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陳溫福院士團隊孟軍教授課題組在生物炭-微生物協同治理抗生素污染方面取得新進展

厚板焊接作為我國核電、船舶、石化等領域重大裝備的關鍵制造技術，對低熱輸入、高效率、高質量的新型焊接方法升級需求極其迫切。窄間隙焊接技術因采用窄且深的坡口，在厚板焊接時具有效率高、填充量少、熱輸入小、變形小等優勢，在提高焊接效率和焊接質量等方面具有重要應用前景。目前，該類技術在國外核電、船舶等行業廣泛應用，技術較為成熟。而我國窄間隙焊接技術研究起步較晚，在大厚板核心焊接設備、工藝及材料均受制于人，尤其針對我國國防重點企業，存在“卡脖子”風險。高端焊接裝備依賴于進口，價格高昂。國外主要生產廠家包括法國寶利蘇迪、日本日立公司、美國電弧機器等，國內生產廠家華恒、唐山開元等依賴于國外企業的專利授權。 國際和國內現有技術一般采用鎢極擺動、陶瓷片約束、橫向交變磁場等控制電弧周期性地在兩側壁之間燃燒，存在裝置復雜、母材被磁化或間隙較大等缺點。為解決窄間隙焊接側壁熔合的難題，課題組另辟蹊徑，創新性地提出了一種具有完全自主知識產權的“厚板超窄間隙旋轉電弧焊接技術及成套裝備”新技術。該技術突破了現有窄間隙鎢極氬弧焊接（NG-GTAW，narrow-gap gas tungsten arc welding）工藝的局限性，已實現壁厚50 mm超窄間隙焊接，能夠更為可靠、簡便地解決側壁未熔合缺陷問題。相對于國內外的現有技術，該技術形成的旋轉電弧能夠有效改善電弧熱量及壓力的均勻性，在保證熔敷金屬質量均勻的同時避免熔深過大，具備高質量、高效率的突出優勢，達到國際先進水平，已在國防、核電、QT等工業領域推廣應用。同時，研究團隊自主設計研發了面向核電、石化、船舶等裝備的大厚板非軸對稱旋轉鎢極超窄間隙GTAW成套裝備（圖1），可實現板厚超過150 mm、窄間隙5 mm——9 mm的厚壁材料高質量自動化焊接。 圖1 大厚板非軸對稱旋轉鎢極超窄間隙GTAW成套裝備 該設備特別適用于厚壁不銹鋼焊接、鈦合金、980高強鋼、9Ni鋼等特種材料，在核電、軍工、石化等領域具有廣泛的應用前景。目前處于國際先進水平的寶利蘇迪公司生產的單套設備售價高達380萬元，國產設備售價也達到150——200萬元水平。而自主設計研發的設備單套成本僅約30萬元，能夠產生巨大的經濟效益。

硅溶膠在涂料方面的應用非常廣泛，其獨特的物理和化學性質為涂料帶來了多種優異的性能。 一、硅溶膠在涂料中的基本作用 提高涂料的穩定性： 硅溶膠具有良好的懸浮性和分散性，能夠有效地防止涂料中的顏料和填料沉淀。當硅溶膠添加到涂料中時，其膠體粒子能夠在顏料和填料表面形成一層保護膜，防止粒子間的聚結，從而提高涂料的儲存穩定性。 增強涂層的附著力： 硅溶膠中的硅羥基能夠與涂料中的有機基團發生化學反應，形成化學鍵合，增強涂層與基材之間的結合力。這種化學鍵合不僅提高了涂層的附著力，還使得涂層更加致密，有效防止了水分、氧氣等外界物質的侵入，延長了涂層的使用壽命。 改善涂層的耐候性： 硅溶膠具有優異的耐候性能，能夠抵抗紫外線、風雨、鹽霧等自然環境的侵蝕。當硅溶膠添加到涂料中時，能夠形成一層耐候性極佳的保護膜，保護涂層不受外界環境的破壞，保持涂層的色澤和光澤度。 二、硅溶膠對涂料性能的提升 提高涂層的硬度和耐磨性： 硅溶膠中的硅氧鍵具有較高的鍵能，使得硅溶膠具有優異的硬度和耐磨性。在涂料中加入硅溶膠，能夠顯著提高涂層的硬度和耐磨性，使得涂層更加堅硬、耐磨，適用于各種高磨損場合。 調節涂料的流變性能： 硅溶膠的粘度可以通過調整其濃度和pH值來進行調控。在涂料中加入適量的硅溶膠，可以有效地調節涂料的流變性能，使涂料在施工過程中更加易于涂抹和流平，提高施工效率。 改善涂料的抗污染性： 硅溶膠具有較低的表面張力，不易被污染物吸附，因此具有優異的抗污染性能。將硅溶膠添加到涂料中，可以使涂料表面更加光滑、不易沾污，從而提高涂料的抗污染性，保持其長期的美觀性。 提高涂料的防火性能： 硅溶膠具有一定的阻燃性能，能夠在高溫下形成一層保護層，阻止火勢的蔓延。將硅溶膠添加到涂料中，可以提高涂料的防火性能，增強建筑物的安全性能。 三、硅溶膠在涂料中的具體應用 水性涂料： 在水性涂料中，硅溶膠作為重要的添加劑，可以提高涂料的穩定性、附著力、流平性、耐候性、硬度和耐磨性，同時減少有機溶劑的使用量，降低涂料對環境的污染。 建筑涂料： 將硅溶膠添加到建筑涂料中，可以提高涂料的附著力、耐擦洗性、耐候性、硬度和耐磨性，同時改善涂料的自清潔、防水防滲、防磨損、腐蝕、保色性等性能。 特殊涂料體系： 硅溶膠可以與水性高分子化合物和聚合物乳液混合，用于制備有機-無機復合涂料。這種復合涂料在密封底漆、彈性涂料、防水涂料、低PVC涂料等多種涂料體系中都有應用，可以改善涂層的性能并掩蓋涂層本身的缺陷。 四、硅溶膠在涂料應用中的優勢 環保性： 硅溶膠作為一種無機材料，不含有毒有害物質，對環境友好。在涂料中使用硅溶膠，能夠減少有機溶劑的使用量，降低涂料對環境的污染，符合綠色環保的發展趨勢。 多功能性： 硅溶膠能夠同時提升涂料的多種性能，如附著力、耐候性、硬度和耐磨性、抗污染性、防火性能等，是一種多功能的涂料添加劑。 廣泛的應用前景： 隨著涂料工業的不斷發展，硅溶膠作為一種高性能的涂料添加劑，將在更多領域得到應用和推廣，如建筑、汽車、航空、船舶等領域。