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[成果] 1800140240 河南
TQ164 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2018
成果简介:宝石级无色大单晶金刚石(IIa型金刚石)是人类发现的硬度最高、导热率最大、物化性能最稳定、光学性能优异的材料,综合性能是所有材料中所罕见的,因此被成为“材料之王”,广泛应用于精密机械、电子、仪器仪表、通信、新材料和高档首饰等方面。但是,无色单晶金刚石对生长条件要求苛刻,在天然金刚石中的比例非常少见,大尺寸金刚石更是罕见,因此价格昂贵,这严重限制了无色透明金刚石在大功率激光器、微波通讯、红外摄像系统、快速分析、精密或超精密机械加工等方面的应用。 为了弥补宝石级金刚石的市场不足,人造宝石级大单晶金刚石因运而生,随着大单晶宝石级金刚石合成技术的进一步提高和成本控制,金刚石的应用范围和市场将会扩大到大功率激光器、微波通讯、红外摄像系统、快速分析、精密或超精密机械加工等领域。公司依据近年来国内外首饰用钻石市场需求,下达开展宝石级无色单晶金刚石的研发与产业化任务,该项目的开展,旨在改善公司产品结构,提高经济与社会效益。 项目产品经济技术指标主要如下:金刚石合成块单块产量达10~12克拉;无色单晶金刚石净度>SI;无色单晶金刚石颜色>H;无色单晶金刚石晶型完整、规则;无色单晶金刚石优质比:>70%; 从2014年起,项目所生产的无色单晶金刚石的纯度、透度、净度、晶型等品质能够满足高档首饰领域的应用,受到国内外客户的一致好评,经济效益明显,社会效益显著,为周边民众提供500左右就业岗位,推广应用前景十分广阔,近三年来实现销售收入13800万元。项目产品为客户累计实现新增销售收入17615万元,累计实现利润2510万元。 该项目的实施能迅速填补天然金刚石不足的空缺,具有广阔的市场前景,且该项目实施后,关键技术的研发与应用将有效提高中国超硬材料制品的影响力,推动中国超硬材料行业由低端产品生产向中高档产品发展,有力促进中国装备制造水平及工艺加工精度,为中国工业制造提供基础保证。
[成果] 1800220296 安徽
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2018
成果简介:超级电容器是一种主要通过正负离子在多孔材料表面的吸附和脱附来实现充电和放电的储能器件。与锂电池相比,超级电容器具有充电速度快和使用寿命长等优点。但是,超级电容器较低的能量密度制约其推广应用。中国已把超级电容器关键材料的研发列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要》。如何对多孔碳的结构进行精细调控是一个富有挑战性的难题。在3项国家基金和1项教育部新世纪人才项目的资助下,该项目取得了如下主要成果。 (1)建立了高效制备石油焦基微孔碳材料的新方法为了实现对反应物进行气氛保护、高效均匀加热、温度在线测控和降低微孔碳制备成本的目的,该项目开发了微波快速加热氢氧化钾活化石油焦制备微孔碳材料的新方法。微波加热时间约为常规电炉加热时间的15%,节能效果明显。所得材料中的微孔为离子吸附提供了大量活性位,作为超级电容器用电极材料显示了高达342.8 F/g的容量,超过了商品微孔碳的容量。实现了石油化工副产物的高附加值利用。 (2)建立了高效制备生物质基中孔碳材料的新方法为了使有机电解液中直径较大的离子或离子簇被多孔碳吸附,亟需建立制备具有较大孔径的中孔碳(孔径介于2-50 nm)的新方法。该项目提出了一种以氯化锌为造孔剂通过微波高效加热生物质制备中孔碳材料的新方法。由高中孔含量(达99.0%)的中孔碳制造的超级电容器在有机电解液中的能量密度约为水系电解液中的3倍。实现了中孔碳的低成本制备和农业废弃物稻壳等的高附加值利用。 (3)建立了高效制备沥青基分级多孔碳材料的新方法为了适应不同电解液体系对多孔碳材料孔径的要求,亟需建立制备兼有微孔和中孔的分级多孔碳的新方法。 该项目首次建立了以颗粒状纳米氧化镁或氧化铁为模板耦合原位活化煤焦油沥青制备分级多孔碳材料的新方法。石墨烯作为一种薄片状的新型碳材料,是主导未来高科技产业竞争的战略材料。但是,石墨烯薄片制备成本高且易堆叠,限制了其推广应用。该项目分别提出了制备相互连接的中空多孔石墨烯球和具有褶皱的石墨烯纳米片的新方法。所得球形或褶皱的薄片不仅防止石墨烯片的堆叠,而且薄片上大量的孔为离子的吸附和传输提供大量的活性位和通道。上述材料可以满足不同电解液体系对材料孔径的要求。解决了石墨烯材料制备工艺复杂、成本高等难题。所得石墨烯材料具有高的比表面积(达3449 m2/g),超过了单层石墨烯的理论值(2630 m2/g)。由石墨烯材料制造的超级电容器在离子液体电解液中显示了高的能量密度(143 Wh/kg)。实现了石墨烯材料的低成本制备和化工副产物的高附加值利用。 该项目发表论文50余篇。8篇代表论文均发表在国际主流学术刊物上,2篇入选ESI高被引论文,2篇被选为刊物封面。8篇代表论文共被他引592次,其中SCI他引541次,单篇最高他引120次。申报人已获授权发明专利14件。
[成果] 1800140094 河南
TG743 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目产品属于新材料技术领域,主要用于柴油发动机燃油喷射系统关键零部件的高效精密加工。燃油喷射系统是柴油发动机的心脏,其质量的好坏直接影响发动机的性能,而喷油嘴偶件作为机加工中最精密的精密微小零部件之一,其好坏将严重影响发动机的性能,且对加工技术、加工工艺的要求都是较高的,如喷油嘴针阀体中孔:圆度0.5μm,粗糙度Ra0.1μm,直线度1μm,孔径公差±2μm;喷油嘴针阀体座面:圆度1μm,粗糙度Ra0.2μm,角度公差±10′;且是内圆磨削加工,因此加工难度很大。并且砂轮非常小(外径3~6mm,内孔仅1.5mm)、重量低(0.5g左右)、外圆沿轴向有0.3mm宽的冷却槽、接杆轴沿轴向开有直径0.6mm的中心内冷却孔,且工件的加工质量和砂轮耐用度要求均较高。上述系列关键技术国内尚未解决,国内市场以进口砂轮为主,主要采用瑞典UVA公司和德国巴米勒公司生产的中孔座面磨床。在项目启动前,主要配套使用瑞士麦斯特(Meister Abrasives)和德国史麦芽(ALFONS SCHMEIER)的砂轮。 