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北京航空航天大学项目

来源:  点击数: 更新时间:2016-08-04

 

耐高低温高剪切高剥离胶粘剂

 

航空、航天、电子、化工、机械、交通、建筑等领域需要能同时耐受高低温,具有高剪切强度、高剥离强度(高韧性)的胶粘剂。目前国内外能同时满足上述要求的胶粘剂很少。本项目开发的胶粘剂在-196、室温、80100~140的剪切强度分别可达≥20MPa、≥25MPa、≥10~15MPa、≥5MPa,室温和-70剥离强度分别达到≥50N/cm和≥40N/cm。特别适用于超低温(液氦、液氢、液氮)环境或需在-196~150宽范围下保持高剪切、高剥离强度的条件下使用;也适用于薄膜,包括有透明度要求的薄膜的粘接。该项目具有自主知识产权,有多种牌号供用户选择。

 

高温高耐磨高耐蚀高压阀门零部件生产技术

 

传统的马氏体不锈钢阀门零件已无法满足高压阀门的工作要求,目前使用的先进高压阀门阀板等关键零部件主要有以下几种:

1.喷涂硬质合金阀板:即在高强钢表面热喷涂厚约0.5mm硬质合金层的阀板,由于涂层与基材结合不牢、易脱落、涂层疏松、成品率很低,不仅耐磨耐蚀性差,而且生产成本很高。此外,该方法还存在一个严重不足,就是对小孔壁等部位尚无法进行喷涂。

2.整体耐磨耐蚀合金阀板:采用高温高耐磨高耐蚀合金整体制造的高压阀门阀板,虽然具有较高的耐磨耐蚀性,但其严重缺点是:不仅成本很高,而且脆性很大,无法满足高压下的使用性能要求。

本项目研究开发成功了耐磨性及耐蚀性极为优异的特殊新型高温高耐磨高耐蚀材料,并在此基础上开发成功了新型长寿命高温高耐磨高耐蚀复合铸造/表面强化高温高压阀门阀板零部件生产新技术。本技术成果的核心是:以价格低廉、韧性高的铸钢材料作为零部件的本体、在普通铸造生产条件下采用本项目开发成功的特殊铸造工艺直接生产高温高压阀门闸板等阀门零部件,在零件浇铸成型过程中自动地在高压阀门零部件承受耐磨耐蚀作用的特定部位形成一层耐磨耐蚀性极其优异的特殊高温高耐磨高耐蚀合金层,达到好钢用在刀刃上的目的。

 

 

自蔓延复合钢管

一、项目介绍

自蔓延高温合成(Self-propagating High-temperature Synthesis, 缩写SHS)是利用化学反应自身放热制备材料的新技术。目前已发展成为一个介于燃烧科学与材料科学之间的新学科,用自蔓延技术合成的材料达上千种,它的突出优点是设备简单、工序少、合成速度快、成本低,尤其适用于高温难熔材料的合成。

1SHS陶瓷内衬复合钢管

SHS-离心法与传统工艺(热喷涂法、等离子喷涂、热装法、爆炸法等)比较有明显的优点:成本低、内衬陶瓷层与钢管结合紧密、制备的复合钢管长度较长(可达5.5)。

陶瓷内衬复合钢管已广泛应用于矿山尾矿输送,电厂煤粉和除灰管道等工业领域,并取得了良好的经济效益。

2、不锈钢及耐蚀合金内衬复合钢管

利用SHS离心技术开发开发成功了输送腐蚀性介质的双金属不锈钢内衬复合钢管。SHS-离心法的优点之一是可制备超低碳不锈钢,避免钢中析出碳化物,因此可防止由于碳化物析出造成的晶界附近贫铬,从而提高不锈钢内衬层的抗晶间腐蚀性能。此外,这种方法制备的内衬层可与外层钢管实现牢固的冶金结合。不锈钢内衬复合钢管可代替整体不锈钢管,其成本是整体不锈钢管的1/3,在冶金、石油、化工等领域有广泛的应用前景。

3 、耐腐蚀聚合物内衬复合钢管

耐腐蚀聚合物内衬复合钢管是本课题组最近开发的一种新产品,该复合钢管由三层组成,最里层是聚合物,中间层是氧化铝陶瓷,最外层是碳钢。聚合物内衬层厚度为0.5~1.0mm,最高使用温度是120。由于聚合物内衬层与氧化铝陶瓷过渡层之间结合强度高以及内衬层表面光滑,因此该产品具有内衬层不易脱落和输送介质时阻力较小等优点。该产品具有优良的耐腐蚀和耐磨性能,与普通聚合物管相比,不易老化,可承受更高的压力,输送热水时不易结垢,可广泛用于石油、化工、食品、冶金和矿山等行业。例如,在化工行业用于高腐蚀性介质的输送,取代钢管和铸铁管用于输水管道,还可代替水泥管用于污水处理系统。

4、小口径陶瓷内衬复合弯管

小口径陶瓷内衬弯管用自蔓延重力法制备,该工艺弥补了离心法只适合制备直的规则形状管状样品的不足,即可制备等径的弯管,又可制备变径的直管和弯管。陶瓷内衬弯管的内衬层是Al2O3陶瓷、Al2O3-ZrO2Al2O3-Cr2O3复合陶瓷,内衬陶瓷层具有优异的耐高温氧化、耐磨和耐高温腐蚀性能,在冶金、化工等工业领域有广泛的应用前景。图2所示的是自蔓延重力法制备的小口径内衬陶瓷复合钢管,这种复合钢管用作高炉喷煤枪已经在国内几家大型钢铁企业获得成功应用。

二、复合钢管的应用领域

1. 冶金、矿山领域

2. 煤炭和电力工业领域

3. 石油、化工工业、水处理工业领域

4. 建材工业、运输工业领域

5. 粮食、食品工业、饲料加工业和医药工业领域

三、技术成熟程度

已达到工业化生产的程度。

 

