减水剂中,聚羧酸系减水剂因科技含量高、综合性能优良等特点成为了目前应用前景最好的一类减水剂。聚羧酸减水剂具有掺量低,减水率高,混凝土坍落度损失小且不引起明显缓凝,水泥适应性好,有害成分含量低,适宜配制高性能混凝土等优点。
科研人员通过系统研究,改进了现有工艺,在反应中加入自主研发的催化剂可使反应在室温条件下完成,并且合成时间比目前商用工艺缩短60%以上;通过在聚羧酸分子主链上嫁接能产生抗泥性、抗盐碱性的活性集团,成功合成出的多支链功能化聚羧酸系减水剂母液具有抗泥性和抗盐碱性,与地材适应性强等优点。母液通过复配技术进行复配后开发出了缓凝型、早强型、高保坍型、抗冻型等专用减水剂。开发成功的室温快速合成法无需加热设备,可大大降低设备投入和生产成本。

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项目五:无溶剂管道内防涂层
该成果充分考虑到溶剂型环氧防腐涂层未来发展的局限性,所以在产品的定位上以无溶剂型环氧体系为主,兼顾施工简便与环境友好的特点,加入了本团队自助研发的高效防腐剂,从而极大提升了涂层体系的防腐寿命。涂层在设计和涂装的过程中,积累经验并摸索出一套防腐一体化设计的理念。
①这类涂层在使用过程中,由于无溶剂挥发故而降低了工作人员在施工现场有机溶剂中毒或者有机溶剂燃烧而发生火灾的危险系数。
②由于没有溶剂的挥发从而有效的降低了资源浪费,满足节能减排的要求。
③因为这类涂料在管道内涂装时,无溶剂挥发,故而提高了涂层的致密性和层间结合力,有力地消除了涂层因溶剂挥发而导致产生的缩孔或者针孔,提高了漆膜的抗渗透性及耐腐蚀性。
④无溶剂涂层与溶剂型涂层相比,最大的特点还在于在具体涂装过程中,无需额外配装通风设施,极大地简化了施工工艺流程,节约了资本。

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声明:综合整理自各高校成果汇编