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本發(fā)明公開了一種鐵基非晶合金磁性材料及其制備方法。該合金材料的化 學分子式為：(Fe100-aCoa)x-Dyy-Bz-Siw，式中的x，y，z，w為原子百分數(shù)：60≤x ≤75，5≤y≤25，20≤z≤25，0≤w≤10，0≤a≤10，且x+y+z+w＝100。該合金 的制備過程如下：將工業(yè)純金屬原料以及FeB合金按合金配方配料，采用真空 感應熔煉成母合金，然后用單輥甩帶法制得非晶薄帶。本發(fā)明具有較好的玻璃 形成能力，且軟磁性能優(yōu)良。所需的原材料大多為工業(yè)純度，從而降低了成本， 同時制備工藝簡單，可廣泛應用于結(jié)構(gòu)材料和磁性材料等方面。

鋁合金結(jié)晶組織的微細化會顯著提高鋁材的強韌性、組織均勻性、致密性、 耐蝕性、加工工藝性和表面質(zhì)量等，并減少偏析和裂紋等諸多鑄造缺陷。目前， 國內(nèi)外通常采用 Al-Ti-B 或 Al-Ti-C 中間合金來細化晶粒，但 Al-Ti-B 中間合金 126 的形核襯底質(zhì)點 TiB2 本身的直徑大小在 0.5-3.0μm，而且往往以較大的聚集團 形式存在，如此大的顆粒團在加入到鋁合金中后會帶來一系列的副作用。而普 通 Al-Ti-C 中間合金細化效果不穩(wěn)定，易衰退，難以滿足鋁制品產(chǎn)品質(zhì)量的要 求。 Al-Ti-C 中間合金之所以細化效果不穩(wěn)定和容易衰退，是由于其中的 TiCx 晶體存在較多碳空位，從而使之失穩(wěn)，且隨 TiCx中碳空位數(shù)量的增加，Al 原子 在 TiCx 表面的偏聚及有序化受到抑制，由原來的完全共格逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌耆?格。因此，減少 TiCx中的碳空位是提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和生核效率的關鍵。 研究表明，無空位的 TiC 是鋁的有效生核襯底，在接近凝固點的鋁熔體中， Al 原子能夠依附于其周圍形成一個完全共格的有序區(qū)，最終促進 α-Al 生核和鋁 晶粒細化。經(jīng)過長期的研究和探索發(fā)現(xiàn)，TiCx 中的碳空位可以被原子半徑較小 的 B、N 等原子填充，最終形成摻雜型的 TiCxB1-x和 TiCxN1-x等粒子，從而降低 空位濃度并提高異質(zhì)生核能力。 B 摻雜型 Al-Ti-C 晶種合金中含有大量直徑在 1μm 以下（亞微米）的 TiCxB1-x 晶核襯底粒子，且彌散分布，當將該中間合金以微量（0.15%左右）加 入到待細化的鋁及其合金熔體中后，立即釋放出大量的亞微米級的摻雜型 TiC 晶核，從而使待細化鋁合金的晶粒組織得到顯著細化甚至超細化（指晶粒直徑 在微米級）。因此，采用摻雜型 Al-Ti-C 晶種合金對鋁熔體進行晶粒細化處理 將是鋁加工行業(yè)又一次重要的技術進步。

