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（1）研發(fā)了系列新型高強(qiáng)高韌鑄造輕合金材料，支撐了復(fù)雜鑄件性能提升。 1）研發(fā)出一種新型高強(qiáng)韌鋁硅合金。開發(fā)出一種新型高強(qiáng)韌鋁硅合金及其制備方法；提出一種混合稀土和Sr元素的復(fù)合變質(zhì)方法，縮小枝晶間距并細(xì)化共晶硅；研究出合適的熱處理制度；闡明了變質(zhì)劑組成與含量對變質(zhì)效果的影響規(guī)律，基于此顯著提高了鋁硅合金的綜合力學(xué)性能。有效解決了現(xiàn)有鋁合金鑄件易發(fā)生的裂紋、伸長率低、屈服強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)等缺陷和問題。 2）研發(fā)出一種低成本高強(qiáng)耐熱稀土鎂合金。開發(fā)出一種添加低成本混合稀土的新型多元稀土鎂合金材料；揭示了混合稀土對鎂合金相變規(guī)律的影響機(jī)制；研究出準(zhǔn)晶增強(qiáng)稀土鎂合金的高溫固溶T6熱處理工藝；開發(fā)出兼具優(yōu)良的室溫與高溫力學(xué)性能的低成本稀土鎂合金；解決了現(xiàn)有鎂合金鑄件易產(chǎn)生冷隔、強(qiáng)度低、韌性差等問題。 3）研發(fā)出一種新型高強(qiáng)韌鈦合金。開發(fā)出一種α+β型雙相高強(qiáng)高韌鈦合金，揭示了合金在凝固-熱等靜壓-熱處理過程中微觀組織的演變規(guī)律；研究出調(diào)控相組成及相形態(tài)的雙級固溶時效熱處理制度，形成了以等軸和籃網(wǎng)為主要特征的基體組織，使合金的強(qiáng)度和韌性同步提升。解決了現(xiàn)有鑄造鈦合金強(qiáng)度和韌性偏低、鑄造成形性差等問題。 （2）研發(fā)了鑄造全流程模擬仿真系統(tǒng)，提出了高效的單件化鑄造數(shù)值模擬方法，實(shí)現(xiàn)了高性能復(fù)雜鑄件的數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)。 1）提出了一種鑄造原輔材料熱物性參數(shù)高精度求解方法。提出了基于實(shí)驗(yàn)測溫與數(shù)值模擬反求的熱物性參數(shù)求解方法，實(shí)現(xiàn)了面向數(shù)值模擬的熱物性參數(shù)高精度求解；建立了反熱傳導(dǎo)法求解鑄件/鑄型界面換熱系數(shù)的數(shù)學(xué)模型,降低了界面關(guān)鍵參數(shù)求解誤差；研發(fā)了高精高效的熱物性參數(shù)反求平臺-華鑄PIS，創(chuàng)建了鑄造原輔材料高精度熱物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫。 2）研發(fā)了鑄造合金熔煉-復(fù)雜鑄件充型凝固-熱處理的鑄造多物理場全流程高效模擬平臺。建立了電磁、速度、壓強(qiáng)、濃度、溫度的多物理場耦合數(shù)學(xué)模型，自主研發(fā)了從鑄造合金熔煉到復(fù)雜鑄件充型凝固到熱處理的鑄造全流程模擬仿真平臺，為鑄造工藝優(yōu)化提供了工具；提出一種數(shù)據(jù)內(nèi)存動態(tài)自適應(yīng)劃分技術(shù)，解決了SOLA流動場求解數(shù)據(jù)耦合干擾難題，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模鑄造流動場模擬問題的并行高效求解。 3）提出縮孔縮松缺陷定量預(yù)測與單件化模擬工藝優(yōu)化方法。提出雙高分配原則縮孔縮松預(yù)測模型，解決了復(fù)雜鑄件縮孔縮松高精度預(yù)測難題；提出了針對高性能復(fù)雜鑄件不同批次的單個鑄件模擬方法，建立關(guān)鍵工藝參數(shù)波動對典型缺陷的多元回歸關(guān)系模型，實(shí)現(xiàn)了基于單件化模擬仿真的高性能復(fù)雜鑄件缺陷控制與工藝優(yōu)化。 （3）建立了鑄件生產(chǎn)全生命周期的單件化柔性化質(zhì)量管理模型，實(shí)現(xiàn)了高性能復(fù)雜鑄件質(zhì)量問題的單件化、全過程、全要素溯源。 1）創(chuàng)建了基于PLM理論和TQM理論的鑄件單件化管理模型。基于產(chǎn)品全生命周期PLM理念以及多智能體技術(shù)，構(gòu)建了鑄造串并聯(lián)多工位單件化的缺陷溯源模型；建立鑄件單件及作業(yè)過程信息模型和組批、混批、拆批模式下單件自動生成、感知、標(biāo)記、進(jìn)度跟蹤的控制機(jī)制，實(shí)現(xiàn)高性能復(fù)雜鑄件單件化缺陷溯源。 2）創(chuàng)建了支持業(yè)務(wù)即時重構(gòu)的參數(shù)配置式多維度鑄造柔性化管理模型。