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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，而對于制鹽副產物的綜合利用及深加工方面重視不足。制鹽中副產的苦鹵(氯化鎂含量高達百分之十以上)利用率小于20%，不但造成資源的嚴重浪費，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廉價的六水氯化鎂（ 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)。 在鎂系產品中，阻燃型氫氧化鎂由于國內外市場潛力很大而獨具魅力。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)格氫氧化鎂總生產能力約為 1.0~1.2 萬噸/年，但絕大部分產品性能較差，表現為形狀不規(guī)則，粒徑分布寬，純度低，比表面積偏大，團聚現象明顯，限制了氫氧化鎂阻燃劑的工業(yè)應用。2 應用說明清華大學近年來一直致力于氫氧化鎂阻燃劑的研究與開發(fā)，經過多年努力，現已開發(fā)出氫氧化鎂阻燃劑的常溫合成-水熱改性技術，產品性能指標達到國際同類企業(yè)的標準。該項技術以制鹽行業(yè)副產的氯化鎂為主要原料， 產品附加值高（保守售價 10000 元/噸）。現已完成千噸級工業(yè)中試并通過青海省鑒定。3 技術指標形貌：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品                        圖 2 日本的氫氧化鎂阻燃劑產品（ 1.5~2 萬元/噸）4 效益分析按年產 2000 噸規(guī)模計，成本:約 5000 元/噸， 售價： 10000 元/噸， 年創(chuàng)產值（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90年代產業(yè)化的新型聚酯，其纖維具有優(yōu)異的彈力回復性、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用前景，同時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用。本技術采用高效無鹵反應型阻燃劑DDP和BCPPO制備了兩種本質阻燃聚對苯二甲酸丙二醇酯，該技術既可在酯交換法也可在直接酯化法中使用，產品具有阻燃性好，效果持久、不含鹵素、無毒、對設備無腐蝕，對聚酯的其他性能影響不大以及可紡性好等特點；通過進一步創(chuàng)新思路，改進工藝，我們采用固相聚合方法研制合成出分子鏈結構可控的本質阻燃含磷PTT阻燃嵌段共聚酯，產品在具有前述優(yōu)異本質阻燃性能的基礎上，很好的保持了PTT的結晶性能，從而更好的保持了PTT特有的優(yōu)異彈力回復性能。該技術可利用傳統(tǒng)聚酯（聚對苯二甲酸乙二醇酯，PET）固相聚合設備，操作簡單，產品結構可控，性能穩(wěn)定. 主要技術、指標： 特性黏數：0.8——1.5 dL/g，Tg = 45——65 °C， Tm = 210——230 °C，氧指數：25——30， 熱分解溫度（氮氣）≥360 °C。 建設投產條件: 現有PET產能嚴重過剩，可在PET生產線上進行改造。 年產百萬噸的生產線約需改造費百萬元。

本發(fā)明公開的一種低密度高阻燃性復合多孔材料是由以下組分復合而成：無機粒子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，導熱系數也低，隔音效果好，機械強度好，可用作隔熱、保溫和隔聲材料，有利于節(jié)能降耗，可以達到高的阻燃防火等級，整個制備過程無廢液、廢氣產生，安全環(huán)保。

本發(fā)明公開的基于多苯醚結構的膨脹成炭阻燃耐熔滴共聚酯是在Ⅰ、Ⅱ表示的合成聚酯結構單元的基礎上，引入了由Ⅲ表示的結構單元經無規(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[η]為0.43-0.95dL/g，極限氧指數為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構的單體能在高溫下發(fā)生重排反應，形成多芳香環(huán)或多芳香含氧雜環(huán)的穩(wěn)定結構，因而具有極高的膨脹成炭速率和質量，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。

本成果首次成功合成了有機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Si-O結構為內核、含磷有機基團為外殼的獨特結構，具有常溫下為固體、聚合物材料加工溫度下出現玻璃化轉變的良好加工性能，同時具有熱穩(wěn)定性高和與聚合物相容性好的特點，指向一類新型高效阻燃劑分子的未來特征。前期研究結果表明，P-POSS在環(huán)氧樹脂和聚碳酸酯中均表現出優(yōu)異的阻燃性能，同時，使聚合物材料保持良好的綜合性能，具有廣闊的市場應用前景。 在阻燃環(huán)氧樹脂應用中，低含量的P-POSS（硅、磷元素含量為0.1——0.5wt%）即可使阻燃環(huán)氧樹脂的氧指數達到30%以上，獲得UL-94 V0級別。而且P-POSS 阻燃的環(huán)氧樹脂表現出獨特的“吹熄”現象，即樣條點燃后，點燃端明顯有氣流從炭層燃燒點噴射而出，將火焰吹離聚合物表面并迅速熄滅，正是這種“吹熄”現象實現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、機械性能和電性能。 在阻燃聚碳酸酯應用中，P-POSS不但能夠保持POSS結構熱穩(wěn)定性高的特點，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加工溫度范圍內存在的玻璃化轉變現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，甚至達到納米級分散。P-POSS在2wt%的添加量下就可以使聚碳酸酯達到UL-94 V0級別，同時熱變形溫度保持在140℃。

