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北京科技大學(xué)特種陶瓷研究室開發(fā)出一種在金屬表面鑄滲金屬陶瓷梯度材料的技術(shù)，其應(yīng)用前景極其廣闊。 本項(xiàng)目可在鋼鐵，銅，鋁等金屬的鑄造過(guò)程中，充分利用鑄造金屬的熱能，用燃燒合成，多孔材料和梯度材料的技術(shù)在鑄件的表面形成一層毫米級(jí)厚度的含碳化物或硼化物等的金屬陶瓷梯度材料層。此金屬陶瓷梯度材料層與基體是冶金結(jié)合，結(jié)合牢固。本項(xiàng)目可根據(jù)耐磨，耐蝕的具體要求，在一定的范圍內(nèi)對(duì)表面鑄滲金屬陶瓷梯度材料的厚度，硬度，強(qiáng)度，韌性和耐蝕性進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本項(xiàng)目產(chǎn)品的基本工藝為鑄造和燃燒合成等技術(shù)的結(jié)合?？稍趶?fù)雜形狀和較大尺寸的鑄件需要的表面進(jìn)行鑄滲。      本項(xiàng)目與大多數(shù)表面技術(shù)相比，具有表面層厚度大，結(jié)合牢固，能耗低，可在鑄件任意表面進(jìn)行等顯著優(yōu)點(diǎn)。      本項(xiàng)目可廣泛用于水泥，礦山，冶金，機(jī)械，石油，化工等各個(gè)行業(yè)。

銅優(yōu)良的塑性、韌性及導(dǎo)熱性使得銅基陶瓷顆粒復(fù)合材料具有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能及良好的導(dǎo)熱性，使其能承受高速制動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的壓力及磨擦表面瞬時(shí)高溫所產(chǎn)生的循環(huán)熱沖擊。高硬度的陶瓷顆粒在復(fù)合材料中充當(dāng)磨擦元素，使得銅金屬基陶瓷顆粒復(fù)合材料具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)。但同時(shí)也存在自身磨損較大的特點(diǎn)。本技術(shù)的特點(diǎn)在于對(duì)復(fù)合材料中的陶瓷顆粒表面包覆銅膜，徹底改變銅基體與陶瓷之間的接觸狀態(tài)，使銅基體與陶瓷顆粒之間由相互之間的機(jī)械接觸轉(zhuǎn)變成界面濕潤(rùn)狀態(tài)，從而提高基體對(duì)陶瓷顆粒的支撐強(qiáng)度，使陶瓷顆粒能更充分的發(fā)揮其耐磨能力，在整體上表現(xiàn)為耐磨性提高，使用壽命延長(zhǎng)。 應(yīng)用前景： 隨著國(guó)內(nèi)電力機(jī)車的不斷提速及未來(lái)高速列車、擺式列車的應(yīng)用，列車的制動(dòng)能力對(duì)列車的運(yùn)行安全顯得越來(lái)越重要。制動(dòng)磨擦材料的工況特點(diǎn)是，摩擦速度高，在短時(shí)間內(nèi)吸收巨大的能量，摩擦面溫度急劇升高。目前普遍使用的金屬磨擦材料，其特點(diǎn)是磨擦系數(shù)較低且不穩(wěn)定，隨磨擦面溫度的提高及滑動(dòng)速度的增加使磨擦系數(shù)顯著降低。石棉等非金屬磨擦材料雖然具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，但磨擦表面的高溫會(huì)使其中耐熱性較低的橡膠、甲醛和酚醛樹脂等粘結(jié)劑碳化，使其喪失磨擦性能而損壞。碳—碳復(fù)合材料則由于成本較高，目前主要用于飛機(jī)的剎車裝置中。因此，金屬基陶瓷復(fù)合材料就成為高速列車首選的制動(dòng)材料。它亦是汽車、摩托車及其它載運(yùn)工具的剎車制動(dòng)部件的換代材料。

