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日前，天津大學(xué)成功打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)“試錯(cuò)法”局限，取得了開(kāi)發(fā)重要化工催化材料的新進(jìn)展。該校新能源化工團(tuán)隊(duì)通過(guò)合金催化劑“孤立度”描述符的構(gòu)建，只需向程序輸入催化劑結(jié)構(gòu)參數(shù)，就能實(shí)現(xiàn)烷烴脫氫催化劑“一鍵篩選”。

本發(fā)明公開(kāi)了一種鈦鋁合金超細(xì)粉末的制備方法，其技術(shù)方案是選擇成分達(dá)標(biāo)、直徑3mm和6mm的鈦鋁合金棒材作為原材料，采用脈沖電火花加工機(jī)，在合適的脈沖寬度和脈沖間隔參數(shù)下，于液氬中對(duì)鈦鋁合金棒材進(jìn)行一次加工得到鈦鋁合金超細(xì)粉末，而后采用真空低溫干燥得到純凈的鈦鋁合金超細(xì)粉末。鈦鋁合金超細(xì)粉末廣泛的應(yīng)用于鈦鋁合金粉末冶金制備行業(yè)，鈦鋁合金材料廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、冶金等。

本發(fā)明公開(kāi)了一種核殼型合金納米顆粒的制備方法。該方法包 括：使用有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑在氧化物基底表面生長(zhǎng)出自組裝單分子層。 隨后在生長(zhǎng)有自組裝單分子層的基底表面通過(guò)原子層沉積生長(zhǎng)一種金 屬核心，接著在金屬核心上通過(guò)原子層沉積選擇性地生長(zhǎng)另一種包覆 核心的金屬殼層。該方法可以通過(guò)調(diào)節(jié)原子層沉積的生長(zhǎng)循環(huán)次數(shù)控 制核心尺寸與殼層厚度，以及核與殼的合金成分比例。按照本發(fā)明使 用的基底改性方法實(shí)現(xiàn)核殼結(jié)構(gòu)合金顆粒的制備，由于采用了原子層 沉積的工藝，因此對(duì)于生長(zhǎng)的核殼結(jié)構(gòu)合金顆粒能夠達(dá)到納米級(jí)的可 控性。并且基于

當(dāng)金屬材料內(nèi)部的晶粒尺寸減小至納米尺度，材料的強(qiáng)度將依Hall-Petch關(guān)系大幅度提高。但當(dāng)納米晶金屬塑性變形時(shí),位錯(cuò)變得極難在如此小的晶粒內(nèi)部保留下來(lái)，導(dǎo)致材料喪失應(yīng)變硬化能力，很容易發(fā)生塑性變形局域化而失穩(wěn)。

（專利號(hào)：ZL 201410632592.9） 簡(jiǎn)介：本發(fā)明公開(kāi)了一種低溫?zé)Y(jié)制備含Mg鋁合金的新方法，屬于鋁合金制備技術(shù)領(lǐng)域。該制備方法包括納米晶第二相前驅(qū)體的制備、球磨混合制備含Mg的鋁合金粉末、低溫?zé)釅簾Y(jié)鋁合金制品以及燒結(jié)鋁合金制品的脫模四個(gè)步驟。該方法有效避免了含Mg的鋁合金常規(guī)制備過(guò)程中Mg燒損及設(shè)備和環(huán)境污染等問(wèn)題，同時(shí)具有燒結(jié)溫度低和可一次近成形制備復(fù)雜零件的效果。本發(fā)明制備的含Mg的鋁合金中第二相顆粒細(xì)小、彌散增強(qiáng)效應(yīng)佳

