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高性能多功能聚四氟乙烯微孔材料的綠色制造
具有微納多孔結構的聚四氟乙烯（PTFE）微孔材料在高效過濾、防水透聲、高端織物、醫療器械等國民經濟戰略新興產業的關鍵材料。但是，由于PTFE材料極難加工，近五十年來，只有美國Gore公司開發的拉伸法實現了PTFE微孔產品的大規模商品化生產，產值高達百億。但是，拉伸法存在的一些頑固問題仍然沒有得到解決，如產品均勻性、產品孔徑與孔隙率的。本成果顛覆傳統拉伸法，創造性地提出了基于剪切誘導原位成纖工藝，巧妙地解決了存在半個多世紀的問題，可制備具有高孔隙率、小孔徑、高強度的高性能PTFE微孔材料，并且可根據生產需求靈活調整產品宏觀性狀與微觀結構，僅通過簡單的工藝參數調整，即可實現具有不同微觀結構的平板膜、纖維、中空纖維膜、微孔泡沫等批量化生產。與拉伸法相比，本成果工藝靈活、設備簡單、能耗顯著降低、無環境污染，具有良好的產業化潛力。此外，本成果提供了一種具有普適性的PTFE微孔材料改性方法，可以通過先進的復合工藝實現具有高導電、高導熱等功能化PTFE材料，有效填補市場空白。圍繞本成果，已發表多篇國際論文、申請四項國家發明專利、兩項海外專利，在油水/固液分離、先進織物等領域具有良好應用前景，相關產品已成功驗證并得到多方行業內專家認可。
山東大學
2025-02-08
高性能富鎂及富鎂鋁復合涂料
1）在國內外首次研究開發了對鎂合金具有陰極保護作用的富鎂涂層，通過優化的微弧氧化技術獲得高度孔隙率表面，并通過硅烷處理使涂層與鎂合金的結合力從6MPa提高到12MPa。利用純鎂顆粒的犧牲陽極作用及氧化鈰顆粒的控制活化作用，得到對AZ91D鎂合金具有高度屏蔽作用、陰極保護作用和高結合力的耐蝕富鎂涂層，耐蝕顯著提高，耐鹽霧2200小時以上。 2）在富鎂涂料的基礎上，通過以部分鋁粉代替鎂粉，研制開發了適用于鋁合金基體的新型高性能鎂鋁復合涂料，該復合涂層對鋁合金具有高結合力、兼備屏蔽、陰極保護和緩蝕等多種功能，極大提高了鋁合金的耐蝕性，其耐鹽霧性能達到4000小時以上。 主要技術指標：涂層具有優異的物理機械性能、耐蝕性。特別適合于苛刻的腐蝕環境中。鎂合金是最輕的金屬結構材料，在軍機、衛星、導彈等航空航天器中具有極重要的應用價值，在汽車、民航機、電器產品等有很廣泛應用。但由于鎂合金在自然環境和各種腐蝕性介質中腐蝕速率皆很高，腐蝕已成為制約其應用的主要問題之一。我們開發的適用于鎂合金的富鎂涂層，大大提高了鎂合金的耐蝕性，其成本與目前使用的高分子類涂層相當，但耐蝕性顯著提高。在各種軍、民用鎂合金的應用場合都具有明顯的推廣應用前景。鋁合金是應用最廣泛的有色金屬材料之一，但在苛刻的腐蝕性環境中（如海水及海洋氣候等），鋁合金皆需要采用涂層保護技術，我們開發的適用于鋁合金的鎂鋁復合涂層，其成本與目前使用的高分子類涂層相當。
北京化工大學
2021-02-01
高性能特種粉體材料近終成形技術
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，難以采用傳統技術加工制備，成為許多國防和民用高技術裝備發展的瓶頸。為此，項目基于粉體流變成形原理，研發了難加工材料的近終形制造新技術，廣泛應用于國防和民用高技術領域。
北京科技大學
2021-02-01
高性能聚丙烯成核劑的開發和應用
開發了一系列高效聚丙烯成核劑以及相關的生產工藝，并應用所開發的高效成核劑開發了高性能聚丙烯專用料。具體成果如下： （1）開發了具有非對稱結構的山梨醇類聚丙烯透明成核劑，應用此類成核劑可以開發高透明聚丙烯專用料，可以應用在食品包裝、日用品以及醫用注射器等領域。目前此類成核劑已經小批量生產。 （2）開發了制備有機磷酸鹽類成核劑NA-40的一步法新工藝，將傳統工藝中的三步反應集于一釜完成，工藝簡單，產品的總收率達到86%，達到國際先進水平。制備了納米有機磷酸鹽類成核劑，對聚丙烯的力學性能和光學性能都有比較明顯的改善，具有良好的應用前景和經濟價值。納米成核劑與市場未納米化的同類產品相比，在達到相同改性效果時，成核劑的應用量可減少一半，具有較好的推廣價值。應用這類成核劑可以開發高透明、高剛性、高耐熱的聚丙烯材料。目前，此類成核劑已經批量生產（上海科塑高分子材料有限公司）。 （3）開發了一種新型高效羧酸金屬鹽類聚丙烯β晶型成核劑，結構屬國內外首創，已經申請國家專利。這種成核劑具有較高的成核效率和選擇性，能夠誘導聚丙烯產生高含量的β晶型，聚丙烯的抗沖擊強度提高3-4倍，熱變形溫度提高10-15℃，解決了聚丙烯一直存在的抗沖擊強度和熱變形溫度不能同時提高的矛盾，應用這種成核劑能夠開發高抗沖高耐熱的聚丙烯材料。目前，此類成核劑目前處于中試階段。
華東理工大學
2021-02-01
低場高性能稀土超磁致伸縮材料
