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紅外傳感器用高性能熱釋電陶瓷材料與高精密寬溫區熱釋電系數測試系統
2020年我國熱釋電紅外傳感器行業市場規模近 10 億元，年均復合增長率超 20％，作為核心元件材料的熱釋電陶瓷材料相關技術獲得了業內的普遍關注。熱釋電紅外傳感器可用于遙感、制導、 夜視、主動雷達、熱成像、氣體分析、輻射計、測溫等軍事和工業領域，隨著近年來消費電子的功能多樣化，其在消費電子電器產品中的應用正迅猛增長。本團隊在高性能熱釋電陶瓷材料領域進行了多年研究，研發了多種不同體系的高熱釋電系數陶瓷材料，具有廣闊的產業化應用前景。在寬溫區范圍內（-55 ℃-150 ℃）進行多樣品熱釋電系數（衡量熱釋電陶瓷材料性能的重要參數）的精準測量是熱釋電材料研 究領域的難點之一，本團隊搭建的熱釋電系數一體化精密測量裝置，可以在-55 ℃-150 ℃寬溫區范圍內一次同時測量 8 個樣品的熱釋電系數，樣品最小測試面積低至0.5mm2，可最大程度保證測 量數據的精準性、可靠性和重復性。 2020年我國熱釋電紅外傳感器行業市場規模近 10 億元，年均復合增長率超 20％，作為核心元件材料的熱釋電陶瓷材料相關技術獲得了業內的普遍關注。熱釋電紅外傳感器可用于遙感、制導、 夜視、主動雷達、熱成像、氣體分析、輻射計、測溫等軍事和工業領域，隨著近年來消費電子的功能多樣化，其在消費電子電器產品中的應用正迅猛增長。本團隊在高性能熱釋電陶瓷材料領域進行了多年研究，研發了多種不同體系的高熱釋電系數陶瓷材料，具有廣闊的產業化應用前景。在寬溫區范圍內（-55 ℃-150 ℃）進行多樣品熱釋電系數（衡量熱釋電陶瓷材料性能的重要參數）的精準測量是熱釋電材料研 究領域的難點之一，本團隊搭建的熱釋電系數一體化精密測量裝置，可以在-55 ℃-150 ℃寬溫區范圍內一次同時測量 8 個樣品的熱釋電系數，樣品最小測試面積低至0.5mm2，可最大程度保證測 量數據的精準性、可靠性和重復性。
華南理工大學
2023-05-08
碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料
碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料耐腐蝕、耐高溫、耐磨損、韌性高，能夠廣泛用于能源、交通、化工等領域的關鍵部件，比如摩擦制動材料、耐化學腐蝕葉片等。
東南大學
2025-02-08
陶瓷顆粒/樹脂基復合材料
在化工等行業存在既有強的酸堿腐蝕又有磨料磨損的工況，這些工況下常用的金屬材料很難同時具有抵抗腐蝕和磨損的能力，本成果將耐腐蝕性很好的樹脂與耐磨性很好的陶瓷顆粒復合，彌補了這一不足，這是本成果的特點之一。本成果的另一特點是用于局部磨損的大型工件的修復（如水輪機葉片），該工藝操作簡單，實施容易，可在現場進行。因此具有很好的應用前景。本成果技術創新在于陶瓷顆粒的
西安交通大學
2021-01-12
表面鑄滲金屬陶瓷梯度材料
北京科技大學特種陶瓷研究室開發出一種在金屬表面鑄滲金屬陶瓷梯度材料的技術，其應用前景極其廣闊。 本項目可在鋼鐵，銅，鋁等金屬的鑄造過程中，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在鑄件的表面形成一層毫米級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合，結合牢固。本項目可根據耐磨，耐蝕的具體要求，在一定的范圍內對表面鑄滲金屬陶瓷梯度材料的厚度，硬度，強度，韌性和耐蝕性進行設計。 本項目產品的基本工藝為鑄造和燃燒合成等技術的結合。可在復雜形狀和較大尺寸的鑄件需要的表面進行鑄滲。 本項目與大多數表面技術相比，具有表面層厚度大，結合牢固，能耗低，可在鑄件任意表面進行等顯著優點。 本項目可廣泛用于水泥，礦山，冶金，機械，石油，化工等各個行業。