高速列車具有安全性好、正點(diǎn)率高、快速等優(yōu)點(diǎn)。能有效地改善交通環(huán)境，帶動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著鐵路電氣化的高速發(fā)展，鐵路運(yùn)輸一再提速，對(duì)于電氣化鐵路用接觸線的性能要求越來(lái)越高，因?yàn)樵陔姎饣F路運(yùn)行過(guò)程中，接觸導(dǎo)線不僅要承受較大的懸掛張力，同時(shí)還經(jīng)受著通過(guò)電流時(shí)引起的熱作用。因此，材料要求在具有良好導(dǎo)電性能的同時(shí)還應(yīng)具有高的抗拉強(qiáng)度，而且在電流負(fù)荷增大、溫度升高時(shí)仍然要保持較高的強(qiáng)度。接觸線既要提供高速列車所需的動(dòng)力、照明和空調(diào)等用電，又要承受較大的軸向拉力，同時(shí)還可能工作在極冷、極熱、腐蝕性強(qiáng)等環(huán)境中，總的來(lái)說(shuō)，電力傳輸線必須具有以下性能：能夠滿足高速列車速度和電流的要求，具有足夠的抗拉強(qiáng)度來(lái)承受振動(dòng)，高導(dǎo)電率，耐磨性好，耐熱性好，抗軟化溫度高，軟化處理(300℃保溫2 h) 后其常溫抗拉強(qiáng)度不小于初始態(tài)的90%，抗大氣腐蝕性能好，線膨脹系數(shù)小。我國(guó)鐵路廣深線、京鄭線等都大量或全部使用了法國(guó)或德國(guó)產(chǎn)品，花費(fèi)了大量外匯。因此，對(duì)國(guó)產(chǎn)銅及銅合金接觸線的研制開(kāi)發(fā)具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本研究開(kāi)發(fā)的析出強(qiáng)化型Cu-Ag系、Cu-Cr系合金已經(jīng)能夠滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需要。

根據(jù)強(qiáng)化手段的不同，高強(qiáng)化銅合金可分為兩類: 沉淀強(qiáng)化銅合金和彌散強(qiáng)化銅合金。沉淀強(qiáng)化銅合金是利用過(guò)飽和固溶體的脫溶沉淀，通過(guò)時(shí)效熱處理，達(dá)到強(qiáng)化效果。但沉淀析出相在高溫下會(huì)聚集長(zhǎng)大或重新固溶于基體中，隨著強(qiáng)化相的消失，沉淀強(qiáng)化作用也隨之消失，從而限制了這類銅合金的使用溫度和應(yīng)用范圍。目前被大量使用的鉻鋯銅合金就屬于這一類，其表現(xiàn)為導(dǎo)電、導(dǎo)熱性損失較大，軟化溫度低(僅為500℃) 等。因此，鉻鋯銅合金在做點(diǎn)焊電極材料使用時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)變形、粘附、使用壽命不長(zhǎng)及熔敷現(xiàn)象，頻繁的整修和更換電極嚴(yán)重影響了工作效率的提高。彌散強(qiáng)化銅合金則是通過(guò)在金屬基體中引入高度分散的熱穩(wěn)定性強(qiáng)的第二相質(zhì)點(diǎn)，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到提高強(qiáng)度的目的。而Al2O3粒子硬度高，熱力學(xué)和化學(xué)穩(wěn)定性高，熔點(diǎn)高，在接近銅基體熔點(diǎn)的溫度下也不會(huì)明顯粗化，可以有效提高合金的高溫強(qiáng)度和硬度。因此，Al2O3彌散強(qiáng)化銅合金可以用在電阻焊電極、集成電路引線框架、微波管結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料、高速列車架空導(dǎo)線、熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆、連鑄結(jié)晶器等方面。本研究開(kāi)發(fā)的Al2O3彌散強(qiáng)化銅合金在保證傳統(tǒng)工藝內(nèi)氧化、還原徹底性和燒結(jié)致密性的前提下簡(jiǎn)化了工藝過(guò)程降低了生產(chǎn)成本。

以廢雜黃銅直接材料化生產(chǎn)高精度易切削黃銅材為目標(biāo)，發(fā)明了廢雜黃銅熔煉制備易切削黃銅用除鐵精煉劑，實(shí)現(xiàn)了保鋅除雜和黃銅制品成分精確控制；成功研發(fā)了雙聯(lián)體并聯(lián)熔煉爐及機(jī)械搗料攪拌等熔鑄成套裝備，日均產(chǎn)量提升 45%，單位能耗下降 12.5%，設(shè)備自動(dòng)化程度高、熱能利用效果好；集成創(chuàng)新了銅線和銅棒連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)，并建成了生產(chǎn)線，提出了黃銅合金塑性變形的微區(qū)調(diào)整和控制技術(shù)，提升了銅合金產(chǎn)品的力學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)了高精密近終形異型材的直接制備。該項(xiàng)目集成創(chuàng)新了廢雜銅精細(xì)化預(yù)處理工藝和設(shè)備配置，大幅提升了廢雜銅的處理工效，保障了產(chǎn)品質(zhì)量和性能的穩(wěn)定，并建成了 10 萬(wàn)噸年產(chǎn)能的生產(chǎn)線。

