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哈工大機(jī)電學(xué)院王黎欽教授團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了長(zhǎng)征五號(hào)火箭芯級(jí)和上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)低溫重載渦輪泵用陶瓷軸承的預(yù)研和工程樣機(jī)技術(shù)攻關(guān)任務(wù)，這是國(guó)內(nèi)首次在液氫渦輪泵上采用高速重載低溫自潤(rùn)滑陶瓷軸承。該團(tuán)隊(duì)充分發(fā)揮前期在陶瓷軸承應(yīng)用基礎(chǔ)方面的研究積累，攻克了陶瓷軸承超低溫匹配性設(shè)計(jì)技術(shù)、陶瓷球低損傷高精度制造技術(shù)、自潤(rùn)滑保持架材料及其轉(zhuǎn)移膜固體潤(rùn)滑技術(shù)、軸承摩擦副匹配性表面強(qiáng)化技術(shù)等核心技術(shù)和工藝，突破了高速、重載、沖擊、超低溫、固體潤(rùn)滑軸承的核心技術(shù)，大幅度提高了火箭發(fā)動(dòng)機(jī)軸承的關(guān)鍵指標(biāo)，建立了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，為新一代大推力氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)提供了核心技術(shù)支撐，為長(zhǎng)征五號(hào)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)研、方案改進(jìn)、長(zhǎng)程試車(chē)和技術(shù)定型做出了重要貢獻(xiàn)，也為我國(guó)更大推力的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制提供了先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)。

