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超輕鎂鋰合金及其復合材料
鎂鋰合金及其復合材料具有高的比強度和比剛度、優良的減震性能和電磁屏蔽性能，在航空、航天、武器、單兵裝備、3C產品等領域有著廣闊的應用前景。 本項目研制了鎂鋰基合金及其復合材料的設計技術、熔煉技術、成型工藝和表面處理技術，設計開發了具有超輕（密度約為1.5g/cm3）、高強（抗拉強度200-300MPa）、高模量（70-100GPa）、高穩定性的稀土金屬間化合物增強Mg-Li基復合材料，建立了鎂鋰合金及其復合材料全鏈條中試制備平臺，部分產品樣品已經在航空航天、單兵裝備等領域獲得試用。 現已建成材料試制平臺包括超細粉體制備中試線→100kg級鎂鋰合金真空熔煉系統→638T擠壓中試線→微弧氧化+電泳中試線→機械加工→產品檢測等一套輕合金及其復合材料產品試制所需的專用裝備，在鎂鋰基復合材料制備方面形成了專門的制造技術、檢測技術和工藝規范，可以滿足小批量鎂鋰合金及其復合材料制備方面的需求。 鎂鋰合金及其復合材料是世界上最輕的金屬結構材料，具有良好的導熱、導電、延展性，在航空航天、國防軍工等領域有著廣泛的應用。隨著當今世界對結構材料輕量化、減重節能、環保以及可持續發展的要求日益提高，鎂鋰合金在需要輕量化結構材料的交通、電子、醫療產品等領域也展現出廣闊的應用前景。
北京航空航天大學
2021-04-10
深度多級還原冶煉鈦基合金項目
項目涉及的產品是鈦基合金，具體包括鈦鐵合金、鈦鋁合金以及鈦鋁釩合金等，其廣泛用于冶金、國防、軍工、航空、航天以及生物醫學等領域。目前，現有的鈦及鈦合金等鈦材的利用流程仍全是高鈦渣/金紅石-高溫氯化-真空還原-精制-海綿鈦-破碎-真空熔煉-鈦材這一高能耗、高污染的高成本生產工藝。東北大學在國家973、國家自然科學基金以及企業重大科技攻關等項目的聯合資助下，針對現有金屬熱還原法直接制備鈦基合金存在的鈦氧化物還原不徹底等技術難題，發明了基于噴吹金屬蒸氣深度多級還原直接冶煉鈦基合金的新技術，并突破了其噴吹金屬蒸氣深度還原裝備的技術難題，建成了噸級規模的基于噴吹深度多級還原裝備。成功制備出氧含量低于0.6%的低氧高鈦鐵；氧含量低于0.1%，氮含量低于200ppm的鈦鋁合金及鈦鋁釩合金，目前已完成20kg規模的放大試驗，建成了噸級規模的基于噴吹深度多級還原核心裝備，進入產業化和推廣應用階段。核心成果已獲得國家發明專利６項，整體技術及裝備水平世界領先。 項目研究形成了從方法-產品-裝備的原始創新，突破直接熱還原法制備鈦基合金的技術難題，實現了鈦合金的短流程清潔制備，為國家安全建設和社會經濟建設提供了戰略物質保障社會經濟效益顯著。未來5年，我國特種鋼精煉用高鈦鐵合金用量可達30萬噸，若投資建立一條深度多級還原直接冶煉低氧高鈦鐵的生產線，可實現年產量5000噸的規模，其總產值可達2.5億元以上，年均創造效益約5000萬元。建設一條1000噸規模的鈦鋁基鈦合金生產，其總產值可達2億元以上，年均創造效益約5000~8000萬元。因此項目建設將極大地拉動地方經濟。
東北大學
2021-04-11
超輕鎂鋰合金及其復合材料
鎂鋰合金及其復合材料具有高的比強度和比剛度、優良的減震性能和電磁屏蔽性能，在航空、航天、武器、單兵裝備、3C產品等領域有著廣闊的應用前景。
本項目研制了鎂鋰基合金及其復合材料的設計技術、熔煉技術、成型工藝和表面處理技術，設計開發了具有超輕（密度約為1.5g/cm3）、高強（抗拉強度200-300MPa）、高模量（70-100GPa）、高穩定性的稀土金屬間化合物增強Mg-Li基復合材料，建立了鎂鋰合金及其復合材料全鏈條中試制備平臺，部分產品樣品已經在航空航天、單兵裝備等領域獲得試用。
北京航空航天大學
2021-05-09
化學鍍鎳鉻磷稀土合金技術