該項(xiàng)目利用快速凝固技術(shù)可以使合金固溶度極大的擴(kuò)展和實(shí)現(xiàn)晶粒細(xì)化的特點(diǎn)，通過(guò)優(yōu)化的合金化設(shè)計(jì)可以制備出同時(shí)具有高強(qiáng)度和高導(dǎo)電性的銅合金薄帶，為一種非常理想的高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的制備方法。尤其是采用雙輥快速凝固技術(shù)制備較厚的薄帶具有非常巨大的應(yīng)用前景。在合金化和制備技術(shù)方面有較大的創(chuàng)新，已經(jīng)申請(qǐng)兩項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。獲2001年河南省教育廳科技成果一等獎(jiǎng)，2001年河南省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

臨床骨修復(fù)涉及骨固定器械及骨填充材料。就骨固定器械而言，如何賦予 其表/界面介導(dǎo)組織自修復(fù)性能及抑制細(xì)菌感染，提高其長(zhǎng)期使用壽命，是亟需 解決的核心關(guān)鍵問(wèn)題。本成果利用酸蝕鈦材，制備表面微米結(jié)構(gòu)，進(jìn)而利用溶 膠-凝膠法在其表面構(gòu)建了含鋅的納米結(jié)構(gòu)，獲得了兼具抗菌/抑制破骨細(xì)胞生 理功能及促進(jìn)骨快速愈合的性能。利用二氧化鈦納米管陣列加載硒，并以殼聚 糖封蓋，實(shí)現(xiàn)兼具抗骨瘤及抗菌的效果，同時(shí)維持鈦基材良好的生物相容性。 利用鈦基材原位生成的TiO納米管陣列加載天蠶肽，并以殼聚糖/天蠶肽偶聯(lián)透 明質(zhì)酸LBL多層結(jié)構(gòu)封蓋，實(shí)現(xiàn)由鈦基材潛在細(xì)菌分泌透明質(zhì)酸酶觸發(fā)的自響應(yīng) 短期及長(zhǎng)效抑菌作用，為研發(fā)抗菌鈦基植入體積累自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)關(guān)鍵技術(shù)。 市場(chǎng)及經(jīng)濟(jì)效益分析： 植入體術(shù)后細(xì)菌感染是導(dǎo)致植入失敗的重要原因和臨床應(yīng)用面臨的重要挑 戰(zhàn)。據(jù)估計(jì)，全球骨科植入物相關(guān)感染的年發(fā)病率超過(guò)5%。感染導(dǎo)致的植入 失敗，將給病患帶來(lái)二次創(chuàng)傷、嚴(yán)重的精神壓力和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，甚至死亡。因此, 研發(fā)兼具促成骨和抗菌鈦合金植入體（人工關(guān)節(jié)、接骨板、種植牙等），具有重 要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。目前，我國(guó)高端醫(yī)用鈦合金人工關(guān)節(jié)等植入體嚴(yán)重依賴進(jìn) 口（＞70%）,國(guó)內(nèi)三甲醫(yī)院幾乎全依賴國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品（＞95%）。 我國(guó)人口老齡化、交通事故和運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷等導(dǎo)致骨損傷劇增，骨創(chuàng)傷患者年 達(dá)300萬(wàn)人次，以平均每人次骨修復(fù)材料及器械消費(fèi)5萬(wàn)計(jì)，該領(lǐng)域市場(chǎng)份額/ 需求約1500億/年。進(jìn)而，以骨修復(fù)植入體感染的年發(fā)病率5%計(jì)，我國(guó)促成骨/ 抗菌植入體的市場(chǎng)需求約75億/年。 本成果研發(fā)的抗菌表面改性技術(shù)，能夠方便、迅速、高效地在材料表面 構(gòu)建抗菌功能界面，保護(hù)人們健康。相關(guān)抗菌技術(shù)也可拓展至骨科以外的植入 醫(yī)療器械（比如心血管、心臟起搏器等），這將極大地促進(jìn)我國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)療器械產(chǎn) 品的技術(shù)進(jìn)步和升級(jí)，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)我國(guó)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)整體水平。