中國(guó)粉體網(wǎng)訊  松山湖材料實(shí)驗(yàn)室多孔陶瓷及復(fù)合材料團(tuán)隊(duì)（以下簡(jiǎn)稱“多孔陶瓷團(tuán)隊(duì)”）——由來(lái)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(duì)組成。包括院士1人、各類國(guó)家級(jí)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(zhǎng)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(xiàng)目介紹

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

方向一：多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)及熱工裝備

1項(xiàng)目簡(jiǎn)介

基于團(tuán)隊(duì)擁有的碳化硅多孔陶瓷制備技術(shù)，開(kāi)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(chǎng)及熱應(yīng)力場(chǎng)的演變規(guī)律，明確多孔材料的破壞機(jī)制，開(kāi)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(xiàng)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^(guò)程中NOx高排放和高能耗的問(wèn)題，以及由此帶來(lái)的霧霾、酸雨等環(huán)境污染和對(duì)人類健康的破壞。

2潛在市場(chǎng)

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)在用的鍋爐超過(guò)100萬(wàn)臺(tái)，復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)5%；工業(yè)窯爐超過(guò)20萬(wàn)臺(tái)，復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)10%，整體市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)1000億元。

3研究方向

（1）新型高溫功能材料研發(fā)

開(kāi)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(guò)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(kāi)展多孔介質(zhì)燃燒過(guò)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(guò)程中多孔介質(zhì)內(nèi)溫度場(chǎng)及熱應(yīng)力場(chǎng)變化、材料破壞機(jī)制研究；以及多孔介質(zhì)燃燒器的開(kāi)發(fā)。目前燃燒器面功率密度突破4MW，壽命>3000小時(shí)，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(kāi)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(jì)和開(kāi)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(xiàng)目簡(jiǎn)介

通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、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(rùn)濕性差、界面結(jié)合強(qiáng)度低及韌性不足等難題，開(kāi)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(lái)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(shí)降低我國(guó)目前鉻礦石進(jìn)口壓力。

2潛在市場(chǎng)

目前我國(guó)100MW以上火電廠3000多家，磨煤機(jī)磨輥市場(chǎng)規(guī)模超100億元；全國(guó)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(chǎng)規(guī)模超300億元；全國(guó)機(jī)制砂需求量超過(guò)200億噸/年，制砂機(jī)耐磨部件市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)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(rùn)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(guó)際標(biāo)桿企業(yè)比利時(shí)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(kāi)展磨煤機(jī)磨輥、制砂機(jī)襯板和葉片、立磨磨輥和磨盤(pán)等關(guān)鍵耐磨部件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。目前，開(kāi)發(fā)的磨煤機(jī)磨輥使用壽命超過(guò)36個(gè)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(guò)30天，較主流高鉻鑄鐵襯板提高3倍以上。

團(tuán)隊(duì)成果

1知識(shí)產(chǎn)權(quán)

已申請(qǐng)發(fā)明專利13項(xiàng)，實(shí)用新型專利8項(xiàng)。

2已開(kāi)發(fā)產(chǎn)品

多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)及熱工裝備項(xiàng)目已完成6大系列13款產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)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(xiàng)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(duì)項(xiàng)目通過(guò)東莞市重大科技成果轉(zhuǎn)化團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目立項(xiàng)，總經(jīng)費(fèi)1億元，這是東莞市首個(gè)重大科技成果轉(zhuǎn)化團(tuán)隊(duì)項(xiàng)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(kāi)展低氮熱工裝備、關(guān)鍵耐磨部件的產(chǎn)業(yè)化。

參考來(lái)源：松山湖實(shí)驗(yàn)室官網(wǎng)

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）

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