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鈦及鈦合金在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。隨著表面改性技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)表面生物活化改性的多孔鈦材料不僅具有良好的生物相容性和骨傳導(dǎo)性，還可具有骨誘導(dǎo)性。中心在國(guó)家“十一五”、“十二五”科技支撐計(jì)劃資助下，利用獨(dú)特的多孔金屬制備技術(shù)及表面電化學(xué)改性技術(shù)制備出骨誘導(dǎo)多孔鈦材料，其力學(xué)性能與人體自然骨匹配良好，在應(yīng)用于承力部位骨修復(fù)方面具有極大的優(yōu)勢(shì)。

成果簡(jiǎn)介：  本團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)近十年的研發(fā)，突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的綠色、高效、廉價(jià)稀土基催化劑，可以替代貴金屬催化劑（國(guó)內(nèi)外），大幅度降低生產(chǎn)成本，總體上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，具有極強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，也符合“中國(guó)制造2025”稀土資源高端產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略布局。 構(gòu)建了稀土（Ce，L

TiC顆粒增強(qiáng)鋼基及鐵基復(fù)合材料適用于在苛刻條件和環(huán)境（如：強(qiáng)負(fù)荷下的強(qiáng)磨損，高溫下的磨料磨損，強(qiáng)腐蝕氣氛中的沖蝕等）工作的設(shè)備零部件。這種新材料以合金鋼為基體，以TiC為增強(qiáng)體，具有常規(guī)的金屬材料難以比擬的一系列特征：1.耐磨損：在各種試驗(yàn)條件下，它的耐磨損性能遠(yuǎn)優(yōu)于與其成分相似但不含TiC的合金鋼；2.工藝性能好：尤其是它的熱加工（包括鍛、軋和熱擠壓等）性能，優(yōu)于一般的高合金鋼；3.性能的可調(diào)性：可以根據(jù)使用要求，調(diào)整成分，形成不同性能（強(qiáng)度、硬度、塑性及耐磨損性能）配合的材料； 4. 熱膨脹系數(shù)小：尺寸穩(wěn)定性好；5.強(qiáng)度高：特別是它的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能高于與其成分相似，但不含TiC的合金鋼；6.成本低：新材料采用原位合成法應(yīng)工藝制備。這種工藝方法先進(jìn)，流程合理，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

