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面向大尺寸高精度陶瓷及其復合材料復雜形狀結(jié)構(gòu)的成形，基于面曝光技術(shù)，開發(fā)了專用大尺寸陶瓷增材制造成形裝備及相關(guān)工藝。 技術(shù)特征 基于面曝光技術(shù)的陶瓷預制體成形設(shè)備可成形ZrO2、Al2O3陶瓷預制體，利用微透鏡陣列聚焦及光斑微偏移技術(shù)，分辨率可提升到37.5μm，結(jié)合收縮預測技術(shù)，大大提高陶瓷成形精度，成形尺寸達270mm×300mm×450mm，成形相對精度達到±1%，同時配套研發(fā)了無缺陷脫脂與燒結(jié)工藝，燒結(jié)樣件致密度可達97%。

面向大尺寸高精度陶瓷及其復合材料復雜形狀結(jié)構(gòu)的成形，基于面曝光技術(shù)，開發(fā)了專用大尺寸陶瓷增材制造成形裝備及相關(guān)工藝。技術(shù)特征基于面曝光技術(shù)的陶瓷預制體成形設(shè)備可成形ZrO2、Al2O3陶瓷預制體，利用微透鏡陣列聚焦及光斑微偏移技術(shù)，分辨率可提升到37.5μm，結(jié)合收縮預測技術(shù)，大大提高陶瓷成形精度，成形尺寸達270mm×300mm×450mm，成形相對精度達到±1%，同時配套研發(fā)了無缺陷脫脂與燒結(jié)工藝，燒結(jié)樣件致密度可達97%。應用范圍:該項目研發(fā)了高精度結(jié)構(gòu)陶瓷復雜結(jié)構(gòu)成形的增材制造裝備，并開展了相關(guān)工藝的研究，解決了工程陶瓷材料難以成形復雜結(jié)構(gòu)的難題。項目所涉及技術(shù)可成功制備低介陶瓷無源器件、仿生多孔結(jié)構(gòu)與吸波超結(jié)構(gòu)等，可在航空航天、衛(wèi)星、雷達等領(lǐng)域得到廣泛的應用。