高铝粉煤灰和煤矸石工业化制取铝硅合金

 

一、项目简介

用电热还原法利用电能使高铝粉煤灰和煤矸石中的组成成分氧化铝、氧化硅和氧化铁在高温下被碳直接还原得到一次铝硅铁合金,已经进行了工业试验,主要工艺经济技术指标:高铝粉煤灰和煤矸石为原料,铝和硅的回收率为70%以上,铝硅铁合金中铝含量25%~45%,硅35%以上。于20051221通过了中国有色金属工业协会主持由院士等专家组成的鉴定委员会的鉴定,专家意见是:该项目在我国首次工业化利用粉煤灰和煤矸石等工业固体废料为原料,使用电热还原法直接制备铝硅铁合金工业试验。此法工艺简单流程短。本项目的开发具有较好的经济效益和社会效益,整体技术达到国际先进水平;该项目实施符合国家循环经济产业政策,对利用粉煤灰和煤矸石等工业固体废料综合利用有重要意义;建议在本项目的基础上,尽快建设电热还原粉煤灰和煤矸石等工业固体废料生产铝硅铁合金示范基地,促进该项成果的产业化。

二、经济效益分析

电热还原高铝粉煤灰和煤矸石年生产1万吨铝硅铁合金,全年可消化粉煤灰(或煤矸石) 3万吨,处理粉煤灰实现销售收入11310万元,利税3812万元,税金2243万元,总投资4300万元,投资净利润率36.48%,投资利税率为88.65%,投资回收期32个月;处理煤矸石实现销售收入12463万元,利税4965万元,税金2724万元,总投资4300万元,投资净利润率52%,投资利税率为115%,投资回收期23个月。本项目的意义在于综合利用了我国工业废料,提高了产品附加值及科技含量,同时使用电热法生产铝硅铁合金方法,是对我国铝电解工业的有益补充。该项目经济效益和社会效益显著,值得立项开发。

 

高纯铟和超纯铟新工艺

 

金属铟属于周期表IIIA元素,是稀散金属,为银白色有光泽金属,在地壳中的铟与银的丰度相同,大约为0.1ppm。铟在地壳中的储量目前探明的只有8000吨,其中我国境内达到4000吨。我国的铟居世界第一位。铟广泛用于铟合金、焊料、合金靶、电池、高纯铟。由ITO粉制备的ITO靶材,通过磁控溅射制备导电玻璃,可用于平面显示器,如大屏幕液晶显示器(LCD)、电子彩色显示器(ECD)、电子发光显示器(ELD)等;还可用于制备冰柜玻璃、电子屏蔽玻璃、高层建筑门窗玻璃、汽车、火车及飞机挡风玻璃等。光透射率高于80%,电阻率为1×10-3Ω.cm以下的薄膜属于透明导电膜。ITO靶是制备透明导电膜最好的材料。

目前国内真正意义上的高纯铟和超纯铟还不能生产(按国外标准),我国所需只能大量进口。因此,开发高纯铟和超纯铟工艺意义重大,真正发挥我国铟资源优势。北京航空航天大学正在面对市场需求探索开发高纯铟和超纯铟新工艺。该新工艺具备原料适应性强,能耗低,不产生污染,产品质量高等特色,生产成本远远低于国外产品。

 

新型高强高韧铸造铝合金

该合金是在ZL205A合金成分基础上,通过微合金化与变质处理后获得。该合金的抗拉强度为:450~480MPa,延伸率为7~11 %,屈服强度=330~350 MPa;未变质抗拉强度为:400~420MPa,延伸率为2~4%,屈服强度为320~350MPa。变质合金的抗拉强度,延伸率比未变质合金分别提高11%70%,而屈服强度基本没有变化。同时,变质后铝合金具有高的室温塑性,室温下,合金变形200%完好无损,变形300%时出现开裂。该合金制备方法简便,工艺简单,便于操作。

1为该合金变质前后拉伸断口,图2为该合金变质前后拉伸应力应变曲线。 

       

含锂高强铝合金材料及其制备技术

 

本发明公开了一种含锂高强铝合金材料及其制备方法,它由锌(Zn)  5.0%12.0%、镁(Mg)  1.0%5.0%、铜(Cu)  1.0%5.0%、锂(Li)  0.8%1.7%、锰(Mn)  0.1%0.3%、锆(Zr)  0.1%0.5%、铬(Cr)  0.05%0.2%和余量为铝(Al)组成,本发明的材料,抗拉强度为650850Mpa,屈服强度为400700Mpa,延伸率为816%,比强度为170×105mm200×105mm。本发明的材料与此合金成份相当的美国商用7075合金在T73状态下比强度提高了28%,较国产LC4提高了24%,材料的密度降低了3.7%

 

高强度铝合金构件成型

 

在铝合金熔炼铸造工艺过程中自主研制了新型的变质、细化熔剂,常规铸件晶粒尺度达到ASTM 3~5级。运用自制的气体精练设备可使合金含氢量控制在30ppm以下。合金常规力学性能在不进行化学成分调整的前提下,一般超国标或航标10~20%

运用本成果制造的高强度铝合金复轨器,以获得国家专利(91 2 01241.2)。该部件具有强度高重量轻及结构合理的优点,用以取代现在使用的钢制复轨器。主要用于铁路机车矿山机车等有轨运输机械,设备在运行过程中发生出轨道事故后,利用机车动力进行自救复轨的机械。

由于采用了新型高强度铝合金及设备结构的计算机强度辅助设计思想,使该产品的重量较原来钢制设备的重量减轻一半以上,使机车驾驶人员完全可以实现自救,由于该项目的成果已为铁道部提供近1000套该种设备,同时亦正在积极开发小型矿用复轨产品。

 

铸铁—铜双金属复合材料制造工艺

 

