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1 成果簡介長期以來我國制鹽行業(yè)對資源的利用主要集中在制鹽方面，而對于制鹽副產(chǎn)物的綜合利用及深加工方面重視不足。制鹽中副產(chǎn)的苦鹵(氯化鎂含量高達(dá)百分之十以上)利用率小于20%，不但造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，而且破壞了周邊地區(qū)的生態(tài)平衡。我國目前鹽化工行業(yè)對鎂資源利用十分薄弱，僅有少部分鎂鹽被用來生產(chǎn)廉價(jià)的六水氯化鎂（ 300~400 元/噸）和七水硫酸鎂（ 500~600 元/噸），其余大部分閑置在海鹽區(qū)。因此鎂資源的高度利用直接關(guān)系到含鹽資源（海水、鹽湖、地下鹵水等）的可持續(xù)開發(fā)。 在鎂系產(chǎn)品中，阻燃型氫氧化鎂由于國內(nèi)外市場潛力很大而獨(dú)具魅力。隨著塑料工業(yè)的快速發(fā)展，對阻燃型熱塑性高聚物的需求與日俱增，對阻燃劑的需求特別是對無毒、抑煙、熱穩(wěn)定性高的氫氧化鎂阻燃劑的需求將更為迫切。氫氧化鎂阻燃劑可用于各種復(fù)合材料如電線、電纜、家電、建材，尤其適合與加工溫度較高的 PP、 PA、 POM 等聚合物配合使用。 我國從 80 年代后期開始進(jìn)行氫氧化鎂的研究與開發(fā)， 1998 年不同規(guī)格氫氧化鎂總生產(chǎn)能力約為 1.0~1.2 萬噸/年，但絕大部分產(chǎn)品性能較差，表現(xiàn)為形狀不規(guī)則，粒徑分布寬，純度低，比表面積偏大，團(tuán)聚現(xiàn)象明顯，限制了氫氧化鎂阻燃劑的工業(yè)應(yīng)用。2 應(yīng)用說明清華大學(xué)近年來一直致力于氫氧化鎂阻燃劑的研究與開發(fā)，經(jīng)過多年努力，現(xiàn)已開發(fā)出氫氧化鎂阻燃劑的常溫合成-水熱改性技術(shù)，產(chǎn)品性能指標(biāo)達(dá)到國際同類企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)技術(shù)以制鹽行業(yè)副產(chǎn)的氯化鎂為主要原料， 產(chǎn)品附加值高（保守售價(jià) 10000 元/噸）。現(xiàn)已完成千噸級工業(yè)中試并通過青海省鑒定。3 技術(shù)指標(biāo)形貌：六方片狀；粒徑： 0.2~1.5 微米；純度： 397 %（ 視原料純度而定）；比表面積： 小于 25m2/g 。圖 1 我系研制的氫氧化鎂阻燃劑產(chǎn)品                        圖 2 日本的氫氧化鎂阻燃劑產(chǎn)品（ 1.5~2 萬元/噸）4 效益分析按年產(chǎn) 2000 噸規(guī)模計(jì)，成本:約 5000 元/噸， 售價(jià)： 10000 元/噸， 年創(chuàng)產(chǎn)值（萬元）：2000′10000?10000=2000， 年創(chuàng)利稅（萬元）： 2000′(10000-5000)?10000=1000。

聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）是上世紀(jì)90年代產(chǎn)業(yè)化的新型聚酯，其纖維具有優(yōu)異的彈力回復(fù)性、柔軟性、蓬松性和染色性，在高檔服裝、地毯等方面有廣闊的應(yīng)用前景，同時(shí)其原料之一丙二醇可來源于可再生的生物基原料。然而PTT屬于可燃材料，易燃性極大的限制了其應(yīng)用。本技術(shù)采用高效無鹵反應(yīng)型阻燃劑DDP和BCPPO制備了兩種本質(zhì)阻燃聚對苯二甲酸丙二醇酯，該技術(shù)既可在酯交換法也可在直接酯化法中使用，產(chǎn)品具有阻燃性好，效果持久、不含鹵素、無毒、對設(shè)備無腐蝕，對聚酯的其他性能影響不大以及可紡性好等特點(diǎn)；通過進(jìn)一步創(chuàng)新思路，改進(jìn)工藝，我們采用固相聚合方法研制合成出分子鏈結(jié)構(gòu)可控的本質(zhì)阻燃含磷PTT阻燃嵌段共聚酯，產(chǎn)品在具有前述優(yōu)異本質(zhì)阻燃性能的基礎(chǔ)上，很好的保持了PTT的結(jié)晶性能，從而更好的保持了PTT特有的優(yōu)異彈力回復(fù)性能。該技術(shù)可利用傳統(tǒng)聚酯（聚對苯二甲酸乙二醇酯，PET）固相聚合設(shè)備，操作簡單，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可控，性能穩(wěn)定. 主要技術(shù)、指標(biāo)： 特性黏數(shù)：0.8——1.5 dL/g，Tg = 45——65 °C， Tm = 210——230 °C，氧指數(shù)：25——30， 熱分解溫度（氮?dú)猓?ge;360 °C。 建設(shè)投產(chǎn)條件: 現(xiàn)有PET產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，可在PET生產(chǎn)線上進(jìn)行改造。 年產(chǎn)百萬噸的生產(chǎn)線約需改造費(fèi)百萬元。

本發(fā)明公開的一種低密度高阻燃性復(fù)合多孔材料是由以下組分復(fù)合而成：無機(jī)粒子0.1～5份，聚乙烯醇0.5～10份，阻燃性可交聯(lián)聚合物0～5份，阻燃劑0.1～2份，該材料的密度為12～145Kg/m3，極限氧指數(shù)為34.5～47.5％，垂直燃燒均為V-0級，峰值熱釋放速率為50.5～135.8kW/m2，總熱釋放為5.6～13.3MJ/m2。本發(fā)明還公開了其制備方法。由于本發(fā)明提供的多孔材料采用了有一定阻燃效果的無機(jī)粒子和交聯(lián)聚合物和少量添加適用于基體聚合物聚乙烯醇的高效阻燃劑，因而使得這種多孔材料不僅密度低，導(dǎo)熱系數(shù)也低，隔音效果好，機(jī)械強(qiáng)度好，可用作隔熱、保溫和隔聲材料，有利于節(jié)能降耗，可以達(dá)到高的阻燃防火等級，整個(gè)制備過程無廢液、廢氣產(chǎn)生，安全環(huán)保。

本發(fā)明公開的基于多苯醚結(jié)構(gòu)的膨脹成炭阻燃耐熔滴共聚酯是在Ⅰ、Ⅱ表示的合成聚酯結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)上，引入了由Ⅲ表示的結(jié)構(gòu)單元經(jīng)無規(guī)共聚所組成，所制備的膨脹成炭阻燃耐熔滴共聚酯的特性粘數(shù)[η]為0.43-0.95dL/g，極限氧指數(shù)為25.5-34.5％；垂直燃燒等級V-2～V-0級；錐形量熱測試中峰值熱釋放速率p-HRR為198-658kW/m2。本發(fā)明還公開了其制備方法。由于本發(fā)明引入的含多苯醚結(jié)構(gòu)的單體能在高溫下發(fā)生重排反應(yīng)，形成多芳香環(huán)或多芳香含氧雜環(huán)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因而具有極高的膨脹成炭速率和質(zhì)量，賦予了共聚酯優(yōu)異的阻燃性與耐熔滴性能。本發(fā)明共聚酯的制備有著成熟的工藝、簡單方便的操作，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