利用赤泥和粉煤灰以及煤矸石等為主要原料，制備出用于廢水和廢氣治理的吸附材料，多次循環(huán)使用之后經(jīng)過(guò)一定的處理可以用于混凝土骨料繼續(xù)使用。赤泥用量在50％～60％，粉煤灰用量為20～30％，燒結(jié)溫度范圍為1100℃～1125℃左右，可以獲得符合要求的多孔吸附材料產(chǎn)品。制品的顆粒抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到8MPa以上，吸水率在40％左右。應(yīng)用于工業(yè)廢氣和廢水的治理?？梢圆糠痔娲钚蕴浚档统杀?，達(dá)到“以廢治廢”的目的。

本發(fā)明公開了一種多孔粘土材料的制備方法。該方法的過(guò)程是:首先將脫水干燥后的廢棄有機(jī)膨潤(rùn)土與共表面活性劑混合反應(yīng);再加入中性無(wú)機(jī)前驅(qū)體進(jìn)行攪拌反應(yīng);然后固液分離;固體部分經(jīng)焙燒去除表面活性劑和吸附的有機(jī)物染物,即得到所要求的多孔粘土異構(gòu)材料。無(wú)須常規(guī)合成方法中的陽(yáng)離子表面活性劑與粘土反應(yīng)步驟,且無(wú)須額外添加陽(yáng)離子表面活性劑。該方法制備的多孔粘土異構(gòu)材料符合常規(guī)方法制備的同類材料的特點(diǎn),比表面積大,孔分布均勻,孔徑介于微孔和中孔之間,空隙有序度高。由于該材料采用成本極低的廢棄物為原料,且無(wú)須添加陽(yáng)離子表面活性劑,因而大大降低合成成本,簡(jiǎn)化制備步驟。

簡(jiǎn)介：本發(fā)明公開了一種分級(jí)多孔炭材料的制備方法，屬于炭材料制備技術(shù)領(lǐng)域。該方法是以廉價(jià)的煤瀝青為碳源，采用納米三氧化二鐵為模板，氫氧化鉀為活化劑，三者研磨后的混合物轉(zhuǎn)移至剛玉坩堝中，于氣氛爐內(nèi)進(jìn)行加熱以制備電化學(xué)電容器用分級(jí)多孔炭材料，所得分級(jí)多孔炭材料比表面積介于1157~1330m2/g之間，總孔容介于0.69~1.35cm3/g之間，平均孔徑介于2.39~4.05nm之間，非微孔孔容占總孔容的比例介于37.7%~65.9%之間，多孔炭產(chǎn)率介于32.6%~52.2%之間。采用本發(fā)明方法制得的分級(jí)多孔炭作為電化學(xué)電容器電極材料，具有很好的穩(wěn)定性和優(yōu)異的綜合性能。

含油廢水是一種量大而且面廣的污染源，其排放量居各類工業(yè)廢水之首。含油廢水的來(lái)源很廣，其中主要有油田開采泄露原油、石油工業(yè)的煉油廠含油廢水、鐵路機(jī)務(wù)段的洗油罐含油廢水、軋鋼廢水和金屬清洗液、拆船廠的油貨輪含油廢水、油輪壓艙水、洗艙水、機(jī)械切削加工的乳化油廢水、以及餐飲業(yè)、食品加工業(yè)、洗車業(yè)排放的含油廢水等。隨著人們生活水平的提高，對(duì)環(huán)境的要求日益提高，含油廢水的處理越來(lái)越受重視，成為現(xiàn)代社會(huì)待解決的重要課題之一。