基于以上迫切的市场需求,项目组从砂轮配方设计、结合剂性能、成型工艺技术及砂轮加工技术等多项关键技术开展研究工作,开发出以喷油嘴针阀体中孔、座面专用陶瓷CBN内圆磨砂轮为典型代表的系列陶瓷CBN内圆磨产品并实现了产业化。 关键技术及创新点: ①砂轮配方优化设计技术,解决了内圆磨削砂轮高自锐性要求,与形状保持性要求很难均衡的问题。 ②高性能陶瓷结合剂改性与制备技术,解决结合剂不适用于内圆磨削的问题,开发出具有较好综合性能的内圆磨用陶瓷结合剂。 ③陶瓷CBN砂轮注射成型技术,解决小直径、低重量内圆磨砂轮均匀成型难的问题。 ④陶瓷/(树脂+固体润滑剂)渗浸磨粒固结工艺技术,提高磨料把持能力、改善砂轮与工件的接触状态、起润滑、抗粘附效果,有效地降低磨削热、磨削力,改善砂轮磨削性能。 ⑤小直径接杆轴精密加工技术,通过低加工抗力的加工装备、工装及工艺的设计,实现了小直径接杆基体精密加工。 ⑥陶瓷CBN砂轮工作层激光开槽加工技术,通过激光开盲槽技术的创新性应用,实现了高硬度、高脆性工作层上盲槽的高效切割。 项目产品经国家磨料磨具质量监督检验中心检测,达到了项目规定的制造精度指标要求;经用户使用表明,各项性能达到或接近国外同类产品水平,完全可替代进口满足国际市场;经河南省科技厅组织专家鉴定:成果居国际先进水平。 已建成年产3000万元的生产线,近三年实现销售收入6422.94万元,创利2248.00万元,税收1541.42万元;打破了国外技术封锁和产品垄断,每年可为下游企业间接创造效益数十亿元;提升了行业自主创新能力和核心竞争力,推动了超硬材料制品结构调整与产业升级。
[成果] 1800180041 上海
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2018
成果简介:作为最有前景的储能设备,高能量密度、高功率以及长寿命的下一代锂离子电池的发展将进一步打开锂电池应用的更广阔空间,从而满足社会发展对高效绿色能源储存的需求,对低碳可持续发展相关的能源和环境领域都有重要意义。 该项目紧密围绕解决高容量锂离子电池负极材料循环过程中的剧烈体积变化引起容量衰减这个关键科学问题展开。研究对象主要聚焦在石墨烯纳米片负载片状高容量锂离子电池负极材料(过渡金属氧化物为主,金属硫化物为辅)形成的“三明治”片片负载复合电极材料,以及碳纳米管完全包覆的高容量锂电池负极材料(锡基材料为主,硅基和过渡金属基材料为辅)。总体研究思路是,在探索锂离子的插入、析出、扩散和储存的动力学过程和机理的基础上,通过石墨烯片片负载复合结构的两种组分的最优结构相亲性以及碳纳米管完全包覆对填充高容量负极材料的限域作用和内部剩余体积空间自然缓解储锂体积膨胀的优势,发挥两种组分最大协同作用,搭建高效输运锂离子和传导电子的电极界面,从而较为成功地解决锂离子电池高容量负极材料在循环过程中由于锂的脱嵌所导致的体积变化引起的非本征衰退的关键科学问题。 按照解决该问题学术思路的发展过程,该项目通过两部分内容来阐述有效解决锂离子电池负极材料上述问题的方法: (1)利用改良石墨烯纳米片材料,通过表面基团的功能化,在其表面引入与石墨烯纳米片结构具有最大亲和协同作用的纳米片形貌的金属基电极材料,形成片片相隔复合电极材料,这一石墨烯复合材料的“面面”结合,相对常见的石墨烯负载纳米粒子的“点面”结合,能够发挥更好的协同功效,即可防止石墨烯薄片的团聚,保持其少层结构带来的高电导、大比表面等优点,又可高效提高负载高容量金属基电极材料耐受大体积膨胀的结构稳定性。(Nanoscale,2011,他引215次;Journal of Materials Chemistry,2010,他引174次;ACS Applied Materials& Interfaces,2013,他引125次;Nanoscale,2014,他引74次;以上4篇均入选ESI高被引论文;Journal of Materials Chemistry,2011,他引69次); (2)通过将高容量负极材料引入到碳纳米管的管腔内部,获得碳纳米管完全包覆的复合材料体系,通过碳管的限域作用和碳管内部的空心体积空间来自然缓解电极材料储存大量锂离子时伴随的大体积膨胀,从而防止电极结构的粉化,提高其在反复充放电过程中的结构稳定性,并提出了相关锂离子插入、析出和储存的机理。(ACS Nano,2011,他引144次,该论文入选过ESI高被引论文;Advanced Functional Materials,2013,他引46次;Journal of Materials Chemistry,2011,他引87次)。
[成果] 1800240303 江苏
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目为用于电子产品的石墨散热膜材料,产品具有高导热系数、高拉伸强度、高粘着力、高保持力,并且具有耐弯折性、易模切加工等特殊功能,该产品广泛应用于消费电子行业,如智能手机、平板电脑等移动设备,是其导热散热组件的核心部分。 一、技术内容: 该项目采用独有的超高温、可控卷状烧结核心技术,合成超长人工石墨散热材料,其特有的一次性成型方法,大大提高了生产率,有效的降低了能源消耗,特定分子结构和功能设计,结合热处理工艺,使得产品中石墨晶体高度有序、结构规整,减少晶格缺陷,形成完整的散热网络,提高了产品的散热性能;采用无尘精密涂布技术,实现了生产环节可控的高精密度,确保了散热材料的高洁净度,采用膜厚在线自动测量系统,有效提高了良品率和产品质量。 二、项目已授权专利与获奖情况: 通过技术集成和创新,公司在产品设计、设备选择与改进、规模化生产设计等方面均进行独立研发,拥有该产品的所有核心技术,共申请专利30余件,已获得授权发明专利8件和授权实用新型专利11件。项目产品获得以下荣誉及奖项:①2012年通过了江苏省经信委组织的省级新产品新技术科技成果鉴定(证书号:苏经信鉴字【2012】994号);②2013年获得江苏省科技厅“江苏高新技术产品认定证书”(编号:130585G1536N);③2013年获得江苏省经信委颁发的“江苏省级优秀新产品金奖”;④2014年获得江苏省科技厅“科技支撑计划(工业)项目”(编号:SBE2014000740);⑤2014年获得国家科技部“国家火炬计划项目”(项目编号:2014GH030269)。 三、技术经济指标: 1、技术指标:项目产品导热系数大于1800W/(m2k),并且耐高温强度达400℃,抗拉伸强度达40Mpa,热扩散率9~10cm2/s,密度为1.9g/m3,比热容(50℃)为0.85J/gK,耐弯折性能(R5/180°)超过30000次,使产品具有优良的散热性能和后期易于模切加工的优越性。 2、经济指标:该项目自2012年2月启动研发及产业化工作,于2016年2月完成项目整体建设并形成规模化生产,该产品至2017年12月底已累计完成销售11747.66万元,获得利润1762.15万元,缴税693.56万元,创汇150万美元。 四、应用推广及社会效益: 该项目围绕石墨散热材料的高导热性、高拉伸强度和耐弯折性等技术进行创新,指标先进且具有多功能化,最终实现电子产品的石墨散热膜材料的重大技术的突破,形成规模产业化,主要体现在关键部件的国产化和多功能化,特别是高端散热组件的产业化,实现国内自主配套,提高国内超精密加工的基础工业水平,打破三星、美国eGRAF等国际知名企业的垄断,促进行业整合与技术进步,完善该省消费电子产业链,符合国家提出的关于加大新材料开发的重要目标。该项目实施后已新增就业岗位80个,公司上市材料已提交,预计2018年下半年在深交所创业板上市。