本成果首次成功合成了有機(jī)磷多面體低聚硅倍半氧烷(P-POSS)阻燃劑。P-POSS以硅、磷為主要阻燃元素，以籠型無機(jī)Si-O結(jié)構(gòu)為內(nèi)核、含磷有機(jī)基團(tuán)為外殼的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，具有常溫下為固體、聚合物材料加工溫度下出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變的良好加工性能，同時(shí)具有熱穩(wěn)定性高和與聚合物相容性好的特點(diǎn)，指向一類新型高效阻燃劑分子的未來特征。前期研究結(jié)果表明，P-POSS在環(huán)氧樹脂和聚碳酸酯中均表現(xiàn)出優(yōu)異的阻燃性能，同時(shí)，使聚合物材料保持良好的綜合性能，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。 在阻燃環(huán)氧樹脂應(yīng)用中，低含量的P-POSS（硅、磷元素含量為0.1——0.5wt%）即可使阻燃環(huán)氧樹脂的氧指數(shù)達(dá)到30%以上，獲得UL-94 V0級別。而且P-POSS 阻燃的環(huán)氧樹脂表現(xiàn)出獨(dú)特的“吹熄”現(xiàn)象，即樣條點(diǎn)燃后，點(diǎn)燃端明顯有氣流從炭層燃燒點(diǎn)噴射而出，將火焰吹離聚合物表面并迅速熄滅，正是這種“吹熄”現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)P-POSS的高效阻燃環(huán)氧樹脂。P-POSS不但能夠提高環(huán)氧樹脂阻燃性能和熱穩(wěn)定性，還能保持環(huán)氧樹脂本身的透明性、機(jī)械性能和電性能。 在阻燃聚碳酸酯應(yīng)用中，P-POSS不但能夠保持POSS結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，而且還可以有效回避原料磷系阻燃劑的增塑作用。常溫下這種P-POSS的固體狀態(tài)使其更容易儲存和添加，而它們在PC加工溫度范圍內(nèi)存在的玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象更是使其分散狀態(tài)較一般固體阻燃劑有著顯著的改善，甚至達(dá)到納米級分散。P-POSS在2wt%的添加量下就可以使聚碳酸酯達(dá)到UL-94 V0級別，同時(shí)熱變形溫度保持在140℃。

鋁銅合金廣泛應(yīng)用于航空航天、艦船、車輛等工業(yè)領(lǐng)域，目前國內(nèi)外針對鋁銅合金焊接及增材專用材料主要為ER2319，鋁銅合金熔焊時(shí)焊縫金屬不僅易產(chǎn)生熱裂紋，而且焊縫的強(qiáng)度低、塑性差，影響了鋁銅合金作為焊接結(jié)構(gòu)件的推廣應(yīng)用；鋁銅合金沉積態(tài)組織不均勻性，晶粒組織較粗大，增材試樣性能較低。針對鋁銅合金焊接接頭及增材件性能較低，缺乏高性能的專用材料這一問題開展研究，開發(fā)一種高性能的鋁銅合金焊接和增材用焊絲，通過對鑄錠、焊絲及其增材試樣組織進(jìn)行觀察分析，系統(tǒng)研究Ti和Zr的含量對鋁銅合金微觀組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能影響，探索增材制造過程中的組織演變機(jī)制；深入研究非均質(zhì)形核核心的形貌、大小、分布以及其晶體結(jié)構(gòu)和晶格常數(shù)，揭示Ti、Zr元素復(fù)合作用細(xì)化鋁銅合金組織機(jī)理，豐富和發(fā)展鋁合金細(xì)化理論，為高性能鋁銅合金焊接增材專用材料的研發(fā)提供一條新的思路，推動鋁銅合金在工業(yè)領(lǐng)域更廣泛的應(yīng)用。