共晶技術是提高化合物水中溶解度的有效手段，通過控制分子間相互作用，在不改變化學結(jié)構(gòu)的情況下，改變原料藥的理化性質(zhì)。本課題合成了3個氨魯米特新共晶，新共晶的水中溶解度與原料相比，均有明顯提高。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、技術分析 研發(fā)背景：氨魯米特（Aminoglutethimide，3-乙基-3-(4-氨基苯基)-2，6-哌啶二酮）是一種腎上腺皮質(zhì)激素抑制藥及抗腫瘤藥。結(jié)構(gòu)：   氨魯米特的抗癌機理是P450芳香化酶的抑制劑，阻止雄激素轉(zhuǎn)變?yōu)榇萍に亍＿M而抑制腫瘤細胞的生長。臨床適應癥是：用于絕經(jīng)后或卵巢切除后的晚期乳腺癌，對雌激素受體或孕激素受體陽性患者療效較好。用于皮質(zhì)醇增多癥(柯興綜合征)，抑制腎上腺皮質(zhì)功能。 需要解決的問題：氨魯米特在水中極微溶解，溶解度約為2mg/ml。屬于微溶物質(zhì)。不僅影響了藥物的生物利用度，而且嚴重影響該藥物的新藥開發(fā)和臨床使用效果。 創(chuàng)新性： 本課題合成了3個氨魯米特新共晶，新共晶的水中溶解度與原料相比，均有明顯提高。新共晶結(jié)構(gòu)見圖1、圖2、圖3。 圖1氨魯米特-3,5-二硝基苯甲酸共晶 圖2氨魯米特-間甲基苯甲酸共晶 圖3 一種氨魯米特+2-硝基苯甲酸 技術先進性：共晶技術是提高化合物水中溶解度的有效手段，通過控制分子間相互作用，在不改變化學結(jié)構(gòu)的情況下，改變原料藥的理化性質(zhì)。共晶體使活性藥物成分(API)除了物理化學性質(zhì)外，其流動性、化學穩(wěn)定性、壓縮性和吸濕性也發(fā)生變化。共晶體成為一種潛在的新藥固體形式，有很好的開發(fā)和應用前景[1-3]。 推廣應用價值：提高藥物水中溶解度的方法很多，共晶技術是其中比較有效的一種手段，該合成技術不需要特殊條件和設備，成本低、容易實現(xiàn)。具有開發(fā)成新藥的市場應用前景。 本課題合成的三個氨魯米特新共晶的溶解度與國外文獻報道氨魯米特共晶溶解度對比情況，見表2。 表2 三個氨魯米特新共晶與國外文獻報道情況對比 化合物名稱 水中溶解度 （mg/mL） 水中溶解度提高倍數(shù)（倍） 氨魯米特原料藥 2.025   氨魯米特-3,5-二硝基苯甲酸共晶 (AG-DNBA)# 6.064 3 氨魯米特-間甲基苯甲酸共晶 (AG-m-TA)# 3.660 1.8 氨魯米特-2-硝基苯甲酸共晶 (AG-2-NTA)#   6.0 3 氨魯米特-咖啡因共晶 （AMG-CAF）* 6.0 3 氨魯米特-尼古丁共晶 （AMG-NIC）* 5.5 2.75 氨魯米特-乙酰胺共晶 （AMG-NIC）* 4.8 1.9   注：#是本課題組合成的氨魯米特共晶水中溶解度情況。 *是文獻報道合成的氨魯米特共晶水中溶解度情況[4]。

輕量化和綠色制造是實現(xiàn)航空航天和交通運輸?shù)阮I域節(jié)能減排的重要手段，鋁合金是其輕量化首選，但傳統(tǒng)鋁合金服役性能不能滿足高端制造業(yè)發(fā)展的要求，制造過程也存在高污染、高能耗、質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。以新思路、新原理、新材料、新工藝克服關鍵共性難題，突破鋁合金力學性能瓶頸、取代落后工藝是必然選擇。 本項目以多相熔體原子團簇演變調(diào)控為突破口，發(fā)明系列納米晶種材料，提出納米晶種技術，已成為大幅提升鋁合金的綜合性能和加工工藝性能的創(chuàng)新手段。 傳統(tǒng)鑄造鋁硅合金生產(chǎn)中通常添加磷鹽、赤磷或磷銅合金調(diào)控共晶及過共晶Al-Si合金中的初晶硅相的尺寸、形貌及分布，但存在磷量不可控、變質(zhì)效果及產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、P2O5污染嚴重的問題。生產(chǎn)中通常采用傳統(tǒng)Al-Ti-B及Al-Ti-C細化劑鋁合金基體的α-Al枝晶，但是因Si“中毒”及Zr “中毒”，對含Si或含Zr鋁合金幾乎失去細晶強化作用。基于以上難題，山東大學發(fā)明了用于調(diào)控初晶硅相的Al-P系納米晶種材料及用于鋁合金晶粒細化的強效AlTiC-B系納米晶種材料。 Al-P系納米晶種：①節(jié)能減排：與傳統(tǒng)工藝相比，避免了P2O5有毒氣體排放，簡化工序，節(jié)能降耗。②產(chǎn)品質(zhì)量提升：實現(xiàn)了初晶硅尺度及構(gòu)型高效調(diào)控，鋁活塞鑄件抗拉強度提升0%，體積穩(wěn)定性和可靠性顯著提高。③高純化：可將鋁熔體中Ca、Na、Sr含量分別由22 ppm、14ppm、14 ppm降低至1 ppm以下。 AlTiC-B系納米晶種：①解決了Si、Zr細化“中毒”等難題，有效調(diào)控基體相。②提升了Al-Cu系鋁熔體的流動性，解決了熱裂、澆不足等行業(yè)難題。③提升了鑄件性能：與傳統(tǒng)Al-Ti-B相比，使A356合金屈服強度提高15%，延伸率提高37%；使2024合金抗拉強度由398MPa提升至550MPa，延伸率由9.8%提升至15.5%。 獲獎情況:2016年度山東省技術發(fā)明一等獎，納米晶種合金系列產(chǎn)品與耐熱高強輕金屬材料的創(chuàng)制及應用2009年度山東省技術發(fā)明二等獎，硅-磷和鋁-磷合金研制與發(fā)動機活塞材料強化新技術2005年度山東省科技進步二等獎，富磷富碳中間合金的研究與應用2004年度教育部技術發(fā)明二等獎，高效Al-P中間合金及其變質(zhì)處理