本专利(ZL 91 1 09101.7)技术主要解决了在双金属材料制造过程中,以粉末烧结方法在铸铁基零件表面烧结耐磨铜层,同时解决了结合力较弱的关键工艺技术。运用这项技术,可以是烧结铜层与铸铁基体的粘结强度达到以钢背为基的双金属材料的结合力,同时这一技术的发展,使得的钢背的制造过程完全可以以铸铁件来取代用低碳钢,用机械加工的方法制造出来的基体,可以节约大量的材料,属于节能型工艺技术。

 

高洁净油品精制工艺与装置技术

 

高洁净航空航天油品(航空燃料、航空液压油、航空润滑油)是国防装备技术的需要。一般油品军标技术指标都高于民用标准。国外发达国家军控标准高于我国标准。

朱岳麟科研群体,长期从事航空航天油品精制工艺与装置成套技术的研究与开发。近十几年,研究开发出:

*  航空航天油品改性纤维液膜脱酸、脱硫醇工艺装置技术;

*  航空航天油品高频油水快速分离工艺与装置技术(2005年获发明专利);

*  航空航天油品介电泳精制工艺装置技术(2005年获发明专利);

*  航空航天燃料综合精制工艺与装备  成套技术。

航空航天油品精制装置系统,能够将航空燃料、航空液压油、航空润滑油精制提高到美国空军一号专机的技术指标要求,达到极高洁净的航空航天油品质量。油品特殊精制工艺装备技术。也可以将民用油品(液体燃料、液压油、润滑油、植物油等)的提纯与精制,达到极高洁净的油品质量。

 

高级岐化松香脱色工艺与制备工业化技术

 

松香是林产化工的主要经济型品种。松香是以颜色来确定松香的质量和松香的销售价格。松香的颜色越深,其质量就越差,销售价格就越低。松香脱色问题,几十年来,一直是我国松香行业中的技术难题。

针对松香发色的分子和基团进行了深入的技术分析、检测、鉴定与研究,同时进行了350多次分解脱除发色分子而有不发生脱除松香羧基的脱色工艺技术研究,获得安全可靠的脱色工艺方法,并优化出最佳的工艺控制技术参量。

这项松香脱色技术,能够十分有效的将2-4级岐化松香的颜色,提高到:特级-特特级的松香产品,成本却很低;同时顺利进行了产业化过程中装备技术的中试研究,目前已经成功的进行了工业化生产,生产出的15000多吨高品质岐化松香,已经出口到日本、德国等地。

 

高酸值松香合成、制备工艺技术

 

高酸值松香是用于微电子集成电路焊接的必需优秀助焊剂关键材料,可以十分有效的去除微电子线路板表面的金属氧化薄层材料,而又极少腐蚀机体材料,微电子原件焊接无虚焊的优秀松香材料。我国无生产,只有依靠进口。

依据我国马尾松松香分子结构的特点,采用Diels-Alder合成反应,进行松香分子的结构改性、精制等工艺方法,获得酸值在300mgKOH/g的高品质的高酸价松香。

这种松香分子内有三个羧基,比普通松香多出两个,酸值、软化点及化学活性较普通松香都有了显著的提高。可应用于制备:要求极高的微电子工业级专用助焊剂、高级油墨树脂、高级施胶剂、表面活性剂等精细化工产品。

          

 

 

红芯火龙果玫瑰红色素提取工艺与装备技术

 

天然色素是天然植物中的色素物质,直接从动植物中提取,色彩自然,食用安全,且本身是一种营养素,有一定的营养效果和药理作用,天然食用色素因为它的安全、无毒、无副作用甚至具有一定的疗效和保健功能而受到消费者的欢迎。目前天然红色素的市场价格为:80120万元/吨。合理开发利用天然食用色素,对保障消费者健康,促进食品工业安全与迅速的发展,具有十分重要的意义。

红芯火龙果的果肉颜色鲜艳,甜而不腻,清淡中带有一点清雅的芬芳,营养高、热量低,集丰富的营养价值、药用价值和保健功能于一身,是优良的绿色保健食品,倍受消费者青睐。据文献报导,其果肉中天然色素物质含量非常高,而且具有优异的保健性能,是制造天然红色素的优质原料。

红芯火龙果中的天然玫瑰红色素,能够对红芯火龙果进行技术深加工,解决鲜果易腐烂变质的问题,所得收益大大高于直接出售鲜果的收益,能够很大程度地提高种植火龙果的经济效益。进行红芯火龙果色素提取工艺技术、及提高玫瑰红色素的稳定性和新产品产业化技术的研究与开发,对于全面提高火龙果的应用领域和经济价值,增加我国天然色素在国际市场的竞争力和更高的创汇率,以及发展我国的绿色材料经济和现代农业,具有十分重要的现实意义。

 

余甘子果核油提取精制工艺与装备技术

 

余甘子果是野生或半野生的植物, 主要生长在我国广西、广东,东南亚,印度,巴基斯坦,土耳其等国。主要为野生的荆棘性植物果实。

余甘子果具有特殊的生物活性成分,病虫害极少,几乎不受工业污染,是名副其实的绿色食品加工原料,开发成疗效食品或功能性食品,市场前景广阔。余甘子营养丰富,具有丰富的食用价值和药用价值,已经被广泛开发和应用。

对余甘子果核中的油进行了深入研究,从中提取了丰富的油性多样性物质,发现余甘子果核油具有余甘子果的所有遗传基因,特别是SOD蜜等生物活性物质的含量很高。国内外还未对其果核的食用、药用价值进行分析、研究与利用。该课题组具有完整的余甘子果核油的提取工艺与装备技术。

 

蔗糖多酯合成制备与精制工艺及装备技术

 

蔗糖多酯是世界新一代的酯类化合物,是优良的乳化剂和食品添加剂。蔗糖酯产品,被联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂标准委员会,确定为环保、安全、绿色、优质的食品添加剂产品。