北京科技大學
2021-04-11
覆銅陶瓷銅基剎車制動材料
銅優良的塑性、韌性及導熱性使得銅基陶瓷顆粒復合材料具有優良的綜合機械性能及良好的導熱性，使其能承受高速制動過程中所產生的壓力及磨擦表面瞬時高溫所產生的循環熱沖擊。高硬度的陶瓷顆粒在復合材料中充當磨擦元素，使得銅金屬基陶瓷顆粒復合材料具有高而穩定的摩擦系數。但同時也存在自身磨損較大的特點。本技術的特點在于對復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，使銅基體與陶瓷顆粒之間由相互之間的機械接觸轉變成界面濕潤狀態，從而提高基體對陶瓷顆粒的支撐強度，使陶瓷顆粒能更充分的發揮其耐磨能力，在整體上表現為耐磨性提高，使用壽命延長。 應用前景： 隨著國內電力機車的不斷提速及未來高速列車、擺式列車的應用，列車的制動能力對列車的運行安全顯得越來越重要。制動磨擦材料的工況特點是，摩擦速度高，在短時間內吸收巨大的能量，摩擦面溫度急劇升高。目前普遍使用的金屬磨擦材料，其特點是磨擦系數較低且不穩定，隨磨擦面溫度的提高及滑動速度的增加使磨擦系數顯著降低。石棉等非金屬磨擦材料雖然具有高而穩定的摩擦系數，但磨擦表面的高溫會使其中耐熱性較低的橡膠、甲醛和酚醛樹脂等粘結劑碳化，使其喪失磨擦性能而損壞。碳—碳復合材料則由于成本較高，目前主要用于飛機的剎車裝置中。因此，金屬基陶瓷復合材料就成為高速列車首選的制動材料。它亦是汽車、摩托車及其它載運工具的剎車制動部件的換代材料。
北京交通大學
2021-04-13
3D打印陶瓷基復合材料
陶瓷擁有很多有用特性，如高強度、高硬度以及耐腐蝕、耐磨損等優點，缺點是無法輕易制成復雜形狀。
3D打印技術能使陶瓷擁有復雜的形狀，但陶瓷極高的熔點又限制了這一方法的使用。
目前幾項陶瓷的3D打印技術不僅效率低下，且打印出來的產品往往內部缺陷大，無法保證性能，本項目采用選擇性激光熔融技術和后續處理工藝可以大幅度提高打印材料的致密性，既能實現材料的復雜結構也保障了材料的各方面的性能。
哈爾濱理工大學
2021-05-04
多孔碳化鈦-鈦金屬陶瓷梯度材料
北京科技大學特種陶瓷研究室開發出一種多孔結構的碳化鈦-鈦金屬陶瓷梯度材料，其應用前景極其廣闊。 這種金屬陶瓷是燃燒合成的多孔碳化鈦-鈦梯度材料，其多孔結構的孔隙率可達50％多。孔隙率和孔隙大小，分布還可以根據需要在一定范圍內設計。由于在高溫燒結過程其表面可形成氧化鈦膜，使其耐高溫的性能好，因此可作為耐高溫材料。 碳化鈦是一種導電材料，在通電發熱時，即使溫度升高到1000攝氏度以上，材料特性也不會發生任何變化。因此，此多層多孔碳化鈦材料可以作為高溫發熱源，分解在焚化爐都難以分解的二氧吲哚。 由于這種多層多孔的碳化鈦-鈦材料空隙率可達50％多，其比重可比最輕的金屬鎂還要輕。因為這種多層多孔的碳化鈦-鈦是梯度材料，強度和剛度可以在一定范圍內設計。而且碳化鈦-鈦材料與人體的相容性好，因此很適合用做人造骨骼。人的骨骼是多孔結構的，血管和神經通過骨骼的孔隙提供養分和控制骨骼的活動，因此，這種多孔的碳化鈦-鈦梯度材料是人造骨骼的極好材料。 由于這種碳化鈦新材料的表面有一層氧化鈦膜，它具有光催化的機能，同時多孔的碳化鈦用來制作過濾器具有很強的吸附能力，可以有效地吸附浮游生物，它可以用來制造更好的水凈化裝置。 泡沫碳化鈦做催化劑，用電催化方法可凈化焦碳化學工業的含酚廢水。酚對水域的污染僅次于石油產品和重金屬，居第三位。 本項目產品的基本工藝為燃燒合成工藝。不用高溫燒結爐。可制作復雜形狀和較大尺寸的制品。