"本成果主要依托國(guó)家“863”計(jì)劃（課題名稱：固定源煙氣處理稀土催化材料的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)，課題編號(hào)：2015AA03A401），由南京大學(xué)，石河子大學(xué)，新疆天富集團(tuán)有限責(zé)任公司三家單位共同研發(fā)完成。南京大學(xué)董林教授為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。 董林教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期以來(lái)致力于稀土基催化劑的制備科學(xué)和表面物理化學(xué)性質(zhì)研究以及有關(guān)大氣分子污染物的吸附、催化消除方面的應(yīng)用技術(shù)探索。基于前期相關(guān)工作積累，成功開(kāi)發(fā)出了低溫稀土鈰基催化劑配方。 經(jīng)石河子大學(xué)的工業(yè)放大及新疆天富南熱電有限公司的側(cè)線運(yùn)行，該配方可以滿足在100 ℃運(yùn)行3000 h以上的壽命及穩(wěn)定性測(cè)試，脫硝效率達(dá)55 %以上，并且通過(guò)了2000 m3/h級(jí)側(cè)線驗(yàn)證（圖1）。 該項(xiàng)技術(shù)的試驗(yàn)成功，填補(bǔ)了我國(guó)在超低溫（100 oC）脫硝領(lǐng)域的空白，為燃煤煙氣高效除塵脫硫脫硝提供了一條新的技術(shù)途徑。 同時(shí)，通過(guò)課題的實(shí)施，還達(dá)到了去除“白煙”的效果，實(shí)現(xiàn)了能源利用和環(huán)境保護(hù)“一體化”，滿足了國(guó)家對(duì)大氣環(huán)境保護(hù)的實(shí)際需要。 隨著燃煤電廠尾端煙氣脫硝工藝的實(shí)施，不僅解決了氮氧化物超低溫催化消除的問(wèn)題，而且符合國(guó)家當(dāng)前“超潔凈”排放的趨勢(shì)，有望在各大電廠及工業(yè)窯爐等推廣使用。 經(jīng)石河子大學(xué)的工業(yè)放大及新疆天富南熱電有限公司的側(cè)線運(yùn)行，該配方可以滿足在100 ℃運(yùn)行3000 h以上的壽命及穩(wěn)定性測(cè)試，脫硝效率達(dá)55 %以上，并且通過(guò)了2000 m3/h級(jí)側(cè)線驗(yàn)證。該項(xiàng)技術(shù)的試驗(yàn)成功，填補(bǔ)了我國(guó)在超低溫（100 oC）脫硝領(lǐng)域的空白，為燃煤煙氣高效除塵脫硫脫硝提供了一條新的技術(shù)途徑。 同時(shí)，通過(guò)課題的實(shí)施，還達(dá)到了去除“白煙”的效果，實(shí)現(xiàn)了能源利用和環(huán)境保護(hù)“一體化”，滿足了國(guó)家對(duì)大氣環(huán)境保護(hù)的實(shí)際需要。 隨著燃煤電廠尾端煙氣脫硝工藝的實(shí)施，不僅解決了氮氧化物超低溫催化消除的問(wèn)題，而且符合國(guó)家當(dāng)前“超潔凈”排放的趨勢(shì)，有望在各大電廠及工業(yè)窯爐等推廣使用。 經(jīng)過(guò)國(guó)家“十五”和“十一五”的多年攻關(guān)，我國(guó)除塵和脫硫技術(shù)已相對(duì)成熟，但是關(guān)于氮氧化物治理方面的研究工作起步較晚，目前仍面臨諸多挑戰(zhàn)，特別是超低溫條件（100-150 oC）下的脫硝技術(shù)。 基于國(guó)家當(dāng)前嚴(yán)峻的大氣環(huán)境污染現(xiàn)狀及燃煤電廠在現(xiàn)有煙氣處理運(yùn)行模式下遇到的種種問(wèn)題，我們創(chuàng)新性地提出了“除塵-脫硫-低溫脫硝”技術(shù)路線（圖2），即在電廠原有設(shè)備的尾端進(jìn)行煙氣脫硝處理。 與傳統(tǒng)脫硝技術(shù)路線相比，本項(xiàng)目的研究成果具有以下顯著特點(diǎn)： 1. 采用了新型工藝路線 傳統(tǒng)燃煤電廠煙氣處理多采用“脫硝-除塵-脫硫”的工藝路線（圖2上）。這一路線能夠很好地利用高溫?zé)煔猓呋瘎勖苤朴诜蹓m的沖刷，通常只能穩(wěn)定運(yùn)行2-3年。 本課題采用“除塵-脫硫-低溫脫硝”的技術(shù)路線（圖2下），即在電廠原有設(shè)備的尾端進(jìn)行煙氣脫硝處理，既可以作為氮氧化物“超潔凈”排放的有效保障，也可以作為脫硝工藝的新技術(shù)路線使用。 同時(shí)，由于煙氣經(jīng)過(guò)前期除塵和脫硫后，干擾組分（粉塵、SO2和堿重金屬等）極大減少，這有利于催化劑長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。 2. 開(kāi)發(fā)低溫稀土基超低溫脫硝催化劑填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外研究領(lǐng)域空白 目前，我們開(kāi)發(fā)的超低溫脫硝催化劑經(jīng)2000 m3/h級(jí)煙氣流量側(cè)線試驗(yàn)后，已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行3000 h以上，脫硝效率保持在55 %以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前已有工業(yè)應(yīng)用報(bào)道的脫硝催化劑溫度（如，荷蘭殼牌公司生產(chǎn)的TiO2-V2O5催化劑工作溫度最低，為140 oC），進(jìn)一步拓展了脫硝催化劑的最低工作溫度區(qū)間（圖3）。

水泥基壓電智能復(fù)合材料是近年來(lái)才剛剛發(fā)展起來(lái)的一種新型的功能復(fù)合材料，它能克服傳統(tǒng)的壓電材料（壓電陶瓷、壓電聚合物和聚合物基壓電復(fù)合材料）與土木工程領(lǐng)域中最主要的結(jié)構(gòu)材料——混凝土相容性差的問(wèn)題，可有效對(duì)重大土木工程建筑（如大跨橋梁、高聳建筑和核建筑等）實(shí)施在線健康監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，避免一些災(zāi)難的發(fā)生。

在化工等行業(yè)存在既有強(qiáng)的酸堿腐蝕又有磨料磨損的工況，這些工況下常用的金屬材料很難同時(shí)具有抵抗腐蝕和磨損的能力，本成果將耐腐蝕性很好的樹脂與耐磨性很好的陶瓷顆粒復(fù)合，彌補(bǔ)了這一不足，這是本成果的特點(diǎn)之一。本成果的另一特點(diǎn)是用于局部磨損的大型工件的修復(fù)（如水輪機(jī)葉片），該工藝操作簡(jiǎn)單，實(shí)施容易，可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。因此具有很好的應(yīng)用前景。本成果技術(shù)創(chuàng)新在于陶瓷顆粒的

