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新金屬材料國家重點實驗室噴射成形技術(shù)研究室現(xiàn)有副教授以上研究人員4人，其中教育部長江學者獎勵計劃特聘教授1人，留學回國人員3人，長期從事噴射成形及其它材料制備成形技術(shù)和新材料的研究開發(fā)，在相關理論和應用研究方面取得了一定的成果，積累了豐富的經(jīng)驗。已經(jīng)發(fā)表相關論文100余篇，申請國家發(fā)明專利3項。 噴射成形是一項21世紀新材料開發(fā)和傳統(tǒng)材料性能提升的先進制備技術(shù)，廣泛應用于國民經(jīng)濟和國防建設的各個領域。 噴射成形高性能鋁合金研究與應用： (1)高硅鋁合金：具有良好的綜合力學性能以及高溫耐磨性能，廣泛應用于汽車、機械和電子工業(yè)。 (2)超高強度高韌性鋁合金：室溫抗拉強度達到850MPa以上，同時具有良好的塑韌性和抗應力腐蝕能力，在航空航天工業(yè)、核工業(yè)、交通運輸工業(yè)等領域有重要作用。 噴射成形電子材料研究與應用： (1)Cu-Cr電觸頭材料：合金中Cr相顆粒的尺寸明顯細化，觸點的開關性能明顯提高，使其成為高性能大容量真空開關的優(yōu)良材料。 (2)輕質(zhì)Si-Al封裝材料：具有低密度、高導熱率和與半導體材料相近的熱膨脹系數(shù)，是理想的新型電子封裝材料，尤其適用于航空航天等需要輕質(zhì)低膨脹封裝材料的應用領域。 新型高溫（>1200℃）抗氧化耐磨材料研究與應用： 在高溫磨損條件下可以保持良好的抗氧化性能，廣泛適用于高溫加熱爐等應用領域。

本項目通過超濃反相乳液聚合，利用丙烯酰胺、丙烯酸等單體共聚合成高性能反相乳液型油田降濾失劑。 鉆井泥漿處理劑占鉆井總費用的40％以上，隨著我國三次采油技術(shù)的要求，西氣東輸工程的建設，各種隧道穿越，鉆探工程的增加，對泥漿處理劑的用量會迅速增加，該產(chǎn)品作為主要的泥漿處理劑，符合國家整體建設發(fā)展戰(zhàn)略，具有廣闊的市場需求和良好的發(fā)展前景。此外，該產(chǎn)品還是性能良好的污水處理劑，對冶金、礦物加工產(chǎn)生的污水具有良好的聚凝、凈化作用，對環(huán)境治理有重要意義。 目前國內(nèi)同類產(chǎn)品通常在水溶液中進行，工藝路線長，有污水產(chǎn)生。產(chǎn)品性能較國外同類產(chǎn)品相比，相差甚遠。 本技術(shù)生產(chǎn)工藝大大簡化，產(chǎn)品無需后處理，可直接在泥漿中使用，產(chǎn)品性能大國為先進水平，降低了設備投資和產(chǎn)品成本，無任何三廢。

幾年，隨著消費電子（手機、智能手表等）、生物醫(yī)療需求的快速發(fā)展，尤其是代表下一代柔性移動顯示屏OLED的巨大應用市場驅(qū)動下，超快激光精密微加工產(chǎn)業(yè)在世界范圍內(nèi)迅速增長。與傳統(tǒng)的納秒長脈沖相比，脈寬小于15皮秒的超快激光器用于材料加工時，由于脈沖的持續(xù)時間短于材料的熱弛豫時間，在加工過程中避免熱效應，基本不帶來附加損傷和毛刺，適合于微米乃至納米精度的超精細冷加工。超快激光的瞬間功率極大，幾乎可以和任何材料相互作用，因此適用于超快激光加工的材料范圍幾乎不受限制，尤其有優(yōu)勢的加工對象包括玻璃、藍寶石、陶瓷、太陽能薄膜、半導體晶圓、特種合金、精密醫(yī)療器件等。

