錳基新材料中的高純硫酸錳是電池領域的基礎材料,隨電動汽車的快速發展和環保的要求,其市場需求劇增。球形四氧化三錳具有與正極材料相同的結構,比電解二氧化錳具有明顯的優勢,因此市場前景廣闊。隨著對特性鋼材質量的要求越來越嚴格和人們對日常生活用品要求的提高,高純電解錳用于一些高級合金鋼的需求也明顯增加。因此,錳基新材料的應用前景非常好。
高導耐熱抗蠕變鋁合金,通過微合金化、形變熱處理,控制合金中有效強化相及耐熱相,在保證合金導電性能同時,提高合金的強度和耐熱性能。
目前國內外使用的漁網材料有聚酰胺等(俗稱尼龍網) 耐腐蝕性能較好,但微生物附著比較嚴重,嚴重時甚至堵塞漁網,既影響網箱內外水體交換、影響養殖戶日常操作維護,又影響養殖魚類生長、導致養殖魚類生病。
新型鈮鎢合金及其高溫抗氧化涂層項目,研制了我國第二代宇航材料鈮鎢合金的制備加工工藝以及性能影響機理、與新型鈮鎢合金相匹配的抗高溫氧化材料及其制備工藝,解決了合金高溫強度不足、加工難度大、合金在大氣環境下抗高溫氧化等技術難點問題。目前合金及其涂層已經成為我國二代宇航材料,廣泛應用于各類型號宇航發動機及導彈武器型號,應用前景十分廣闊。
一種用于Mg-Al系合金的鋁包覆納米Al4C3顆粒狀晶粒細化劑,屬于鎂合金鑄造技術領域。其特征是,首先將一定比例的Al粉、C粉與Mg粉混合裝入球磨罐中,放入大、中、小三種不同規格的氧化鋯磨球,將球磨罐進行真空處理后安裝到球磨機上進行球磨。先采用低轉速球磨,然后進行高速間歇性球磨,球磨一定時間后,Al粉與C粉將在球磨過程中發生機械合金化,生成納米尺寸的Al4C3粒子。
完成了鹽酸常壓浸出、溶液凈化、高純鎳和三元材料制備、介質再生循環等關鍵技術研發,并完成了中試。產品高純鎳主要用于高溫合金,三元前驅體材料主要用于三元鋰電池。隨著國家新能源汽車和航天航空事業的發展,高溫合金與三元電池應用市場前景廣大。
隨著通訊裝備輕量化和電子產品輕薄化的發展,對鎂的需求越來越多,也對導電、導熱、絕緣、抗靜電、電磁屏蔽提出了更高要求,處理不當極易引發電磁干擾、儀器失靈、絕緣擊穿、燃燒、爆炸等事故。如何保證抗蝕導電是制約鎂合金應用的關鍵。
射頻等離子球化制粉技術是利用等離子的高溫特性把送入到等離子中的不規則形狀粉末顆粒迅速加熱熔化,熔融的顆粒在表面張力和極高的溫度梯度共同作用下迅速凝固而形成球形粉體。等離子具有溫度高(~104K)、等離子炬體積大、能量密度高、無電極污染、傳熱和冷卻速度快等優點,是制備組分均勻、球形度高、流動性好的高品質球形微米粉末良好途徑,尤其在制備鎢、鉬、鉭等金屬及其化合物粉末方面優勢明顯。
目前:汽車發動機活塞環材料主要靠進口,隨著國內汽車尾氣排放升級,開發我國自主知識產權的專利技術制造出國外同類產品迫在眉睫。
在鈦合金緊固件棒材研制領域,先后承擔三項國家級重點項目,完成了TC16鈦合金冷鐓棒絲材和高質量TC4鈦合金棒絲材的研制,以及大規格TC4鈦合金棒材的研制,突破了高端緊固件用鈦合金棒絲材生產過程中存在的關鍵技術難題,成功制備出性能優異的緊固件用鈦合金棒絲材。研制的材料已穩定小批量供貨,未來市場在50噸-200噸。