鋁及其合金是工程應用最廣泛的結(jié)構(gòu)材料之一。傳統(tǒng)的鋁合金零件通過鑄造、鍛造和粉末冶金等方法制造，與這些傳統(tǒng)制造過程相關(guān)的工具設(shè)備增加了制造成本和交付周期。3D打印技術(shù)由于為制造設(shè)計提供了豐富的自由度而廣泛應用于工程零件的制造。現(xiàn)有3D打印技術(shù)中，選擇性激光熔化（SLM）是發(fā)展最為廣泛的方法之一。但是SLM工藝中的冶金缺陷如許多裂紋、球化和氣孔導致只有有限數(shù)量的金屬適合該種工藝，且具備滿足要求的密度、微觀結(jié)構(gòu)和強度。中南大學粉末冶金研究院李瑞迪研究員和新西蘭奧克蘭大學、中車工業(yè)研究院有限公司等單位合作通過對合金元素進行調(diào)控和熱處理工藝的探索，發(fā)展了一種適用于SLM制備工藝，具有良好抗裂性和高強度Al-Mg-Si-Sc-Zr合金。相關(guān)論文以題為“Developing a high-strength Al-Mg-Si-Sc-Zr alloy for selective laser melting: crack-inhibiting and multiple strengthening mechanisms”于4月13日在金屬材料頂級期刊《Acta Materialia》在線發(fā)表。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.03.060在該項工作中，研究人員設(shè)計了一系列Al-Mg（-Si）-Sc-Zr合金，并用霧化合金粉末進行3D打印制備。在沒有Si元素的情況下，Al-xMg-0.2Sc-0.1Zr（x=1.5,3.0,6.0wt.%）合金在制備過程中均易發(fā)生熱裂紋，平均裂紋密度隨Mg含量的增加而增大。發(fā)現(xiàn)在Al-6Mg-0.2Sc-0.1Zr合金中加入1.3wt%的Si能夠有效地抑制SLM過程中的熱裂紋，同時細化制備合金的微結(jié)構(gòu)，從而提高打印試樣的力學性能。圖1：不同成分的打印樣品晶粒尺寸和形貌EBSD分析結(jié)果：（a）1.5 wt%Mg，合金1；（b）3.0 wt%Mg，合金2；（c）6.0 wt%Mg，合金3；（d）6.0 wt%Mg+1.3 wt%Si，合金4。晶體學取向用倒極圖（IPF）表示。圖2：Mg和Si元素對試樣斷裂行為的影響。（a）不同合金成分（合金1，合金2，合金3，合金4）的拉應力應變曲線。（b-e）合金1（b）、合金2（c）、合金3（d）、合金4（e）的斷口SEM圖像。通過對合金成分的進一步微調(diào)，研究人員設(shè)計了一種新型合金Al-8.0Mg-1.3Si-0.5Mn-0.5Sc-0.3Zr。這種新合金具有明顯的細化微觀組織，由亞微米胞體和胞體中存在的共晶Al3（Sc，Zr）納米粒子（2-15nm）和粒間Al-Mg2Si共晶（Mg2Si直徑10-100nm）組成。打印試樣中形成了高密度的層錯和獨特的9R相。試樣的拉伸強度和延伸率分別達到497MPa和11%。經(jīng)過時效處理后，試樣的拉伸強度達到550MPa，塑性在8%～17%之間。除了固溶強化、晶界強化和納米顆粒強化外，高密度層錯也有助于強化。圖3：不同組分（a1-4）合金#4；（b1-4）合金#5的SLM打印樣品的細晶區(qū)TEM圖像：（a1-2）合金4的胞狀結(jié)構(gòu)；（a3-4）合金的柱狀結(jié)構(gòu)；（b1-5）合金（b2）的胞狀結(jié)構(gòu)是（b1）的暗場圖像；（b3-4）合金的柱狀組織#5；圖（a2），（a4），（b2）和（b4）顯示了晶間共晶組織；（b5）是SLM-printed Alloy#5細胞的干HAADF圖像和主要元素（Al、Mg、Si、Sc、Mn和Zr）的相應EDX圖譜。圖4：（a）SLM打印合金#5時效前后的拉伸應力應變曲線。曲線“#5”表示打印合金#5；曲線“#5-HT1”表示360℃時效8h的合金#5；曲線“#5-HT2”表示300℃時效8h的合金#5。（b）在合金#5-HT2斷裂處拉伸試樣的透射電鏡顯示具有高密度位錯和SFs的變形組織。（c）沿[001]方向的變形亞晶中滑移帶和滑移方向的HRTEM圖像。（d）在（-100）面上用（c）圖中標記區(qū)域的傅里葉逆變換圖像顯示出高密度位錯。這項研究成果通過在原有3D打印Al-Mg-Sc-Zr合金中添加Si元素，形成了精細打印微觀組織，獲得了無裂紋的打印合金成分。隨后通過熱處理時效工藝引入高密度層錯并細化晶粒，開發(fā)出了一種具有低熱裂敏感性和高強度的新型鋁鎂合金。這項工作提供了一種解決和消除SLM工藝中的冶金缺陷的鋁鎂合金成分設(shè)計方法和熱處理工藝，推動了SLM制造技術(shù)的工程應用。

簡介：本發(fā)明提供了一種硫氧固體氧化物燃料電池陽極的制備,屬于新型燃料電池及化工生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。硫氧固體氧化物燃料電池固體電解質(zhì)為Ce0.8Sm0.2O1.9,陰極為La0.5Sr0.5MnO3,陽極為La0.8Pr0.2CrO3。電池以硫蒸氣為燃料的工作溫度為700-800℃,以二氧化硫為燃料的工作溫度為500-700℃,電池反應產(chǎn)物為三氧化硫。硫氧固體氧化物燃料電池可以作為工業(yè)化生產(chǎn)硫酸的合成器,實現(xiàn)硫酸生產(chǎn)、化學發(fā)電和環(huán)境保護三位一體的結(jié)合。

本發(fā)明公開了一種高性能氯氧鎂水泥材料及其使用方法。該高性能氯氧鎂水泥材料，由以下重量份 的組分組成:磷渣粉 110-215 份，微-納米活性摻合料 20-90 份，輕燒氧化鎂 900-1070 份，波美度為 27-29Bé 的 MgCl2 水溶液 590 份。本發(fā)明利用磷渣粉中 P2O5 與氧化鎂-氯化鎂-水體系反應及磷渣粉中玻璃體與 OH-發(fā)生火山灰