導電聚合物不僅在國家安全、國民經(jīng)濟，而且在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活等領域都有極大的應用價值。導電聚合物具有防靜電的特性，可以用于電磁屏蔽。導電聚合物具有摻雜和脫摻雜特性，可以做可充放電的電池、電極材料；它對電信號的變化非常敏感，因此可以做傳感器；能夠吸收微波，因此可以做隱身飛機的涂料；利用導電聚合物可以由絕緣體變?yōu)榘雽w再變?yōu)閷w的特性，可以使巡航導彈在飛行過程中隱形，然后在接近目標后絕緣起爆；與納米技術(shù)相結(jié)合，導電聚合物可以制成分子導線材料，制作分子器件和其它電子元件。 利用介孔硅為模板，在其孔道里封裝導電高分子聚吡咯，形成了新的核-殼型導電高分子納米復合材料。復合材料中聚吡咯的分解溫度分別比純樣（240度分解）高出50-80度，其熱穩(wěn)定性提高了約20%-30%。在加電場誘導下，聚吡咯分子鏈上的自由電子或空穴載流子遷移而產(chǎn)生界面極化引起高的電流變效應。 采用嵌段共聚物（P123）為結(jié)構(gòu)定向劑，分別在碳納米管（CNT）及納米Fe3O4存在下，以原位化學氧化聚合的方法制備出良好導電、磁性能的聚吡咯基納米復合材料。當碳納米管的含量超過20%時，其導電率已經(jīng)達到7.0 S/cm。隨Fe3O4含量的增大，復合材料的磁化強度可達24.6emu/g。

地聚合物(Geopolymer)是一種以無機SiO4、AlO4四面體為主要組成，結(jié)構(gòu)上具有空間三維網(wǎng)狀鍵接結(jié)構(gòu)的新型無機硅鋁膠凝材料。/line原材料（高嶺土、堿性激發(fā)劑溶液、硅鋁質(zhì)材料）來源廣泛，室溫條件下養(yǎng)護，生產(chǎn)能耗低，CO2排放量低。/line快硬、早強，且長期強度高；低收縮；高抗?jié)B；耐高溫、防火性能好；對重金屬離子的固封效率高；具有非常優(yōu)異的耐久性能/line高抗?jié)B/line耐高溫、防火性能好，可抵抗1000~1200℃高溫的熾烤而不損壞，導熱系數(shù)為0.24～0.38W/m?K/line對重金屬離子的固封效率高，對Pb、Cr、Cu、Zn、As、Hg和Cd等重金屬離子的固封效率在95%以上/line具有優(yōu)異的耐久性能，與同強度等級硅酸鹽水泥的抗酸、硫酸鹽和氯鹽侵蝕能力相比，壽命可提高一個數(shù)量級。

項目成果/簡介:2018年國家技術(shù)發(fā)明二等獎電網(wǎng)是我國經(jīng)濟發(fā)展的命脈，架空輸電導線作為電力輸送的“血管”是電網(wǎng)中用量最大、最關鍵的組成部分之一。導線的導電率每提升1%IACS，全國每年節(jié)約線損超70億千瓦時。特高壓、遠距離、大容量輸電和清潔能源利用的發(fā)展，對架空導線的導電率、強度、耐熱性能和疲勞性能提出了更高的要求。但提升導電率與同時提高強度和耐熱性之間存在矛盾，導致我國電網(wǎng)建設急需的特種導線難以滿足工程需求。上海交通大學孫寶德教授團隊與江蘇中天科技集團合作，經(jīng)十余年研究，取得以下創(chuàng)新性成果：1.發(fā)明了耐熱高導Al-Zr-Y合金材料及微結(jié)構(gòu)調(diào)控工藝，解決了耐熱相粗大和溶質(zhì)鋯(Zr)原子析出不充分的難題，使導電率從60% IACS提高到60.8%IACS，耐熱溫度從150℃提高到210℃。研制的耐熱鋁合金導線電網(wǎng)改造工程中獲得大量應用，占國內(nèi)耐熱導線40%市場份額；2. 發(fā)明了高強抗疲勞Al-Mg-Si導線，解決了強化相調(diào)控和超細夾雜去除的難題，顯著提高了材料的抗疲勞性能，在運行張力增大的條件下，振動疲勞壽命超過3000萬次。研制的特種大跨越導線和全鋁合金節(jié)能導線，占國內(nèi)30%市場份額，特別是大跨越導線，幾乎包攬了國家電網(wǎng)大跨越工程；3. 發(fā)明了高效除氫、活性涂層陶瓷過濾和新型細化劑制備等導線冶金質(zhì)量控制技術(shù)，解決了微量雜質(zhì)元素與氣體去除的難題，實現(xiàn)了電工鋁導線的導電率從61%IACS提高到62.5%IACS以上，研制的新型節(jié)能導線在特高壓工程中獲得大量應用。上述成果依托國家973項目、國家自然科學基金、上海市節(jié)能減排專項等項目，共獲得19項中國發(fā)明專利，1項美國專利和25項實用新型專利，發(fā)表論文49篇。成果在特高壓電網(wǎng)建設、電網(wǎng)增容改造、新能源并網(wǎng)發(fā)電、電網(wǎng)領域節(jié)能減排中發(fā)揮重要的作用，并且出口到歐美及一帶一路沿線國家，海外累計架線超2萬公里，打破國際壟斷，成為中國制造和中國電力走出去的“國家名片”。導線性能測試實驗室超細夾雜物去除-現(xiàn)場試驗加拿大奧爾茲灣跨海大跨越——世界拉力最大的輸電跨越工程晉東南-南陽-荊門 1000kV 黃河大跨越知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利技術(shù)先進程度:達到國內(nèi)領先水平成果獲得方式:與企業(yè)合作獲得政府支持情況:國家級計劃/專項類別:國家973項目、國家自然科學基金、上海市節(jié)能減排專項等