陶瓷擁有很多有用特性，如高強(qiáng)度、高硬度以及耐腐蝕、耐磨損等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是無(wú)法輕易制成復(fù)雜形狀。 3D打印技術(shù)能使陶瓷擁有復(fù)雜的形狀，但陶瓷極高的熔點(diǎn)又限制了這一方法的使用。 目前幾項(xiàng)陶瓷的3D打印技術(shù)不僅效率低下，且打印出來(lái)的產(chǎn)品往往內(nèi)部缺陷大，無(wú)法保證性能，本項(xiàng)目采用選擇性激光熔融技術(shù)和后續(xù)處理工藝可以大幅度提高打印材料的致密性，既能實(shí)現(xiàn)材料的復(fù)雜結(jié)構(gòu)也保障了材料的各方面的性能。

陶瓷纖維增強(qiáng)鋁活塞（Ceramic Fiber-Reinforced Aluminum Piston,簡(jiǎn)稱CFR活塞，如附圖），是一種高新技術(shù)產(chǎn)品?，F(xiàn)代柴油機(jī)采用增壓、強(qiáng)化技術(shù)后，原有鋁合金活塞難以滿足材料需求，用CFR 活塞代替普通鋁合金活塞已成為發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的趨勢(shì)。日本、美國(guó)、德國(guó)等國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家都在大力研究和推廣應(yīng)用。東南大學(xué)材料系歷經(jīng)多年的開發(fā)研究，研制成功了陶瓷纖維增強(qiáng)鋁活塞，并已在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、大馬力柴油機(jī)上得到應(yīng)用，與普通鋁合金活塞相比，可使活塞使用壽命提高3－5倍，并提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，減少裝配間隙，降低運(yùn)行噪音、燃油消耗和廢氣排放，若用CFR活塞取代奧氏體鑲?cè)︿X合金活塞，則可使制造工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本降低。

冶金、電力、建材、化工等行業(yè)存在著大量既具有酸堿腐蝕又具有磨料磨損、或既具有高溫氧化又具有磨料磨損的嚴(yán)酷磨損工況，這些工況下目前常用的不銹鋼或耐熱鋼，其價(jià)格昂貴，只具有較好的抗腐蝕性與抗高溫氧化性，耐磨性很低。本成果則將硬度高，可作為抗磨骨干材料使用的陶瓷顆粒與不銹鋼或耐熱鋼類鋼鐵材料復(fù)合，形成一定厚度的表層復(fù)合材料，可用在工件的某一磨損局部，打破了傳統(tǒng)材

聚合物多孔材料在高技術(shù)領(lǐng)域有可觀的應(yīng)用前景，如作為有機(jī)合成催化劑載體、生物組織工程支架等。通過(guò)高內(nèi)相乳液模板法（HIPEs）制備的聚合物多孔材料具有孔徑和孔容積可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，是極具工業(yè)價(jià)值的一種技術(shù)。但前人的工作都基于乳液經(jīng)典理論：Bancroft規(guī)則即水包油型的乳液只能采用水溶性的乳化劑，油包水型的乳液只能采用油溶性的乳化劑，這嚴(yán)重限制了以高內(nèi)相乳液為模板制成的聚合物多孔材料的直接應(yīng)用，迫使其在使用前必須經(jīng)由復(fù)雜的表面功能化；且傳統(tǒng)方法在制備穩(wěn)定高內(nèi)相乳液時(shí)，乳化劑占有機(jī)相5-70 wt%，大大增加了高內(nèi)相乳液制備成本，并造成環(huán)境污染。本項(xiàng)目以一步法制備功能化聚合物多孔材料及降低HIPEs制備過(guò)程乳化劑用量為技術(shù)特點(diǎn)，以僅占有機(jī)相0.8 wt% 的水溶性乳化劑為穩(wěn)定劑，獲得穩(wěn)定的、水相體積分?jǐn)?shù)達(dá)96.3vol% 的油包水型高內(nèi)相乳液，并聚合得到功能化聚苯乙烯-二乙烯基苯基多孔材料。該多孔材料已成功地用作有機(jī)合成的微反應(yīng)器和催化劑載體，避免了高毒性有機(jī)錫類催化劑的使用，為聚合物多孔材料在綠色化學(xué)工業(yè)中直接應(yīng)用提供新的途徑。