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本發(fā)明公開了一種高性能氯氧鎂水泥材料及其使用方法。該高性能氯氧鎂水泥材料，由以下重量份 的組分組成:磷渣粉 110-215 份，微-納米活性摻合料 20-90 份，輕燒氧化鎂 900-1070 份，波美度為 27-29Bé 的 MgCl2 水溶液 590 份。本發(fā)明利用磷渣粉中 P2O5 與氧化鎂-氯化鎂-水體系反應(yīng)及磷渣粉中玻璃體與 OH-發(fā)生火山灰

本項(xiàng)目采用五電弧協(xié)同增材制造，提高成形構(gòu)件的堆積效率；利用激光約束電弧，提高成形金屬構(gòu)件的表面精度，減小加工余量；構(gòu)筑出融合五電弧協(xié)同增材制造、激光穩(wěn)定電弧、高速攝像監(jiān)測(cè)、構(gòu)件成形尺寸三維測(cè)量、工藝數(shù)字化監(jiān)控等功能的多電弧協(xié)同增材制造裝備。 1、 形成復(fù)雜空間曲面構(gòu)件分區(qū)原則、切片方法與路徑規(guī)劃策略，建立五電弧協(xié)同增材制造高性能大型金屬構(gòu)件工藝方法、模型與窗口； 2、 研制出多電弧協(xié)同增材制造工藝規(guī)劃與系統(tǒng)總控軟件； 3、 開發(fā)了專用于高性能大型金屬構(gòu)件多電弧協(xié)同增材制造的專用金屬絲材。 實(shí)現(xiàn)大型艦船艉軸架、運(yùn)載火箭過渡端框架與高層建筑多向鋼節(jié)點(diǎn)的高質(zhì)量、高效率、低成本增材制造，并進(jìn)行組織與性能預(yù)測(cè)。 圖1 多電弧協(xié)同增材制造設(shè)備圖 圖2 多電弧協(xié)同增材制造典型產(chǎn)品 【技術(shù)優(yōu)勢(shì)】 項(xiàng)目成果有效解決了高性能大型金屬構(gòu)件采用電弧增材整體制造時(shí)，面臨的堆積效率較低，制造大型金屬構(gòu)件周期長(zhǎng)；成形金屬構(gòu)件表面精度低，加工量較大；成形金屬構(gòu)件的晶粒粗大，各相異性明顯的難題，將目前大型金屬構(gòu)件電弧增材制造的效率提高到了新高度。 【技術(shù)指標(biāo)】 五束電弧協(xié)同增材制造裝備： 1）裝備包括 CMT電源5臺(tái)、六軸機(jī)器人系統(tǒng)3臺(tái)、激光系統(tǒng)、工藝數(shù)字化系統(tǒng)、三維測(cè)量系統(tǒng)、高速攝像系統(tǒng)與缺陷除去系統(tǒng)； 2）三維測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量范圍在300mm以內(nèi)，可測(cè)量金屬構(gòu)件壁厚最大尺寸不低于250mm，測(cè)量誤差在±1.0mm以內(nèi)； 3）可成形高度大于2m、長(zhǎng)度大于5m、寬度大于3.5m的金屬構(gòu)件，變形控制在0.2mm/100mm以內(nèi)； 4）堆積效率≥1800cm3/h，連續(xù)工作時(shí)間不低于360小時(shí)； 五束電弧協(xié)同增材制造工藝總體軟件： 1）具有模型解析重構(gòu)、子模型選擇、分區(qū)切片與9軸工藝路徑規(guī)劃、曲面切片、G代碼及機(jī)器人離線編程代碼生成、多電弧協(xié)同增材制造系統(tǒng)控制功能與工藝數(shù)據(jù)庫(kù)； 2）可實(shí)現(xiàn)金屬構(gòu)件組織、性能預(yù)測(cè)及成形質(zhì)量主動(dòng)控制，并顯示構(gòu)件材料 CCT圖； 3）模型解析、拓?fù)渲貥?gòu)時(shí)間低于10分鐘，切片輪廓精度優(yōu)于±0.1mm，單層切片時(shí)間＜2s。 4）支持2000萬(wàn)以上三角形面片、尺寸4m以上STL模型； 5）支持任意空間曲面模型的路徑規(guī)劃，成形尺寸≥4000mm； 6）支持 6軸機(jī)器人+3軸龍門式床身協(xié)同控制的9軸工藝路徑規(guī)劃，成形效率達(dá) 1800cm3/h，全程誤差≤0.5%，路徑輸出方式為G代碼、機(jī)器人離線編程代碼； 7）工藝數(shù)據(jù)庫(kù)覆蓋控制系統(tǒng)參數(shù)及工藝及材料參數(shù)，并建立典型工藝參數(shù)，加工誤差范圍≤0.5%；