[成果] 1800180074 上海
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于信息功能材料领域的基础研究。石墨烯具有独特的二维结构、优异的电学特性,在电子学领域具有广阔的应用前景。制备出高质量石墨烯材料是电子学应用的前提和基础。该项目系统深入地开展了化学气相沉积法(CVD)制备高质量石墨烯材料的基础研究,在晶圆级高质量石墨烯材料生长方面取得创新性研究成果,在国内外产生重要影响,得到了包括石墨烯的发现者、诺贝尔物理学奖获得者A. K. Geim教授等的高度评价和引用,推动了石墨烯材料制备科学和技术的发展,为电子学应用奠定了要基础。主要科学发现点包括: (1)国际独创石墨烯单点核心控制,实现英寸级石墨烯单晶快速生长。发现Cu85Ni15合金衬底石墨烯等温析出物理新机理,通过局部碳源控制,在国际上首次研制成功1.5英寸石墨烯单晶晶圆。通过单核控制制备石墨烯单晶晶圆被认为是三维硅单晶技术在二维材料中的再现,对于推动石墨烯在微电子领域的应用具有重要意义,研究成果发表在《自然?材料》上。中国科学院成会明院士评价该项工作为“2016年中国高质量石墨烯制备方面两项最重要成果之一”。 (2)率先开展六方氮化硼(h-BN)表面石墨烯直接生长研究,并在石墨烯气相催化生长与六方氮化硼制备研究取得重要进展。国际上首次实现h-BN表面高质量石墨烯晶畴CVD生长,揭示石墨烯形核、取向、气相催化相关机理,获得极高电学质量的CVD石墨烯,室温霍尔迁移率超过20000cm2/Vs。同时,在国际上首次通过在铜衬底中固溶镍,成功制备出高质量单层h-BN单晶畴。相关成果两次发表在《自然·通讯》上,获得包括诺贝尔奖获得者A. K. Geim教授、碳纳米管的发现者S.Iijima教授等知名学者以及9篇综述性论文的点名图文引用和高度评价。 (3)系统阐明半导体元素衬底催化石墨烯生长物理机制,在国际上首次报道半导体Ge基石墨烯CVD生长。发现锗晶圆、液态镓等半导体元素衬底表面催化功能与石墨烯成核生长物理机制。率先在国际上报道半导体兼容锗晶圆上石墨烯研制,引起韩国三星等知名研究机构跟踪研究,被Chem. Soc. Rev.等知名综述期刊多次点名引用。 该项目制备的石墨烯材料成功实现石墨烯电子学应用,获得截止频率高达150 GHz的石墨烯射频晶体管。该项目成果发表的8篇代表性论文(包括《自然·材料》1篇,《自然·通讯》2篇),共被他引619次,其中SCI他引520次。获得包括《科学》等著名刊物的多次引用,《自然·材料》新闻和观点栏目予以专文报道。获邀在重要国际学术会议上做邀请报告20余次,获授权专利59项(国内授权56项,国外授权3项)。 项目组成员获国家自然科学基金委员会优秀青年基金、中组部“万人计划”青年拔尖人才项目资助。
[成果] 1800130027 北京
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2018
成果简介:无人机、航模等高功率设备要求锂电池既具有高输出功率,满足高速飞行和爬升;又具有高能量密度,满足更长的续航时间。然而,能量密度与功率密度是锂电池体系的一对矛盾体,高能量密度电池正极材料负载多,导电剂用的少;而高功率电池则导电剂含量高,正极材料负载量较小。因此,开发同时兼具能量密度和功率密度的正极材料满足高功率锂电池的能量密度和大电流输出特性是行业内亟待解决的难题。 该项目产品是国内首款针对无人机、航模、启停电源等高功率锂电池市场用高能量、高倍率钴酸锂材料,综合性能优于国际同类产品,成为行业内的标杆产品,在产品和技术方面形成了系列重要创新: (1)率先开发出国内首款无人机用高能量、高倍率钴酸锂正极材料,在满足无人机等高功率电池对高输出功率要求的前提下,质量能量密度提升20%以上,体积能量密度提升25%以上。25C大电流放电特性远优于国内同类竞争产品,最高实现60C大电流放电;循环寿命2000次容量保持率>83%,远超国内外同类产品水平(1000次容量保持率>80%),已成为大疆、高巨创新等消费类无人机厂商及先进军用无人机的首选供应锂电正极材料。 (2)构建单晶型高倍率钴酸锂材料,提升材料压实密度。采用多元素、多价态协同共掺杂及锂活性化合物修饰改性技术,提升单晶型材料的锂离子扩散系数,且高温存储特性更优良。 (3)设计了新型的Core-Shell结构,实现了倍率型材料的高电压应用。采用壳层多元素协同修饰改性,核层、壳层紧密融合,抑制副反应,避免循环过程中壳层脱落,提升循环寿命。 项目加强了知识产权保护,申请11项专利,已授权2项发明专利、2项实用新型专利;已发布1项国家标准和1项行业标准。 产品应用领域包括:(1)无人机市场,(2)航模、航拍,(3)储能,(4)车用启停电源等。产品已大批量供应韩国KOKAM、日本Toshiba、天津力神、亿纬锂能、比克、维科、惠州赛能、西安瑟福等电池企业,国内市场占有率高达60%,至今销售额累计超过12亿元,经济效益显著。该项目产品实现了高能量、高功率锂电池的升级换代,拓展了应用领域,引领国内锂电材料制造向无人机等高技术产业发展。
[成果] 1800280092 重庆
TQ174.758.22 应用技术 陶瓷制品制造 公布年份:2018
