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新型納米晶種材料及其在輕合金中的應用
輕量化和綠色制造是實現航空航天和交通運輸等領域節能減排的重要手段，鋁合金是其輕量化首選，但傳統鋁合金服役性能不能滿足高端制造業發展的要求，制造過程也存在高污染、高能耗、質量不穩定等問題。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控為突破口，發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新手段。
傳統鑄造鋁硅合金生產中通常添加磷鹽、赤磷或磷銅合金調控共晶及過共晶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、變質效果及產品質量不穩定、P2O5污染嚴重的問題。生產中通常采用傳統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，山東大學發明了用于調控初晶硅相的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節能減排：與傳統工藝相比，避免了P2O5有毒氣體排放，簡化工序，節能降耗。②產品質量提升：實現了初晶硅尺度及構型高效調控，鋁活塞鑄件抗拉強度提升0%，體積穩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、澆不足等行業難題。③提升了鑄件性能：與傳統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年度山東省技術發明一等獎，納米晶種合金系列產品與耐熱高強輕金屬材料的創制及應用2009年度山東省技術發明二等獎，硅-磷和鋁-磷合金研制與發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年度教育部技術發明二等獎，高效Al-P中間合金及其變質處理
山東大學
2021-05-11
氫能源車用納米結構鎂基合金復合儲氫材料
針對車載氫能源的難題，開展納米結構鎂基合金復合材料儲氫研究，特別開展了 Mg 納米線的儲氫性能研究。 MgH2（7.6wt% H2）是理想的輕質儲氫材料之一，但其緩慢的吸放氫動力學和相對高的操作溫度，限制了它的發展。為了改善鎂基材料的儲氫性能，通過氣相傳輸的方法制備了不同形貌的 Mg 納米線。結果表明，改變載氣流速、傳輸溫度和沉積基底，可以控制 Mg 納米 10線的長度和直徑。測試結果顯示，Mg 納米線降低了脫附能壘，改善了熱力學和動力學性能。實驗結果顯示，直徑為 30-50nm 的 Mg 納米線具有良好的可逆儲放氫性能。 研究成果發表在 J. Am. Chem. Soc.，J. Phys. Chem. C，J. Alloys Compds 等期刊上，授權發明專利 2 項。
南開大學
2021-02-01
5、高壓真空開關用銅鉻合金觸頭材料
本項目采用真空熔鑄方法，解決了 Cu-Cr 合金鑄造產生的成分偏析及組織不 均勻問題，得到的顯微組織細化、成分均勻化，尤其是合金中 Cr 粒子的細化問 題，大幅度提高耐電壓強度，同時又能保持銅的高導電性，觸頭的小型化才有實 現的可能。本方法還能回收利用生產廢料，因此生產工藝更為環保。而且生產成 本大大降低，性能還有所提高。本項目制備的觸頭材料,性能與國內外同類產品 相比,在導電性,均勻性,組織細化等多方面全面領先。
上海理工大學
2021-01-12
氫能源車用納米結構鎂基合金復合儲氫材料
針對車載氫能源的難題，開展納米結構鎂基合金復合材料儲氫研 究，特別開展了 Mg 納米線的儲氫性能研究。 MgH2（7.6wt% H2）是理想的輕質儲氫材料之一，但其緩慢的吸 放氫動力學和相對高的操作溫度，限制了它的發展。為了改善鎂基材 料的儲氫性能，通過氣相傳輸的方法制備了不同形貌的 Mg 納米線。 結果表明，改變載氣流速、傳輸溫度和沉積基底，可以控制 Mg 納米 線的長度和直徑。測試結果顯示，Mg 納米線降低了脫附能壘，改善 了熱力學和動力學性能。實驗結果顯示，直徑為 30-50nm 的 Mg 納米 線具有良好的可逆儲放氫性能。研究成果發表在 J. Am. Chem. Soc.，J. Phys. Chem. C，J. Alloys Compds 等期刊上，授權發明專利 2 項。