成果描述：針對微鉆在使用過程中失效的主要形式和原因，納米粉在燒結(jié)成微鉆硬質(zhì)合金的過程中，出現(xiàn)WC晶粒異常長大，帶來性能的明顯降低這個問題，研究了添加特種晶粒長大抑制劑的作用和燒結(jié)過程優(yōu)化研究。現(xiàn)已能批量生產(chǎn)Ф3.75標準微鉆生產(chǎn)用納米晶硬質(zhì)合金棒材，該棒材強度高、硬度高、壽命長、加工性能好、實物質(zhì)量水平已達同類產(chǎn)品（三菱、東芝、SANDVICK）的先進水平。市場前景分析：硬質(zhì)合金生產(chǎn)廠家生產(chǎn)納米硬質(zhì)合金制品，特別是為國內(nèi)需求量巨大的高密度印制電路板鉆孔用微鉆的硬質(zhì)合金棒材的生產(chǎn)。 2005年消耗量超過1000萬只的PCB企業(yè)有16家，超過500萬只的企業(yè)近40家。國內(nèi)PCB行業(yè)2005年消耗微鉆總量在4億只以上，采購資金超過40億元，微鉆使用壽命短和鉆機換刀頻繁已成為制約整個PCB業(yè)提升利潤空間和產(chǎn)出效率的瓶頸。市場迫切需要鉆孔質(zhì)量好、使用壽命高、價格適中的PCB微鉆產(chǎn)品。目前國內(nèi)PCB微鉆生產(chǎn)用硬質(zhì)合金棒材每年需求量約200萬公斤，一半以上需要進口，需求量巨大。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：橫斷面彎曲強度 /MPa≥3500 硬度/HRA≥92.5 WC晶粒度/μｍ﹤400nm 金相組織為A02B00C00 密度 /g/cm3≥14.4 國內(nèi)領先。

本發(fā)明公開了一種具有優(yōu)良磁性能的FeTbBSi系非晶合金及其制備方法。 該系非晶合金的化學分子式為Fe100-x-y-zTbxBySiz，其中x、y和z分別為Tb元素、 B元素和Si元素的原子百分數(shù)，100-x-y-z為Fe元素的原子百分數(shù)，1≤x≤25， 20≤y≤25，0≤z≤10。該合金的制備方法如下：將工業(yè)純金屬原料以及FeB合 金按合金配方配料，采用磁懸浮感應熔煉成母合金，然后用單輥甩帶法制得非 晶薄帶。本發(fā)明鐵基非晶合金具有高的磁致伸縮系數(shù)，軟磁性能優(yōu)良，同時成 分簡單，并擁有良好非晶形成能力。本發(fā)明的FeTbBSi系非晶合金可以廣泛應 用于結(jié)構(gòu)材料和軟磁材料等方面。

