中國粉體網(wǎng)訊  松山湖材料實(shí)驗室多孔陶瓷及復(fù)合材料團(tuán)隊（以下簡稱“多孔陶瓷團(tuán)隊”）——由來自北京大學(xué),、中科院金屬研究所、哈爾濱工業(yè)大學(xué),、遼寧卓異新材料有限公司等單位的科學(xué)家團(tuán)隊組成,。包括院士1人、各類國家級人才2人,，研究員4人,、博士7人。已在多孔陶瓷及復(fù)合材料領(lǐng)域耕耘近30年,，尤其是材料在各行業(yè)節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用研究,，長期處于科學(xué)與技術(shù)研究的最前沿，創(chuàng)造了眾多全球領(lǐng)先的科技成果,。

項目介紹

多孔陶瓷及復(fù)合材料團(tuán)隊主要包括兩個研究項目：多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)及熱工裝備項目,，以及強(qiáng)韌化金屬基陶瓷復(fù)合材料及耐磨部件項目。以下分別對兩個項目進(jìn)行簡單介紹,。

方向一：多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)及熱工裝備

1項目簡介

基于團(tuán)隊擁有的碳化硅多孔陶瓷制備技術(shù),，開展多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)研究，重點(diǎn)研究多孔介質(zhì)材料內(nèi)的溫度場及熱應(yīng)力場的演變規(guī)律,，明確多孔材料的破壞機(jī)制,，開發(fā)一系列可在熱力、鋼鐵,、有色,、陶瓷、化工,、紡織,、汽車等眾多行業(yè)廣泛應(yīng)用的燃燒器和熱工裝備。

本項目可為氣態(tài)燃料提供一種高效,、節(jié)能,、清潔的使用方法,，解決燃?xì)馐褂眠^程中NOx高排放和高能耗的問題，以及由此帶來的霧霾,、酸雨等環(huán)境污染和對人類健康的破壞,。

2潛在市場

據(jù)不完全統(tǒng)計，全國在用的鍋爐超過100萬臺,，復(fù)合增長率超過5%,；工業(yè)窯爐超過20萬臺，復(fù)合增長率超過10%,，整體市場規(guī)模超過1000億元,。

3研究方向

（1）新型高溫功能材料研發(fā)

開展耐高溫碳化硅、氧化鋁,、氧化鋯多孔陶瓷制備工藝研究,，通過組分、成型工藝,、燒結(jié)工藝等調(diào)整,，提高材料的力學(xué)、熱學(xué)性能,，尤其是材料熱導(dǎo)率和抗熱震能力,。

（2）多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)研發(fā)

開展多孔介質(zhì)燃燒過程材料內(nèi)部傳質(zhì)傳熱、燃燒性能和污染物排放的優(yōu)化組合模型研究,；燃燒過程中多孔介質(zhì)內(nèi)溫度場及熱應(yīng)力場變化,、材料破壞機(jī)制研究；以及多孔介質(zhì)燃燒器的開發(fā),。目前燃燒器面功率密度突破4MW,，壽命>3000小時，NOx排放全功率負(fù)荷均小于30mg/Nm3,，啟停（抗熱震）次數(shù)>10000次,。

（3）高效、節(jié)能,、低氮熱工裝備研究

開展基于多孔介質(zhì)燃燒器的商業(yè)燃?xì)忮仩t,、真空熱水鍋爐、蒸汽發(fā)生器等鍋爐,，綠色壓鑄生產(chǎn)線，以及輥道窯,、熱處理爐,、加熱爐等工業(yè)爐窯設(shè)計和開發(fā)。

方向二：強(qiáng)韌化金屬基陶瓷復(fù)合材料及耐磨部件

1項目簡介

通過結(jié)構(gòu)設(shè)計,、成分控制以及超高壓復(fù)合成型工藝,，解決鑄滲工藝存在的潤濕性差,、界面結(jié)合強(qiáng)度低及韌性不足等難題，開發(fā)高耐磨性與高強(qiáng)韌性有機(jī)結(jié)合的復(fù)合材料及大型工程裝備耐磨部件,，在礦山,、水泥、混凝土,、發(fā)電等行業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用,，大幅提高材料耐磨性和強(qiáng)韌性，有效減少金屬材料因磨損所帶來的巨大經(jīng)濟(jì)損失和能源消耗以及由此產(chǎn)生的鉻離子污染,，同時降低我國目前鉻礦石進(jìn)口壓力,。

2潛在市場

目前我國100MW以上火電廠3000多家，磨煤機(jī)磨輥市場規(guī)模超100億元,；全國水泥產(chǎn)能15億噸/年,，需生料50億噸/年以上，水泥立磨耐磨件市場規(guī)模超300億元,；全國機(jī)制砂需求量超過200億噸/年,，制砂機(jī)耐磨部件市場規(guī)模超過400億元。

3研究方向

（1）高鉻鑄鐵/ZTA復(fù)合材料研究

以陶瓷顆粒為增強(qiáng)體,，金屬為基體,，采用超高壓復(fù)合成型工藝，解決傳統(tǒng)鑄滲工藝潤濕性差,，界面結(jié)合強(qiáng)度低和韌性不足等難題,。材料的抗壓強(qiáng)度≥650MPa，沖擊韌性≥12J/cm2,，磨損性能達(dá)到高鉻鑄鐵的15倍以上,，是國際標(biāo)桿企業(yè)比利時Magotteaux公司同類產(chǎn)品Xwin®的1.5倍。

（2）關(guān)鍵耐磨部件的研究

以高鉻鑄鐵/ZTA復(fù)合材料為耐磨體,，開展磨煤機(jī)磨輥,、制砂機(jī)襯板和葉片、立磨磨輥和磨盤等關(guān)鍵耐磨部件的設(shè)計和開發(fā),。目前,，開發(fā)的磨煤機(jī)磨輥使用壽命超過36個月，較傳統(tǒng)高鉻鑄鐵磨輥提高3.5倍以上,；制砂機(jī)襯板使用壽命超過30天,，較主流高鉻鑄鐵襯板提高3倍以上。

團(tuán)隊成果

1知識產(chǎn)權(quán)

已申請發(fā)明專利13項,，實(shí)用新型專利8項,。

2已開發(fā)產(chǎn)品

多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)及熱工裝備項目已完成6大系列13款產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)，包括燃燒器/機(jī)、低氮燃?xì)忮仩t（商用燃?xì)忮仩t,、真空熱水鍋爐）,、綠色壓鑄生產(chǎn)線（熔煉爐、保溫爐,、烤包器,、模具預(yù)熱器、熱處理爐等）,、各類工業(yè)爐窯（輥道窯,、金屬熱處理線等）、磨煤機(jī)磨輥,、制砂機(jī)襯板,。

3項目支持

2020年3月25日，先進(jìn)陶瓷與復(fù)合材料技術(shù)產(chǎn)業(yè)化團(tuán)隊項目通過東莞市重大科技成果轉(zhuǎn)化團(tuán)隊項目立項,，總經(jīng)費(fèi)1億元,，這是東莞市首個重大科技成果轉(zhuǎn)化團(tuán)隊項目。

4產(chǎn)業(yè)化

成立了東莞先進(jìn)陶瓷與復(fù)合材料研究院有限公司,，負(fù)責(zé)相關(guān)領(lǐng)域成果的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化,。成立了中科卓異環(huán)境科技（東莞）有限公司、中科卓異復(fù)合材料（東莞）有限公司,，開展低氮熱工裝備,、關(guān)鍵耐磨部件的產(chǎn)業(yè)化。

參考來源：松山湖實(shí)驗室官網(wǎng)

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）

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