北京科技大學腐蝕與防護中心電化學工程與材料研究室經過多年潛心研究，開發出了新型的化學鍍鎳鉻磷稀土非晶態合金技術，并獲得了國家發明專利。此研究開發成果為國內外領先水平。 化學鍍合金技術是一種表面強化、表面保護技術。化學鍍不用電能，只需將被鍍物放入化學鍍溶液中經自催化反應即可在被鍍物表面形成非晶態的合金鍍層，而且鍍層厚度分布比電鍍更均勻。化學鍍獲得的是非晶態的合金鍍層，比一般的結晶組織的電鍍層具有更優異的耐腐蝕性能和良好的耐磨蝕性能，也具有極好的裝飾性能。 新型的化學鍍鎳鉻磷稀土非晶態合金鍍層與以往常規的化學鍍鎳磷非晶態合金鍍層相比，由于加入了稀土、鉻元素，具有更優異的耐腐蝕性能和更良好的耐磨蝕性能，特別是使鍍層硬度能達到電鍍硬鉻鍍層的硬度。 化學鍍鎳鉻磷稀土非晶態合金的工藝易于操作，與化學鍍鎳磷合金工藝基本一致。 由于化學鍍鎳鉻磷稀土非晶態合金鍍層具有優異的耐腐蝕、耐磨蝕性能及較高的硬度，因此，其應用領域非常廣泛，例如： 計算機硬盤；打印機的轉動軸； 電子設備外殼的電磁屏蔽； 復印機內的各種零部件； 石油、石化及化工企業的換熱器和反應器； 油田采油套管、井下工具； 食品機械； 各種機械零部件； 紡織機械； 印刷機械； 汽車工業中的零部件；
北京科技大學
2021-04-11
鈦鎳60合金及其超滑技術
隨著我國戰略性新興產業（如高速鐵路、大飛機）和高端裝備制造業（如部分高速精密機床）的發展，高端軸承進口增長較快。目前高鐵軸承全部進口，部分高速精密機床軸承還需進口。從長遠看，對我國戰略性新興產業的成長將產生不利影響。鈦鎳合金是一種金屬間化合物，具有優良的耐磨性、耐蝕性。鈦鎳合金TiNi60是一種Ti、Ni質量原子比為40: 60的金屬間化合物，具有低密度、高硬度、優異的耐蝕性以及良好的摩擦學性能且在熱處理前易于加工，可望在高速軸承中得到應用。TiNi60的密度為6.7 g/cc，比普通軸承鋼密度小30%左右，密度小這一特點，可實現軸承的輕量化和高速化。本項目主要是解決現用滾動軸承材料難以滿足高速滾動在高鐵、高速機床等高技術領域應用中高強度、低摩擦、高耐磨性要求的問題，采用高真空感應熔煉技術制備出優異性能的高速滾動軸承材料-鈦鎳60合金，并采用可生物降解潤滑劑的超滑技術對高速球軸承會為耐磨、減摩起到事半功倍的作用，為高端軸承的國產化奠定基礎，為我國裝備制造業的發展貢獻力量。本項目的前期工作，針對球軸承材料TiNi60采用蓖麻油潤滑獲得了超低摩擦系數（最低達到0.004）。該項技術完全由本課題組研發，完全具有自主知識產權，此外該技術具有生產過程環保、能耗小、制造成本低、產品易系列化和原材料無危險性、毒性等突出特點。因此可以肯定該項技術、該類產品的出現為我國軸承市場注入了新鮮的“血液”。可以預見該技術的市場前景是非常廣闊的，其產品的市場競爭優勢也是非常明顯的。
西安交通大學
2021-04-10
稀土金屬合金及其氫化物
鋁水解制氫是一種重要的產氫方式，但鋁水解產生的熱量甚至超過了生成的氫氣所含化學能，高達 55% 的化學能以熱量直接耗散。研究人員利用 Y-Pd 薄膜電極與 Al 片構成電池，可將水解的熱能轉化為電能，水解熱能的利用率達到 8%-15% ，該過程中 Y 薄膜同步吸氫，首次實現了同步發電和吸氫。
北京大學
2021-04-11
鈦鎳 60 合金及其超滑技術
隨著我國戰略性新興產業（如高速鐵路、大飛機）和高端裝備制造業（如部分高速精密機床）的發展，高端軸承進口增長較快。目前高鐵軸承全部進口，部分高速精密機床軸承還需進口。從長遠看，對我國戰略性新興產業的成長將產生不利影響。鈦鎳合金是一種金屬間化合物，具有優良的耐磨性、耐蝕性。鈦鎳合金TiNi60是一種Ti、Ni質量原子比為40: 60的金屬間化合物，具有低密度、高硬度、優異的耐蝕性以及良好的摩擦學性能且在熱處理前易于加工，可望在高速軸承中得到應用。TiNi60的密度為6.7 g/cc，比普通軸承鋼密度小30%左右，密度小這一特點，可實現軸承的輕量化和高速化。