我国目前只有蔗糖单酯工业化产品,没有蔗糖多酯产品。经过300多次工艺研究与工业实验,研究开发出---蔗糖多酯制备、精制、环保的工艺与装备技术。为我国生产急需的优质、环保、安全的蔗糖多酯工业化提供了一条先进的技术途径。

蔗糖多脂的主要物理化学性质

 

小型混合挤出实验机

 

小型混合-挤出实验机,解决了现有单螺杆、双螺杆挤出机、密炼机、哈克流变仪等装置耗材多,特别是制备添加型先进高分子功能材料和着色高分子材料时,材料贵(如聚醚醚酮、碳纳米管等),投入成本高,或混合温度低,或混合与挤出操作分离,或混合时间受挤出螺杆转速和螺杆长径比限制,或单人操作困难,或需要二次造粒,或清理困难、或占地面积大/笨重,实验周期长等等问题,极大地方便了用户。

◆试验机特点:

混合与挤出温度:室温~400  转  速:0170rpm(无级调速)

混合时间:任意;               混合 量:15g

挤  出:手动;               机台高度:0.7m以下;

机台质量:20kg以下;

用  途:各种聚合物合金、纳/微粒子分散混合/挤出拉条;可用于科研、教学和高/中学生科普实验,人手一台、无障碍实验

 

聚酰亚胺模塑粉

 

☆玻璃化转变温度温度:250350

    度:1.4kg/m3

    数:20100

☆用    途:用作制备模塑复合材料。

☆水    平:已有用户,国际先进。

☆合作方式:提供产品。

 

光纤涂层聚酰亚胺

 

☆耐热温度:250350

    度:20kg/m3200 kg/m3

☆外  观:浅棕红色粘稠溶液;

粘度(25):105105cp

固含量:13-14%

☆膜的拉伸强度:≥100MPa

☆用    途:光纤涂层、电线涂层等。

☆水    平:已有大陆和香港用户,国内先进。

☆合作方式:提供产品。

 

导电耐高温聚合物复合材料制品

 

☆长期使用温度≥250

☆短期使用温度≥450

    阻:1Ω

    度:2 kg/m3

☆并具有高抗磨、高强度、高模量等特点。

☆用    途:高强度屏蔽材料等。

☆水    平:已有用户,国际先进。

☆合作方式:承担制品研制。

 

精细聚氨酯筛网技术

 

☆筛孔形状:长方形;

筛孔尺寸:孔宽0.1mm、孔长2.5 mm、孔间壁厚0.1mm

通孔率:28-32%

☆用    途:各种矿物粉体、各种液体的分离。

☆水    平: 1/10样件已完成,国际先进。

☆合作方式:提供产业化技术。

 

换向器模塑复合材料与产业化技术

 

☆玻璃化转变温度≥250

冲击强度5 kJ/m2

☆高耐磨;

☆热变形系数小。

☆用    途:作电机材料。

☆水    平:技术成熟,国际先进,已为企业实现产业化。

☆合作方式:承担更先进材料制备技术开发。

 

 

 

窨井盖复合材料与产业化技术

 

☆高抗冲击强度;

☆高强度、高模量;

☆高耐磨;

☆制品热变形和翘曲小;

    度:20 kg/m3200 kg/m3

☆用    途:各种窨井盖及其配套制件。特别适用非公园、绿化、住宅等场所的井盖材料。

☆水    平:技术成熟,国际先进,已为企业实现产业化。

☆合作方式:承担更先进材料技术开发。

 

汽车地毯材料与产业化技术

 

☆地毯背衬材料:聚乙烯或卫生级聚氯乙烯;

☆熔体挤出、防滑钉成型与绒毯贴合工艺一体化;

☆该技术无胶粘剂,具有环保特点;

☆该技术自动化、成本低。

☆用    途:汽车地毯、工业地毯等。

☆水    平:技术成熟,国际先进。

☆合作方式:交钥匙工程。

 

多孔渗透管产业化技术

 

采用废旧橡胶粉和少量添加剂为材料,以及专用管挤出工艺,制备多孔弹性管。该管受内压渗水或渗气,无内压自行封闭如同普通输水管。

◆用    途:橡塑渗透管已经面向农业、林业、渔业、工业和待开拓的行业。用于农业和林业主要是节水灌溉;用于渔业供养主要是定量、定时、定点提供营养;用于工业主要是污水处理与水质净化、降低噪音、均匀通风等。目前用于节水灌溉和渔业供养是主要的。

◆水    平:技术成熟,国际先进。

◆合作方式:交钥匙工程。

 

全方位离子注入/真空电弧/磁控溅射真空镀膜设备

 

当前真空表面改性技术,日益向集成化、多功能化的方向发展。本项目是在磁控溅射技术、多弧离子镀技两种镀膜方法的基础上,结合先进的全方位离子注入技术,进行等离子体复合表面改性的新技术。项目利用近年来我国防工业支持的航天飞行器表面改性技术的研究成果,结合国内外表面改性技术的最新发展,实现包括大闭环磁控溅射技术、全方位离子注入技术、弯曲电弧磁过滤技术的复合等离子体增强沉积。

与传统沉积技术相比,具备以下优点:(1)可以在膜与基体之间形成混合界面;(2)可在随时对涂层进行掺杂、改善涂层结构和表面能;(3)提供一种方便易行的薄膜材料结构、成分控制手段、能够在薄膜沉积过程中进行掺杂;为新型膜层的制备、提供便利条件;(4)能够改变薄膜原有的形核生长模式;(5)能够在传统薄膜的基础上获得对薄膜进行进一步改性的薄膜,提高薄膜的硬度、抗氧化性、抗腐蚀性等;(6)能够改善基片对薄膜的亲和性,使得传统工艺无法附着或者附着差的薄膜实现薄膜附着、并提高薄膜与基片的结合力。

