材料先进制备技术教育部工程研究中心

发稿时间:2021-05-12浏览次数:1130

本工程中心以国家需求为前提,以人才驱动为条件。以多方联合、多渠道筹集资金和多学科交叉为保障,建立广泛的工程化研究和试验平台,大力推行自主创新和集成创新,建立项目研发、推广和储备之间的良性循环,形成不断创新的工业化研究成果,推动先进材料制备技术产业的科技进步。以落实中国制造2025提出的“加快基础材料升级换代”为牵引,服务于国家经济建设、社会进步和国家安全的发展战略,以提升材料先进制备技术的科技创新能力和整体竞争力为出发点,从基础前沿研究、共性关键技术攻关到工程化验证三个方面精心进行项目的选择和实施,围绕铝镁合金制备技术、织构材料制备技术、粉末冶金制备技术、泡沫金属制备技术和先进涂层制备技术五个方面开展工作。

铝镁合金制备技术:该方向立足于交通轻量化用铝合金和军用特种铝合金的研究与开发,深入生产一线发现问题并解决问题,积极服务于我国的交通轻量化与国防工业。本年度主要技术攻关工作包括轨道交通用大规格复杂断面铝合金型材关键技术开发、某型号引信用特种铝合金壳体等。围绕上述工作,本年度获得辽宁省科技进步一等奖1项,承担军品研制任务1项,获得国家发明专利5项。

织构材料制备技术硅钢是国民经济基础性功能材料,涉及发电、电力传输至使用的各领域。绿色能源、节能降耗、CO2减排已成新时期国家战略,清洁发电、特高压输电、高效配电、新能源汽车等产业蓬勃发展,硅钢材料的高端化越来越受到关注和重视。2019年度,在硅钢磁畴行为、薄规格取向硅钢中偏析元素与抑制剂交互作用及二次再结晶行为、高端无取向硅钢有利面织构控制等关键技术上取得重要突破,并成功应用于高效输配电用超低铁损取向硅钢和超高磁感取向硅钢、清洁发电和新能源汽车用高端无取向硅钢等高端硅钢产品研制。

粉末冶金制备技术:先进粉末冶金材料与技术研究团队继续推进与攀枝花市梦梦科技有限公司在低成本高性能钛合金零部件技术开发领域的合作,目前已经制造出满足力学性能指标要求的验证件。下一步将加快推进低成本粉末冶金钛合金零部件的市场化应用进程。顺利通过总装预研基金“颗粒增强钛基复合材料构件精密锻造”的中期验收,精密锻造出颗粒增强高温钛基复合材料顶盖样件。采用激光/电子束增材制造技术,成功制造出结构-功能一体化的纳米颗粒增强高温钛基复合材料涡轮和点阵结构。在新获批总装预研基金“极低温钛合金低温变形机理”的支持下,开发出超高强度、高模量和理想塑形兼备的新型极低温双相钛合金,顺利通过了液氮和液氢温度力学性能测试。研制出超高纯净度的超低温钛合金球形粉末,为下一步钛合金液氢涡轮泵部件的粉末冶金近净成形制作奠定基础。

(冶金学院)泡沫金属制备技术涵盖泡沫铝合金、泡沫镁合金、泡沫钛及其层状复合材料、异形结构的制备、性能和应用研究。2019年在泡沫铝合金制备方面进行了快速制备泡沫铝合金材料的工艺改造,扩大试验表明采用新型试验装置制备的泡沫铝材料结构更为均匀,制品成材率提高10%,且为半连续制备奠定了基础;在泡沫镁合金制备方面进行了大规格泡沫镁材料制备的扩大试验,制备出规格为φ200mm×500mm的棒材,验证了在无保护的环境下制备泡沫镁合金材料的可行性,为泡沫镁合金材料的工业化生产奠定了基础;在泡沫铝层状复合材料制备方面开发出两种制备界面冶金结合泡沫铝夹芯板的方法,一种是以粉末包套轧制制备泡沫铝夹芯板,简称粉末包套轧制法,2019年与东北轻合金有限责任公司进行了产业化开发合作,目前可制备出500mm×500mm×(15-30)mm的泡沫铝夹芯板板材,该项技术在2019年第47届日内瓦国际发明展上获评审团特别嘉许金奖、联合国世界知识产权组织(WIPO)特别大奖和俄罗斯铁路局授予的俄罗斯JSC NIAS最佳发明奖。这是自中国研究团队参加此项国际展览以来获得的最高奖项。另一种是预制坯包覆轧制制备泡沫铝夹芯板,简称液相包覆轧制法,2019年与上海大屯能源股份有限公司江苏分公司进行了技术开发合作,目前在实验室内能制备出200mm×200mm×(10-15)mm的泡沫铝夹芯板

先进涂层制备技术:主要涵盖涂料/金属界面化学键合技术、涂料内树脂/颜填料界面化学键合技术、基于化学键合方法的涂料综合性能提升技术。2019年与武汉双虎涂料公司和成都天河涂料公司开展技术合作。在防腐涂料水性化方面,开展了水性树脂的有机-无机杂化技术推广,中试和试生产结果表明,有机-无机杂化水性树脂可将涂料的耐水性提高3倍以上,已用于车辆的钢构件涂装;视窗涂料技术,采用树脂与纳米填料的化学键合工艺,可在室内外的透明物体上显示清晰且色彩艳丽的静态和动态图像,已完成了室内外环境的测试工作;冷喷锌涂料技术,针对96%锌粉含量涂料易脱落、机械性能不佳的问题,采用化学键合技术提高了涂料的附着力和机械强韧性,已用于寒带地区的桥梁涂装;船舶涂料技术,结合重防腐和防污2方面推广,3个品种以获得船级社认证,已用于福建和广东海域船舶涂装。2019年该项技术分别在中国桥梁涂料会议上做大会报告、华东军民融合会展上的推广报告、中国涂料协会的湖北分会上做技术报告。

本工程中心围绕基础材料产业升级换代的国家战略需求,形成一系列原创性技术成果,支撑我国材料制备工业的跨越式发展。取得具有重大突破的产业化技术成果,建成校企结合的工程化试验基地,为我国材料工业的发展提供可持续的创新能力,为振兴东北老工业基地提供科技支撑。


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