成果與項目的背景及主要用途：

泡沫鋁材是一種新型的功能材料，一般孔隙率在 45％～98％之間，根據(jù)孔

隙特點分為開孔與閉孔兩種，各國學(xué)者早在 40 年代后期就對泡沫金屬材料有所

研究，但由于發(fā)泡工藝與孔的尺寸很難控制，一直未得到發(fā)展，直到 80 年代中

期以后才取得長足進(jìn)展，開發(fā)出了一些有工業(yè)價值的生產(chǎn)工藝。目前，日本與德

國在研究、生產(chǎn)與應(yīng)用泡沫鋁材與其他金屬泡沫方面居世界領(lǐng)先地位。我國對泡

沫鋁材的研究始于 80 年代后期，并取得了一系列的研究成果，但尚未取得突破

性的成就，仍處于起步階段。

目前，泡沫鋁的應(yīng)用主要有：防火和吸音板、沖擊能量吸收材料、建筑板、

半導(dǎo)體氣體擴(kuò)散盤、熱交換器、電磁屏蔽物等方面。還應(yīng)用于冶金、化工、航空

航天、船舶、電子、汽車制造和建筑業(yè)等領(lǐng)域，應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大。

技術(shù)原理與工藝流程簡介：

本課題采取的是傳統(tǒng)的粉末冶金工藝，把鋁粉和造孔劑混合后，壓制成預(yù)制

件，在熱水中將造孔劑溶解掉，然后在真空爐中對預(yù)制件進(jìn)行真空燒結(jié)，就得到

了開孔泡沫鋁。本試驗方法具有以下優(yōu)點：

1.采用的粉末冶金法可以制備復(fù)雜形狀的試樣，工藝簡單容易實現(xiàn)。

2.通過改變工藝參數(shù)可以十分容易地控制孔隙率、孔形狀及孔的大小。這一

點是其它方法難以做到的。

3.采用的造孔劑為尿素、碳酸氫銨，成本低、形狀可控且容易去除。

技術(shù)水平及專利與獲獎情況：

1. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, J.J. Li. Processing of open cell aluminum foams

with tailored porous morphology. Scripta Mater 53(2005)781-785.(JCR 工程技術(shù) 二

區(qū)，2004 年影響因子 2.112,檢索號：952BD.同時被 Ei 檢索，檢索號：05289206237)

2. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, X.W. Du, J.J Li, H.C.Man. A novel method for

making open cell aluminum foams by powder sintering process. Mater lett

59(2005)3333-3336. (JCR 工程技術(shù) 三區(qū)，2004 年影響因子 1.186)

113天津大學(xué)科技成果選編

3. 姜斌，趙乃勤. 泡沫鋁的制備方法及應(yīng)用進(jìn)展.金屬熱處理. 30(2005)36-40.

（Ei 檢索，檢索號：05279197817）

應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測：

泡沫鋁以其獨特的結(jié)構(gòu)而具有許多優(yōu)異的性能，它不僅具有多孔材料所具有

的輕質(zhì)特性，還具有金屬所具有的優(yōu)良的力學(xué)性能和熱、電等物理性能，如滲透、

阻尼、能量吸收、高比表面積、電磁屏蔽等性能。目前，泡沫鋁材已經(jīng)廣泛應(yīng)用

于防火裝飾材料、沖擊能量吸收材料、熱交換器等。由粉末冶金法制備的泡沫鋁

工藝簡單，成本低廉，可以制備復(fù)雜形狀的試樣。并且通過改變工藝參數(shù)可以容

易地控制孔隙率、孔形狀及孔的大小，這一點是其它方法難以做到的。所以本方

法有推廣應(yīng)用價值。

應(yīng)用領(lǐng)域：

泡沫鋁的應(yīng)用主要有：防火和吸音板、沖擊能量吸收材料、建筑板、半導(dǎo)體

擴(kuò)散器盤、熱交換器、電磁屏蔽物等方面。還可廣泛應(yīng)用于冶金、化工、航空航

天、船舶、電子、汽車制造和建筑業(yè)等領(lǐng)域。

合作方式及條件：合作開發(fā)

7、高附加值尖晶石結(jié)構(gòu)鐵酸鎳/鐵酸鎂/鐵酸鋅納米粉的制備方法

成果（項目）背景、簡介及應(yīng)用領(lǐng)域：

據(jù)市場調(diào)查公司(富士經(jīng)濟(jì))的調(diào)查，納米技術(shù)最先實現(xiàn)商業(yè)化的就是材料領(lǐng)

域。納米材料的世界市場規(guī)模到 2015 年預(yù)計可達(dá) 15000 億美元，其中電子學(xué)領(lǐng)

域最高可達(dá) 8000 億美元；生物技術(shù)領(lǐng)域最高可達(dá) 3000 億美元。

納米材料(又稱超細(xì)微粒、超細(xì)粉末)是處在原子簇和宏觀物體交界過渡區(qū)域

的一種典型系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)既不同于體塊材料，也不同于單個的原子。其特殊的結(jié)

構(gòu)層次使它具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等，擁有一系列新穎的物理

和化學(xué)特性，在眾多領(lǐng)域特別是在光、電、磁、催化等方面具有非常重大的應(yīng)用

價值。

尖晶石結(jié)構(gòu)的納米NiFe2O4作為一種陶瓷材料具有耐高溫，高硬度，高強(qiáng)度，

114天津大學(xué)科技成果選編

熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點。NiFe2O4 是一種常用的軟磁材料，可用作磁頭材料、矩磁材