北京科技大學
2021-04-11
陶瓷纖維增強復合材料鋁活塞
陶瓷纖維增強鋁活塞（Ceramic Fiber-Reinforced Aluminum Piston,簡稱CFR活塞，如附圖），是一種高新技術產品。現代柴油機采用增壓、強化技術后，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動機行業的趨勢。日本、美國、德國等國的發動機生產廠家都在大力研究和推廣應用。東南大學材料系歷經多年的開發研究，研制成功了陶瓷纖維增強鋁活塞，并已在汽車發動機、大馬力柴油機上得到應用，與普通鋁合金活塞相比，可使活塞使用壽命提高3－5倍，并提高發動機功率，減少裝配間隙，降低運行噪音、燃油消耗和廢氣排放，若用CFR活塞取代奧氏體鑲圈鋁合金活塞，則可使制造工藝簡單，生產成本降低。
東南大學
2021-04-11
陶瓷顆粒增強鋼鐵基表面復合材料
冶金、電力、建材、化工等行業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酷磨損工況，這些工況下目前常用的不銹鋼或耐熱鋼，其價格昂貴，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合，形成一定厚度的表層復合材料，可用在工件的某一磨損局部，打破了傳統材
西安交通大學
2021-01-12
鍵合型抗微生物高分子材料
人類文明的高度發展，既帶來了生活的便利與舒適，同時也增添了病菌傳播的機會。近年 來世界上大規模傳染性疾病的時有發生，例如，1996年日本發生的O-157大腸桿菌感染事件， 2000年日本、韓國、蒙古等國家發生的口蹄疫事件，2003年我國流行的SARS事件，至今在許 多國家相繼爆發的禽流感及致人死亡事件，以及霍亂、肺炎、瘧疾、結核病和肝炎等，都給世 界帶來了震驚和恐慌，也給人類生命財產造成了重大的損失，促進了人類對健康生存環境的追 求。自上世紀80年代以來，各種各樣的抗微生物材料發展十分迅速。抗微生物制品在保護人類 健康、減少疾病、改善生活環境等方面可以起到綠色屏障的作用。據CBS調查，52％的美國民 眾購買日用品時，會注意產品是否抗菌、防霉、防臭的功能。 然而無論是以歐美為代表采用有機抗菌劑，還是以日本為代表采用無機銀離子或納米級 二氧化鈦直接混入樹脂基體制備聚合物制品的抗微生物技術都存在不足。理論而言，作為一種 抗微生物材料不僅應該同時對絕大多數微生物有效，而且不應該是溶出性的，否則所制成的飲 水管道、食品包裝膜、飲水機等都會因人體攝入而造成毒害，不耐洗滌、抗微生物效果持久性 差。另一方面，大多數有機抗生素的作用機理在于影響微生物的新陳代謝，進而達到抑制其生 長繁殖的目的，然而這類抗生素的濫用，將導致微生物抗藥性的增加，會給人類健康帶來更大 的危害。因此新一代基于物理作用而可避免上述抗生素缺點的抗菌劑，如陽離子型抗菌劑，通 過正負電荷的靜電吸引作用，破壞細胞膜而殺死微生物，成為抗菌劑的重要發展方向。 本項目創建了一類高效、廣譜、對人體安全無毒的抗微生物材料，其特點是將特定的陽 離子型功能團齊聚物鍵合到應用廣泛的大宗樹脂的分子鏈上，成為非溶出型的分子組裝抗菌材 料，經久耐洗、持久高效抗菌、抗病毒，克服了現有技術的缺陷，是抗微生物材料方面一個有 突破意義的發明。
華東理工大學
2021-04-11