為了提高智能手機(jī)3D曲面玻璃制備用石墨模具的壽命，本項(xiàng)目組利用非電極式等離子電解專利技術(shù)快速實(shí)現(xiàn)大批量石墨粉體表面納米陶瓷改性，并采用傳統(tǒng)的模具制備生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)高性能長(zhǎng)壽命石墨模具的制備。本產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)有：（1）原材料石墨粉體不需要經(jīng)過表面處理，這樣可以節(jié)省大量成本，降低環(huán)境負(fù)擔(dān)及其相關(guān)費(fèi)用；（2）非電極式等離子電解專利技術(shù)為一站式置換技術(shù)，即在石墨粉體進(jìn)行表面清洗和活化同時(shí)實(shí)現(xiàn)陶瓷涂層沉積；（3）所制備的陶瓷涂層和石墨粉體具有優(yōu)異的結(jié)合力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的溶膠-凝膠技術(shù)；（4）所制備的陶瓷涂層厚度為20納米，避免石墨模具在制備和使用過程中升降溫因熱不匹配而導(dǎo)致的開裂；（5）所開發(fā)的石墨模具中陶瓷組分均勻并量少，降低了原材料成本，避免傳統(tǒng)的石墨/陶瓷復(fù)合材料在制備和使用過程中升降溫因熱不匹配而導(dǎo)致的開裂，極大提高感應(yīng)加熱效率；（6）可采用傳統(tǒng)的石墨及其模具制備生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線技術(shù)的匹配，極大降低成本。 本項(xiàng)目組已經(jīng)制備出尺寸為175*110*30mm的石墨模具單件樣品，經(jīng)深圳某自動(dòng)化公司考核，在相同條件下該石墨模具壽命提高3倍，并且其成本基本不增加，具有巨大的市場(chǎng)前景。

汽車工業(yè)和與之相關(guān)的輪胎工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)。我國(guó)已成為全球最大的汽車和輪胎生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，但我國(guó)輪胎的生產(chǎn)技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在較大差距，國(guó)內(nèi)輪胎企業(yè)生產(chǎn)的基本上都是中低檔輪胎，在國(guó)際市場(chǎng)上受到限制。 發(fā)展具有低滾動(dòng)阻力、高抗?jié)窕浴⒏吣湍バ浴⒏呤褂脡勖母咝阅茌喬ィ钱?dāng)前世界輪胎工業(yè)的發(fā)展方向，對(duì)廣東和全國(guó)輪胎產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，對(duì)節(jié)省燃油、降低汽車尾氣排放對(duì)大氣的污染、節(jié)省橡膠和相關(guān)原材料、減少汽車安全事故，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。在全國(guó)推廣應(yīng)用高性能輪胎，

（1）研發(fā)了系列新型高強(qiáng)高韌鑄造輕合金材料，支撐了復(fù)雜鑄件性能提升。 1）研發(fā)出一種新型高強(qiáng)韌鋁硅合金。開發(fā)出一種新型高強(qiáng)韌鋁硅合金及其制備方法；提出一種混合稀土和Sr元素的復(fù)合變質(zhì)方法，縮小枝晶間距并細(xì)化共晶硅；研究出合適的熱處理制度；闡明了變質(zhì)劑組成與含量對(duì)變質(zhì)效果的影響規(guī)律，基于此顯著提高了鋁硅合金的綜合力學(xué)性能。有效解決了現(xiàn)有鋁合金鑄件易發(fā)生的裂紋、伸長(zhǎng)率低、屈服強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)等缺陷和問題。 