成果简介:主要技术内容及技术创新: 该项目技术主要针对中国制造、航空航天、交通等高端技术重点领域对关键零部件及加工工具材料亟待解决的高强度、耐高温等技术问题,以及材料的进口替代需求开展的研究。金属陶瓷材料具备优异的性能,是现代高效工具及装备材料的最佳选择。中国制造行业所使用的高端金属陶瓷材料80%以上仍依赖进口,技术差距很大。重庆文理学院自2012年起,针对其材料韧性不足及高性能产品制备工艺等产业化关键技术进行攻关,基于微纳米粉末的优异性能,以W、WC、TiCN等超硬及高温性能优异的粉末为基体,β-Co球为粘结相,用碳氮化物粉、稀土等复合添加改善微观结构,并采用表面及富氮强化技术,在金属陶瓷材料强韧化及高温性能提高等关键技术方面取得重要成果。与同类产品相比,材料的抗弯强度、断裂韧性及高温红硬性指标均有显著提高。该项目先后被列入重庆市科委重点项目、国家自科基金、重庆市教委项目、国家重大专项等项目资助。在材料研发成功的同时,与合作公司签订了成果转化协议,共同开发出了高效金属陶瓷工具材料产品产业化共性关键技术。所开发的高强韧微纳米β-Co系金属陶瓷材料综合性能达到了国际内领先水平,成功替代进口。 知识产权: 项目实施以来,共申请发明专利16项目,其中已授权14项;发表相关论文27篇,其中SCI检索论文8篇,EI检索5篇。 应用推广及效益: 成果转化累计实现销售收入近6000万元,取得了较好的经济效益。同时,该项目为国内制造、冶金、航空航天、交通等重要领域提供了高效工具及零部件材料,为高端装备自主化发展技提供了重要支撑,因此,该项目具有显著的社会经济效益。 主要技术指标: 该技术利用单相β-Co制备金属陶瓷材料的思路未见其他报道,所采用的所有原材料均为自有技术制备的微纳米粉体。 (1)微纳米球形单相β-Co粉:平均粒度0.2μm,纯度大于99%。 (2)微纳米碳氮化物粉:WC、Ti(C,N)、(Cr,V)C、(W,Mo,Ta)C固溶体粉,平均粒度0.3μm。 (3)Ti(C,N)基金属陶瓷:其抗弯强度(>1900MPa)断裂韧性(>11MPa1/2)。 (4)微纳米WC基金属陶瓷(硬质合金):抗弯强度>2800MPa,断裂韧性>13MPa1/2。
[成果] 1800220330 安徽
TM282 应用技术 陶瓷制品制造 公布年份:2018
成果简介:铁电压电智能材料在新型传感、高精度定位及医学超声和声学器件等领域具有广泛的应用。然而,传统压电陶瓷的铅含量高达60%以上,寻找可替代的绿色环保型的无铅陶瓷成为近年来电陶领域的热点之一。尽管无铅压电材料的研究水平已得到长足进步,然而一些关键性基础性的科学问题仍一直困扰着无铅材料的研发。碱金属铌酸盐具有优异的压电性能、较高的居里温度,被认为是最有应用潜力的无铅材料。可是,相比于传统铅基压电材料,其压电性能仍亟待提高,性能的热稳定性、疲劳特性以及老化性能等仍严重制约着它的应用潜力,特别是其组成中含有钾等极易挥发、潮解的材料,严重影响了这种无铅压电材料的工业化生产。针对碱金属铌酸盐无铅材料体系中存在的若干基础性科学问题,课题组利用高分辨的透射电子显微镜、高能同步辐射X射线和吸收谱等先进技术手段,探索了碱金属铌酸盐体系在两种铁电相共存区附近获得优异压电和机电性能的结构机理,总结出铌酸盐体系在相界附近极化矢量翻转的普适图谱,在国际上首次提出了一个与经典的“准同型相界(MPB)”概念相对应的“多晶型相界(PPB)”的新概念,并以此成功地揭示了具有相界特性的铌酸钾钠基无铅铁电陶瓷的压电性能具有显著温度依赖性的结构起源。这一相界概念已经被国际上若干课题组用以解释铌酸盐基压电陶瓷的相变特性。在总结铌酸钾钠基无铅材料的基础上,课题组又成功开发出一种无铅、无钾的铌酸盐基压电新材料,其压电和机电性能在一定温度范围内具有良好的热稳定性。结构精修结果表明该体系具有位于铁电三方相和四方相间的相共存区,结合原位同步辐射技术揭示了该体系相界的准同型本质。该研究成果为无铅压电陶瓷的产业化应用奠定了坚实的技术和理论基础,开拓了无铅压电材料的应用前景。迄今,已发表了关于无铅压电陶瓷材料的SCI论文共计76篇,其中关于碱金属铌酸盐基无铅压电陶瓷材料的研究论文共计52篇,其中在学科内顶级期刊Appl. Phys. Lett.(自然指数期刊)上发表论文14篇,J. Am. Ceram. Soc.(美国陶瓷协会会志)上发表论文13篇。其中8篇代表性论文SCI他引555次,单篇最高SCI他引197次。其中一篇代表性论文被评为2008年度“中国百篇最具影响国际学术论文奖”和“安徽省自然科学论文二等奖”,同时为ESI的高被引论文。开发出多种高性能的无铅压电陶瓷材料,并成功申报7项相关的国家发明专利,其中已授权5项(ZL201010046558.5、ZL201010286524.3、ZL201010286525.8、ZL200710019870.3、ZL200810025235.0)。2014年Nature Index在积极评价合肥市科研实力与贡献时特别点名指出课题组在无铅压电陶瓷方面的研究成果,被认为是合肥市2013年论文WFC的主要贡献者之一。
[成果] 1800140147 湖南
TM216.1 应用技术 陶瓷制品制造 公布年份:2018
成果简介:绝缘子是电网的重要绝缘支撑设备,运行过程中易积累污秽或产生零值、低值等劣化情况,导致污秽闪络或掉串,对电力系统的安全稳定运行构成严重威胁。电力公司采用的瓷质绝缘子检测措施均存在作业危险、效率低下、需要停电等缺陷。该项目主要解决带电状态下智能、便捷地对瓷质绝缘子劣化情况和污秽程度进行状态检测和管理的问题。 十三年来,项目团队针对现有绝缘子检测方法存在的问题:①创建了湿污绝缘子盘面和钢帽的发热模型,为绝缘子劣化及污秽度等级的红外检测奠定了理论基础;②提出了以绝缘子的盘面及钢帽温升作为表征盘形绝缘子劣化的特征量等,解决了绝缘子劣化检测红外检测盲区的问题;③提出了基于径向基概率神经网络、灰色综合关联度等人工智能算法的绝缘子现场污秽度等级识别方法;④提出了适用于绝缘子红外图像去噪、分割、特征提取的图像处理算法,降低了绝缘子热像特征不明显对检测的影响;⑤结合WebGIS、数据库等技术手段,研发了适用于绝缘子劣化或现场污秽度等级检测的成套装置或平台。 2002年起,项目团队累计申请发明专利6项,授权2项,软著6项,出版相关学术专著3本,发表学术论文50余篇,其中SCI、EI检索共17篇。项目成果获得国家重点新产品证书及长沙市知识产权转化优秀项目称号。2015年,由桂卫华院士任主任的评价小组评价为 “项目思路新颖,理论先进,创造性强” (湘电机评【2015】第005号)。2017年2月,中电联在北京组织召开了由中国电科院、重庆大学和武汉大学等单位多个专家参加的“基于红外热像和人工智能的绝缘子检测技术及应用”项目鉴定会,鉴定结论为“项目成果整体达到了国际领先水平” (中电联鉴字【2017】第20号)。 项目成果已在江西、浙江、湖南、河北等地的110kV~500kV电网大规模推广应用,效果良好。将绝缘子劣化检测成本由16元/片降至1元/片,检测效率由20~30分钟/串提高至1~2分钟/串,检测准确率由15~30%提高至85%以上,共节约相关开支5925万元,仅江西省即减少停电经济损失2800余万元,推广至全国每年可减少损失5.2亿元。为电网排查重大安全隐患,避免绝缘子污闪、掉串等事故的发生,提高了电网安全稳定运行水平,保障了人民生活和工农业生产的可靠供电,取得了显著的经济和社会效益。