通過相圖計算優化合金成分以及合理調控工藝,成功設計出了一款6XXX系鋁合金。該合金不添加稀有元素及貴金屬,只添加6000系常見元素,成本不增加。該合金在固溶后屈服強度極低,為72 MPa,延伸率達33%;預時效及自然時效之后,屈服強度為149 MPa,延伸率為26%,優于現有的6016及6063合金,適合加工成復雜形狀,烤漆時效(180攝氏度30分鐘)后屈服強度為277 MPa,與6013合金持平。該合金尤其適合汽車車身板、手機及筆記本電腦外殼的生產。該研究成果目前已提交專利申請。
本項目以運載火箭用高強鋁合金薄壁高筋大型壁板強流變精確成形制造技術科學基礎為主線,通過材料工程、機械工程、力學以及宇航工程等多學科融合,建立薄壁高筋整體成形單元承力板高性能、高精度成形及高穩定性精確制造的基礎理論與方法體系,在微觀組織模式設計與成分優化、鑄錠組織調控、異型復雜截面金屬流變均勻性及特征微結構調控等方面展開基礎研究,發展異型斷面形/性協同制造的新原理、新技術與新工藝,實現航天高強鋁合金薄壁高筋大型壁板快速整體復雜成形成性的全流程協同調控。
在鋁合金中添加微量鈧(0.15~0.25wt%),能大幅度提高鋁合金強度,顯著改善其冷熱加工性、抗腐蝕性,是制備新一代航空航天、電子等領域用的新型材料。本項目以從鈦白廢水及鎢渣中提煉的氧化鈧為原料,金屬鋁錠為還原劑,加以特別熔劑,在非真空條件下進行鋁熱還原,經保溫澆注、表面處理制得高質量的鋁鈧中間合金。
軟磁材料從純鐵、Fe-Si合金(硅鋼)、Fe-Ni合金(坡莫合金)到Fe-Co合金已有100多年的歷史。傳統上這些軟磁合金是經過冶煉、鍛造、熱軋或冷軋、熱處理等繁雜工藝制成晶態合金,生產成本高、產品規格(特別是薄帶幅寬、厚度)受限、磁性能也不很理想。近年來開發的非晶態合金和納米晶軟磁薄帶金屬材料生產技術,是采用急冷技術,由熔態合金在旋轉的輥面上急冷直接形成數十個微米厚的薄帶,雖然磁性能顯著提高,但目前生產成本很高,產品幅寬很窄,厚度不易調控,表面粗糙,應用受到局限。
鎢是戰略金屬且50%以上的鎢用來制造硬質合金。超細晶結構WC-Co 硬質合金復合材料具有"高硬度、高強度"的特性,其綜合性能高于傳統硬質合金。其制備存在兩大技術難題:一是需制備性能優良的納米晶WC-Co 復合粉體;二是需控制燒結過程中納米WC 晶粒的長大行為。針對上述技術關鍵,課題組創新性研發出了一條完整的高性能納米碳化鎢-鈷復合材料的成套制備路線,在材料理論、制備工藝和裝備方面取得了一系列重要發現、發明和重大創新:
鎢銅合金因其導電導熱性好、密度大、強度硬度高、耐電弧燒蝕性能優異,被廣泛用作工具電極、電子封裝和高壓電器的觸頭材料,科技水平的日新月異,對鎢銅材料提出了越來越高的要求,課題組通過綜合國內外參考文獻認為提出功能梯度材料和細晶/納米材料是鎢銅合金的發展趨勢。鑒于此,課題組采用溶液混合、添加晶粒長大抑制劑等手段,成功制備出W晶粒度從0.2微米-2微米的鎢銅合金,致密度達到99.5%,晶粒分布均勻。在公司試用效果接近國外進口同牌號水平,具有較大的市場應用前景。
采用剪切/振動耦合熔體處理制備的半固態金屬作為原料,在高固相率條件下注入由旋轉擠壓輪與固定靴組成的擠壓輪槽,在擠壓輪槽中合金受到輪槽側壁和固定靴方向相反的摩擦力的作用,產生搓動剪切變形,并在輪槽出口經過擴展擠壓模具擠壓成形,實現了從液態金屬到產品的一步擠壓成形。