◆项目的应用领域非常广泛,目前已有的主要应用领域包括:

☆工模具:各种钻头;各种刀具,各种模具。高质量DVD光盘模具等。

☆装饰膜层:卫生洁具、招牌等

☆硬质保护膜:眼镜、表带

☆光学膜:眼镜、玻璃、光学器件,

☆电子领域:导电薄膜、电介质膜、半导体薄膜、传感薄膜、磁性膜。

☆高性能薄膜:高sp3键的类金刚石膜、掺杂DLC膜、CN膜等。

☆高质量的工具:如PCB钻头

 

CRT类显示器拆解生产线

 

含阴极射线管(CRT)类显示器是目前电视机、电脑产品的主流使用和淘汰部件,由于CRT中含有铅、镉、塑料(生产和焚烧时会产生二恶因和呋喃)、汞、六价铬、钡、铍、荧光屏、溴化阻燃剂等有毒物质,如处理不当,将危害人体健康,并对环境造成严重污染。同时,由于CRT占到整机重量的55%65%,因此如何有效解决显示器的主要组成部分——屏锥分离及回收技术是完善电视机电脑回收处理过程的关键问题。项目在拆解试验和电子废弃物材料级分类识别基础上,研制开发了含CRT类显示器回收处理生产线,提出了一套科学合理的含CRT类显示器无污染回收处理工艺路线,且该工艺在工厂实际中得到印证。

◆项目特点:

以材料分类回收为核心的热敷式自动拆解技术和生产线,实现了含CRT类显示器无污染回收处理,为含CRT类显示器回收处理生产线的设计生产提供了可靠的保证,实现了对已有设备的直接优化集成,成本低,见效快。

 

基于资源化的废弃印刷线路板元器件无损拆解回收处理

技术及设备

 

研制开发并形成具有自主知识产权、环保、高效、可靠的废弃线路板无损拆解技术、粉碎技术、分离技术、再利用技术等相关技术,设计开发具有中国特色的废弃线路板回收处理及再利用整体工艺及生产线,实现对废弃线路板的无污染回收处理及再利用。研制开发废弃线路板元器件无损拆解分离技术及设备,为建立回收效率98%以上的环保型废弃线路板回收处理及再利用生产线奠定坚实的基础。该设备是一种环保、节能、高效的废弃线路板元器件无损拆解设备,由传动、加热、振动、除烟味等单元构成,除控制单元、除烟味单元外,该设备主机长为3.5m,宽0.8m,高为1.5m,生产能力为300700块线路板/小时。在第三届北京发明创新大赛中,“线路板无损拆解设备”获得节能环保专项奖和大赛银奖!

◆其主要技术参数:

功率:4KW

拆解率:98%

电压:220

烟尘、气味:过滤效率99.9%

产量: 100~200 kg/h

主机外形尺寸: 3500×80×1500

整机重量:1.0/t

 

◆设备性能特点:

拆解效率高,温度可控,节能效果好,元器件无损拆解率高;设备环保;功率小,便于中小规模生产;加工操作简单;故障诊断、自我保护和声光报警功能。

 

基于印刷线路板的废弃物复合材料应用

废弃线路板基板的主要组成是纤维强化热固性树脂,由于热固性塑料本身的特点,除了焚烧回收热值,还有作为粉末用于涂料、铺路材料等重新利用,这些再生品质量低下、档次不高,而且在经济投资和资源利用方面也是不合理的。本项目根据废弃线路板基板原材料的不同,进行分别粉碎处理,将粉碎后的PCB粉末作为填料或增强体,以不饱和聚酯、环氧树脂等热固性材料作为基体,采用热压成型工艺,最终生产出多种复合材料,根据复合材料的不同性能,可以制成多种产品应用在广泛的领域里,代木、代钢、代塑、代瓷制品,所以具有明显的社会效益。

原材料成本极其低廉,而且解决了固体废弃物带来的环境污染问题,又节约了一次资源,降低了制造成本,具有明显的环境、社会、经济三大效益,是一种具备环境协调性的材料。

 

太阳光反射隔热建筑节能涂料

 

利用功能性涂料实现建筑墙体、屋顶防热隔热是施工最简便、成本最低廉的方法。本项目对建筑外墙防热隔热涂料进行了比较系统的研究,提出了一种水性的集太阳光谱反射、热辐射为手段的隔热涂料。这种外墙涂料可用于建筑外墙、屋顶和户外仓库、储罐、设备等。

太阳热反射隔热涂料是一种效果显著的隔热涂料。其防热机理主要是根据太阳光谱能量分布,将太阳光辐射热量的大部分能量包括可见光、红外线和紫外线反射掉;其次,反射隔热涂料的颜填料体系能将吸收的其余热能的大部分以远红外线辐射散发出去,以达到显著的防热效果。由于采用纳米材料技术,本涂料系统针对太阳光谱反射率高达88%的情况下,同时其半球发射率达到87%。这意味着约98.4%的太阳光的热量被反射或发射出去。

本产品20086月经国家建筑材料测试中心按国内最高隔热标准:国家发改委发布的建材行业标准JC/T1040-2007指标检测各项指标均合格,其中太阳反射比和半球发射率及拉伸强度、断裂伸长率等重要指标均高于该标准。(更远远高于建设部2008年所定标准的较低指标:太阳反射比和半球发射率均≥0.80

☆太阳反射比:≥0.83,实测0.88;半球发射率:≥0.85, 实测 0.87

☆拉伸强度,MPa:≥1.0,实测2.7;断裂伸长率:≥100,实测 356;耐洗刷性:≥2000次。经人工气候老化性后各指标均仍符合JC/T1040-2007标准。

产品包括普通型、亲水性和斥水性等不同品种。

 

纳米高强度乳胶粘合剂

 