1.工藝過(guò)程及設(shè)備 （1）制備原理：在基體材料表面浸涂液體，經(jīng)過(guò)低溫干燥，形成多功能陶瓷保護(hù)，保護(hù)薄膜與基體材料為分子間結(jié)合，構(gòu)成牢固結(jié)合的整體。 （2）工藝過(guò)程：對(duì)需要制膜的基體材料或部件進(jìn)行清洗—涂覆陶瓷膜涂覆液—低溫干燥。 （3）投資特點(diǎn)：生產(chǎn)模式?jīng)Q定設(shè)備投資，最小規(guī)模的非自動(dòng)化生產(chǎn)模式，設(shè)備投資10-15萬(wàn)元（不包括廠(chǎng)房基礎(chǔ)建設(shè)），大規(guī)模的自動(dòng)化生產(chǎn)模式，設(shè)備投資約600萬(wàn)元。 （4）設(shè)備：基體材料、零部件清洗設(shè)備；噴涂、浸涂或刷涂設(shè)備；干燥設(shè)備；中間運(yùn)輸傳送設(shè)備；車(chē)間要求無(wú)塵干燥。 2.膜的功能及特點(diǎn) （1）高硬度及良好的耐磨性：多功能陶瓷保護(hù)膜具有比鋼鐵等金屬材料更高的硬度，涂于非金屬材料、金屬材料及其零部件上能防止其表面被磨損。 （2）良好的耐腐蝕性：多功能陶瓷保護(hù)膜具有良好的耐鹽霧腐蝕、耐酸堿腐蝕、和耐氧化腐蝕的能力，可以避免鋼鐵表面的腐蝕和銹蝕，可以避免鋁、銅等有色金屬表面因腐蝕而失去原有光澤。 （3）任意可調(diào)的表面顏色：多功能陶瓷保護(hù)膜為無(wú)色透明膜，涂于金屬、非金屬表面能顯示其原有材料的品質(zhì)，也可以加入顏色，使基材顯示出比原表面更加亮麗的色彩。 （4）可用于任意的基材：多功能陶瓷保護(hù)膜與各種基材表面都具有良好的結(jié)合性能，可制備于各種金屬和非金屬表面。 （5）良好的耐高溫特性：多功能陶瓷保護(hù)膜具有良好的耐高溫性能，不會(huì)因?yàn)楦邷亍⑤椪斩匣?、變性、脫落而失去原有的保護(hù)能力。 （6）良好的韌性：多功能陶瓷保護(hù)膜具有良好的韌性，制備于金屬表面不會(huì)因?yàn)榻饘俨考膹澢屏?，制備于玻璃等脆性非金屬材料表面能提高其韌性，減少脆性損壞。 （7）美觀(guān)特性：多功能陶瓷保護(hù)膜具有良好的平流特性，涂在基體材料表面能夠形成平滑的表面，掩蓋原表面的微觀(guān)不平的形貌，使其美觀(guān)亮麗。 （8）任意可調(diào)的膜厚：多功能陶瓷保護(hù)膜膜厚可在1-50微米范圍內(nèi)變動(dòng)，對(duì)于需要保持緊密尺寸的零部件，可以涂薄層膜，其余情況可以根據(jù)需要涂覆多層膜，以達(dá)到需要功能目的厚度。 應(yīng)用范圍： （1）用于裝飾性鋁合金：裝飾性鋁合金表面受到大氣的腐蝕會(huì)變色，一些裝飾性鋁合金部件在使用過(guò)程中還會(huì)經(jīng)受不同酸堿度的洗滌液的清洗和人工的擦拭，在其表面留下小的腐蝕痕跡，慢慢改變其表面狀態(tài)，失去它初始時(shí)的光澤和裝飾效果。在裝飾性鋁合金表面制備多功能陶瓷保護(hù)膜，可以有效的保護(hù)裝飾性鋁合金表面，經(jīng)長(zhǎng)期使用和不同酸堿洗滌液清洗而不改變其初始光澤。 （2）用于裝飾性銅合金：銅合金由于其金黃色的表面，經(jīng)常被用作為裝飾性的部件使用，但由于其在空氣的氧化作用，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，顏色會(huì)逐步變暗，從而失去其裝飾性的功能。在裝飾性銅合金表面制備多功能陶瓷保護(hù)膜，可以有效地隔離銅合金表面與外界氣氛的接觸，從而能長(zhǎng)久的保持其金黃色的初始的表面，同時(shí)，由于多功能陶瓷保護(hù)膜的制備過(guò)程的平流特性，能掩蓋裝飾性銅合金表面的微觀(guān)不平，使裝飾性銅合金看起來(lái)更加有光澤。 （3）用于鋼鐵材料表面：鋼鐵材料一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是容易生銹，雖然不銹鋼可以解決這一問(wèn)題，但畢竟其價(jià)格和性能的關(guān)系，大部分的鋼鐵材料還都是以非不銹鋼的狀態(tài)使用，防止其生銹就成為必然的問(wèn)題。在鋼鐵材料表面制備無(wú)色透明的多功能陶瓷保護(hù)膜可以有效地隔離鋼鐵表面與大氣的接觸，有效的解決氧化生銹的問(wèn)題，還保留了鋼鐵的原始表面，同時(shí)，由于多功能陶瓷保護(hù)膜的膜厚可以在1-50微米內(nèi)選擇，即使精密的零部件也不會(huì)因?yàn)樵黾恿四ざ枰淖兤溲b配關(guān)系。 （4）用于玻璃容器表面：多功能陶瓷保護(hù)膜既有硬度又有柔韌性和潤(rùn)滑性，制備于啤酒瓶等玻璃容器表面，會(huì)減少瓶罐間劃傷以及外部的劃傷，同時(shí)使瓶罐的耐內(nèi)壓強(qiáng)度、耐沖擊強(qiáng)度都有大幅度的提高，耐內(nèi)壓強(qiáng)度提高25%以上。 （5）用于著色的目的：多功能陶瓷保護(hù)膜具有著色功能，制備于醫(yī)用及化學(xué)用玻璃瓶上，可以達(dá)到避光的目的，同時(shí)因?yàn)槟さ闹睾亢苌?，這些玻璃瓶熔化再造時(shí)仍然是無(wú)色玻璃，從資源利用和減少能耗方面說(shuō)是有利的。多功能陶瓷保護(hù)膜也可以用在其它只需要滿(mǎn)足著色功能的表面，如窗玻璃等。 （6）用于工藝品：工藝品需要解決的一個(gè)問(wèn)題是其初始外觀(guān)經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間擺設(shè)能不改變，另一個(gè)問(wèn)題是看起來(lái)晶瑩亮麗，在工藝品表面制備多功能陶瓷保護(hù)膜，由于其透明的特點(diǎn)和平流特性，可以使工藝品看起來(lái)比原件更加晶瑩亮麗，同時(shí)，其良好的防腐保護(hù)特性，能免于工藝品受到大氣的腐蝕，使它經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間擺設(shè)而不改變初始外觀(guān)。