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，在公路工程項目建設(shè)中修筑了許多大跨徑的梁橋，而正交異性鋼橋面板具有重量輕、跨度大等優(yōu)點，在國內(nèi)大跨徑鋼橋中得到了廣泛的應用，如江陰大橋、南京長江三橋、佛山平勝大橋、天津富民橋、湛江海灣大橋等。然而使用傳統(tǒng)的復合改性瀝青混凝土施工鋪裝，出現(xiàn)了溫度變化大，易產(chǎn)生脫層推移、車轍和裂縫等病害特征，虎門大橋在通車一年內(nèi)即出現(xiàn)病害，采用灌縫填縫等修補手段均難以阻止病害的進一步發(fā)展，多座橋梁的SMA鋪裝已進行翻修，甚至二次大修。在分析比較目前國際應用較為成熟的鋼橋面鋪裝技術(shù)的基礎(chǔ)上，對用于鋼橋面鋪裝的聯(lián)結(jié)層、鋪裝層進行了系統(tǒng)的調(diào)查研究后，設(shè)計開發(fā)施工簡便、既經(jīng)濟又易維護的，在鋼橋面鋪裝領(lǐng)域具有創(chuàng)新和國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)的環(huán)氧瀝青組合體系新型鋼橋面鋪裝技術(shù)。 環(huán)氧瀝青鋼橋面鋪裝技術(shù)是首先在鋼板層上，采用改性環(huán)氧樹脂粘結(jié)一層3～5mm粒徑的碎石形成碎石與環(huán)氧及環(huán)氧與鋼板粘結(jié)牢固的防水防腐又粗糙且耐高溫的抗滑界面，一步實現(xiàn)鋼橋鋪裝界面的防水和防剪切滑移，這種新型界面形式稱為環(huán)氧粘結(jié)碎石層界面（Epoxy Bonding Chips Layer, EBCL）; 冷拌瀝青混凝土整體化層（Resin Asphalt，RA）由樹脂瀝青和礦料拌和組成, 在其完全固化前，表面均勻灑布一層10～13mm粒徑的石子，采用膠輪壓路機進行碾壓，要求撒布石料粒徑的一半以上嵌入RA表層；當上述RA層完全固化后，在其表面灑布防水瀝青層，用于增強層間的防水和粘結(jié)；最后鋪裝傳統(tǒng)的復合改性瀝青混凝土，形成表面功能層。ERS的設(shè)計，旨在通過EBCL層中環(huán)氧樹脂及RA層中樹脂瀝青兩類材料性能的突破，實現(xiàn)橋面材料極性的梯度化過渡，實現(xiàn)弱極性的瀝青混凝土在強極性鋼橋面上的鋪裝，解決傳統(tǒng)工藝下脫層等的病害。

針對氯醇法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷過程中產(chǎn)生大量的廢水、廢渣，環(huán)境污染嚴重。開展了丙烯直接氧化制環(huán)氧丙烷研究，實現(xiàn)了催化劑由200ml到2L 、100L、2m 3 、10m 3 的工業(yè)化生產(chǎn)；不僅為千噸級中試裝置提供催化劑，而且還能滿足萬噸級工業(yè)化生產(chǎn)的需要，1500噸/年環(huán)氧丙烷中試裝置初步開工結(jié)果表明，雙氧水的轉(zhuǎn)化率在92%左右，環(huán)氧丙烷的選擇性可達到85%左右。通過了天津市科技創(chuàng)新資金領(lǐng)導小組辦公室組織的“1500噸/年丙烯直接環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷”的結(jié)題驗收。正在進行萬噸級工業(yè)示范裝置的建設(shè)。

低溫燃料電池能有效地將化學能轉(zhuǎn)化為電能，是一種高效、低污染的能源轉(zhuǎn)化裝置，是汽車動力系統(tǒng)、家庭熱電聯(lián)用系統(tǒng)甚至航天航空等領(lǐng)域的可選綠色能源。氧氣還原反應是低溫燃料電池的重要組成單元，由于反應過程極為緩慢，需在較高的過電位下進行，制約燃料電池的實際應用。學界普遍認為鉑基材料能有效催化氧氣還原，但這類貴金屬的稀缺性和低 抗毒化能力使低溫燃料電池的商業(yè)化應用仍面臨巨大挑戰(zhàn)。 在非貴金屬催化劑研究領(lǐng)域，南京大學近年來提出了以氧化石墨烯和三聚氰胺為前驅(qū)體，利用固相反應制備氮摻雜石墨烯，制備的催