【原创】“硬科技”成果显现——多孔陶瓷及复合材料团队实现产业化


来源:中国粉体网   星耀

[导读]  松山湖材料实验室多孔陶瓷及复合材料团队(以下简称“多孔陶瓷团队”)——已在多孔陶瓷及复合材料领域耕耘近30年,尤其是材料在各行业节能环保领域的应用研究,长期处于科学与技术研究的最前沿,创造了众多全球领先的科技成果。

中国粉体网讯  松山湖材料实验室多孔陶瓷及复合材料团队(以下简称“多孔陶瓷团队”)——由来自北京大学、中科院金属研究所、哈尔滨工业大学、辽宁卓异新材料有限公司等单位的科学家团队组成。包括院士1人、各类国家级人才2人,研究员4人、博士7人。已在多孔陶瓷及复合材料领域耕耘近30年,尤其是材料在各行业节能环保领域的应用研究,长期处于科学与技术研究的最前沿,创造了众多全球领先的科技成果。


 


项目介绍


多孔陶瓷及复合材料团队主要包括两个研究项目:多孔介质燃烧技术及热工装备项目,以及强韧化金属基陶瓷复合材料及耐磨部件项目。以下分别对两个项目进行简单介绍。


方向一:多孔介质燃烧技术及热工装备


1项目简介


基于团队拥有的碳化硅多孔陶瓷制备技术,开展多孔介质燃烧技术研究,重点研究多孔介质材料内的温度场及热应力场的演变规律,明确多孔材料的破坏机制,开发一系列可在热力、钢铁、有色、陶瓷、化工、纺织、汽车等众多行业广泛应用的燃烧器和热工装备。


本项目可为气态燃料提供一种高效、节能、清洁的使用方法,解决燃气使用过程中NOx高排放和高能耗的问题,以及由此带来的雾霾、酸雨等环境污染和对人类健康的破坏。


2潜在市场


据不完全统计,全国在用的锅炉超过100万台,复合增长率超过5%;工业窑炉超过20万台,复合增长率超过10%,整体市场规模超过1000亿元。


3研究方向


(1)新型高温功能材料研发


开展耐高温碳化硅、氧化铝、氧化锆多孔陶瓷制备工艺研究,通过组分、成型工艺、烧结工艺等调整,提高材料的力学、热学性能,尤其是材料热导率和抗热震能力。


 


(2)多孔介质燃烧技术研发


开展多孔介质燃烧过程材料内部传质传热、燃烧性能和污染物排放的优化组合模型研究;燃烧过程中多孔介质内温度场及热应力场变化、材料破坏机制研究;以及多孔介质燃烧器的开发。目前燃烧器面功率密度突破4MW,寿命>3000小时,NOx排放全功率负荷均小于30mg/Nm3,启停(抗热震)次数>10000次。


 


(3)高效、节能、低氮热工装备研究


开展基于多孔介质燃烧器的商业燃气锅炉、真空热水锅炉、蒸汽发生器等锅炉,绿色压铸生产线,以及辊道窑、热处理炉、加热炉等工业炉窑设计和开发。


 


方向二:强韧化金属基陶瓷复合材料及耐磨部件


1项目简介


通过结构设计、成分控制以及超高压复合成型工艺,解决铸渗工艺存在的润湿性差、界面结合强度低及韧性不足等难题,开发高耐磨性与高强韧性有机结合的复合材料及大型工程装备耐磨部件,在矿山、水泥、混凝土、发电等行业进行推广应用,大幅提高材料耐磨性和强韧性,有效减少金属材料因磨损所带来的巨大经济损失和能源消耗以及由此产生的铬离子污染,同时降低我国目前铬矿石进口压力。


2潜在市场


目前我国100MW以上火电厂3000多家,磨煤机磨辊市场规模超100亿元;全国水泥产能15亿吨/年,需生料50亿吨/年以上,水泥立磨耐磨件市场规模超300亿元;全国机制砂需求量超过200亿吨/年,制砂机耐磨部件市场规模超过400亿元。


3研究方向


(1)高铬铸铁/ZTA复合材料研究


以陶瓷颗粒为增强体,金属为基体,采用超高压复合成型工艺,解决传统铸渗工艺润湿性差,界面结合强度低和韧性不足等难题。材料的抗压强度≥650MPa,冲击韧性≥12J/cm2,磨损性能达到高铬铸铁的15倍以上,是国际标杆企业比利时Magotteaux公司同类产品Xwin®的1.5倍。


 


(2)关键耐磨部件的研究


以高铬铸铁/ZTA复合材料为耐磨体,开展磨煤机磨辊、制砂机衬板和叶片、立磨磨辊和磨盘等关键耐磨部件的设计和开发。目前,开发的磨煤机磨辊使用寿命超过36个月,较传统高铬铸铁磨辊提高3.5倍以上;制砂机衬板使用寿命超过30天,较主流高铬铸铁衬板提高3倍以上。


 


团队成果


1知识产权


已申请发明专利13项,实用新型专利8项。


2已开发产品


多孔介质燃烧技术及热工装备项目已完成6大系列13款产品的设计开发,包括燃烧器/机、低氮燃气锅炉(商用燃气锅炉、真空热水锅炉)、绿色压铸生产线(熔炼炉、保温炉、烤包器、模具预热器、热处理炉等)、各类工业炉窑(辊道窑、金属热处理线等)、磨煤机磨辊、制砂机衬板。


3项目支持


2020年3月25日,先进陶瓷与复合材料技术产业化团队项目通过东莞市重大科技成果转化团队项目立项,总经费1亿元,这是东莞市首个重大科技成果转化团队项目。


4产业化


成立了东莞先进陶瓷与复合材料研究院有限公司,负责相关领域成果的转移转化。成立了中科卓异环境科技(东莞)有限公司、中科卓异复合材料(东莞)有限公司,开展低氮热工装备、关键耐磨部件的产业化。


参考来源:松山湖实验室官网

(中国粉体网编辑整理/星耀)

注:图片非商业用途,存在侵权请告知删除!


推荐3

作者:星耀

总阅读量:763321

相关新闻:
网友评论:
0条评论/0人参与 网友评论

版权与免责声明:

① 凡本网注明"来源:中国粉体网"的所有作品,版权均属于中国粉体网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:中国粉体网"。违者本网将追究相关法律责任。

② 本网凡注明"来源:xxx(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的"稿件来源",并自负版权等法律责任。

③ 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

粉体大数据研究
  • 即时排行
  • 周排行
  • 月度排行
图片新闻