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纳米莫来石晶须及其增韧陶瓷的制备
科技成果综合评价报告详情
科技成果综合评价报告
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成果名称
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成果简介
高推重比发动机是航空发动机的发展重点,到目前为止开发出一种新型的更耐高温的结构材料——陶瓷基复合材料(CMCs)如SiC陶瓷基复合材料(CMC-SiC),见图1所示,该材料质轻,比强度和比模量高,高温力学性能及抗氧化性能优异。在航空发动机的高温热端部件上展示出了巨大的应用潜力。然而在发动机工作环境下,陶瓷基复合材料部件却面临着在高温水蒸气环境下存在性能退化(通称水氧腐蚀,如图2)和易受CMAS ( CaO-MgO -Al2O3-SiO2 ) 高温熔盐侵蚀的严峻挑战。为此,引入了环境障涂层 ( Environmental Barrier Coatings,以下简称 EBCs) ,这已成为CMC-SiC应用于高推重比航空发动机热端部件的关键技术。所谓环境障涂层是指在发动机工作环境下使用的高温结构材料表面的防护涂层(一般为氧化物或复合氧化物陶瓷涂层),该涂层能够在高温结构材料和发动机工作的恶劣环境(腐蚀性介质、高速气流冲刷等)间建立一道屏障,阻止或减小发动机工作环境对高温结构材料性能的影响。
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创新水平
关键共性技术
前沿引领技术
现在工程技术
颠覆性技术
其他
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技术进度
新设备或新装置
样机原理
工程样机
中试原型机
产业化
新材料或新技术
实验室阶段
工程化阶段
产业化阶段
技术成果
专利
奖项
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产品方向
有多个应用方向
有一个应用方向
没有应用方向
无法判断
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市场空间
需求前景巨大
需求前景较大
需求前景一般
无法判断
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成本竞争
优势明显
优势一般
没有优势
无法判断
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政策影响
政策鼓励
政策限制
政策淘汰
无法判断
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市场周期
进入期
成长期
饱和期
衰退期
无法判断
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转化周期
近期可控(1年内)
周期较长(2年内)
很难转化(3年起)
无法判断
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科技成果的创新基因评价
前期的基础性试验研究已经表明可以在较低温度,利用硅铝胶作为主要原料合成出具有良好长径比的莫来石晶须,而且莫来石晶须的制备生产过程已经在理论上获得了众多科学工作者的支持。晶须增韧过程也是无机材料重要的强化手段,可以借鉴常用的无机材料增韧机理。本项目的特色与创新之处;采用化工厂的工业废弃物作为重要的原料,既解决了工厂废物处理的问题,又制备出了具有更好应用前景的莫来石晶须,大大提高了企业效益;深入研究了莫来石晶须的生长机理,利用硅铝胶悬浮液为原料,获得莫来石晶须生长的动力学公式。
不少于150字
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科技成果的技术亮点评价
我国是一个陶瓷生产大国,日用、建筑和卫生三大传统陶瓷产量均居世界第一位,其中建筑卫生陶瓷产量也占据着世界总产量的半壁江山,其生产每年需要消耗大量的矿产资源以及燃料能源,而且厚度越大,质量越大,原料及能源的消耗也就越大。因此,建筑卫生陶瓷行业仍是高污染、高能源消耗、高资源消耗的“三高产业”,建立技术创新的节能减排型绿色陶瓷生产模式对建筑卫生陶瓷行业的发展具有深远意义。现有技术中建筑卫生陶瓷产品的厚度约为8~14mm,厚度偏厚;抗折强度为 50~70mpa,普遍较低。因此,必须大幅提高坯体的抗折强度,实现建筑卫生陶瓷坯体薄壁轻量化,这样不仅能够减少原料及能源的消耗,还能够减少运输和安装成本,符合建设资源节约型、环境友好型社会,有利于实现2030前碳达峰,2060前碳中和的目标。
不少于150字
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科技成果的应用市场评价
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种原位生成莫来石晶须增强陶瓷坯体,通过优化配方体系,以促进大量莫来石晶体的形成,从而有效提高陶瓷坯体的抗折强度,以有利于减小产品厚度,实现建筑卫生陶瓷坯体薄壁轻量化。本发明的另一目的在于提供上述原位生成莫来石晶须增强陶瓷坯体的制备方法。一种原位合成莫来石晶须陶瓷材料的制备方法,其特征在于,以粉煤灰、工业氢氧化铝与工业芒硝为原料,粉煤灰高温煅烧后经盐酸处理,与工业氢氧化铝和工业芒硝混合,充分球磨混合后通过固态烧结原位合成含莫来石晶须的陶瓷材料,所述粉煤灰、工业芒硝与工业氢氧化铝的质量比例为1.7-2.3:5:2.7-3.3,包括以下步骤: (1)将粉煤灰在600℃煅烧1h,采用浓度15-25 mol/L盐酸处理1-2h,之后用清水清洗3-4次,于90-110℃干燥2-4 h,粉磨后过40目筛; (2)将工业芒硝与工业氢氧化铝于90-110℃干燥2-4 h,粉磨后过40目筛; (3)将过筛后的粉煤灰、工业芒硝与工业氢氧化铝按重量比称量后装入球磨罐中,充分球磨混合4-6小时后,经干燥后得到预混合料; (4)预混均匀的粉料陈化后,用压片机压制成长×宽×高=5 mm×5 mm×50 mm的条形坯体; (5)将上述条形坯体置于刚玉垫板上,在箱式炉中以3-4℃ /min的速率升温到900℃-1100℃之间,保温2-3小时后,随后随炉自然冷却到室温,得到含莫来石晶须的陶瓷材料, 步骤(5)所得含莫来石晶须陶瓷材料以莫来石晶须相为主,晶须直径20-40nm,长5-10μm,长径比在125-500的范围。
不少于150字
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评价专家组综合意见
本发明的目的通过以下技术方案予以实现:本发明提供的一种原位生成莫来石晶须增强陶瓷坯体,其原料组成为:基础坯料70~80wt%、锂辉石1~5wt%、铝矾土3~8wt%、红柱石10~20wt%;所述基础坯料的原料组成为瓷石21~24wt%、钾长石18~22wt%、高岭土30~34wt%、黑泥 6~11wt%、水洗泥4~7wt%、白泥10~14wt%、滑石1~3wt%。 进一步地,本发明所述基础坯料的粒度为50~100目,锂辉石的粒度为50~100 目,铝矾土的粒度为50~100目,红柱石的粒度为50~100目。 本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现:本发明提供的上述原位生成莫来石晶须增强陶瓷坯体的制备方法,包括以下步骤:将所述基础坯料、锂辉石、铝矾土和红柱石混合后进行湿法球磨,经干燥、过筛、造粒,得到物料;
评价专家署名
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评价专家联系方式
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评价专家职务
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评价专家所在单位
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