[成果] 1800140280 河南
TM216.5 应用技术 陶瓷制品制造 公布年份:2018
成果简介:国家电网公司在特高压工程建设的规划中提出,中国将加快特高压交流同步电网建设,同时带动超、特高压开关的持续发展与投入。电力市场对超高压及特高压产品需求激增。超高压及特高压气体绝缘复合套管,作为气体绝缘金属封闭开关设备和罐式六氟化硫断路器中的重要元件,用于超、特高压电力系统中,将电流引入或引出开关设备,并将高低电位隔离。复合套管具有不易破碎、抗震性能优异、耐污闪、冰闪等诸多优点,已经得到大多数用户的认可,应用前景广阔。研制出超高压及特高压气体绝缘复合套管,对于支持超高压及特高压电网系统发展、促进行业技术进步,具有重要意义。 该项目研制内容主要包括电气性能研究、机械性能研究、新材料配方、新工艺研究等。形成了如下创新点: (1)在电场技术、绝缘性能研究方面,总结出复合套管电场优化方法及结构设计方案。 (2)力学性能、抗震性能研究方面,提出能够耐受强机械载荷的优化方案与设计理念。 (3)研制出通流容量大、接触压力大、载流时间久的主导流结构。 (4)研制出满足严酷自然环境的复合材料,确定了最佳硫化工艺,探寻出最佳粘接方案。 (5)掌握了大尺寸复合绝缘子伞裙护套注射成型核心工艺。 该项目产品在国家高压电器质量监督检验中心进行了型式试验,通过了中国机械工业联合会组织的新产品新技术鉴定验收,通过了河南省科技厅组织的科学技术成果鉴定。鉴定验收委员会形成了鉴定意见。认为该项目产品拥有完全自主知识产权,设计合理、技术先进,研究成果整体达到国际领先水平。该项目产品包括550kV、800kV、1100kV电压等级气体绝缘复合套管。产品已在浙中1000kV变电站新建工程、福州1000kV变电站工程、锡盟-山东等特高压工程,西安南800kVGIS变电站、贺兰山750kV变电站主变扩建等多个超高压工程中投运。投运以来性能稳定可靠,运行情况良好,满足了超、特高压交流输电的要求。
[成果] 1800130233 北京
TM216 应用技术 陶瓷制品制造 公布年份:2018
成果简介:项目属于高电压绝缘领域。瓷/玻璃绝缘子现场涂敷防污闪涂料是提高输变电设备外绝缘配置的主要措施之一,但众多疑议和问题长期困扰该项措施的实施,包括现场涂敷质量和运行寿命不稳定、涂层积污严重以及研发期间逐步发现的盘形绝缘子陡波性能下降、玻璃绝缘子小电弧自爆、自爆玻璃件不易脱落等,使之难以被工程设计、基建环节所接受,导致不宜使用全有机材质复合绝缘子的输变电设备的外绝缘配置难题。项目首次提出采用浸涂等工厂化生产工艺,将传统的瓷/玻璃绝缘子与高性能防污闪涂料相结合,制造兼具有机材质和无机材质绝缘子优势的工厂复合化绝缘子,以解决工程设计、基建环节的配置难题。 创新点: ⑴研发了自洁性防污闪涂料并开展了持续2年的户外带电积污试验,验证了自洁性降低绝缘子积污量的显著效果,且自洁性与憎水性实现良好兼顾。 ⑵提出并实验验证了玻璃绝缘子小电弧自爆机理及防治措施,澄清了防污闪涂层并非小电弧自爆诱因,但高性能涂层的隔离作用可有效抑制自爆的发生。 ⑶针对涂层阻碍自爆玻璃件脱落、不利于发现缺陷的负面作用,提出并实验验证了避免玻璃绝缘子涂层的连续性、适度增大无涂层区域面积并使上下表面无涂层区域正向对应的解决方案。 ⑷针对涂层降低盘形绝缘子陡波性能的负面作用,提出并实验验证了合理增大涂层与陡波易击穿区域的距离及适度调整涂层配方2条解决途径。 ⑸提出了绝缘子的防污闪性能、小电弧自爆性能、自爆玻璃件脱落性能、陡波性能等影响因素的重要性排序原则,并基于工厂化条件下涂层厚度和涂敷区域的精确控制,实现各项性能的兼顾、优化和提升,开发了高综合性能的工厂复合化绝缘子。 ⑹研究、推荐了工厂复合化绝缘子配置原则,为产品全面、规范应用于工程设计、基建环节奠定了基础。 项目持续十年专注于技术细节并落实于实际产品,已全面应用于7条特高压直流工程,直接产值3.9亿元,有效提高了华北和北京的清洁能源远距离输电通道的配置和运行水平。近年来产品已获得国际认可,截至2015年超过100万片绝缘子应用于意大利、美国、沙特阿拉伯等国家。项目知识产权7项,国网冀北公司一等奖1项,《中国电力》论文2篇,并首次制订产品行业标准。 项目为突破传统的瓷/玻璃绝缘子和防污闪涂料的配置限制奠定了基础,为输变电工程设计和基建环节的外绝缘配置提供了高综合性能的新选择。中国电机工程学会鉴定意见:研究成果整体达到国际领先水平,具有良好的经济、社会效益和推广应用前景。
[成果] 1800240298 江苏
TM282 应用技术 陶瓷制品制造 公布年份:2018
成果简介:“智能材料新兴前沿领域创新和产业化”是国家十三五规划明确支持的战略性新兴产业,是“中国制造2025”五大工程的重要支撑。特别是高端装备创新工程对结构多功能、高性能提出了更加苛刻的要求,结构智能化成为了先进结构发展急需的关键技术。压电材料因其兼顾传感和驱动性能,具有频带宽、功耗低等特性,在智能结构设计与制造领域具有举足轻重的作用。然而因材料组份与器件结构形式、驱动和传感的非线性特征、机电能量转换操控单元等多因素对机电能量转换效率的影响规律复杂,造成了现阶段压电智能结构机电转化效率低、应用难。 项目历时10余年,在国家973、863等资助下,攻克了压电智能结构机电耦合性能弱、能量转换效率低的难题,构建了从材料器件开发,到能量转换模型建立,再到能量转换操控单元性能提升的理论体系。创新成果如下: 1.揭示了聚偏氟乙烯、含金属芯压电纤维等柔性压电器件微观结构与电学性能的构效关系,建立了机电耦合性能、几何形状、工作模式可调控的材料与功能器件的设计理论与制备工艺,攻克了聚偏氟乙烯等压电性能不足的难题,拓宽了压电材料在柔性、曲面、各向异性等智能结构上的应用。提出了高压电性能铌酸钾钠体系无铅压电陶瓷的制备方法,奠定了未来压电材料无铅化的基础。从材料器件的源头,提升了压电智能结构的机电耦合性能。 2.建立了含金属芯压电纤维方向性的传感理论,发明了增强型PI和Maxwell的非对称迟滞模型和驱动补偿方法,解决了传统模型中参数多、识别难、精度低的难题,构建了表征各向异性、非线性等特征的压电器件传感-驱动模型。建立了压电智能结构的非线性机电能量耦合模型,揭示了操控单元参数对能量转换的影响规律。