3D打印無疑是當今材料近終形制造技術最重要的發展領域,目前主要以高能激光或電子束熔融打印為主,工作溫度高,打印效率低?!皹O速金屬3D打印技術”是將粉床鋪粉3D打印技術與粉末注射成形技術相結合而創立的一項低溫、低成本、快速3D打印新技術,該技術與基于高能束熔融打印技術相比,打印速度可提高100倍,打印溫度降低約一個數量級(至150℃),制造成本降低一半。特別適用于不銹鋼、鈦合金、鎳基高溫合金、難熔金屬、硬質合金等特種金屬材料。
氧化鋁彌散強化銅合金的研究開發一直是國內外電子及軍工新材料的研究課題。早在在20世紀50年代,國外開始了彌散強化銅的研究。在70到80年代,開發了許多專利技術,并迅速將專利技術實現工程化。美國SCM公司應用內氧化法成功地生產出“GLIDCOP”系列彌散強化銅產品。日本也開發并制造、銷售商品名為DEM IRA S 的彌散強化銅電極材料。
技術內容、研究并實現鎂合金棒材、坯材的連續化生產,使生產線連續化、智能化。研究鎂合金調制過程中的有效降鐵和除鐵,大家知道鐵元素在鎂合金中是最有害的一種元素,鐵元素的存在會因與鎂的電位差產生電耦腐蝕,腐蝕對鎂合金的應用是不利的,但若在生產中把鐵元素在鎂合金中的占比降到0.005%以下,鎂合金的抗腐蝕性將大大增加,并且可以減少稀土元素的使用量,抗腐蝕性能比肩鋁合金。研究鎂合金棒(坯)在重組結晶過程中的晶粒粗糙及晶體不細化的問題
本項成果解決了高強高導銅合金在高溫條件下強度明顯降低的難題。該銅合金在450度下的抗拉強度比CuCrZr提高了75%。
本項目針對石油化工產生的FCC廢催化劑排放量大、成分復雜以及現有處理方式利用率低、毒害成分處理不徹底等特點,研發了多種低能耗的FCC廢催化劑的活化工藝,大幅提高了其利用率,同時采用了較為溫和的工藝實現了毒害金屬元素的分離,初步解決了FCC廢催化劑對環境的污染問題。
摘要: 采用數值模擬和實驗相結合的方式,對ZK60鎂合金筒形件反擠壓成形進行研究,優化工藝參數。結果表明:隨著擠壓溫度的升高,鎂合金內部晶粒細化程度越大,但溫度越高動態再結晶程度愈不明顯;坯料溫度在290℃時最高應力可達400 MPa,零件整體應力大約在180 Mpa,380℃時最高應力為130 MPa,零件整體應力約為80 MPa;其次,隨著坯料高度的減小和直徑增大,成形中坯料的等效應力也隨之增加,但尺寸過大或過小均會產生應力集中現象,容易產生缺陷。經過模擬分析和實驗驗證,坯料直徑為φ70,坯料溫度為350℃時,筒形件成形質量更佳。
摘要: 生物鎂合金具有優良的綜合力學性能,生物可降解吸收性和良好的生物相容性,在骨修復、心血管支架等方面具有光明的應用前景。然而,目前,生物鎂合金在生理體液中仍存在耐腐蝕性差,降解速度過快的不足。本文綜述了國內外關于提高鎂合金耐腐蝕性常見的改良方法與制備工藝以及具體研究進展情況,概括了各研究方向存在的問題,且展望了鎂合金在生物醫療領域的發展方向。
摘要利用分子動力學模擬研究了高應變率下單晶Cu空洞生長和聚集的損傷演化計算單晶Cu在15kms和20kms時飛片速度的自由表面速度當v0分別為15kms和20kms時應變率分別為139109s1和152109s1介紹了失效過程中的微觀空間演變并計算了相應的空隙分布和空隙體積分數結果解釋了高應變率下單晶Cu損傷演化的機制另外分析了應變率對空隙形核和生長的影響這些結果為飛秒激光下金屬層裂的實驗研究提供了理論基礎
