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懸賞金額：10萬元 發榜企業：深圳市豪龍新材料技術有限公司  需求領域：精細化工 產業集群：先進材料產業集群 技術關鍵詞：光刻樹脂; 光刻膠; 特種硅樹脂; 高性能硅橡膠; 紫外光固化技術

鋁及其合金是工程應用最廣泛的結構材料之一。傳統的鋁合金零件通過鑄造、鍛造和粉末冶金等方法制造，與這些傳統制造過程相關的工具設備增加了制造成本和交付周期。3D打印技術由于為制造設計提供了豐富的自由度而廣泛應用于工程零件的制造。現有3D打印技術中，選擇性激光熔化（SLM）是發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量的金屬適合該種工藝，且具備滿足要求的密度、微觀結構和強度。 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、中車工業研究院有限公司等單位合作通過對合金元素進行調控和熱處理工藝的探索，發展了一種適用于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》在線發表。 在該項工作中，研究人員設計了一系列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生熱裂紋，平均裂紋密度隨Mg含量的增加而增大。發現在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構，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，研究人員設計了一種新型合金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TEM圖像：（a1-2）合金4的胞狀結構；（a3-4）合金的柱狀結構；（b1-5）合金（b2）的胞狀結構是（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計方法和熱處理工藝，推動了SLM制造技術的工程應用。

本成果針對鎂合金生產與應用過程中的關鍵問題，成功開發了鎂合金目標 產品的集成應用技術和循環利用技術，打通了目標產品的合金開發、產品設計、 材料加工、產品生產、產品應用和合金廢料返回利用的整個技術鏈條和循環過程。 主要創新成果為：1）發明了一批高品質鎂合金。2）開發和發明了高質量鑄造產 品高效環保加工技術和成套的型材擠壓技術，成功制備了世界上最大規格的中 空型材；大幅度提高了鑄件的成品率。3）首次創新開發了 “重質夾雜逆向自凈 化”的“反向"過濾技術和成套裝備，攻克了過濾精煉能力快速衰減的國際難題。 4）建立了鎂合金材料及產品服役性能數據庫，開發了專家預測系統及先進的鎂 產品開發技術系統，建成了國內外第一個綜合性的“鎂合金材料替換設計及產品 應用技術開發平臺"，解決了鎂產品推廣應用中新材料和新產品脫節的瓶頸問題。 成功開發了 200余款（種）鎂合金及鑄造產品、300多種規格高品質鎂合金 管型材和兩大系列鎂合金氣體保護熔鑄和廢鎂回收再生裝備，已在1000多萬輛 汽車得到成功應用，并已成功裝備軌道交通工具及軍工關鍵裝備上。節能效益非 常明顯，創造了顯著的經濟效益和社會效益。

本項目針對實際生產中存在的鋁合金機匣變色、耐磨性不夠高等困擾企業多 年的技術難題，經過工藝改進和優化，開發出了納米尺度陽極氧化新技術，解決 了鋁合金機匣變色的技術難題。近5年來，采用納米陽極氧化新技術處理的鋁合 金機匣40余萬件，產生直接經濟效益1200萬元，每年節約成本200萬元。同時, 在節能排放方面產生了巨大的社會效益。

項目所涉研究公開了大量植物化學物，如姜黃素及其代謝產物四氫姜黃素、花色苷及其代謝產物原兒茶酸、鞣花酸及其代謝產物尿石素A以及甜菜苷等于防治過敏性氣道疾病方面的良好改善效應。其中尿石素A與四氫姜黃素相關研究現已獲國家專利授權(專利號:ZL202210101559.8，ZL201810569066.0)。上述植物化學成分經研究均可緩解過敏性氣道疾病小鼠氣道病變程度，顯著改善氣道炎癥反應，并調節氧化應激及 Th細胞比例失衡狀態，表現出良好的防治過敏性氣道疾病效應，未來可應用于開發相關藥物或營養補充劑。

本發明公開了一種芳香化合物催化加氫制備環己基化合物的方法，包括：將芳香化合物、溶劑和氮摻雜的介孔碳負載的納米金屬催化劑置于加氫反應容器中，反應容器內氫氣壓力為0.1Mpa～10MPa，反應溫度為30～250℃，催化加氫完成，得到環己基化合物。本發明采用氮摻雜的介孔碳負載的納米金屬催化劑，催化活性高，且環己基化合物的選擇性均在97％以上，且反應條件容易控制，后處理簡單，適于工業化生產。

本發明公開了一種具有抗癌活性的化合物及抗癌組合物。所述化合物為一氧化氮(NO)供體化合物，具有抗癌活性，能應用于制備抗癌藥物。所述抗癌組合物為本發明提供的化合物其作為輔藥與化療藥物組合，誘導腫瘤細胞凋亡，增強其抗腫瘤活性的應用。

成果創新點 發展綠色友好反應體系，通過核心過程的耦合，實現關 鍵中間體 HMF 百噸級生產新工藝研發與中試；開發了基于 HMF 下游新型聚合單體的高選擇性合成，實現合成呋喃聚合材料 單體的高效催化氧化新工藝，在提高反應濃度的同時提高了 產物收率及選擇性，降低反應成本及三廢排放；開展并制備 了呋喃基聚合材料，同時對材料的結構調控及結構性能關系 進行研究，呋喃基聚酯材料 PEF 表現出優于石油基材料 PET

發展綠色友好反應體系，通過核心過程的耦合，實現關鍵中間體 HMF 百噸級生產新工藝研發與中試；開發了基于 HMF 下游新型聚合單體的高選擇性合成，實現合成呋喃聚合材料單體的高效催化氧化新工藝，在提高反應濃度的同時提高了產物收率及選擇性，降低反應成本及三廢排放；開展并制備了呋喃基聚合材料，同時對材料的結構調控及結構性能關系進行研究，呋喃基聚酯材料 PEF 表現出優于石油基材料 PET的結構性能。 主要產品預期可實現參數指標：1） 建成千噸級呋喃基新材料單體 FDCA 產業化示范工程，單體 FDCA 純度達到聚合級，生產成本控制在 15 萬/噸以內； 2）建立呋喃基新材料產品質量標準和性能評價標準，對比傳統聚酯材料隔水性能提高 2 倍，隔氧性能提高10 倍； 3） 進行呋喃聚酯、聚酰胺材料工程應用實驗，完成 1-2 項終端應用產品設計開發。