提供了从压电器件到智能结构应用的理论桥梁。 3.建立了基于同步电压切换的非线性能量操控理论,实现了利用正逆压电效应的双向能量操控方法。发明了非对称能量操控方法,实现了压电器件非对称本征特性的充分利用,使能量操控效率提高2倍以上。提出了基于多自由度系统内共振现象的升频能量转换方法,攻克了压电智能结构低频能量转换效率低的难题。开辟了压电智能结构能量转换优化的新途径,解决了能量操控系统功耗大、机电转换效率低的难题。 在科学出版社出版专著1部,获学科全国优博论文1篇,省优秀硕士论文2篇。发表SCI论文60篇,SCI他引668次,其中8篇代表作SCI他引244次,他引作者包括多位智能材料与结构的创始人、院士和学会会士等,多次被评价为“提出的方法可以显著提升性能”、“方法最稳定、最简单”等。已授权发明专利20项。项目组成员获得国家千人计划、教育部长江学者、国务院特殊津贴、ASME会士等。在重要国际学术会议上做大会主席、大会/特邀报告等40余次。成果应用于VALEO、Delphi、BOSCH、Siemens等全球领先的科技企业。此外,在航天五院、623所等单位典型型号上获得应用验证,推动了智能结构的发展与应用。
[成果] 1800220377 安徽
TQ171.733 应用技术 玻璃及玻璃制品制造 公布年份:2018
成果简介:电子玻璃基板是信息显示产业关键性基础材料,研发和生产主要集中在美国、日本,市场和技术被美国康宁(Corning)、日本旭硝子(AGC)、电器硝子(NEG)和安瀚视特(AvanStrate)等国外公司高度垄断。随着平板显示行业向大尺寸、轻薄化和柔性化发展,基板玻璃制造技术难度随之增大。近两年中国总计投资建设13条G8.5 LCD显示面板生产线,基板玻璃市场需求达1.5亿平米,G8.5及以上基板完全依赖进口,严重制约显示产业发展。为实现国内平板显示行业关键材料国产化,基板玻璃产业被中国电子信息产业集团有限公司列入一号系统核心组成部分,是彩虹集团公司战略性发展产业,彩虹显示器件股份有限公司将其列为2015-2018产业发展规划中重大科研攻关项目,也是平板显示玻璃工艺技术国家工程实验室"重点发展G8.5高世代液晶基板玻璃产业技术"的重要任务。该项目基于彩虹自主研发的G5/G6基板玻璃产业化成熟技术,以改善和提升企业运营能力,完善产品结构和扩大市场占有率为目标,自主研发G7.5 TFT-LCD基板玻璃产业化技术。通过突破大引出量、大吨位窑炉、通道等熔解关键技术,实现低缺陷、宽板幅、高品质的基板玻璃生产,提升产线产能和产线盈利能力。G7.5基板玻璃技术的成功实现,是彩虹进入G8.5及以上更高世代基板玻璃产业迈出最为关键的一步,为彩虹未来形成更强的市场竞争能力奠定扎实基础。该项目创建了G7.5基板玻璃窑炉、成型物理模拟与数值仿真技术,开发了大流量、低缺陷、宽板幅、高平整度玻璃基板制造关键技术,实现了国内首条G7.5 TFT-LCD玻璃基板(2150×1950mm)规模量产。项目技术可应用于改造现有G6生产线,使玻璃基板引出量从10吨/日提升至16.8吨/日,大大降低生产成本,增加产品市场竞争力,建成的G7.5 TFT-LCD基板玻璃产线相比原有的G6产线效率提升60%,提高了企业经济效益,预计年销售收入1.3亿,可创造经济效益超3000万元。项目成果-G7.5产线生产的TFT-LCD基板玻璃已得到用户认证,并与南京中电熊猫液晶材料科技有限公司形成批量销售。该项目率先建成的国内首条G7.5液晶基板玻璃生产线,填补了国内空白,丰富了产品结构,提升了企业经营效果,保证了中国平板显示产业链安全。该项目形成的技术可全面推广至企业G6产线全面改造,形成可观的经济效益;该项目形成的大引出量、宽幅高平整度等关键技术可推广应用至G8.5以上基板玻璃技术研发及产业化,有效缩短高世代基板玻璃产业化研发周期,降低技术风险。项目形成的配方、关键材料、低缺陷精密控制工艺等技术可发展应用至LTPS/OLED高分辨率显示用基板玻璃产品的开发和产业化中,有效加速高端显示用玻璃基板产业化进程。
[成果] 1900010668 广东
[TQ171.72, TQ171.68] 应用技术 玻璃及玻璃制品制造 公布年份:2018
成果简介:我国近年平均年产玻璃6. 5亿重量箱,其中83%是用作建筑玻璃,长期以来我国建筑门窗幕墙因大量使用的普通玻璃,对太阳能的总透射比高达80%~90%,造成建筑环境普遍过热、空调能耗急剧升高的问题十分突出,对建筑节能构成了严峻挑战。该技术在国家“十二五”科技支撑计划、粤港关键领域重点突破项目、广东省科技计划等项目支持下,经过机理分析、工艺研发、装置研制、标准编制等一系列工作,取得了建筑玻璃涂膜隔热技术的重大突破。针对建筑玻璃隔热方式,建立了一套基于红外吸收机理的玻璃涂膜隔热技术体系,突破了玻璃隔热和采光相互对立的技术瓶颈,实现了玻璃隔热性能大幅提高。主要发明点包括: 1、发明了玻璃隔热涂膜用隔热架料制备技术: 针对建筑涂膜玻璃用的隔热浆料制备,发明了ATO (氧化锡锑)隔热浆料及其制备方法,制备了掺Yb (镱)ATO隔热浆料,并根据胶体稳定性理论和空间位阻理论提出了隔热浆料多级协同分散技术,突破了红外热吸收粉体在隔热浆料中分散均匀性和稳定性技术瓶颈,使浆料内隔热粒子保持平均粒径≤50纳米,处于光谱选择性透过和红外吸热的最优状态,解决了针对太阳辐射热光谱位于1000纳米波段热能的高效吸收的技术难题,使透明涂料保持可见光透光率60%以上时涂膜玻璃隔热性能提高了21.5%。 2、发明了隔热浆料用超细粉体的制备和玻璃涂膜成型技术: 针对隔热涂膜玻璃用的隔热粉体,发明了铯钨氧化物超细粉体的制备方法,提出了醇热法低温制备隔热粉体的新技术,使加工周期由72小时缩减为12小时以内,显著降低了透明隔热涂料的生产成本。针对透明隔热涂料涂布提出了隔热涂膜玻璃的滚涂成型技术,通过采用刻纹胶辊和镜面铬辊的组合技术,解决了透明隔热涂层影像缺陷问题,实现了隔热涂膜玻璃的质量控制和产业化。 3、发明了玻璃透明隔热涂层贴膜制品的制备技术: 针对玻璃隔热贴膜制品的制备,基于该成果发明点1取得的隔热浆料,通过解决隔热浆料与胶粘剂相容性问题,实现了与普通透明玻璃贴膜一体化复合成型,进而发明了基于透光隔热涂层技术的玻璃隔热贴膜,可使玻璃贴膜后的可见光透过率保持为70%时,太阳辐射红外热的阻隔率可达95%。 该技术为国内外建筑节能行业提供了一种新型的高性价比的节能玻璃新技术,相关产品已销往卡塔尔、泰国、菲律宾、印尼、德国、加拿大等国家,在我国北京、浙江、江苏、广东、香港等地得到大量工程应用。近三年完成单位新增产值达3亿元人民币,生产建筑隔热涂膜玻璃约375万平方米,使得近1500万平方米建筑受益,按夏热冬暖地区建筑节能设计标准采用DeST模拟测算可节省空调能耗约3亿kwh。 已获授权的国家发明专利13项,实用新型专利3项,编制了3部国家和行业标准,获广东省科技进步奖一等奖。