國家“863”支持項目。采用一種新的制造技術，制造<110>軸向取向多晶棒材，在5MPa預應力和500 Oe磁場下的磁致伸縮系數達l//=950-1150ppm，重復性好，一致性高，工藝易于控制，成品率高。已獲國家發明專利，擁有自主知識產權。 材料的應用領域及市場前景預測 (1) 國防、航空航天和高技術領域：主要用于制造聲納用水聲換能器與水聲對抗換能器、線性馬達、燃油噴射器、傳感器、噪聲與振動控制系統等，可用于航空飛行器、地面運載工具和武器等。據預測2015年此領域的世界市場額將達到3.3億美元。 (2) 運輸領域：主要用于反噪聲、減振和消振、剎車系統、燃油噴射系統、閥門、泵和線性馬達等。預測2015年世界需求量將達到10.5億美元，是本世紀初用量最大的領域。 (3) 現代高技術領域：主要用于超聲波技術、波動采油技術、海洋通訊、海洋開發與勘察、海洋捕撈等。預計2015年此領域的世界市場額將達到3.3-4.0億美元。
北京科技大學
2021-04-11
噴射成形高性能材料制備技術與應用
新金屬材料國家重點實驗室噴射成形技術研究室現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和新材料的研究開發，在相關理論和應用研究方面取得了一定的成果，積累了豐富的經驗。已經發表相關論文100余篇，申請國家發明專利3項。 噴射成形是一項21世紀新材料開發和傳統材料性能提升的先進制備技術，廣泛應用于國民經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。 (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、核工業、交通運輸工業等領域有重要作用。 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良材料。 (2)輕質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，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。
北京科技大學
2021-04-11
高性能反相乳液型油田降濾失劑
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，該產品作為主要的泥漿處理劑，符合國家整體建設發展戰略，具有廣闊的市場需求和良好的發展前景。此外，該產品還是性能良好的污水處理劑，對冶金、礦物加工產生的污水具有良好的聚凝、凈化作用，對環境治理有重要意義。 目前國內同類產品通常在水溶液中進行，工藝路線長，有污水產生。產品性能較國外同類產品相比，相差甚遠。 本技術生產工藝大大簡化，產品無需后處理，可直接在泥漿中使用，產品性能大國為先進水平，降低了設備投資和產品成本，無任何三廢。
武漢工程大學
2021-04-11
高性能超快激光精密微加工裝備
幾年，隨著消費電子（手機、智能手表等）、生物醫療需求的快速發展，尤其是代表下一代柔性移動顯示屏OLED的巨大應用市場驅動下，超快激光精密微加工產業在世界范圍內迅速增長。與傳統的納秒長脈沖相比，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、精密醫療器件等。
南京大學
2021-04-10
高性能導電聚合物納米復合材料
導電聚合物不僅在國家安全、國民經濟，而且在工業生產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為半導體再變為導體的特性，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；與納米技術相結合，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生界面極化引起高的電流變效應。 采用嵌段共聚物（P123）為結構定向劑，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。
華東理工大學
2021-02-01
高性能地聚合物及其復合材料
地聚合物(Geopolymer)是一種以無機SiO4、AlO4四面體為主要組成，結構上具有空間三維網狀鍵接結構的新型無機硅鋁膠凝材料。/line原材料（高嶺土、堿性激發劑溶液、硅鋁質材料）來源廣泛，室溫條件下養護，生產能耗低，CO2排放量低。/line快硬、早強，且長期強度高；低收縮；高抗滲；耐高溫、防火性能好；對重金屬離子的固封效率高；具有非常優異的耐久性能/line高抗滲/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，壽命可提高一個數量級。
東南大學
2021-04-10