研制出了多個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鐵磁性非晶、納米晶軟磁合金材料，具有優(yōu)異的力學性能、軟磁性能、耐蝕性能及對染料廢水高效降解性能，具體研究成果包括：（1）高飽和磁感低損耗納米晶軟磁合金：研制了FeSiBPCu系列納米晶軟磁合金，飽和磁感應強度達1.8T以上，1.5T/50Hz條件下的鐵損僅為0.29W/kg，是高級取向硅鋼鐵損的1/2，技術性能遠優(yōu)于日本主要生產(chǎn)和大力推廣的FINEMET納米晶合金系列產(chǎn)品，在高效節(jié)能電機、無線充電系統(tǒng)、新能源汽車等技術領域具有廣闊市場前景；（2）鐵磁性非晶合金構(gòu)件涂層：制備了厚度達9mm的非晶合金構(gòu)件涂層，非晶度90%以上，孔隙率低于1%，平均硬度達976HV，內(nèi)聚強度為237MPa；利用激光熔覆技術進一步改善其力學性能，斷裂強度達1800Mpa，具有優(yōu)異的耐蝕性能和耐摩擦磨損性能，適用于各種功能構(gòu)件的在線修復；（3）鐵基非晶合金化學性能研究：研究了FePC(Cu)、FeSiBPCu、FeBC、FeCrNbYB等非晶/納米晶合金在對染料廢水的高效降解，發(fā)現(xiàn)合金表面的“自更新”行為可有效提高合金的重復利用性，同時良好的熱磁調(diào)諧性使合金便于降解后的自動回收，對于實現(xiàn)高效、低成本處理印染廢水，解決水污染問題具有重要的應用價值。

晶硅太陽電池生產(chǎn)仿真實訓讓學員以車間技術人員的身份參與整條晶硅太陽電池產(chǎn)線的生產(chǎn)工作。學員可以按標準生產(chǎn)流程操作車間生產(chǎn)設備、檢測生產(chǎn)樣品以及對電池生產(chǎn)進行工藝仿真，從而深刻了解整個太陽電池生產(chǎn)流程以及關鍵工藝參數(shù)。 一.1.1. 場景設計 場景由制絨車間、擴散車間、后清洗車間、PECVD鍍膜車間、絲網(wǎng)印刷車間和分選包裝車間六大場景組成。場景素材從多個真實工廠采集而來，高保真還原車間設備與生產(chǎn)流程 場景模型主要包括：潔凈車間、制絨機、自動上下料機、硅片、電子天平、分光光度計、電源柜、水冷機、空壓機、化學液柜、電腦，鍵盤、鼠標、擴散爐、石英舟、插片房、傳遞窗、純水箱、石英舟清洗槽、防毒面具、試驗臺、緩沖墊、防化服、源瓶、氣柜、硅槳、方阻測試儀，萬用表，石墨舟、PECVD鍍膜機、舟車、烘箱、全自動絲網(wǎng)印刷機、網(wǎng)版、刮刀、攪拌機、槳料、夾具、接觸電阻測試儀、燒結(jié)爐、IV分選儀、硅片盒、五格花藍等... 一.1.2. 互動設計 第一人稱視角控制主角場景漫游，學員可以在三維空間中自由活動和觀察場景中的物體。 拾取物體操作采用3D空間實際抓取的方式，沒有采用一般游戲中的背包欄方式，而當需要同時拾取多個物體時則提供3維工具用于裝放，采取這種方式會更加接近現(xiàn)實，使學員更真實的體驗實際工具的存放及使用的技巧。 各生產(chǎn)車間按照真實生產(chǎn)流程設計實訓生產(chǎn)任務，完成當前任務后才能進入下一個任務，每個任務記錄完成時間以及工藝仿真結(jié)果 縮略地圖實時顯示角色位置與任務點位置 第一人稱視角與特寫觀察視角無縫平滑撤換 機器與設置仿真控制，通過機器控制面板設置工藝參數(shù)，控制啟動生產(chǎn)，檢測生產(chǎn)結(jié)果 表單填寫與作業(yè)報告生成 使用儀器與設備檢測生產(chǎn)樣品 操作規(guī)程與關鍵知識點主動提示學習 原理動畫演示

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