摘要: 本文探究了ZL114A鑄鋁電磁鉚接結構在鹽霧環境下的力學性能和微觀結構演化。對電磁鉚接接頭在不同腐蝕時間后的剪切和疲勞性能、微觀結構和重量進行了分析。結果表明,電磁鉚接接頭的剪切和疲勞性能都是隨著腐蝕時間的增加而逐漸下降,電磁鉚接試件重量隨著腐蝕時間先增加后減小。結合微觀觀察結果分析,腐蝕一周后,板與板之間存在大量腐蝕產物,并且表面氧化層還未脫落,試件重量增加。腐蝕二周后,局部的氧化層開始脫落,并且有大量腐蝕坑產生,導致重量開始下降。腐蝕三、四周后,試件受到腐蝕更嚴重,腐蝕坑越來越大,氧化層大面積脫落,試件重量進一步下降??偟膩碚f,通過本文研究,深入了解了電磁鉚接接頭的耐腐蝕性,有利于推動電磁鉚接技術的工程應用。
摘要: 以過渡金屬硫酸鹽MSO4 (M = Ni, Cu, Mn, Co)為催化劑活性組分,以鈣鋁水滑石為載體,通過浸漬法負載然后通過焙燒制得非均相負載型催化劑。分別對樣品進行X射線衍射(XRD),熱重量分析(TG)和掃描電子顯微鏡(SEM)表征,分析催化劑的物相組成及其微觀結構。在常溫常壓下,以空氣為氧化劑,對含硫廢堿液進行催化氧化脫硫性能的研究,分別篩選金屬前驅體種類、載體含量、催化劑的添加量、催化劑焙燒、反應溫度等因素對脫硫率的影響。結果表示以鎳基為催化劑活性組分,鈣鋁水滑石為載體,通過浸漬法負載后經600℃焙燒5 h制得催化劑,負載比為3%。在鼓氣量2.5 L/min,溫度85℃條件下,處理初始硫離子濃度為6000 ppm,反應2 h脫硫率可達95%。催化劑重復反應12次以上,催化活性基本不變,具有很好的穩定性。
摘要: 為了提高納秒脈沖激光加工效率,本文采用熱輔助加熱手段,對鋁合金靶材進行預處理,通過數值仿真得到,輔熱會提高金屬靶材的吸收率,從而使靶材對后續納秒脈沖激光的利用率提高,且隨著輔熱溫度的增加,靶材溫升效果明顯增強,并在輔熱溫度達到靶材熔點時,其溫升效果產生階躍。
摘要: 以異丙醇鋁為前驅體,P123為模板劑,HCl為酸性調節劑,采用蒸發誘導自組裝法制備了介孔Al2O3??疾炝宋絼┯昧俊⑽綔囟取⑽綍r間及pH對Al2O3吸附Cr6+的性能影響。結果表明,在Cr6+初始濃度為10 mg/L,振蕩速度110 r/min條件下,適宜的吸附條件為:吸附劑用量0.24 g,吸附時間80 min,吸附溫度50℃,pH = 3,此時Cr6+去除率達到96%。
摘要: 為研究Al3Zr/Al復合燃料熱性質的影響,本文采用非自耗電弧熔煉技術以及緊耦合氣霧化法制備了Al3Zr/Al復合燃料,并通過激光粒度儀、XRD、SEM和熱分析對復合粉末的粒徑、物相、形貌、結構以及熱性質做了表征。結果表明,Al3Zr/Al復合燃料主要物相組成為Al和Al3Zr。鋯的加入使得Al3Zr/Al復合燃料的內部形成了金屬間化合物Al3Zr內嵌到鋁基體的特殊結構。Al3Zr/Al復合燃料的特殊結構以及Al3Zr的非選擇性氧化促進了Al3Zr/Al復合燃料的氧化。TG-DTA結果表明Al3Zr/Al復合燃料與純鋁粉相比,放熱更加集中,放熱溫度更加提前,表現出更強的熱反應活性。此外,本文還對Al3Zr/Al復合燃料的氧化過程和氧化機理進行了探討。
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