創(chuàng)建了支持鑄造數(shù)字化管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)即時重構(gòu)的參數(shù)配置式多維度鑄造柔性化管理模型，解決了剛性管理系統(tǒng)可重用性低、應(yīng)變能力弱和實(shí)施周期長的難題，支撐不同領(lǐng)域不同類型鑄造企業(yè)隨環(huán)境變化、自身發(fā)展等柔性進(jìn)行的組織變革、流程變更和管理改善，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)按需柔性化管理。 3）創(chuàng)建了基于TLBO\GA\BSA元啟發(fā)式算法優(yōu)化理論的鑄造智能化管理模型。創(chuàng)建基于改進(jìn)性教與學(xué)算法（TLBO）、遺傳算法（GA）、回溯搜索算法（BSA）等元啟發(fā)式算法優(yōu)化理論的鑄造智能化管理模型和技術(shù)，解決了鑄件異步熱工序組爐復(fù)雜條件下工序生產(chǎn)調(diào)度IPPS組合優(yōu)化難題，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)智能決策管理以及多品種大容量鑄件高效生產(chǎn)。

鐵合金行業(yè)作為鋼鐵行業(yè)重要的子行業(yè)之一，2017 年產(chǎn)量總量為 3288.7 萬噸。鐵合金行業(yè)蓬勃發(fā)展為社會帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時，也產(chǎn)生了大量的工業(yè)固體廢棄物。在冶煉合金時，每生產(chǎn) 1t 合金通常會產(chǎn)生 1.2-1.3t 的熱熔渣。熱熔渣的隨意排放不僅占用了寶貴的土地資源，產(chǎn)生熱能資源的浪費(fèi)，還對周圍的生態(tài)環(huán)境和人體健康造成一定的潛在威脅。因此，在中國特色循環(huán)經(jīng)濟(jì)背景下，鐵合金行業(yè)閉環(huán)環(huán)節(jié)關(guān)鍵設(shè)備與技術(shù)的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化迫在眉睫。 青島青力環(huán)保設(shè)備有限公司、北京科技大學(xué)和寧夏吉元君泰新材料科技有限公司結(jié)合鐵合金產(chǎn)業(yè)閉環(huán)環(huán)節(jié)的熱質(zhì)廢渣處理和資源化問題，研究鐵合金渣的物理化學(xué)特性，在工業(yè)生產(chǎn)中充分利用熔融態(tài)鐵合金渣的顯熱，熱熔渣經(jīng)過調(diào)質(zhì)后達(dá)到預(yù)期的“修正酸度系數(shù)”可直接生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)巖（礦）棉，其能源消耗將大大降低。相對于冷料工藝，此工藝避開了冷料工藝中先冷卻再熔融的弊端，可以充分利用熱熔渣的顯熱實(shí)現(xiàn)能源的最合理利用，極大地降低了生產(chǎn)成本，相比于其他高爐熱熔渣制棉工藝，經(jīng)過優(yōu)化調(diào)質(zhì)可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)巖（礦）棉產(chǎn)品，達(dá)到《建筑外墻保溫用巖棉制品》的國家標(biāo)準(zhǔn)。在巖（礦）棉生產(chǎn)線設(shè)備方面也進(jìn)行了一系列的改進(jìn)和創(chuàng)新，并研發(fā)了巖（礦）棉自動生產(chǎn)線電控系統(tǒng)，通過物聯(lián)終端的網(wǎng)口通功能將可編程序控制器（PLC）和上位機(jī)電腦置于同一個虛擬局域網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程下載和數(shù)據(jù)采集功能。通過串口通軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)線的遠(yuǎn)程控制、故障診斷、遠(yuǎn)程故障排除等遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)維，使設(shè)備更加高效，產(chǎn)品更加穩(wěn)定，企業(yè)具有更強(qiáng)的市場競爭力。本項(xiàng)目所建成的鐵合金熱熔渣生產(chǎn)巖（礦）棉工藝主要由調(diào)質(zhì)電爐、離心機(jī)、集棉機(jī)、集粒機(jī)、擺錘、成型機(jī)、固化爐、切割機(jī)及產(chǎn)品包裝等設(shè)備組成。目前國內(nèi)在使用鐵合金熱渣成棉的熱渣類型主要為硅錳合金熱渣和鎳鐵合金熱渣。轉(zhuǎn)運(yùn)方式主要是汽車運(yùn)輸、電瓶車運(yùn)輸和火車運(yùn)輸。 在生產(chǎn)中對每一批次（2-3 個月內(nèi)冶煉原料和工藝保持不變）的鐵合金熱熔渣預(yù)先進(jìn)行物理化學(xué)基本特性分析，即時優(yōu)化調(diào)質(zhì)料配比。