通过纳米粒子的作用,使乳液的流变性提高,固化时抑制胶体流动,固化速率加快,能迅速形成一种微纳米硅石网络与高分子网络互穿结构,提高了高分子乳胶粘接效果。增强了界面结合强度、耐水性、韧性和延展性。固化时间大大缩短。

材料实验机的剪切破坏检测实验表明,剪切强度高达5.4MPa,远远高于普通市售乳液粘合剂。纳米改性粘合剂有很好的韧性,能很好的吸收能量,在各种建筑石材件的使用中,特别是对厚、重、大的石材、瓷砖的粘结提高了安全性,有利于事故的预防。

适用于厚重建筑石材砖、各种瓷砖的贴面粘结;其他建材的快速粘合;木板、纤维板、石膏件的粘合等。

◆技术指标:

☆剪切强度: 5.4MPa; 耐水性:>72小时;初步固化时间:<10秒;对比市售普通乳胶粘合剂剪切强度提高到2倍以上,耐水性提高了几十倍;韧性检测曲线表明,其韧性、延展性能也得到了显著增强,重复剪切其性能可恢复为原来的88%

 

 

 

建筑防氡涂料和防氡地面涂层系列产品及施工工艺

 

一些城乡住宅中由于地理环境和使用某些石材与建材造成的室内氡浓度偏高,已对居室内的人体健康造成影响。地下工程与地下建筑内氡及其子体浓度较高,辐射危害更为严重。医学研究表明,氡及其子体是形成肺癌的重要原因。世界卫生组织与国际癌症研究机构已将氡列为I类致癌物。

通风排氡是一种传统的方法,但它不能从根本上切断氡的来源。用防氡涂层屏蔽、阻止氡及其子体的渗逸是从源头治本的措施。可以达到一次施工长期有效的效果。本项目是一整套性能可靠的系列产品及技术,已获得国家人防办组织的鉴定。

◆本项目的技术特点:

1、本项目包括三种水性建筑防氡涂料、一种底涂涂料和两种地面涂层材料。适用于不同环境下的氡浓度超标墙面、屋顶与地面。

2、防氡涂料和地面涂层材料均符合环保要求。VOC的排放量符合国家有关标准。

3、防氡涂料符合国家内墙建筑涂料标准。具有耐水、耐碱、耐擦洗以及快干、易涂刷、高遮盖力等特点。

4、涂料成本与市售中高级优质内墙涂料价格大体相仿,同时具有防氡和装饰两种功能。

5、采用纳米涂料技术,防氡效率高: >98%

6、具有一整套科学的施工工艺。

 

/差压铸造系列设备

 

低压铸造时液态金属的流程短、涡流少、充型速度可调、补缩好,铸件质量明显提高;同时,低压铸造可实现全过程的自动化,提高了劳动生产率和产品质量的稳定性,降低了人为因素的影响;可以省略浇冒口、提高铸件成品率,降低了材料消耗和生产成本。所以,低压铸造工艺在大批量生产的汽车、内燃机工业上的应用不断增加,在汽车、摩托车车轮和发动机缸体、缸盖的生产上,低压铸造工艺特别受欢迎;在特别重视铸件质量的航空航天领域,低压或差压铸造工艺的应用也越来越多。

低压铸造设备的核心技术是保温炉内液面压力的控制。近年来,低压铸造液面压力的控制方式由手动控制、单片机控制,发展到由计算机实时控制,并在计算机屏幕上直接显示低压铸造的过程和控制效果;执行元件也由薄膜阀、比例阀发展到数字组合阀。

为了适应军工和民用产品不断提高的质量和效益要求,满足企业对高水平低/差压铸造设备的要求,北京航空航天大学和有关单位合作,在国际先进低压铸造设备的基础上,开发了新型的低压铸造液面压力的计算机控制系统和低/差压铸造机,并陆续应用在汽车零部件生产和航空航天领域。

 

煤矸石综合利用技术产业化

一、项目概述

煤矸石是煤炭出产和洗煤过程中伴生的一种 固体废弃物。在煤炭开采方面,我国每年出产30亿吨煤,每产1亿吨煤炭排放矸石1400万吨,可排放42000万吨煤矸石;在煤炭洗选加工方面,每洗选1亿吨炼主焦煤排放矸石量2000万吨,每洗1亿吨动力煤,排放矸石量1500万吨。目前全国国有煤矿的矸石山数目为1500余座,聚集量30亿吨,约占全国工业固体废料排放总量的40%以上,持有量十分可观。

我国煤矸石目前还没有大规模综合利用技术。所产的煤矸石除少部分发电、制砖外,大量露天堆放,不仅占用土地,影响生活习性环境,矸石淋溶水将污染四周泥土和地下水,而且煤矸石中含有煤等可燃物,在适宜的前提下发生自动燃烧,排放二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物、烟尘等有害气体污染大气环境。 现在有的地方的做法是覆土种植,造价高,由于取土覆盖,造成新的生态破坏。

国家六部委在2010723发布《中国资源综合利用大纲》,强调在“十二五”期间,重点支持煤矸石资源综合利用技术;国家发改委公布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2011)》中把煤矸石资源综合利用技术列入其中;国家工信部2010年把煤矸石综合利用列入资源综合利用试点。煤矸石资源综合利用,我国多年来一直强调,但至今进展不大。主要问题是缺少真正处理煤矸石的先进技术和环保设备。

北京航空航天大学研究完成了煤矸石综合处理技术,首先把煤矸石中的煤提取出来,然后对尾渣进行分级,根据矸石成分分析,确定其用途:可以提取氧化铝、生产铝硅合金、新型蒸压加气混凝土切块、肥料等,把煤矸石全部处理完,最终把所占用的土地清理出来,还地于民。

目前该设备小时处理能力达到600吨,年产5000大卡精煤约48万吨,能把提煤后矸石分成各级别,适合不同用途。工艺先进、设备环保、过程清洁生产、水循环使用。

二、合作方式

接受委托进行前期研究、完成立项报告和节能评估报告、设计和建厂。

 