2）研發(fā)出一種低成本高強(qiáng)耐熱稀土鎂合金。開發(fā)出一種添加低成本混合稀土的新型多元稀土鎂合金材料；揭示了混合稀土對(duì)鎂合金相變規(guī)律的影響機(jī)制；研究出準(zhǔn)晶增強(qiáng)稀土鎂合金的高溫固溶T6熱處理工藝；開發(fā)出兼具優(yōu)良的室溫與高溫力學(xué)性能的低成本稀土鎂合金；解決了現(xiàn)有鎂合金鑄件易產(chǎn)生冷隔、強(qiáng)度低、韌性差等問題。 3）研發(fā)出一種新型高強(qiáng)韌鈦合金。開發(fā)出一種α+β型雙相高強(qiáng)高韌鈦合金，揭示了合金在凝固-熱等靜壓-熱處理過程中微觀組織的演變規(guī)律；研究出調(diào)控相組成及相形態(tài)的雙級(jí)固溶時(shí)效熱處理制度，形成了以等軸和籃網(wǎng)為主要特征的基體組織，使合金的強(qiáng)度和韌性同步提升。解決了現(xiàn)有鑄造鈦合金強(qiáng)度和韌性偏低、鑄造成形性差等問題。 （2）研發(fā)了鑄造全流程模擬仿真系統(tǒng)，提出了高效的單件化鑄造數(shù)值模擬方法，實(shí)現(xiàn)了高性能復(fù)雜鑄件的數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)。 1）提出了一種鑄造原輔材料熱物性參數(shù)高精度求解方法。提出了基于實(shí)驗(yàn)測(cè)溫與數(shù)值模擬反求的熱物性參數(shù)求解方法，實(shí)現(xiàn)了面向數(shù)值模擬的熱物性參數(shù)高精度求解；建立了反熱傳導(dǎo)法求解鑄件/鑄型界面換熱系數(shù)的數(shù)學(xué)模型,降低了界面關(guān)鍵參數(shù)求解誤差；研發(fā)了高精高效的熱物性參數(shù)反求平臺(tái)-華鑄PIS，創(chuàng)建了鑄造原輔材料高精度熱物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。 2）研發(fā)了鑄造合金熔煉-復(fù)雜鑄件充型凝固-熱處理的鑄造多物理場(chǎng)全流程高效模擬平臺(tái)。建立了電磁、速度、壓強(qiáng)、濃度、溫度的多物理場(chǎng)耦合數(shù)學(xué)模型，自主研發(fā)了從鑄造合金熔煉到復(fù)雜鑄件充型凝固到熱處理的鑄造全流程模擬仿真平臺(tái)，為鑄造工藝優(yōu)化提供了工具；提出一種數(shù)據(jù)內(nèi)存動(dòng)態(tài)自適應(yīng)劃分技術(shù)，解決了SOLA流動(dòng)場(chǎng)求解數(shù)據(jù)耦合干擾難題，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模鑄造流動(dòng)場(chǎng)模擬問題的并行高效求解。 3）提出縮孔縮松缺陷定量預(yù)測(cè)與單件化模擬工藝優(yōu)化方法。提出雙高分配原則縮孔縮松預(yù)測(cè)模型，解決了復(fù)雜鑄件縮孔縮松高精度預(yù)測(cè)難題；提出了針對(duì)高性能復(fù)雜鑄件不同批次的單個(gè)鑄件模擬方法，建立關(guān)鍵工藝參數(shù)波動(dòng)對(duì)典型缺陷的多元回歸關(guān)系模型，實(shí)現(xiàn)了基于單件化模擬仿真的高性能復(fù)雜鑄件缺陷控制與工藝優(yōu)化。 （3）建立了鑄件生產(chǎn)全生命周期的單件化柔性化質(zhì)量管理模型，實(shí)現(xiàn)了高性能復(fù)雜鑄件質(zhì)量問題的單件化、全過程、全要素溯源。 1）創(chuàng)建了基于PLM理論和TQM理論的鑄件單件化管理模型。基于產(chǎn)品全生命周期PLM理念以及多智能體技術(shù)，構(gòu)建了鑄造串并聯(lián)多工位單件化的缺陷溯源模型；建立鑄件單件及作業(yè)過程信息模型和組批、混批、拆批模式下單件自動(dòng)生成、感知、標(biāo)記、進(jìn)度跟蹤的控制機(jī)制，實(shí)現(xiàn)高性能復(fù)雜鑄件單件化缺陷溯源。 2）創(chuàng)建了支持業(yè)務(wù)即時(shí)重構(gòu)的參數(shù)配置式多維度鑄造柔性化管理模型。