調(diào)質(zhì)電爐的主要作用是儲存熔融態(tài)鐵合金渣，保證流股的穩(wěn)定性和均勻性，鐵合金熱熔渣流入調(diào)質(zhì)電爐，依托最優(yōu)調(diào)質(zhì)配比進(jìn)行調(diào)質(zhì)并均質(zhì)化（電弧均化與底部氮?dú)鈬姌尵{(diào)整其修正酸度系數(shù)，在熱均勻性和化學(xué)均勻性上使熔體達(dá)到成纖標(biāo)準(zhǔn)。 2、核心裝備技術(shù)的設(shè)計(jì) （一）調(diào)質(zhì)電爐核心設(shè)計(jì)： 1、調(diào)質(zhì)電爐為直接加熱式三相交流電弧爐，電弧發(fā)生在專用電極棒和液態(tài)熱熔渣之間，熱熔渣和調(diào)質(zhì)料直接受到電弧熱加熱并進(jìn)行均化。除了電弧均化，為了加強(qiáng)熱熔渣與調(diào)質(zhì)料的調(diào)質(zhì)反應(yīng)過程，使最終熱熔渣溫度和成分均勻，在電弧爐爐底部加裝氮?dú)鈬姌尅?2、爐體設(shè)有一個密閉接渣口，通過密閉溜槽使熱渣緩慢流入爐體內(nèi)，接渣時需手動打開進(jìn)渣口門。 3、爐體一側(cè)出渣口設(shè)一個手動水冷銅出渣門用來控制流量的大小，另一側(cè)設(shè)一個出鐵口，用來放出爐底沉淀殘鐵。 4、特殊配制的耐材。 5、電爐變壓器為電弧爐專用變壓器，采用有載電動調(diào)壓，低壓二次側(cè)采用銅排頂出線，外封口。變壓器油水冷卻器采用強(qiáng)油循環(huán)水冷卻器。 6、電極升降自動控制系統(tǒng)由西門子S7-200型PLC來完成。將三相電弧電壓、電流信號通過信號轉(zhuǎn)換電路變成 0-5V 標(biāo)準(zhǔn)信號送入 PLC 模擬量輸入模塊，PLC根據(jù)采集的電流、電壓信號、變壓器檔位及給定值等信號，按照功率控制的原理進(jìn)行運(yùn)算處理及邏輯判斷后，將結(jié)果通過 PLC 模擬量輸出模塊控制液壓系統(tǒng)電極升降閥（派克比例閥 3 用 1 備），對電極升降進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，當(dāng)一路出現(xiàn)故障時可以手動切換，從而控制輸入到爐內(nèi)的電弧功率，以滿足冶煉工藝的要求。在自動控制過程中，隨時可通過按鍵來增加或減少給定信號，在運(yùn)行過程中，隨時可以手動控制電極升降。 （二）離心機(jī)核心設(shè)計(jì)： 熱渣用離心機(jī)不同于冷料用離心機(jī)，為更好使用各種類型的熱渣，經(jīng)過幾年的理論與實(shí)踐生產(chǎn)，設(shè)計(jì)并制作出專用的熱渣離心機(jī)： （1）主軸采用多級彈性支撐，減震效果好，支撐強(qiáng)度大，長期使用穩(wěn)定性好，大大提高了軸承的使用壽命，比傳統(tǒng)離心機(jī)的軸承使用壽命提高 30-40%。 （2）不同的坐標(biāo)位置，使成纖率提高 5-10%。 （3）離心輥頭采用 316L 多層堆焊，輥頭使用壽命延長 72-120 小時。 （4）可調(diào)膠環(huán)，分別計(jì)量控制精確供膠，中心噴膠與外圍噴膠相結(jié)合，使噴膠更均勻，節(jié)膠、高質(zhì)，有效減少花棉的出現(xiàn)。 （5）整體風(fēng)環(huán)結(jié)構(gòu)有區(qū)別的導(dǎo)流片設(shè)計(jì)。 （6）輥頭采用開式或閉式冷卻方式，軸承采用壓縮空氣油氣霧化技術(shù)，既可對軸承充分潤滑，又對軸承起冷卻作用，從而大大提高了主軸軸承的使用壽命。 （三）鼓式集棉機(jī)核心設(shè)計(jì)： （1）集棉機(jī)采用轉(zhuǎn)鼓式，直徑 5 米，總寬度 2.8 米，網(wǎng)板有效寬度 2.4 米，線速度可達(dá) 100 米/分鐘，從而保證了一次棉在網(wǎng)板上分布得更薄更均勻（小于350g/㎡）從而保證了制棉的質(zhì)量。 （2）由于轉(zhuǎn)鼓的兩端支撐在大型回轉(zhuǎn)支撐上，并有良好的潤滑，故其使用壽命非常長（幾年至十幾年），大大減少了設(shè)備的維修量。 （3）網(wǎng)板采用長條孔結(jié)構(gòu)，通透率大于 48%，從而減少了負(fù)壓風(fēng)機(jī)的功率消耗，增加了成纖率。 （4）集棉機(jī)內(nèi)配備刮板機(jī)、螺旋輸送機(jī)、高壓水清洗裝置，保證了集棉機(jī)長期穩(wěn)定運(yùn)行。 （四）擺錘的核心設(shè)計(jì)： 擺錘目前主要分弧擺和平擺。國內(nèi)巖（礦）棉廠基本上都是弧擺，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單維修方便，缺點(diǎn)是巖棉板容重不均勻；國外巖棉廠有的采用平擺，優(yōu)點(diǎn)是巖棉板容重均勻性一致，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜維護(hù)麻煩。我們特殊設(shè)計(jì)的擺錘形式為似平擺，結(jié)構(gòu)簡單維修同樣簡單方便，巖棉板容重均勻性基本達(dá)到 95%以上，而弧擺形式的容重均勻性為 80-85%。 （五）固化爐核心設(shè)計(jì)： 固化爐接受加壓機(jī)輸送過來的棉氈經(jīng)固化爐上下網(wǎng)版輸送、加壓、烘干，使棉氈里的粘結(jié)劑在運(yùn)行過程中連續(xù)固化，以形成一定厚度、容重的巖棉板。固化爐上下網(wǎng)板為單獨(dú)驅(qū)動同步運(yùn)行。固化爐內(nèi)分為四個加熱區(qū)，外配 4 臺熱風(fēng)爐由天然氣燃燒機(jī)產(chǎn)生熱風(fēng)循環(huán)加熱，并將熔化系統(tǒng)的低溫?fù)Q熱器產(chǎn)生的熱風(fēng)送至熱風(fēng)爐以降低天然氣的消耗量，使產(chǎn)品固化能耗降低、效率提高。固化爐烘烤需要天然氣和煤氣，而許多熱渣廠家有高爐煤氣或礦熱爐煤氣，所以熱渣制棉生產(chǎn)比冷料工藝生產(chǎn)可節(jié)省此天然氣費(fèi)用，大幅降低了生產(chǎn)成本。 （六）冷卻、切割系統(tǒng)核心設(shè)計(jì)： 冷卻切割系統(tǒng)主要由五部分組成：冷卻、縱切、廢邊回收、切條、橫切。 縱切：三套刀具，可隨時升降。 碎邊機(jī)：獨(dú)立碎邊，配備碎邊回收風(fēng)機(jī)，安全可靠。 切條機(jī)：一用一備共 2 套，可隨時升降切換使用。 橫切：由于生產(chǎn)線是連續(xù)不停的運(yùn)行，但產(chǎn)品要求定長切割，因此橫切（飛鋸）必須與生產(chǎn)線同步。我們采用多臺伺服電機(jī)，配以運(yùn)動控制器，使橫切動作運(yùn)動瞬時跟蹤整個生產(chǎn)線的速度，即使在切割過程中也可以做到，從而保證了切割精度在+2.5mm 以內(nèi)。 (七)智能云平臺系統(tǒng)是我們研發(fā)的巖（礦）棉自動生產(chǎn)線電控系統(tǒng)，由中央控制、加配料、富氧、溫控、成纖、集布棉、打褶打壓、固化、切割、制膠等 10 大電控系統(tǒng)組成，它完成巖（礦）棉從原料熔化開始，到切割成成品為止的全部生產(chǎn)過程控制。各子控制系統(tǒng)通過中央控制系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，采用“主站-從站”結(jié)構(gòu)，分散集中控制（DCS）,主站采用了西門子公司生產(chǎn)的 S7-1500 系列可編程序控制器（PLC），從站采用了西門子公司生產(chǎn)的S7-200 Smart系列可編程序控制器（PLC），系統(tǒng)各部分的聯(lián)系，僅用一根 TCP/IP 總線，方便地組成工業(yè)以太網(wǎng)，并配以計(jì)算機(jī)和西門子專用界面軟件 WinCC，可圖文并茂的設(shè)定、顯示、傳送、查詢和打印各從站的數(shù)據(jù)。通過在設(shè)備的中央控制系統(tǒng)配套天啟物聯(lián)終端云 BOX TN-605 以及高速的 4G運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)平臺的數(shù)據(jù)連接。通過物聯(lián)終端的網(wǎng)口通功能將PLC 和上位機(jī)電腦置于同一個虛擬局域網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程下載和數(shù)據(jù)采集功能。通過串口通軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程控制功能。遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)平臺通過網(wǎng)口通、串口通軟件可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全方位監(jiān)控云服務(wù)。通過對現(xiàn)場設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)監(jiān)測、遠(yuǎn)程啟停控制、設(shè)備報(bào)警通知、設(shè)備地圖管理、微信端監(jiān)控等功能，實(shí)現(xiàn)在任何時間、任何地點(diǎn)實(shí)時查詢設(shè)備最新狀態(tài)、設(shè)備參數(shù)和變量的實(shí)時變化，了解設(shè)備狀態(tài)、參數(shù)和變量的變化趨勢，并獲得針對這些變化趨勢的統(tǒng)計(jì)分析等。 另外運(yùn)維平臺的數(shù)據(jù)歸檔服務(wù)功能，可實(shí)現(xiàn)對用戶設(shè)備數(shù)據(jù)的定期分類歸檔。用戶根據(jù)平臺采集歸檔的海量數(shù)據(jù)，對設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，定義出觸發(fā)器條件。另外，平臺在云端提供了一個強(qiáng)大的計(jì)算引擎，可以實(shí)時計(jì)算設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)、變量和參數(shù)是否符合觸發(fā)條件，同時對符合觸發(fā)條件的情況觸發(fā)事件報(bào)警。