本項(xiàng)目是針對(duì)目前存在的顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料進(jìn)行的改進(jìn)研究的成果。當(dāng)前對(duì)于顆粒增強(qiáng)尤其是SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究較多，制備方法多種多樣，但都存在孔隙率和含鐵量高及強(qiáng)度低的缺點(diǎn)。北京交通大學(xué)機(jī)械電子與控制工程學(xué)院材料成型研究室采用自行研發(fā)的真空雙攪拌技術(shù)有效的改進(jìn)了材料的上述性能，制備出高質(zhì)量的SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，并在國(guó)家“863計(jì)劃”（高速客車用金屬基復(fù)合材料制動(dòng)件的研究及應(yīng)用）中得到應(yīng)用。本課題組制備的顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的斷口照片和金相照片如下圖。   功能及用途: 本項(xiàng)目具有高的比強(qiáng)度、比剛度、低密度、優(yōu)異的抗蠕變性與耐磨損性，具有良好的熱穩(wěn)定性及可控制的熱膨脹系數(shù)等。本項(xiàng)目在航空、航天、軍工、鐵路、汽車、光學(xué)、電子、體育器械等領(lǐng)域中有著廣闊的應(yīng)用前景。 主要技術(shù)指標(biāo): 鋁基復(fù)合材料的性能見(jiàn)下表。 鋁基復(fù)合材料力學(xué)性能 材料 sb/MPa s0.2/MPa d/% E/GPa 20vol.%SiC/A356 330 305 1.0 106 15vol.%SiC/A356 303 286 1.3 96 孔隙率：≤0.9％含鐵量：≤0.2％ 投入產(chǎn)出分析: 本項(xiàng)目生產(chǎn)所需的設(shè)備簡(jiǎn)單，材料的制備工藝便于控制，制備費(fèi)用低。以20vol.%SiC/A356材料為例加以說(shuō)明。 主要材料的市場(chǎng)價(jià)格：A356 的市場(chǎng)價(jià)格按3萬(wàn)元/噸，SiC顆粒的價(jià)格按2.5萬(wàn)元/噸計(jì)算。 生產(chǎn)1噸20vol.%SiC/A356復(fù)合材料的成本約為（3×0.8+2.5×0.2）/0.7=4.2萬(wàn)/噸，而1噸20vol.%SiC/A356復(fù)合材料的市場(chǎng)價(jià)格大約是15萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。 市場(chǎng)應(yīng)用前景： 環(huán)保和節(jié)能已經(jīng)成為當(dāng)今各行業(yè)發(fā)展的主流。本項(xiàng)目的SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料是以工業(yè)上用的ZL101A為基體，以工業(yè)磨料SiC顆粒為增強(qiáng)體而制備的，制備成本較低，材料的價(jià)格大幅低于購(gòu)買國(guó)外同類產(chǎn)品的價(jià)格；本項(xiàng)目較好的制備質(zhì)量和力學(xué)性能使其能夠在航空、航天、軍工、鐵路、汽車、光學(xué)、電子、體育器械等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。因此，使用本項(xiàng)目能夠取得良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

在工業(yè)生產(chǎn)中，有大量固體廢物產(chǎn)生，如污泥、赤泥、鋼渣、化工廢渣等， 固體廢物的減量化、無(wú)害化和資源化是目前的潮流和發(fā)展的趨勢(shì)。 針對(duì)以上各種問(wèn)題，本項(xiàng)目以工業(yè)固體廢物為主要原料，開(kāi)發(fā)出了輕質(zhì)、 超輕污泥陶粒制備工藝；發(fā)明了用于處理高濃度難降解有機(jī)廢水的輕質(zhì)陰、陽(yáng) 極水處理濾料、抗板結(jié)系列粒狀鐵碳微電解填料；發(fā)明了用于工業(yè)廢水深度處 理的基于固廢陶粒的水處理技術(shù)；發(fā)明了基于污泥陶粒的綠色建材混凝土砌塊 和適用于民用建筑的室溫調(diào)節(jié)，具有顯著節(jié)能效果的污泥陶粒—多元脂肪酸相 變材料，取得了系列創(chuàng)新性的研究成果。環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。 本項(xiàng)目包括一套完整的固體廢物基環(huán)境友好材料成套技術(shù)，包括輕質(zhì)/超輕 污泥陶粒、污泥與工業(yè)固體廢物基微電解粒狀材料的研發(fā)、工業(yè)化生產(chǎn)及實(shí)際 應(yīng)用。