本工藝采用納濾膜分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)印染行業(yè)連續(xù)染色的工藝如圖所示，包括：（1）將紡織品放置于染浴中，將60~100℃的染液排入納濾膜分離系統(tǒng)進(jìn)行濃縮過(guò)濾，脫除染液的色度和懸浮物；（2）含有無(wú)機(jī)鹽、堿或酸的納濾膜滲透液返回染浴進(jìn)行重復(fù)利用；（3）納濾膜的濃縮液直接進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，得到固體粉體，實(shí)現(xiàn)回收利用；蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽和蒸餾水進(jìn)入染浴回收利用。與常規(guī)浸染工藝相比，可實(shí)現(xiàn)染液的循環(huán)利用，減少化學(xué)品和水的消耗，實(shí)現(xiàn)紡織品的連續(xù)染色，也可有效利用廢染液的熱能，降低印染成本和廢水排放量。本成果已申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，可提供現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)裝置。

在化工等行業(yè)存在既有強(qiáng)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(shí)具有抵抗腐蝕和磨損的能力，本成果將耐腐蝕性很好的樹(shù)脂與耐磨性很好的陶瓷顆粒復(fù)合，彌補(bǔ)了這一不足，這是本成果的特點(diǎn)之一。本成果的另一特點(diǎn)是用于局部磨損的大型工件的修復(fù)（如水輪機(jī)葉片），該工藝操作簡(jiǎn)單，實(shí)施容易，可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。因此具有很好的應(yīng)用前景。本成果技術(shù)創(chuàng)新在于陶瓷顆粒的

研發(fā)階段/n項(xiàng)目簡(jiǎn)介：吸聲泡沫陶瓷材料是通過(guò)對(duì)高分子多孔材料載體的表面采用陶瓷材料加固和相應(yīng)的后處理工藝研制而成，具有吸聲性能好，抗腐蝕，消除光線(xiàn)反射，受潮后自動(dòng)脫濕等特點(diǎn)，并且安裝使用工藝簡(jiǎn)便。目前泡沫陶瓷吸聲材料已經(jīng)成功地應(yīng)用于高速公路聲屏障、鐵路聲屏障、城市輕軌聲屏障、城市地下通道降噪吊頂、商業(yè)城以及辦公大樓和體育館的建筑聲學(xué)裝修、中央空調(diào)機(jī)房和柴油發(fā)電機(jī)房噪聲治理和大型工業(yè)實(shí)驗(yàn)室等20多項(xiàng)各種環(huán)保降噪工程，受到用戶(hù)好評(píng)。該項(xiàng)目榮獲湖北省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)和國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，其成果已達(dá)

壓電式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、信噪比高、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量，如加速度、應(yīng)力和振動(dòng)測(cè)試，重要應(yīng)用方向包括結(jié)構(gòu)振動(dòng)監(jiān)測(cè)、損傷監(jiān)測(cè)、聲發(fā)射信號(hào)監(jiān)測(cè)等。在航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)、核能、高溫冶煉、石油勘探等領(lǐng)域中，高溫復(fù)雜環(huán)境對(duì)高溫壓電式傳感器提出更高性能要求，目前亟需開(kāi)發(fā)適用500℃及以上溫度的高溫高性能壓電陶瓷材料及其傳感技術(shù)。 攻克高居里溫度高性能無(wú)鉛壓電陶瓷的組分調(diào)控與織構(gòu)化生長(zhǎng)關(guān)鍵技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)良好的工藝與性能穩(wěn)定性，有利于提升高溫壓電式傳感器的可靠性和環(huán)境適應(yīng)性。高溫壓電陶瓷材料性能優(yōu)異：居里溫度高于900℃，壓電系數(shù)可達(dá)30pC/N，室溫介電損耗低于0.02，壓電系數(shù)可穩(wěn)定至800℃。在壓電陶瓷研制方面，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期開(kāi)展組分調(diào)控與陶瓷織構(gòu)化研究，技術(shù)成熟可靠，并從應(yīng)用中不斷升級(jí)技術(shù)，使其能夠滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