料和微波吸收材料，同時也是制備性能優(yōu)良的磁電轉(zhuǎn)換復(fù)合材料所選用的磁致伸

縮材料，在電子工業(yè)上具有極廣闊的應(yīng)用前景。NiFe2O4 還是好的氣敏傳感材料，

還可以作為鋰電池的負(fù)極材料。

本技術(shù)是一種新穎的納米化合物的制備方法，該法用水和熱能替代傳統(tǒng)的草

酸鹽、碳酸鹽等，與傳統(tǒng)共沉淀法制備超微粉相比，由于直接利用了萃取過程中

的物料，降低了粉末的生產(chǎn)成本，并得到了更高純度的產(chǎn)品，減少了化工原料的

消耗和廢水的排放，是制備高品質(zhì)超細(xì)金屬氧化物材料經(jīng)濟(jì)便捷的綠色化學(xué)工藝。

因此，這種結(jié)合溶劑萃取制備高級無機(jī)材料的新過程是極有發(fā)展前途的新方法。

這個過程容易將沉淀粒子的大小控制在納米范圍內(nèi)，從而克服了直接水解法難以

控制氧化物粒度的弊端。

成果（項目）技術(shù)特點（技術(shù)優(yōu)勢及主要指標(biāo)）：

本項目采用先進(jìn)的新方法，合成一些售價在 500~2000 元/公斤的高附加值的

納米材料，該新技術(shù)吸收和繼承了液相法的優(yōu)點并解決了現(xiàn)有合成方法中存在的

一些不足。本技術(shù)采用低成本的原料，降低了能耗，且容易產(chǎn)業(yè)化。

該新技術(shù)為一步合成方法,吸收和繼承了液相法的優(yōu)點并解決了現(xiàn)有合成方

法中存在的如下問題：

1）解決了固相法中產(chǎn)物粒度不易控制、批次間分布不均勻，產(chǎn)品粒徑大、

形貌不規(guī)則的問題，通過改變工藝條件，可以調(diào)節(jié)產(chǎn)品的形貌、粒度大小和性能。

2）本技術(shù)為一步合成法，反應(yīng)在短時間內(nèi)就能完成，且省去了濕化學(xué)法后

續(xù)工藝的高溫煅燒和球磨過程，能直接合成納米級或微米級的粉體。

3）通過使用有機(jī)萃取劑對亞鐵離子的萃取提高了產(chǎn)品的純度，通過萃取劑

的循環(huán)，降低了生產(chǎn)成本、減少了化工產(chǎn)品的消耗和排放，屬潔凈工藝。

4）容易實施對產(chǎn)品的改性。

5）原料來源廣泛、制備工藝簡單、流程短、耗能低、工藝條件容易掌握、

易于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)水平及專利與獲獎情況：

1) 申請了國家專利，并獲授權(quán)：尖晶石結(jié)構(gòu)鐵酸鎳納米粉的制備方法，

115天津大學(xué)科技成果選編

申請?zhí)? CN200710057617.7，授權(quán)號: CN100506749，授權(quán)日: 2009.07.01

尖晶石結(jié)構(gòu)鐵酸鎂納米粒子的合成方法，

申請?zhí)? CN200710057615.8，授權(quán)號: CN101070192B，授權(quán)日: 2010.10.13

2) 該技術(shù)在實驗室已取得決定性突破。通過與企業(yè)的合作，進(jìn)一步研究開

發(fā)，可望達(dá)到或超過國際同類產(chǎn)品的水平。

3) 該產(chǎn)品已完成放大實驗，經(jīng)中試后，便可進(jìn)行試生產(chǎn)和生產(chǎn)。

應(yīng)用前景分析及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測：

本技術(shù)采用的液相合成新方法優(yōu)勢明顯，如反應(yīng)時間短，后處理簡單等。而

且樣品為納米級，粒徑也較均勻，這對產(chǎn)品的性能有很大影響。此外，有機(jī)體系

中還可以直接用純水做反應(yīng)物，無廢堿排放，有機(jī)萃取劑也可以循環(huán)使用，屬于

綠色工藝，具有重要的實際應(yīng)用價值。

本技術(shù)的原料成本低于其它方法，設(shè)備投資小：主要設(shè)備是低壓反應(yīng)釜，反

應(yīng)在中性的介質(zhì)中和低于 150OC 的溫度下進(jìn)行，因而對設(shè)備的耐腐蝕性要求不

高，與目前的固相法相比設(shè)備的投資小。

本項目按照年生產(chǎn)能力 100 噸、原料成本 5 萬元/噸、產(chǎn)品銷售價 20 萬元/

噸計算，毛利收入 1500 萬元。

技術(shù)轉(zhuǎn)化條件：（包括：原料、設(shè)備、廠房面積的要求及投資規(guī)模）

1.原料，具體如下：

①鎳鹽：可以選用工業(yè)級的硫酸鎳、氯化鎳等，通過溶劑萃取提純 Ni2+。

②少量氨水和萃取劑(循環(huán)使用)。

2.主要設(shè)備：低壓反應(yīng)釜、過濾機(jī)、干燥箱、粉碎機(jī)。

3.生產(chǎn)用房高 4 米，其它為普通房。

4.投資規(guī)模：根據(jù)投資確定，如本年產(chǎn)總量 500 噸，項目開發(fā)總投資約為 2000

萬元，利稅可達(dá)到 3000-4000 萬。

合作方式及條件：面議。