創(chuàng)建了支持鑄造數(shù)字化管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)即時(shí)重構(gòu)的參數(shù)配置式多維度鑄造柔性化管理模型，解決了剛性管理系統(tǒng)可重用性低、應(yīng)變能力弱和實(shí)施周期長(zhǎng)的難題，支撐不同領(lǐng)域不同類型鑄造企業(yè)隨環(huán)境變化、自身發(fā)展等柔性進(jìn)行的組織變革、流程變更和管理改善，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)按需柔性化管理。 3）創(chuàng)建了基于TLBO\GA\BSA元啟發(fā)式算法優(yōu)化理論的鑄造智能化管理模型。創(chuàng)建基于改進(jìn)性教與學(xué)算法（TLBO）、遺傳算法（GA）、回溯搜索算法（BSA）等元啟發(fā)式算法優(yōu)化理論的鑄造智能化管理模型和技術(shù)，解決了鑄件異步熱工序組爐復(fù)雜條件下工序生產(chǎn)調(diào)度IPPS組合優(yōu)化難題，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)智能決策管理以及多品種大容量鑄件高效生產(chǎn)。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院/能源與環(huán)境光催化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的研究論文“Molecular-level insights on the reactive facet of carbon nitride single crystals photocatalysing overall water splitting”在國(guó)際頂級(jí)刊物《Nature Catalysis》在線發(fā)表。 氫氣由于其能量密度高，燃燒后生成水清潔無(wú)污染，是未來能源的理想載體。太陽(yáng)能光催化分解水制氫氣被認(rèn)為是獲取氫能源的理想途徑之一。開發(fā)高效廉價(jià)的光催化劑是光解水技術(shù)的核心。近年來，氮化碳光催化劑由于其制備工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，無(wú)毒無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣泛的關(guān)注。 該工作以具有高結(jié)晶度的氮化碳光催化劑polytriazine imides（PTI）單晶為模型，研究了其在光催化全解水反應(yīng)中的活性面。光催化全解水實(shí)驗(yàn)表明，PTI的性能與其{10-10}/{0001}晶面的面積比呈近似線性關(guān)系，進(jìn)一步證實(shí)了{(lán)10-10}晶面是光催化反應(yīng)的活性面。此外，{10-10}晶面比例最大的光催化劑在全解水中的產(chǎn)氫與產(chǎn)氧速率分別達(dá)到了１８６μmol／h和９１μmol／h，在３６５ｎｍ單色光照下的量子效率達(dá)到了８％，高于之前報(bào)道的結(jié)果。該論文從分子尺度上研究了氮化碳光催化劑的反應(yīng)活性面，為高性能氮化碳光催化劑的發(fā)展提供了重要的研究基礎(chǔ)。

福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院/能源與環(huán)境光催化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的研究論文“Molecular-level insights on the reactive facet of carbon nitride single crystals photocatalysing overall water splitting”在國(guó)際頂級(jí)刊物《Nature Catalysis》在線發(fā)表。 氫氣由于其能量密度高，燃燒后生成水清潔無(wú)污染，是未來能源的理想載體。