本項目主要是解決現用滾動軸承材料難以滿足高速滾動在高鐵、高速機床等高技術領域應用中高強度、低摩擦、高耐磨性要求的問題，采用高真空感應熔煉技術制備出優異性能的高速滾動軸承材料-鈦鎳60合金，并采用可生物降解潤滑劑的超滑技術對高速球軸承會為耐磨、減摩起到事半功倍的作用，為高端軸承的國產化奠定基礎，為我國裝備制造業的發展貢獻力量。本項目的前期工作，針對球軸承材料TiNi60采用蓖麻油潤滑獲得了超低摩擦系數（最低達到0.004）。該項技術完全由本課題組研發，完全具有自主知識產權，此外該技術具有生產過程環保、能耗小、制造成本低、產品易系列化和原材料無危險性、毒性等突出特點。因此可以肯定該項技術、該類產品的出現為我國軸承市場注入了新鮮的“血液”。可以預見該技術的市場前景是非常廣闊的，其產品的市場競爭優勢也是非常明顯的。
西安交通大學
2021-04-11
形狀記憶合金連接與分離機構
連接與分離機構廣泛應用于航空航天等領域可分離構件的連接與分離之中，爆炸螺栓、火工切割器等就是典型的連接與分離機構。形狀記憶合金連接與分離機構就是利用形狀記憶合金（Shape Memory Alloy, SMA）替代傳統分離機構中的火藥，以實現可重復、低沖擊、無污染分離。 SMA之所以能作為驅動材料替代傳統的火藥，是因為其具有良好的驅動性能，并且驅動過程柔順平滑，無任何排放。為了獲得更穩定、優異的驅動性能，課題組發展了SMA材料熱處理、訓練工藝，在此基礎上，發明了大載荷分組滾棒結構，解決了利用SMA材料較小驅動力釋放較大載荷的關鍵性技術問題，最終研制了系列化的SMA連接與分離機構。目前，已形成SMA-12000、SMA-3600、SMA-100系列連接與分離機構（分離載荷分別為12000N、3600N、100N）以及SMA-6750鎖緊機構（鎖緊力為6750N）。 目前，SMA-12000連接與分離機構已經在某型衛星上成功應用，而SMA-3600、SMA-6750、SMA-100等機構已經分別在某型可展開熱輻射板、某型磁懸浮飛輪姿態控制裝置以及某型二次展開太陽翼等預研型號上成功應用，通過了所有鑒定級力學、熱環境試驗。系列化的SMA連接與分離機構還可應用到航空器及艦船武器投放系統，如轟炸機上炸彈的投放、戰斗機上導彈的投放、艦艇上水雷、小型潛水設備的投放等,也能應用到民用領域，如小區自動門鎖、汽車自動鎖等，具有廣闊的應用前景。
北京航空航天大學
2021-04-13
高性能耐熱鎂合金材料
通過在 Mg-Zn 合金中添加 Er 等元素，調控獲得了耐熱性能優于 AE42 的高性能鎂合金；新型含稀土耐熱鎂合金在 175℃ /70 MPa 條件下，合金 100 小時總蠕變量小于 0.12％，穩態蠕變速率不高于3×10-9 s-1 。同時，Mg-Zn-Er 合金還具有優良的鑄造性能和阻燃性能。
北京工業大學
2021-04-13
高強度鋁合金構件成型技術
本項目在鋁合金熔煉鑄造工藝過程中自主研制了新型的變質、細化熔劑，常規鑄件晶粒尺度達到ASTM 3-5級。運用自制的氣體精練設備可使合金含氫量控制在30ppm以下。合金常規力學性能在不進行化學成分調整的前提下，一般超國標或航標10-20%。 主要性能指標1. 鑄件晶粒尺度達到ASTM 3-5級；2. 合金含氫量在30ppm以下；3. 常規力學性能一般超國標或航標10-20%。 運用本成果制造的高強度鋁合金復軌器，已獲得國家專利（91 2 01241.2）。該部件具有強度高重量輕及結構合理的優點，用以取代現在使用的鋼制復軌器。主要用于鐵路機車礦山機車等有軌運輸機械，設備在運行過程中發生出軌道事故后，利用機車動力進行自救復軌的機械。由于采用了新型高強度鋁合金及設備結構的計算機強度輔助設計思想，使該產品的重量較原來鋼制設備的重量減輕一半以上，使機車駕駛人員完全可以實現自救，項目成果已為鐵道部提供近1000套該種設備，同時正在積極開發小型礦用復軌產品。
北京航空航天大學
2021-04-13