這一功能使得產(chǎn)品生產(chǎn)處于實(shí)時預(yù)警、可查可控的狀態(tài)，對于提高巖（礦）棉生產(chǎn)率和合格率效果明顯。 (八) 熔體流量自動控制系統(tǒng) 雖然電爐上已安排液壓（或電動）水冷閘板閥用于控制流股的穩(wěn)定性，但由于需定期加入熔渣，電爐液面還有一定的波動，從而造成流股的不穩(wěn)定性。另外，液位高度變化、組成成分的波動，都會對熔體粘度發(fā)生影響，造成流股波動，無法保證制品的穩(wěn)定性。我們開發(fā)了熔體流量自動控制系統(tǒng)，利用安裝在成型機(jī)下面的自動稱重系統(tǒng)來捕捉流股的變化。通過 PLC 控制系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)程序運(yùn)算，對整個生產(chǎn)線的速度進(jìn)行 PID 調(diào)節(jié)，從而保證產(chǎn)品容重的波動在極小的范圍內(nèi)，容重控制在±5%以內(nèi)（國家標(biāo)準(zhǔn)容重范圍在±10%），保證了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本。 3、典型鐵合金熱熔渣生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)巖（礦）棉調(diào)質(zhì)技術(shù)研究 大量研究利用硅錳、鎳鐵等典型鐵合金廢渣為原料，將熔體采用高速離心噴吹等工藝制成的絲狀無機(jī)纖維，制成礦棉。這種礦棉與目前廣泛應(yīng)用的巖棉相比，在酸度系數(shù)、耐水性、耐火性、耐腐蝕性以及纖維長度等方面還有很大差距，礦棉的性能還不能滿足建筑外墻用保溫材料的標(biāo)準(zhǔn)要求。由于礦棉原料成份與巖棉原料不同，通常對熱熔渣進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，添加硅石等調(diào)質(zhì)劑，嘗試的效果不十分理想。在高溫?zé)崛墼{(diào)質(zhì)過程存在熔渣難與調(diào)質(zhì)劑混合，并產(chǎn)生降溫造成熔渣黏度高，難以達(dá)到硅酸鹽體系的成絲要求，嚴(yán)重影響了礦棉生產(chǎn)和成絲質(zhì)量，制約了鐵合金渣的利用，造成了鐵合金生產(chǎn)的環(huán)保壓力。我們針對上述已有技術(shù)存在的不足，創(chuàng)新研發(fā)了一種能快速形成硅酸鹽系的調(diào)質(zhì)方法：以新的修正酸度系數(shù) Mk*=1.6 為標(biāo)準(zhǔn)，這樣最終的酸度系數(shù) Mk 在1.7-1.9 之間。將鐵合金熱熔渣澆入調(diào)質(zhì)爐，電極加熱（電弧均化）產(chǎn)生一定的流動性，爐底部噴槍噴入氮?dú)猓龠M(jìn)與加入的調(diào)質(zhì)料（熱料或小球狀冷料或粉料）充分混合，保證了快速形成硅酸鹽體系，并通過調(diào)質(zhì)電爐升溫保溫再均化等，得到熔體溫度合適、黏度適宜、成分符合吹棉要求的熔渣，解決了熔渣難與調(diào)質(zhì)料混合并產(chǎn)生降溫的問題，達(dá)到了高質(zhì)量礦棉的性能標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了對礦產(chǎn)資源的節(jié)約以及鐵合金廢渣更好的利用。利用鐵合金渣生產(chǎn)礦棉的調(diào)質(zhì)方法，調(diào)制出的熔渣流體的修正酸度系數(shù) Mk*為 1.5-1.6，溫度 1360-1460°C，黏度 14-6 Pa·s。將調(diào)質(zhì)好的熔體通過離心噴吹制成巖（礦）棉，其巖（礦）棉纖維可達(dá)到《絕熱用巖棉、礦渣棉及其制品》GB/T11835-2007，巖（礦）棉板可達(dá)到《建筑外墻外保溫用巖棉制品》GB/T25975-2010 性能要求。通過大量實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：用高硅低鋁高鈣調(diào)質(zhì)料對硅錳渣進(jìn)行調(diào)質(zhì)最為適宜，用高硅高鋁低鈣調(diào)質(zhì)料對鎳鐵渣進(jìn)行調(diào)質(zhì)最為適宜。