太陽(yáng)能光催化分解水制氫氣被認(rèn)為是獲取氫能源的理想途徑之一。開發(fā)高效廉價(jià)的光催化劑是光解水技術(shù)的核心。近年來，氮化碳光催化劑由于其制備工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，無(wú)毒無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣泛的關(guān)注。 該工作以具有高結(jié)晶度的氮化碳光催化劑polytriazine imides（PTI）單晶為模型，研究了其在光催化全解水反應(yīng)中的活性面。光催化全解水實(shí)驗(yàn)表明，PTI的性能與其{10-10}/{0001}晶面的面積比呈近似線性關(guān)系，進(jìn)一步證實(shí)了{(lán)10-10}晶面是光催化反應(yīng)的活性面。此外，{10-10}晶面比例最大的光催化劑在全解水中的產(chǎn)氫與產(chǎn)氧速率分別達(dá)到了１８６μmol／h和９１μmol／h，在３６５ｎｍ單色光照下的量子效率達(dá)到了８％，高于之前報(bào)道的結(jié)果。該論文從分子尺度上研究了氮化碳光催化劑的反應(yīng)活性面，為高性能氮化碳光催化劑的發(fā)展提供了重要的研究基礎(chǔ)。

1.項(xiàng)目簡(jiǎn)介：本設(shè)計(jì)了一種制備結(jié)晶氮化碳薄膜的裝置，設(shè)有脈沖電弧放電的機(jī)構(gòu)及電路，該電路由高壓和電弧產(chǎn)生電路組成；該機(jī)構(gòu)包括基板和與之相連的電加熱器，設(shè)有半密封箱體，基板、電加熱器和電極位于半密封箱體腔內(nèi)，基板位于電極的下方或四周，設(shè)有2條帶有控制閥的管道，分別通氮?dú)夂腿芤海湎露松钊氚朊芊庀潴w腔內(nèi)，通溶液的管道下端出口處于電極的上方。該裝置能高效率、高質(zhì)量地制備出結(jié)晶氮化碳薄膜，能方便地將結(jié)晶氮化碳薄膜涂層制備到管徑較小的管道內(nèi)壁，從而有利于結(jié)晶氮化碳薄膜的推廣應(yīng)用。項(xiàng)目已獲實(shí)用國(guó)家新型專利權(quán)。2.技術(shù)特點(diǎn)：該發(fā)明解決了氮化碳薄膜低溫常壓沉積的困難，而且提供了能高效率、高質(zhì)量地制備結(jié)晶氮化碳薄膜的方法及裝置。與其它方法相比，該發(fā)明的顯著特點(diǎn)是：在常壓下合成的產(chǎn)品主要為結(jié)晶氮化碳薄膜；沉積速率快，在大氣環(huán)境下產(chǎn)生稠密的含碳、氮等離子體，從而提高了生產(chǎn)效率，利于推廣結(jié)晶氮化碳薄膜的應(yīng)用。

成果建立在國(guó)家“十五”攻關(guān)“特殊鋼生產(chǎn)工藝與裝備引進(jìn)技術(shù)消化吸收”項(xiàng)目完成的基礎(chǔ)上，并進(jìn)一步開展高純凈度鋼的成分精確控制技術(shù)和高均質(zhì)低偏析的連鑄連軋技術(shù)的研究，完善裝備和穩(wěn)定工藝，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)轎車用高性能特殊鋼的規(guī)模化生產(chǎn)。/line項(xiàng)目組將項(xiàng)目研究任務(wù)分為鋼水純凈化、連鑄坯均質(zhì)化、連鑄坯表面/內(nèi)在質(zhì)量、軋材表面質(zhì)量、軋材尺寸精度等五大子課題展開研究。通過LF+真空精煉技術(shù)、中間包冶金及加熱技術(shù)、大方坯連鑄機(jī)結(jié)晶器復(fù)合攪拌及輕壓下技術(shù)、大斷面連鑄坯表面質(zhì)量及內(nèi)部質(zhì)量的分析、鋼坯熔削技術(shù)及無(wú)損檢測(cè)技術(shù)、高精確度控制軋制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的研究，使生產(chǎn)轎車用高性能特殊鋼產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，圓滿完成產(chǎn)業(yè)化研究開發(fā)任務(wù)。