混凝土結(jié)構(gòu)因其脆性大的弱點，在工程應用中往往不可避免產(chǎn)生開裂。混凝土結(jié)構(gòu) 因開裂導致混凝土結(jié)構(gòu)水密性下降、滲漏，影響工程的使用壽命，甚至無法正常使用。 目前，防水材料眾多，可分為柔性防水與剛性防水兩大類。從國外內(nèi)多年的實踐證明， 傳統(tǒng)的柔性防水材料雖然具有柔性特點，耐久性也較好，但與基面混凝土粘結(jié)力弱，尤 其在基面潮濕或有滲水的情況下無法使用，不宜作背水面和潮濕基面的防水。剛性水泥 基防水材料具有柔性材料無法比擬的性能而廣泛應用。但目前普遍使用的水泥基防水材 料大部分屬表面密封防水劑，存在防水效果只作用在表面，不能自動、深入地滲透到結(jié) 構(gòu)內(nèi)部；防水效果不持久，隨著時間開始持續(xù)的退化過程；一旦防水涂層遭到破壞，防 水能力隨之喪失等弱點。從混凝土結(jié)構(gòu)開裂原因、工程應用特點與防水特性分析認為， 開發(fā)出具有微細裂縫自愈合、滲透結(jié)晶、可在背水面施工等特點的永久性水泥基滲透結(jié) 晶型防水材料十分必要，而且應是無毒、無污染，符合可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品。 本發(fā)明專利是一種水利、水電、橋梁、隧道、地下、建筑等工程中水泥、砂漿、混 凝土防水、防滲漏的高性能水泥基滲透結(jié)晶型防水涂層材料。 本發(fā)明是一種由活性化學物質(zhì)、硅酸鹽水泥、石英砂等配制而成的粉狀防水材料， 是有機化學物質(zhì)與無機化學物質(zhì)的混合體，通過深入結(jié)晶過程對混凝土進行有效防水。 當本產(chǎn)品與水拌和后，形成具有一定觸變性、流態(tài)漿體，涂刷在潮濕的混凝土基層上， 活性成分滲透進混凝土內(nèi)部，并反應生成不溶性的晶體。其活性化學物質(zhì)與混凝土中未 水化的水泥顆粒發(fā)生水化反應，并促進水泥水化，形成水泥水化晶體，生成的大量晶體 填充、封堵混凝土的孔隙和毛細管，使水無法進入混凝土從而達到防水的目的。混凝土 干燥時，活性化學物質(zhì)處于休眠狀態(tài)；有水滲入時，該物質(zhì)繼續(xù)水化生成新的結(jié)晶自動 修補，從而達到永久防水作用。可廣泛用于水泥混凝土工程的防水、防滲漏、防潮。

項目簡介： 石墨烯具有優(yōu)異的導電性和機械性能，在鋰電、超級電容器等方面有廣闊的應用前景，但國內(nèi)市場化的石墨烯以多層為主，性能優(yōu)異的單層石墨烯價格昂貴。本項目開發(fā)了一種綠色、低成本、可大規(guī)模制備的高性能單層石墨烯技術(shù)，工業(yè)前景廣闊。社會經(jīng)濟效益：低成本、高性能、無污染、應用廣、可實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。創(chuàng)新點：綠色環(huán)保、成本低、性能優(yōu)異、適宜規(guī)模化生產(chǎn)。

本項目從材料科學的角度出發(fā)，在國內(nèi)外率先對Bi2O3-ZnO-Nb2O5(BZN)體系陶瓷的相結(jié)構(gòu)、相關系與介電性能進行了系統(tǒng)研究。首次深入系統(tǒng)地研究了三元系統(tǒng)中焦綠石相區(qū)的相關系，以結(jié)構(gòu)―性能關系為出發(fā)點對BZN基介電陶瓷材料進行了系統(tǒng)的離子取代改性研究，在此基礎上獲得了低燒結(jié)溫度、達到CG指標的溫度穩(wěn)定型BZN基和MLCC瓷料,可以作為高頻多層陶瓷電容