微弧復(fù)合處理（Micro-arc Composite Ceramic，MCC）技術(shù)將不需前處理的微弧氧化與靜態(tài)防護(hù)性能優(yōu)異的有機(jī)物涂裝技術(shù)相結(jié)合，在鋁、鎂合金表面制備具有高性能、多用途的陶瓷有機(jī)復(fù)合涂層，性能明顯優(yōu)于單一微弧氧化或傳統(tǒng)涂裝工藝。研究團(tuán)隊(duì)近年來承擔(dān)了科技部“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目、國家科技攻關(guān)計(jì)劃引導(dǎo)項(xiàng)目、國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)項(xiàng)目、科技部“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目及科技部國際合作計(jì)劃等項(xiàng)目。微弧復(fù)合處理工藝簡單、環(huán)保、無排放，處理效率高，涂層綜合性能優(yōu)異，以及對材料的適應(yīng)性強(qiáng)（復(fù)雜構(gòu)件或深孔管件）等優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)的設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，已成為業(yè)界認(rèn)可的鋁、鎂合金“環(huán)保型”表面處理技術(shù)，由在機(jī)械、汽車、國防、電子、航天、航空及建筑等領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用前景。

本發(fā)明涉及鎂合金技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種高烘烤硬化鎂合金材料及其制備方法。本發(fā)明公開了一種高烘烤硬化鎂合金材料，包括以下化學(xué)成分：Zn 0.3～6.0wt.％、Ca 0.1～1.0wt.％，余量為晶粒細(xì)化元素、鎂和不可避免的雜質(zhì)；其中，所述晶粒細(xì)化元素為A l 0.1～3.0wt.％+Mn 0.1～0.7wt.％或Zr 0.1～0.7wt.％。本發(fā)明公開的一種高烘烤硬化鎂合金材料，經(jīng)烘烤硬化處理后基體中可形成高密度的納米GP區(qū)和納米團(tuán)簇，具備快速時效響應(yīng)能力，其成本低，工藝實(shí)施簡單，可規(guī)模化生產(chǎn)，具備與烘烤硬化鋼相匹配的烘烤硬化性能。

伴隨著5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0、國家重大戰(zhàn)略需求等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，電子器件正朝著高功率、高集成化和便攜式的方向發(fā)展，這亟需高效、輕質(zhì)和高穩(wěn)定性的熱管理材料和方案來保證電子產(chǎn)品的效率、可靠性、安全性、耐用性和持續(xù)穩(wěn)定性。如何大幅提高導(dǎo)熱材料的熱導(dǎo)率一直是熱管理材料行業(yè)的技術(shù)痛點(diǎn)，也是促進(jìn)消費(fèi)電子、5G設(shè)備、高功率芯片、集成電路、電池等突破功率限制的關(guān)鍵。由于傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料如金屬、無機(jī)導(dǎo)熱材料存在質(zhì)量大、柔性差等缺點(diǎn)，導(dǎo)熱聚合物的應(yīng)用正在不斷向高導(dǎo)熱材料領(lǐng)域滲透。聚合物導(dǎo)熱材料在成本、可加工性、柔韌性及穩(wěn)定性等方面更有優(yōu)勢。但絕大多數(shù)的聚合物自身的導(dǎo)熱性很差（一般導(dǎo)熱系數(shù)為0.2 ~ 0.5 W/mK），無法滿足高導(dǎo)熱的需求，開發(fā)高導(dǎo)熱的聚合物復(fù)合材料已經(jīng)成為該領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。采用復(fù)合高導(dǎo)熱填料（如石墨烯、碳納米管、氮化硼、金屬氧化物等）是一種簡單而高效的方式來提高聚合物基體的熱導(dǎo)率，目前在工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)有的大量研究表明，在聚合物材料內(nèi)部構(gòu)建導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)可以在低添加量的條件下實(shí)現(xiàn)熱導(dǎo)率的大幅度提高，這種三維滲流網(wǎng)絡(luò)（如圖1所示）可以為聲子的快速傳遞提供通道，從而加速熱量沿著三維網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳遞。 封偉團(tuán)隊(duì)在綜述中重點(diǎn)介紹了不同三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及在制備聚合物導(dǎo)熱復(fù)合材料方面的最新進(jìn)展，如石墨烯三維網(wǎng)絡(luò)、碳納米管網(wǎng)絡(luò)、氮化硼網(wǎng)絡(luò)、金屬三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)等。