南開大學
2021-04-13
鐵磁性非晶合金結構與功能材料制備及應用
研制出了多個具有自主知識產權的鐵磁性非晶、納米晶軟磁合金材料，具有優異的力學性能、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，技術性能遠優于日本主要生產和大力推廣的FINEMET納米晶合金系列產品，在高效節能電機、無線充電系統、新能源汽車等技術領域具有廣闊市場前景；（2）鐵磁性非晶合金構件涂層：制備了厚度達9mm的非晶合金構件涂層，非晶度90%以上，孔隙率低于1%，平均硬度達976HV，內聚強度為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，具有優異的耐蝕性能和耐摩擦磨損性能，適用于各種功能構件的在線修復；（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，發現合金表面的“自更新”行為可有效提高合金的重復利用性，同時良好的熱磁調諧性使合金便于降解后的自動回收，對于實現高效、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。
東南大學
2021-04-13
氫能源車用納米結構鎂基合金復合儲氫材料
針對車載氫能源的難題，開展納米結構鎂基合金復合材料儲氫研究，特別開展了Mg納米線的儲氫性能研究。 MgH2（7.6wt% H2）是理想的輕質儲氫材料之一，但其緩慢的吸放氫動力學和相對高的操作溫度，限制了它的發展。為了改善鎂基材料的儲氫性能，通過氣相傳輸的方法制備了不同形貌的Mg納米線。結果表明，改變載氣流速、傳輸溫度和沉積基底，可以控制Mg納米線的長度和直徑。測試結果顯示，Mg納米線降低了脫附能壘，改善了熱力學和動力學性能。實驗結果顯示，直
南開大學
2021-04-14
記憶合金
溫控彈簧，執行標準：ASTM F2063-2005，主要性能指標：可提供壓縮彈簧和拉伸彈簧及形變片，應用范圍溫度30℃--100℃，可演示四種記憶方式。有記憶功能的金屬，金憶合金如何變成五角星與彈簧等。
寧波華茂文教股份有限公司
2021-08-23
金屬和合金納米粒子組裝薄膜材料的氣相制備技術
納米粒子由于具有非常小的顆粒尺寸和大的比表面積，通常顯示出許多不同于常規塊體材料的電、磁、光和化學特性，在現代工業、國防和高技術發展中充當著重要的角色。隨著科學技術的迅速發展，對材料性能的要求也越來越高，因此尋找一種可替代液相法的真空氣相法來獲得表面清潔納米粒子的制備技術是開發具有優異性能新型納米結構材料的迫切要求。特別是納米粒子組裝復合薄膜材料由于具有傳統復合材料和現代納米材料兩者的優越性，成為一個重要的前沿研究熱點，它有望將“傳統功能材料”通過“納米復合化”達到進一步提高和拓展材料性能的目的。
廈門大學
2021-01-12
材料的制備方法及提高鎂合金抗蠕變性能的方法
本發明公開了一種材料的制備方法及應用該方法提高鎂合金抗蠕變性能的方法。將第一基體與第二基體相結合使第一凸起嵌入對應的第二凹槽、第二凸起嵌入對應的第一凹槽,確保在第一凸起與第二凹槽之間形成的空腔以及第二凸起與第一凹槽之間形成的空腔內填充改性粉末；對相結合的第一基體與第二基體進行攪拌摩擦加工，使第一基體、第二基體以及位于空腔中的改性粉末融合為一體并轉化為最終材料。該方法生產效率高且所得材料中各物相分布均勻。應用時，所述第一基體和第二基體為鎂合金基體，改性粉末與鎂合金基體融為一體并且轉化為均勻分散于融合后的鎂合金基體中的強化相，從而顯著提升鎂合金的抗蠕變性能。
西南交通大學
2016-10-14
一種制備/成形非晶合金及其復合材料的方法
本發明公開了一種利用選區激光熔化制備非晶合金及其復合材 料零件方法，運用這種方法，可以制備出尺寸較大、形狀復雜、強度 較高、成分均勻、晶化較少的非晶合金及其復合材料零件。該方法具 體包括如下步驟：(1)非晶粉末制備，(2)非晶復合粉末制備，(3)零件模 型準備，(4)基板安裝，(5)氣氛保護，(6)紅光定位，(7)激光加工，(8) 熱處理。本發明將選區激光熔化(Selective-Laser-Melting,SLM)技術運用
華中科技大學
2021-04-14