鋁銅合金廣泛應用于航空航天、艦船、車輛等工業(yè)領域，目前國內外針對鋁銅合金焊接及增材專用材料主要為ER2319，鋁銅合金熔焊時焊縫金屬不僅易產生熱裂紋，而且焊縫的強度低、塑性差，影響了鋁銅合金作為焊接結構件的推廣應用；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構、力學性能影響，探索增材制造過程中的組織演變機制；深入研究非均質形核核心的形貌、大小、分布以及其晶體結構和晶格常數，揭示Ti、Zr元素復合作用細化鋁銅合金組織機理，豐富和發(fā)展鋁合金細化理論，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)領域更廣泛的應用。

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，可以應用于對強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備及制酸系統(tǒng)中的煙氣凈化設備、轉化器、熱交換設備極板和殼體；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： 首次提出Fe3Al基合金的B2熱機械處理工藝，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。申請兩項發(fā)明專利并已獲得批準（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陣占位的中子衍射研究及交互作用能計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，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)境中的現場試驗結果顯示了它比不銹鋼優(yōu)異的抗蝕性能。通過鑒定一項。 B2結構Fe3Al單晶力學行為各向異性機理研究。不同取向單晶宏觀拉伸切應力—切應變曲線形式、各階段加工硬化行為與各滑移系的激活方式、晶體轉動及位錯組態(tài)的演變直接相關。 目前，有關Fe3Al基合金冶煉、熱加工、焊接及組織性能控制的技術已經成熟，在普通鋼鐵企業(yè)現有的冶煉及軋制設備條件下，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，通過鍛造及軋制設備生產各種規(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、 項目簡介     將鋁合金作為陽極置于電解液中，施加電壓對其進行微弧氧化，通電后合金表面通過微等離子體放電，在非法拉第區(qū)進行復雜的熱化學、等離子化學和電化學過程，原位生成一層很薄的均勻絕緣氧化陶瓷層。該技術工藝簡單、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。對微弧氧化的工藝參數進行調整，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理進行分析，主要影響因素為陶瓷膜的厚度和陶瓷膜在生產過程中生的裂紋和孔洞，因此需要對其進行電沉積封孔，彌補這些缺陷。電沉積封孔后，陶瓷膜孔隙率大大降低，膜厚增加，復合涂層的耐腐蝕性能進一步提高，是微弧氧化陶瓷膜的2倍，是純鋁的8倍。     當前我國正在積極的發(fā)展海洋產業(yè)，耐海水腐蝕結構材料將會獲得越來越多的應用，因此耐海水腐蝕復合涂層可以大大的提高材料的壽命，從節(jié)能和環(huán)保兩個方面，可以獲得很好的經濟效益和社會效益。二、 項目技術成熟程度     微弧氧化復合涂層技術在實驗室條件下，生產的可重復性和穩(wěn)定性非常好，在實驗室條件下，可以獲得100cm2的復合涂層，其耐腐蝕性能穩(wěn)定，是純鋁材料的8倍。三、 技術指標     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、海水制鹽等產業(yè)中需要大量的結構材料，通過微弧氧化和電沉積復合技術，在金屬表面生成一種復合涂層，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。     主要設備有大功率微弧氧化電源，清洗池、氧化池、恒溫冷卻設備、天車，機加工等設備。六、 生產設備微弧氧化生產線。七、 效益分析按每年生產30萬平米計算，產值3000萬元，可獲利約1000萬。八、 合作方式面談。九、 項目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式項目負責人：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 不同試樣在質量分數為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)。該合金生產方法簡單，在氫的貯存、運輸以及燃料電池等方面具有廣泛的應用前景。

金剛石薄膜涂層硬質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、可以適應于復雜形狀工具襯底沉積、以及可能大批量沉積等優(yōu)點, 具有非常好的市場前景。 金剛石薄膜涂層硬質合金工具開發(fā)的關鍵是解決金剛石薄膜在硬質合金襯底上的生長(沉積)和良好附著的技術。本項目成果采用獨特的襯底預處理和優(yōu)化的金剛石膜沉積工藝已經解決了Co對金剛石膜生長和附著的有害影響問題。在YG類硬質合金工具襯底所沉積的金剛石膜涂層厚度最大可達20～30?m。用洛氏硬度壓痕法評定的金剛石膜附著力時的無裂紋臨界載荷達1500N以上。在銑削Al-12wt%Si合金時, 金剛石薄膜涂層的YG6銑刀比未涂層硬質合金刀片使用壽命可提高20倍以上。 本成果基于我們已經取得的兩項關于金剛石膜低溫沉積技術和硬質合金襯底激光預處理技術的發(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關于使用特殊鈷化物過渡層提高金剛石薄膜附著力的技術(已申請發(fā)明專利, 申請?zhí)? 99107912.4, 01130903.2)。此外, 本項目組正在進行工業(yè)化生產設備和技術的研究開發(fā), 原型設備研制已接近完成, 其特點是摒棄通常CVD設備的平面沉積方式, 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)化設備的目標是一次涂覆可轉位刀片(或鉆頭)300只以上。 本項目成果可用于開發(fā)各種金剛石薄膜涂層硬質合金工具和模具, 以及其它需要解決極度耐磨或降低摩擦的應用。