討論了不同導(dǎo)熱材料三維網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方法、結(jié)構(gòu)取向調(diào)控方法及影響導(dǎo)熱性能的關(guān)鍵因素（取向性、界面連接性、網(wǎng)絡(luò)密度等）。同時，比較了不同的填料形式（分散顆粒填料與三維連續(xù)填料網(wǎng)絡(luò)）對復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響。相比于共混法制備的導(dǎo)熱復(fù)合材料，基于三維填料網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合材料在填充比、分散性、取向控制及熱導(dǎo)率提升率上都具有明顯的優(yōu)勢。毫無疑問，三維連續(xù)導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的形成對于提升聚合物熱導(dǎo)率至關(guān)重要。可以預(yù)見，三維導(dǎo)熱填料網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)將作為一種實(shí)現(xiàn)聚合物高導(dǎo)熱率的重要手段，成為新一代熱管理系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。 極端環(huán)境熱管理系統(tǒng)在能源化工、通訊衛(wèi)星、高速飛行器及人工智能等領(lǐng)域都發(fā)揮重要作用。導(dǎo)熱復(fù)合材料作為熱管理系統(tǒng)的關(guān)鍵材料，直接影響著其在不同環(huán)境內(nèi)的熱傳導(dǎo)方向和效率。近年來，天津大學(xué)封偉教授團(tuán)隊(duì)以高導(dǎo)熱碳復(fù)合材料為研究基礎(chǔ)，針對其存在的導(dǎo)熱各向異性、易損傷、壓縮回彈性差以及與高彈性難以兼顧的問題，提出了通過微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、界面優(yōu)化、分子級相互作用優(yōu)化，分別實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的定向高導(dǎo)熱、彈性高導(dǎo)熱及自修復(fù)高導(dǎo)熱，探索其在復(fù)雜界面和極端環(huán)境熱傳導(dǎo)領(lǐng)域的應(yīng)用。

本發(fā)明涉及有機(jī)發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及聚乙烯基苯磺酸或其鹽作為室溫磷光材料的應(yīng)用。 背景技術(shù)： 室溫磷光與熒光相比具有特殊的延時特性，一方面，可避免短壽命的熒光和散射光的干擾，另一方面，特殊的延時特性可以作為一種特定的防偽信號，具有難以模仿的防偽性能。 然而現(xiàn)存的無機(jī)室溫磷光材料在應(yīng)用方面存在一定的限制，如稀土長余輝材料，由于其室溫磷光壽命過長、難加工成型，使其在防偽方面難以發(fā)揮作用。而大多數(shù)有機(jī)室溫磷光材料存在難合成、難加工、加工過程污染大的問題。大量的室溫磷光材料都含有重金屬、鹵原子，不僅污染大、毒性高、不易加工而且價格昂貴，合成危險(xiǎn)且難度高。 同時有機(jī)磷光材料的三重態(tài)對溫度和氧氣極其敏感，傳統(tǒng)觀念認(rèn)為對有機(jī)化合物而言，磷光只能在低溫、無氧條件下獲得，極大的限制了其在各類領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，如何基于商品化的水溶性聚合物材料，合理設(shè)計(jì)開發(fā)出高效的、成本低、易加工成型的無鹵、可水性印刷的室溫磷光聚合物材料在理論和應(yīng)用研究方面都具有重要的研究意義和價值。目前已有部分有機(jī)磷光材料的報(bào)道，例如專利201610563059.0，其是將磷光單體和熒光聚合在一起形成具有磷光和熒光性質(zhì)的聚合物。同樣，專利201610428357.9公開了帶有鹵素的化合物制備的具有磷光性質(zhì)的聚合物。雖然已有部分有機(jī)磷光材料的報(bào)道，但是實(shí)際可應(yīng)用的材料較少，仍然存在極大的研究空間，有待于進(jìn)一步的開發(fā)和研究。 技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素： 本發(fā)明的目的在于提供聚乙烯基苯磺酸或其鹽作為室溫磷光材料的應(yīng)用。本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)聚乙烯基苯磺酸或其鹽具有長壽命室溫磷光發(fā)光的特性，且為純有機(jī)物，不含有鹵素等毒性高的元素，也不含有貴金屬，其原料易得、成本低廉，可作為室溫磷光材料進(jìn)行應(yīng)用。 本發(fā)明的第二目的在于提供一種無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料。 本發(fā)明的第三目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在作為或制備發(fā)光元器件或發(fā)光材料中的應(yīng)用。 本發(fā)明的第四目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在制備防偽標(biāo)志中的應(yīng)用。 本發(fā)明的第五目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在制備可水性印刷發(fā)光材料中的應(yīng)用。