該項目屬于粉末冶金學科。高性能特種材料具有其他材料不具備的特殊性能，在高技術(shù)領域中具有不可取代的關鍵作用。然而，這類材料往往硬度高、脆性大，難以采用傳統(tǒng)技術(shù)加工制備，成為許多國防和民用高技術(shù)裝備發(fā)展的瓶頸。為此，項目基于粉體流變成形原理，研發(fā)了難加工材料的近終形制造新技術(shù)，廣泛應用于國防和民用高技術(shù)領域。主要發(fā)明點如下：1. 發(fā)明了高性能特種材料的粉末注射成形新工藝，實現(xiàn)了金屬鎢、氮化鋁、含氮不銹鋼等難加工材料制品的近終形制造；發(fā)明了專用注射成形機、側(cè)抽芯新結(jié)構(gòu)模具等關鍵工藝裝備；創(chuàng)立了基于機器視覺的粉末注射成形產(chǎn)品尺寸和外觀質(zhì)量在線自動檢測、工業(yè)機器人動態(tài)抓取和分揀軟硬件系統(tǒng)，首次實現(xiàn)了全自動化生產(chǎn)和高質(zhì)量穩(wěn)定性控制，生產(chǎn)效率提高 6 倍以上。2. 首創(chuàng)了適合注射成形的近球形微細特種粉體制備和改性新技術(shù)。提出基于酸根離子的化學推進劑理論，創(chuàng)立了可控溶液燃燒合成難熔金屬和氮化物反應體系和工藝，制備出粒徑小于 50nm 的高分散近球形氮化鋁和鎢基粉體。創(chuàng)立了“氣流分級分散-等離子球化”粉體改性技術(shù)，制備出滿足精密多孔陰極需要的細粒徑窄分布（5±2μm）球形鎢粉。3. 發(fā)明了適合不同材料的粘結(jié)劑體系及成形和高效脫脂工藝。提出基于聚合物功能基團的多組元粘結(jié)劑設計原理，創(chuàng)立了兩相流協(xié)調(diào)運動模型，闡明了兩相分離和缺陷產(chǎn)生的不確定性機制，發(fā)明了殘?zhí)夹汀⒌蜌埩粜秃透哒承哉辰Y(jié)劑體系，有效解決了坯體兩相分離、變形、增氧、缺陷等控制難題，產(chǎn)品尺寸精度達到±0.2%。4. 發(fā)明了多孔脫脂坯強化燒結(jié)致密化和組織性能精確調(diào)控技術(shù)。提出金屬鎢的低溫無壓活化燒結(jié)致密化理論和鈍化處理孔隙結(jié)構(gòu)精確調(diào)控技術(shù)，突破了高致密度鎢的細晶化和多孔鎢的孔隙均勻化技術(shù)瓶頸，燒結(jié)金屬鎢電極的晶粒尺寸僅 570nm，抗電子轟擊性能提高 2 個數(shù)量級，多孔鎢的活性物質(zhì)填充量提高 20%；綜合利用液相燒結(jié)和殘?zhí)肌懊撗酢痹恚鉀Q了氮化鋁高致密化、晶界相控制和晶格凈化等難題，熱導率高達 248W·m-1·K-1。項目授權(quán)中國發(fā)明專利 60 項、實用新型專利 65 項，申請 PCT 專利 2 項，軟件著作權(quán) 6 項，合作出版著作 5 部，發(fā)表 SCI 論文 104 篇。項目引領了粉末注射成形行業(yè)發(fā)展，建成了世界規(guī)模最大的粉末注射成形生產(chǎn)線。科技成果評價專家組認為：“創(chuàng)新性強，屬于重要的軍民兩用技術(shù)”；“為我國國防先進武器和民用工業(yè)領域研制和生產(chǎn)了多種關鍵零件”；“應用成效明顯，整體技術(shù)達到國際領先水平”。獲教育部技術(shù)發(fā)明一等獎 2 項、中國有色金屬工業(yè)技術(shù)發(fā)明一等獎 1項。成果推廣應用于 20 余家企業(yè)，建成生產(chǎn)線 47 條。近三年，新增銷售 54.09億元，新增利潤 7.05 億元，多種產(chǎn)品解決了國防裝備建設和研發(fā)的“卡脖子”問題，社會經(jīng)濟效益顯著。