高效防护复合材料技术

 

一、项目概述

北京航空航天大学自1991年以来,在总装备部和航空工业部门的支持下,对轻质高效防护复合材料技术进行了卓有成效的研究工作,在许多关键技术上取得了突破性进展,形成了明显的特色。

针对轻质高效防护复合材料技术进行了系统深入的理论分析和大量实验研究,突破了轻质复合材料装甲防弹/承力一体化结构设计、制备和应用技术等多项关键技术,获得了多项具有自主知识产权的创新成果。在轻质防弹复合材料防弹机理理论分析方面,建立了纤维复合材料的多阶段靶板破坏模型,实现了弹击过程的动态模拟;在轻质防弹复合材料设计技术方面,首次提出了刚性梯度层设计理论和防弹/承力一体化设计方法,获得了良好的实用效果;在轻质防弹复合材料应用技术方面,设计制备了防弹/承力一体化轻质复合装甲材料装甲椅盆,已成功用于某武装直升机,获得了明显的减重效益;在轻质复合材料装甲开发方面, 针对不同应用要求,开发出了十余个系列的轻质复合材料装甲,同时建立了系列化的轻质复合装甲材料弹道性能评价方法,制定了复合材料装甲工艺及性能测试等多个规范性文件。

20071215,北航开发的“轻质防弹复合材料装甲技术”通过原国防科工委技术成果鉴定,2008年获得国防科技进步二等奖。

目前,可针对军用、民用需求生产各类型轻质防护复合材料装甲,包括座舱防弹板、防弹装甲椅盆、大型驱逐舰导弹舱口盖、运钞车用装甲板、防弹衣用胸插板等防弹、防刺、防暴用品进行开发。

二、合作方式

1)、合作开发产品;

2)、技术服务。

 

树脂基复合材料制造模拟与优化技术

 

一、项目概述

制造过程对于复合材料的质量稳定性和成本有着非常重要的影响,制造工艺的低成本化和数字化是复合材料发展的必然趋势。目前,在实际工程应用中复合材料工艺方案的制定仍依赖于经验法,存在研制周期长、工艺方案不通用、工艺路线保守、工艺不能真正优化等问题,导致制造效率低、制造成本高、性能分散性大。对于整体化结构,这些制造工艺中的问题更为突出。采用计算机模拟技术可对工艺过程进行预测,并根据预测结果和少量的试验对复合材料结构的可制造性进行科学评价,进而优化工艺条件、优选工艺方法,与传统的试错法和经验法相比,可明显缩短研制周期、降低工艺成本、提高制件质量,并具备很好的适用性。对于物理、化学变化过程十分复杂的复合材料制造过程,建立高精度的数值模拟方法和高效的工艺优化技术具有十分重要的实用价值。

北航针对复合材料结构制造低成本化和数字化的发展需求,在多项国家重大研究项目的支持下,对热压工艺和液体成型工艺的固化成型基础理论、制造缺陷形成机理与控制方法、工艺过程数值模拟与优化技术、材料工艺特性测试表征方法与工艺特性数据库等方面进行了系统深入的研究,在复合材料制造过程数字化技术上填补了多项国内外空白。已建立先进树脂基复合材料制造模拟与优化技术及相应的软件,用于先进复合材料制造过程的分析、缺陷预测和工艺参数的优化,适用于各种结构形式和制造方法,可明显提高产品质量,降低制造成本,缩短研制周期,提高材料的利用率,对促进复合材料用量和应用水平的提高具有非常重要的意义,在航空航天、风电叶片、汽车等领域具有广泛的应用前景。研究成果已在多家航空航天研究院所及主机厂的工程实际中得以应用,如雷达罩、防热套、波形梁、飞机鸭翼梁以及直升机起落架等,取得了良好的效果,显著缩短了制造周期、降低了制造成本、提高了产品合格率。

相关成果在2009年获得了国防科技进步一等奖和国家科技进步二等奖,并获批国家发明专利5项。

二、合作方式

1)、合作开发产品;

2)、技术转让;

3)、技术服务。

 

新型轻质夹层结构复合材料技术

 

 

一、项目概述

传统轻质夹层结构材料,如蜂窝夹层结构,制造过程复杂,质量难以控制,特别是在使用过程中经常会开胶、脱粘,甚至会引起芯子塌陷、面板凹陷、皱褶失稳,耐久性较差。本项目所研发的新型轻质夹层结构可克服传统夹层结构材料的上述不足,包括多层间隔连体织物复合材料和Z向纤维增强的泡沫夹层结构。

多层间隔连体编织物是一种层与层之间由连续纤维芯柱相接而成一体呈空芯结构的编织物,可以单独增强制成空芯连体结构轻质复合材料,也可以在纤维芯柱间填充泡沫材料,制成新型多夹层结构复合材料,具有优异的整体性和耐久性,根据填充的泡沫种类,还可具备阻燃、隔音等功能特性。

Z向纤维增强的泡沫夹层结构复合材料包括Z-pin增强的X-Cor泡沫夹层结构和缝纫轻体材料夹层结构两种。该结构有效改善了夹层结构的平压强度与剪切性能,用于结构复合材料有明显优势,为结构轻量化和低成本化提供了新的思路和解决途径。

北航在国家863等项目的支持下,针多层间隔连体编织物复合材料和Z向纤维增强的泡沫夹层结构进行了大量研究工作,掌握了制造设备、成型工艺、性能评价等方面的全套技术,开发的夹层结构无面芯剥离问题,综合性能优异、可设计性强,在很大层面上可以替代目前的蜂窝夹层结构与泡沫夹层结构复合材料,具有十分广泛的应用前景,已用于建筑、化工、交通、船舶、风能等领域。