針對我國高品質(zhì)粉末冶金鐵基材料制備技術(shù)較薄弱的問題，在高品質(zhì)鐵基粉末和高性能鐵基制品制備技術(shù)方面取得了突破。以 LAP100.29 水霧化鐵粉作為高密度低合金粉末基粉，添加母合金粉末、增塑劑經(jīng)塑化處理后，再添加專用潤滑劑和石墨進(jìn)行混合。首先將水霧化鐵粉及合金粉末進(jìn)行粒度搭配，提高堆積密度；然后通過粉末結(jié)化處理，提高混合粉末的流動性、合金成分均勻性；接著通過粉末塑化處理，改善鐵粉顆粒整體塑性，從而獲得了具有高壓縮性的專用高密度成形粉末（圖 7）。合批粉末的松比為 3.2～3.4g/cm3，流動性≤30s/50g，壓縮性≥7.6g/cm3，粉末顯微組織如圖 2 所示。在混粉階段，設(shè)計(jì)制作了 5 噸/h 專用連續(xù)式混合裝置（如圖 6 所示），通過軟化處理的復(fù)合粉末及粘結(jié)劑、石墨等的定量供給和高效混合，合批制成高密度專用粉末，從而實(shí)現(xiàn)粘結(jié)化粉末的連續(xù)、穩(wěn)定的批量化生產(chǎn)。

項(xiàng)目成果/簡介:本發(fā)明涉及有機(jī)發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及聚乙烯基苯磺酸或其鹽作為室溫磷光材料的應(yīng)用。背景技術(shù)：室溫磷光與熒光相比具有特殊的延時特性，一方面，可避免短壽命的熒光和散射光的干擾，另一方面，特殊的延時特性可以作為一種特定的防偽信號，具有難以模仿的防偽性能。然而現(xiàn)存的無機(jī)室溫磷光材料在應(yīng)用方面存在一定的限制，如稀土長余輝材料，由于其室溫磷光壽命過長、難加工成型，使其在防偽方面難以發(fā)揮作用。而大多數(shù)有機(jī)室溫磷光材料存在難合成、難加工、加工過程污染大的問題。大量的室溫磷光材料都含有重金屬、鹵原子，不僅污染大、毒性高、不易加工而且價格昂貴，合成危險(xiǎn)且難度高。同時有機(jī)磷光材料的三重態(tài)對溫度和氧氣極其敏感，傳統(tǒng)觀念認(rèn)為對有機(jī)化合物而言，磷光只能在低溫、無氧條件下獲得，極大的限制了其在各類領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，如何基于商品化的水溶性聚合物材料，合理設(shè)計(jì)開發(fā)出高效的、成本低、易加工成型的無鹵、可水性印刷的室溫磷光聚合物材料在理論和應(yīng)用研究方面都具有重要的研究意義和價值。目前已有部分有機(jī)磷光材料的報(bào)道，例如專利201610563059.0，其是將磷光單體和熒光聚合在一起形成具有磷光和熒光性質(zhì)的聚合物。同樣，專利201610428357.9公開了帶有鹵素的化合物制備的具有磷光性質(zhì)的聚合物。雖然已有部分有機(jī)磷光材料的報(bào)道，但是實(shí)際可應(yīng)用的材料較少，仍然存在極大的研究空間，有待于進(jìn)一步的開發(fā)和研究。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供聚乙烯基苯磺酸或其鹽作為室溫磷光材料的應(yīng)用。本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)聚乙烯基苯磺酸或其鹽具有長壽命室溫磷光發(fā)光的特性，且為純有機(jī)物，不含有鹵素等毒性高的元素，也不含有貴金屬，其原料易得、成本低廉，可作為室溫磷光材料進(jìn)行應(yīng)用。本發(fā)明的第二目的在于提供一種無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料。本發(fā)明的第三目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在作為或制備發(fā)光元器件或發(fā)光材料中的應(yīng)用。本發(fā)明的第四目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在制備防偽標(biāo)志中的應(yīng)用。本發(fā)明的第五目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在制備可水性印刷發(fā)光材料中的應(yīng)用。項(xiàng)目階段:成果已轉(zhuǎn)化