[成果] 1900010051 四川
TQ171.721 应用技术 玻璃及玻璃制品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属无机非金属材料领域,涉及高强超薄碱铝硅酸盐屏幕保护玻璃规模化生产成套关键技术及其在信息产业中的应用。 触控屏显示操作便捷,信息内容丰富,被广泛应用于各类电子产品。无论何种触控技术,屏幕保护是必不可少的关键保护部件。可化学强化的超薄碱铝硅酸盐玻璃,具有轻薄化、耐冲击、抗划伤等特性成为屏幕保护材料首选。 2007年美国康宁公司的溢流法“大猩猩(Gorilla)”玻璃面世,成功用于iPhone手机屏幕保护,其为耗用大量铂铑贵金属材料制备的Al2O3≥17%wt经化学强化的碱铝硅酸盐玻璃,至今应用兴盛不衰,使用领域不断拓展。随后日本旭硝子和德国肖特公司用浮法相继制备出同类产品,并投放市场。国外公司对技术和产品封锁与垄断,该项目开发前,中国仅能生产Al2O3含量≤1.5wt%普通超薄浮法钠钙玻璃,无法满足高端屏幕保护玻璃要求,产品不得不依赖进口。 该项目敏锐地意识到超薄碱铝硅酸盐玻璃将成为新兴玻璃品种,应用前景广阔,为改变受制于人的被动局面,决定自行立项开发。首先遇到是国外公司专利布局设置技术壁垒,挤压了该类玻璃创新空间;另外Al2O3熔化温度高,给高品质玻搞的熔制、澄清与拉薄成形等带来系列难题。面对巨大阻力和困难,该项目历经近10年产学研刻苦攻关和生产实践,取得以下创新成果: 在揭示成份、结构及原料等对理化工艺性能影响作用规律的基础上,发明满足屏幕保护要求并造应浮法制备工艺的含锆碱铝硅酸盐玻璃化学组成与配方;开发出“双热点”高效熔化及澄清技术与控制软件,获得低微缺陷优质玻璃液;发明稳定玻璃带成形方法和保护气体与锡液净化装置,开发出“类等比拉薄”成形技术与控制软件;开发了高效长寿命及抑菌功效的化学强化技术,提高和增强了产品竞争实力。 将上述技术转化并进行了设备开发,整体技术于2012年5月建成中国首条年产量780万平米生产线,单线产能全球第二。可稳定量产高端屏幕保护所需厚度0.3-1.1mm系列玻璃产品。产品品质达到国外著名公司同类产品先进水平,其化学强化后表面压应力、维氏硬度及可见光透过比等更优。 2013年3月产品首次通过用户认证,现扩至35家,已向国内华为、小米、欧菲光、伯恩等知名公司稳定供货,并批量出口韩国LG公司,产品面世彻底改变了屏幕保护玻璃市场格局,迫使国外产品逐年降价。光电子行业协会出具的数据表明,2017年该项目产品市场占有率达国内第一,世界第二,仅次于美国康宁公司。近三年新增销售额35.99亿元,新增利润3.41亿元,为产业链下游企业节汇约21.8亿美元,经济和社会效益十分显著。 该项目获授权发明专利32项、软件著作权3项、实用新型专利56项,荣获2015年四川省科技进步一等奖。由两院院士组成的专家鉴定结论为:“总体技术达到国际先进水平”。该项目打破国外技术封锁,提升了国内企业的核心竞争力,对显示产业健康与跨越式发展起到重要推动作用。
[成果] 1800170097 浙江
TM216.4 应用技术 玻璃及玻璃制品制造 公布年份:2018
成果简介:建设以特高压电网为骨架的坚强智能电网,对于推动中国电力工业创新、保障国家能源供应和能源安全具有重大战略意义。钢化玻璃绝缘子具有"零值自破"、使用命寿命长、不需要检测维护等特点,成为高压、超高压和特高压输电线路关键部件。在特高压电力输送线路建设中,为提高电力线路的输送能力并减少能量损耗,提高安全系数,简化线路连接,减少运行维护成本,急需发展高强度等级(又称大吨位)钢化玻璃绝缘子。然而,高强度钢化玻璃绝缘子尺寸大、形状复杂,其技术难度很大,核心技术及产品长期被法国、意大利等国的大公司垄断。 项目在国家863计划、省重大科技等项目支持下,经过多年的产学研联合攻关,重点突破低损耗玻璃材料设计及性能调制、产品结构模拟与创新设计、生产关键装置研制三大核心技术,解决玻璃绝缘子强度等级低、抗污闪能力差、合格率低等问题,开发出系列大尺寸、高强度等级钢化玻璃绝缘子(最高强度达到900 kN,最大公称结构高度和盘径分别为300mm和410mm),实现规模化稳定生产。项目获授权发明专利4项,实用新型和外观专利25项,制定浙江标准1项。产品通过中国电力企业联合会鉴定,处于国际先进水平,其中超高强度等级(特大吨位)840(900)KN钢化玻璃绝缘子处于国际领先水平。 主要科技创新点:(1)发明了低损耗玻璃材料设计与性能调制方法,提高材料介电和机械性能,改善玻璃熔制、成型等工艺特性,满足高强度等级玻璃绝缘子制造要求;(2)创新设计出钟罩型、双伞型、三伞型等独特玻璃件结构,发明了玻璃绝缘子防污闪与金属附件防腐技术,提高绝缘子机械强度、耐受电压、抗污闪能力和服役可靠性;(3)发明了均质钢化、快速冷却成型、联动组装等关键装置,解决异形、大尺寸、结构复杂玻璃件成型困难、钢化应力分布不均等技术难题,实现高强度等级钢化玻璃绝缘子低成本稳定生产。 项目成套技术实现应用,建立高强度钢化玻璃绝缘子生产线,产品在国家电网和南方电网1000kV交流输电线路、±800kV直流输电线路工程广泛应用,并出口印度、巴西、阿尔及利亚等地,近3年新增销售收入50418.14万元,新增利润4304.39万元。项目促进了新型功能玻璃产业升级和可持续发展,为中国特高压技术及智能电网建设奠定了坚实基础,为中国推进实施“西电东送”、“一带一路”等重大战略提供了重要支撑。
[成果] 1700520382 上海
TQ171.735 应用技术 玻璃及玻璃制品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于玻璃与非晶无机非金属材料领域。该项目发明了动态除羟基和除杂质的磷酸盐激光钕玻璃连续熔炼技术,系统解决了磷酸盐钕玻璃连续熔炼过程中羟基和痕量杂质难以消除、耐火材料和电极易受侵蚀等技术难题;发明了激光钕玻璃元件新型包边胶和大尺寸钕玻璃包边技术。解决了包边剩余反射率难以降低、包边附加应力超标、包边胶在高功率氙灯泵浦光辐照下易老化脱落等技术难题。包边实现了剩余反射率小于10-4、通光口径内无明显附加应力、在线使用4000余发次无失效;发明了大尺寸钕玻璃批量制造线中的高效高可靠检测技术。建成了具有中国特色的首条大尺寸磷酸盐激光钕玻璃连续熔炼批量制造线,形成了年产1200片大尺寸磷酸盐激光钕玻璃的批量制造能力。该项目获授权发明专利9项,制定行业标准8项(已获批3项),发表论文55篇。该项目打破了西方发达国家对中国激光钕玻璃的技术封锁和产品禁运,满足了国家激光聚变科技重大专项等的迫切需求。累计已生产的1100余片激光钕玻璃,在神光系列装置、5拍瓦(1015W)超强超短激光器、军事及工业激光器等领域得到重要应用,效果显著,项目成果还应用于发达国家的大型钕玻璃激光装置。近三年新增销售额1.72亿元、利润2814万元,取得了显著社会和经济效益。