二、合作方式

1)、合作开发产品;

2)、技术转让。

 

碳纤维及其复合材料性能评价技术

 

一、项目概述

先进复合材料,尤其是碳纤维增强树脂基复合材料具有质轻高强、抗疲劳、耐腐蚀、制造工艺灵活、可设计性强、易于实现结构/功能一体化等优异特点,在轻质化、小型化、多功能等方面发挥着越来越重要的作用,已成为提升国民经济与国防建设核心竞争力的关键,在航空航天、工业、绿色能源、文体休闲用品等领域的应用规模呈明显递增趋势。同时,还在向汽车、石油化工、电力系统等领域渗透。然而,碳纤维复合材料如何应用、其应用能否获得显著效益,对其性能进行全面、科学的测试评价至关重要。另一方面,我国是碳纤维的研发和生产大国,已建和在建的碳纤维产能已达到世界碳纤维总产能的水平,但是其碳纤维性能水平和下游产品的开发明显落后于国外,其中碳纤维及其复合材料性能评价技术的落后是阻碍我国碳纤维应用和发展的重要原因。

在国家重大研究项目支持下,北航先进复合材料研究团队建立了一整套碳纤维及其复合材料性能评价系统,可实现纤维、树脂、界面、复合材料等从微观到宏观性能的测试分析与评价,包括物理化学特性测试、微结构分析、工艺特性分析、力学性能测试等,该系统已用于航空航天飞行器、大型风电叶片、新能源汽车等领域,为碳纤维复合材料在相关产品上应用效益的评价、新材料体系的应用和开发提供了重要依据。

二、合作方式

1)、技术服务;

2)、测试服务。

 

小型垂直轴风力发电装置及发电技术

 

一、项目概述

小型风力发电是风能利用的重要途径,分为垂直轴风力发电和水平轴风力发电两种形式,其中小型垂直轴风力发电装置的发电功率从几百瓦到几十千瓦之间,具有结构简单、造价低;组装维护简单方便;启动风速低,抗风能力强、安全性好;适用场所广;噪音低、美观等优点。因此,美国、欧洲等发达国家出台了许多激励政策,大力扶持小型垂直轴风电技术的发展和应用。例如,美国现有上百家小风机生产企业,销售超过10万台小风机,总装机超过100MW。在这些国家,小型垂直轴风力发电已是家庭和公共设施用电的重要形式之一。

大型风力发电机组在较大风速下才能正常工作,存在易损坏、运输、安装难度大、上网困难、投资大等问题,鉴于大型风电场建设的弊端,国家能源局正在调整风电的发展策略,在继续推进大型风电基地的基础上,将着重进行中小型风电项目的建设。小型风力发电技术市场前景广阔,既可用于家庭和公共设施,又可用于农村、偏远地区、海上等连接电网困难、用电不便的地区,从而缓解国家电力集团节能降耗压力,促进我国不发达地区的经济建设,具有巨大的市场和潜在的经济效益。

   北航在风力发电技术方面有着长期的研究基础,承担了传统大型叶片、垂直轴发电装置、集风式发电装置等多项国家863、国家973项目,形成了集设计、材料、制造、电控等为一体的专业齐全、技术融合的研发团队。已针对小型垂直轴风力发电技术进行了深入研究,设计出百瓦至千瓦级系列小型垂直轴风力发电装置,拥有从气动设计、结构设计到材料工艺、发电机、控制系统的全套技术。针对不同风况和应用场合开发出了多台样机,能够在2m/s的风速下启动,实现了照明工程与城市景观相结合,风力发电与光伏发电相结合,单机发电与多机成网相结合,同时还具有发电效率高、噪声小、外形美观、安全性好、运输安装方便、适用场所广等特点。

二、合作方式

1)、共同研发产品;

2)、技术转让。

 

 

 

 

新型高阻燃保温泡沫及泡沫型复合板

 

一、项目概述

酚醛泡沫被称为“第三代保温材料”,相对传统的有机保温材料,酚醛泡沫具有难燃、低烟、低毒性、耐腐蚀、耐老化、尺寸稳定和优异的耐热性等,相比传统的无机保温材料,酚醛泡沫由于导热系数低,其保温效能明显提高。酚醛泡沫与常用的聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等保温材料相比,保温性能更好,适用温度范围更宽,并具有不可比拟的防火性,因此是建筑外墙保温的绝佳材料。目前,酚醛泡沫已在欧美日等国家的建筑领域成熟应用。近年来,我国重大火灾事故不断发生,着火的主要原因,与其使用易燃材料有很大关系。外墙保温材料已成为引发建筑火灾的一个重要原因,随着建筑节能的全面推进,建筑节能的防火问题也越来越严峻。采用酚醛泡沫及其复合板材正好满足了我国建筑领域发展的迫切需求。

本项目的酚醛泡沫及其复合板材是在引进、吸收国外酚醛树脂配方的基础上开发出的产品,其基本性能如下表,具有优异的阻燃性和保温性,并且通过特殊的改性方法,明显改进了酚醛泡沫较脆的缺点,具有很好的强度和韧性,其安装方便、成本低,用于墙体保温、屋顶保温、地暖保温、保温装饰一体板等建筑保温领域,能够在保证安全的前提下实现高效节能,增强居住舒适性和建筑美观性。本产品还可用于空调通风管道、彩钢复合板、热水器、天花板、冷库、贮罐、船舶等对保温和阻燃有较高要求的领域。

高阻燃保温泡沫材料性能

密度(kg/m3)

导热系数[W/(mk)]

抗压强度(MPa)

阻燃等级

温度适用范围

3560

0.0200.035

0.10.4

B1/A1

-200200

二、合作方式

1)、共同研发产品;

2)、技术转让。

 

 

 

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指导单位: 中华人民共和国工业和信息化部中小企业司
主办单位: 黑龙江省工业和信息化委员会中小企业局
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