基金屬間化合物原料成本較低，具有低比重、優(yōu)異的抗氧化、抗硫蝕等特點(diǎn)，可以應(yīng)用于對強(qiáng)度要求不太高的中高溫氧化或硫蝕環(huán)境中，如有色冶煉廠和高濃度煙氣收塵設(shè)備及制酸系統(tǒng)中的煙氣凈化設(shè)備、轉(zhuǎn)化器、熱交換設(shè)備極板和殼體；汽車尾氣管、電廠排氣的煙氣管道等。從1991年起，孫祖慶教授及其研究小組在國家科技部863專家委員會、國家自然科學(xué)基金委及中國-福特基金的支持下，開展了系統(tǒng)工作。 主要創(chuàng)新性研究成果有以下幾點(diǎn)： 首次提出Fe3Al基合金的B2熱機(jī)械處理工藝，使合金在空氣中的室溫拉伸延伸率提高到15％以上。 通過自行開發(fā)的提高合金中高溫抗蠕變性能的處理工藝，研制成功Fe-28Al-XCr系金屬間化合物材料。申請兩項(xiàng)發(fā)明專利并已獲得批準(zhǔn)（專利號：ZL 93 1 14921.5）(專利號：ZL 93 1 21242.X)。 通過Cr, Ti, Mn, Ni, Mo等代位合金元素原子在Fe3Al基金屬間化合物合金亞點(diǎn)陣占位的中子衍射研究及交互作用能計(jì)算探討上述各元素對室溫塑性的影響。Fe3Al基合金熱加工過程中的變形織構(gòu)研究。 在解決了該系列合金采用傳統(tǒng)工藝制備大體積材料、并獲得薄板的基礎(chǔ)上，開展了超塑性行為、可焊性研究，并提出優(yōu)化的熱彎成型及焊接工藝。申請焊接發(fā)明專利一項(xiàng)，已公開（公開號：CN1251329A）。 Fe3Al基合金薄板在有色冶煉后處理含氧環(huán)境中的現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果顯示了它比不銹鋼優(yōu)異的抗蝕性能。通過鑒定一項(xiàng)。 B2結(jié)構(gòu)Fe3Al單晶力學(xué)行為各向異性機(jī)理研究。不同取向單晶宏觀拉伸切應(yīng)力—切應(yīng)變曲線形式、各階段加工硬化行為與各滑移系的激活方式、晶體轉(zhuǎn)動及位錯(cuò)組態(tài)的演變直接相關(guān)。 目前，有關(guān)Fe3Al基合金冶煉、熱加工、焊接及組織性能控制的技術(shù)已經(jīng)成熟，在普通鋼鐵企業(yè)現(xiàn)有的冶煉及軋制設(shè)備條件下，可以通過真空熔煉或非真空熔煉加電渣重熔工藝精煉來制備Fe3Al基合金鑄錠，通過鍛造及軋制設(shè)備生產(chǎn)各種規(guī)格的Fe3Al基合金板材；通過熱彎工藝及焊接工藝可獲得Fe3Al基合金焊管。

一、 項(xiàng)目簡介     將鋁合金作為陽極置于電解液中，施加電壓對其進(jìn)行微弧氧化，通電后合金表面通過微等離子體放電，在非法拉第區(qū)進(jìn)行復(fù)雜的熱化學(xué)、等離子化學(xué)和電化學(xué)過程，原位生成一層很薄的均勻絕緣氧化陶瓷層。該技術(shù)工藝簡單、處理效率高、成本低、無污染，獲得的陶瓷膜層具有很高的耐腐蝕、耐磨損、耐高溫的特點(diǎn)。對微弧氧化的工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，可以獲得性能優(yōu)良的耐海水腐蝕陶瓷膜，其耐海水腐蝕性能是純鋁的4倍。微弧氧化陶瓷膜耐海水腐蝕性能大大提高，對其在海水中的腐蝕機(jī)理進(jìn)行分析，主要影響因素為陶瓷膜的厚度和陶瓷膜在生產(chǎn)過程中生的裂紋和孔洞，因此需要對其進(jìn)行電沉積封孔，彌補(bǔ)這些缺陷。電沉積封孔后，陶瓷膜孔隙率大大降低，膜厚增加，復(fù)合涂層的耐腐蝕性能進(jìn)一步提高，是微弧氧化陶瓷膜的2倍，是純鋁的8倍。     當(dāng)前我國正在積極的發(fā)展海洋產(chǎn)業(yè)，耐海水腐蝕結(jié)構(gòu)材料將會獲得越來越多的應(yīng)用，因此耐海水腐蝕復(fù)合涂層可以大大的提高材料的壽命，從節(jié)能和環(huán)保兩個(gè)方面，可以獲得很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。二、 項(xiàng)目技術(shù)成熟程度     微弧氧化復(fù)合涂層技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室條件下，生產(chǎn)的可重復(fù)性和穩(wěn)定性非常好，在實(shí)驗(yàn)室條件下，可以獲得100cm2的復(fù)合涂層，其耐腐蝕性能穩(wěn)定，是純鋁材料的8倍。三、 技術(shù)指標(biāo)     微弧氧化陶瓷膜厚度20-40μm，電沉積膜層厚度15μm，耐海水腐蝕性能是海水的8倍；四、 市場前景     船舶、海上石油平臺、海水養(yǎng)殖、海水制鹽等產(chǎn)業(yè)中需要大量的結(jié)構(gòu)材料，通過微弧氧化和電沉積復(fù)合技術(shù)，在金屬表面生成一種復(fù)合涂層，其耐腐蝕性能是鋁金屬的8倍，從節(jié)能和環(huán)保兩個(gè)方面，都具有很重要的意義。五、 規(guī)模與投資需求     投資規(guī)模1000 萬元，其中廠房3000平米，電力2500千瓦。     主要設(shè)備有大功率微弧氧化電源，清洗池、氧化池、恒溫冷卻設(shè)備、天車，機(jī)加工等設(shè)備。六、 生產(chǎn)設(shè)備微弧氧化生產(chǎn)線。七、 效益分析按每年生產(chǎn)30萬平米計(jì)算，產(chǎn)值3000萬元，可獲利約1000萬。八、 合作方式面談。九、 項(xiàng)目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：曹曉明，電話：13902060727，聯(lián)系人：李世杰，電話：60208474  郵箱：caoxiaoming@hebut.edu.cn 。十、 附件：成果圖片圖1 封孔前后試樣浸泡海水45天后的腐蝕對比圖a. 微弧氧化試樣浸泡海水前；    b. 微弧氧化試樣海水腐蝕后；c. 微弧氧化+封閉處理試樣浸泡海水前；　d. 微弧氧化+封閉處理試樣海水腐蝕后圖2 不同試樣在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%NaCl溶液中的動電位極化曲線