[成果] 1900010583 北京
TQ171.734 应用技术 玻璃及玻璃制品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属无机非金属材料领域,涉及红外玻璃材料制备技术与设备及应用。 红外技术在国防领域具有重要应用价值,被称为战争中的“第三只眼”,近年来已扩展到航空航天、船舶车辆、安防监控等多个民用领域。红外玻璃是红外光电系统关键材料,具有光学均匀性好、折射率温度系数低、理化性能稳定等特点。为满足新型红外光电系统大视场、共光路、高分辨、无热化的设计需求,异形、大尺寸、高均匀及工程化制造成为红外玻璃的发展方向和研究热点。 目前,我国红外探测、红外制导、非制冷热成像等红外技术对Φ≥250mm中波红外整流罩、500×500mm以上中波红外光窗、光学均匀性优于1×10-4的长波红外透镜等产品应用需求迫切。但是,红外玻璃制备具有很强的工艺特殊性:组分稳定性难以控制,熔制过程极易受到羟某等环境因素影响,制品成型易析晶、氧化。国内红外玻璃工程化制备技术落后于世界领先水平,大尺寸、高均匀熔制与近净成型等核心关键技术尚未取得突破。因红外技术的军事敏感性,欧美国家均对我国实行技术封锁,高品质红外玻璃对我禁运。大尺寸、高均匀红外玻璃缺失及其工程化制备技术落后,制约了我国机/舰载综合光电探测、超音速导弹导引、车载夜视、智能安防监控等红外系统研发与装备发展。 受国防现代化、红外技术发展与市场需求的牵引,该项目历经十余年研发,攻克了大尺寸、高均匀、近净成型红外玻璃工程化制备成套技术,发明点如下: (1)揭示了中波红外氧化物玻璃中羟基的结合状态与红外吸收的相关性及影响规律,发明了真空负压熔制技术及相关设备,实现了Φ250mm球罩和600×500mm光窗等大尺寸、高均匀中波红外氧化物玻璃的工程化熔制,玻璃中羟基含量﹤10ppm,波长3μm的红外透过率>85%。 (2)系统研究了熔制压力和气氛对长波红外硫系玻璃组成一致性和红外透过的影响,发明了气体正压熔制技术及相关设备,突破了硫系玻璃传统熔制方法对尺寸、均匀性的限制,工程化生产的硫系玻璃尺寸达到200×200mm,光学均匀性达到3.45×10-5。 (3)基于红外玻璃粘温特性、析晶动力学和成型工艺的相关性研究,发明了中波红外氧化物玻璃旋压成型技术、长波红外硫系玻璃气氛保护漏料模压成型技术,实现了大尺寸、高均匀红外玻璃制品的高温近净成型。 该项目从应用技术研究、装备开发到产品应用,完成国家及省部级项目8项,制定军用标准2项,专家评价认为:技术和设谷备具有原创性和自主知识产权,为高性能红外玻璃的制备提供了新工艺。该项目成果全部转化,建成年产中波红外氧化物玻璃15吨、长波红外硫系玻璃20吨的生产线,红外光窗、整流罩、透镜等产品在多个国防重点型号及红外技术领域批量应用,近三年完成单位与应用单位新增销售额达到4391.8万元和6.17亿元。相关成果获授权国际专利1项、国防专利1项、国家发明专利15项,发表论文15篇,获得建筑材料科学技术发明一等奖1项、国防科技进步二等奖1项。
[成果] 1900010521 浙江
TQ171.721 应用技术 玻璃及玻璃制品制造 公布年份:2018
成果简介:资源、能源的短缺和环境污染是人类面临的共同难题。随着人们对舒适度的追求和我国城镇化的快速推进,建筑能耗已占全社会总能耗25%以上,约一半通过窗玻璃散失,受到全社会的极大关注,建筑节能已成为我国迫在眉睫的战略任务。通过在玻璃表面制备功能薄膜,获得的低辐射、阳光控制等节能玻璃是国际公认的建筑节能新材料,被国家发改委规划为战略性新兴产业重产品。项目组在国家和省部级项目的持续资助下,针对世界三大浮法玻璃生产技术之一的中国“洛阳浮法”工艺特点,首创退火窑内制备氧化物薄膜的技术路线,以“高效率、高性能、高均匀”为主攻方向,历经十余年攻关,实现了中国特色功能镀膜玻璃产业化技术和关键装备的重大突破。主要发明点如下: 1、发明了浮法玻璃移动表面薄流层快速沉积方法,实现了微纳结构氧化物功能薄膜的高效制备。揭示了常压化学气相沉积工艺参数与薄膜微观结构之间的内在联系及薄膜形成机理,通过强化薄流层气相反应过程的可控爆发性形核,发明了浮法玻璃移动表面快速沉积氧化物薄膜的方法,实现了沉积速率高达45nm/s的微纳结构SnO2薄膜高效制备,超越国外同类技术。 2、发明了浮法在线原位掺杂和多层复合调控技术,设计开发了系列功能镀膜玻璃新产品。揭示了F及Sb原位掺杂、微纳结构因子H、多层复合界面渗透的作用规律,提高了薄膜的载流子浓度和电导率,针对我国不同地域对保温、隔热、装饰的不同需求,设计开犮了高透低辐射、遮阳低辐射、阳光易洁等系列镀膜玻璃新产品,辐射率达到0.13,实现了我国氧化物节能镀膜玻璃产品从无到有的突破。 3、发明了浮法退火窑内在线制备氧化物功能薄膜的核心装备,创新镀膜尾气回收等配套技术。针对浮法退火窑内温度低、气流场紊乱等问题,发明了薄流层线性多通道在线镀膜反应装置、退火窑镀膜环境成套调节装置、镀膜原料尾气回收、在线实时监测与闭环控制等核心装备和成套技术,解决了氧化物薄膜大面积均匀稳定制备的世界性技术难题,镀膜成本低至0.95元/m2,国内同类产品市场占有率60%,实现了低成本规模化制备。 已获授权中国发明专利15项,美国发明专利1项,发表学术论文30篇。经建材联合会鉴定认为“综合技术的整体水平居于国际领先”、“实物质量达到国际同类产品领先水平”、“解决了膜层干涉着色,大面积颜色均匀性很难控制的世界性技术难题”。牵头和参与制订国家、行业标准7项,获浙江省科技发明一等奖和建筑材料联合会一等奖各1项。已在国内8条浮法玻璃线累计生产功能镀膜玻璃超2亿平方米,已在上万项建筑中应用,产品还出口欧美等国家和地区,技术和装备还出口到伊朗等国家。近三年新增销售额13.8亿元,新增利润1.22亿元。打破了国外专利限制和产品垄断,实现了中国“洛阳浮法”工艺技术的一次重提升和超越,对我国建筑节能战略的实施做出了突出贡献。
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