陶瓷具有強(qiáng)度高、硬度高、密度低及優(yōu)良的耐磨損及耐腐蝕、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)。是一種在航空、航天、軍工、核能、汽車(chē)及刀具等領(lǐng)域很有發(fā)展前途的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。在工程上采用連接技術(shù)制造陶瓷與金屬的復(fù)合構(gòu)件既能發(fā)揮陶瓷與金屬各自的優(yōu)良性能，又能降低生產(chǎn)成本。為滿(mǎn)足高性能武器裝備發(fā)展的迫切需要，進(jìn)行了SiC、Al2O3等陶瓷和金屬擴(kuò)散連接及釬焊技術(shù)研究。 對(duì)SiC陶瓷和金屬Cr、V、Ta、Ti、Nb、Ti-Co合金、Ti-Fe合金、Ni-Cr合金及不銹鋼的界面

陶瓷基板由于具有熱導(dǎo)率高、耐熱性好、高絕緣、耐腐蝕、抗輻射等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于功率半導(dǎo)體和高溫電子器件封裝。 一、項(xiàng)目分類(lèi) 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 電子封裝是將構(gòu)成半導(dǎo)體器件的各個(gè)部件（芯片、基板和導(dǎo)線(xiàn)等）按規(guī)定要求合理布置，通過(guò)貼片、打線(xiàn)與焊接等工藝，達(dá)到保護(hù)芯片，實(shí)現(xiàn)器件功能的目的。隨著芯片功率的不斷增加和封裝集成度的不斷提高，散熱成為影響器件性能與可靠性的關(guān)鍵。對(duì)于半導(dǎo)體器件而言，通常溫度每升高10℃，器件有效壽命降低30-50%。由于芯片一般貼裝在封裝基板（又稱(chēng)電路板、線(xiàn)路板）上，因此，基板除具備基本的機(jī)械支撐與布線(xiàn)（電互連）功能外，還要求具有較高的導(dǎo)熱、耐熱、絕緣、耐壓能力與熱匹配性能。目前常用封裝基板主要分為樹(shù)脂基板（印刷線(xiàn)路板、PCB）、金屬基板（MCPCB）和陶瓷基板。其中，陶瓷基板由于具有熱導(dǎo)率高、耐熱性好、高絕緣、耐腐蝕、抗輻射等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于功率半導(dǎo)體和高溫電子器件封裝。

金屬/陶瓷復(fù)合防護(hù)材料或結(jié)構(gòu)，主要有結(jié)構(gòu)可靠性、重量和成本等方面的考慮，可應(yīng)用于車(chē)輛（如裝甲車(chē)和運(yùn)鈔車(chē)）、船舶艦艇和武器直升機(jī)等防彈或防爆場(chǎng)合。金屬/陶瓷復(fù)合防護(hù)板制備方法主要包括膠粘、機(jī)械固定和各種熱加工工藝（如鑄造、熱壓等）。目前，金屬/陶瓷復(fù)合防護(hù)板主要包括層疊復(fù)合、陶瓷增強(qiáng)金屬勻質(zhì)復(fù)合、梯度復(fù)合、側(cè)向約束和三維約束等基本類(lèi)型。金屬封裝陶瓷復(fù)合防護(hù)板是一類(lèi)具有有效三維陶瓷約束，良好的金屬/陶瓷界面冶金結(jié)合特征的新型陶瓷復(fù)合防護(hù)板，它特別具有優(yōu)良的抗沖擊、抗崩落和抗多次打擊能力。

金屬/陶瓷復(fù)合材料或部件一定程度上可以充分發(fā)揮兩類(lèi)材料的性能優(yōu)勢(shì)，如陶瓷材料的高強(qiáng)、高硬、耐磨損等特性和金屬材料的高韌性和高延展性，使得其在磨損、承載和抗重載沖擊等服役環(huán)境下得到長(zhǎng)壽命使用。陶瓷增強(qiáng)體的均勻性及其在使用過(guò)程中的可靠性將會(huì)直接影響復(fù)合材料或部件的使用性能。目前，陶瓷增強(qiáng)體單元主要有陶瓷顆粒、陶瓷纖維、多孔或網(wǎng)絡(luò)陶瓷預(yù)制體等。陶瓷顆粒、纖維和晶須增強(qiáng)相為最常見(jiàn)的增強(qiáng)體，但存在在服役過(guò)程中增強(qiáng)相經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)易脫落的問(wèn)題，從而大大降低使用壽命。近年來(lái)，本課題組致力于金屬/陶瓷耐磨