本發(fā)明提供了一種長循環(huán)壽命的釩基固溶體貯氫合金，該合金解決了釩基固溶體貯氫合金在吸放氫循環(huán)過程中貯氫量衰減較快的問題。該貯氫合金屬釩基BCC型，化學(xué)式為VaTibCr(100-b-c-d-e)FecAldSie，式中，50≤a≤60，15≤b≤25，1≤c≤15，0＜d≤2，0＜e≤1(a，b，c，d，e均為原子百分含量)。該合金生產(chǎn)方法簡單，在氫的貯存、運(yùn)輸以及燃料電池等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

金剛石薄膜涂層硬質(zhì)合金工具由于性能優(yōu)異、成本相對較低(與PCD和金剛石厚膜釬焊工具相比、可以適應(yīng)于復(fù)雜形狀工具襯底沉積、以及可能大批量沉積等優(yōu)點(diǎn), 具有非常好的市場前景。 金剛石薄膜涂層硬質(zhì)合金工具開發(fā)的關(guān)鍵是解決金剛石薄膜在硬質(zhì)合金襯底上的生長(沉積)和良好附著的技術(shù)。本項(xiàng)目成果采用獨(dú)特的襯底預(yù)處理和優(yōu)化的金剛石膜沉積工藝已經(jīng)解決了Co對金剛石膜生長和附著的有害影響問題。在YG類硬質(zhì)合金工具襯底所沉積的金剛石膜涂層厚度最大可達(dá)20～30?m。用洛氏硬度壓痕法評定的金剛石膜附著力時(shí)的無裂紋臨界載荷達(dá)1500N以上。在銑削Al-12wt%Si合金時(shí), 金剛石薄膜涂層的YG6銑刀比未涂層硬質(zhì)合金刀片使用壽命可提高20倍以上。 本成果基于我們已經(jīng)取得的兩項(xiàng)關(guān)于金剛石膜低溫沉積技術(shù)和硬質(zhì)合金襯底激光預(yù)處理技術(shù)的發(fā)明專利(ZL 91 1 02584.7, ZL 93 1 19434.2 ), 以及最近完成的另外二項(xiàng)關(guān)于使用特殊鈷化物過渡層提高金剛石薄膜附著力的技術(shù)(已申請發(fā)明專利, 申請?zhí)? 99107912.4, 01130903.2)。此外, 本項(xiàng)目組正在進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)的研究開發(fā), 原型設(shè)備研制已接近完成, 其特點(diǎn)是摒棄通常CVD設(shè)備的平面沉積方式, 采用立體(空間)沉積方式, 因此可以一次沉積大量工件。最終工業(yè)化設(shè)備的目標(biāo)是一次涂覆可轉(zhuǎn)位刀片(或鉆頭)300只以上。 本項(xiàng)目成果可用于開發(fā)各種金剛石薄膜涂層硬質(zhì)合金工具和模具, 以及其它需要解決極度耐磨或降低摩擦的應(yīng)用。