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高速列車具有安全性好、正點率高、快速等優點。能有效地改善交通環境，帶動國民經濟的發展。20世紀60年代以來，隨著鐵路電氣化的高速發展，鐵路運輸一再提速，對于電氣化鐵路用接觸線的性能要求越來越高，因為在電氣化鐵路運行過程中，接觸導線不僅要承受較大的懸掛張力，同時還經受著通過電流時引起的熱作用。因此，材料要求在具有良好導電性能的同時還應具有高的抗拉強度，而且在電流負荷增大、溫度升高時仍然要保持較高的強度。接觸線既要提供高速列車所需的動力、照明和空調等用電，又要承受較大的軸向拉力，同時還可能工作在極冷、極熱、腐蝕性強等環境中，總的來說，電力傳輸線必須具有以下性能：能夠滿足高速列車速度和電流的要求，具有足夠的抗拉強度來承受振動，高導電率，耐磨性好，耐熱性好，抗軟化溫度高，軟化處理(300℃保溫2 h) 后其常溫抗拉強度不小于初始態的90%，抗大氣腐蝕性能好，線膨脹系數小。我國鐵路廣深線、京鄭線等都大量或全部使用了法國或德國產品，花費了大量外匯。因此，對國產銅及銅合金接觸線的研制開發具有重大的經濟價值。本研究開發的析出強化型Cu-Ag系、Cu-Cr系合金已經能夠滿足工業化生產的需要。

根據強化手段的不同，高強化銅合金可分為兩類: 沉淀強化銅合金和彌散強化銅合金。沉淀強化銅合金是利用過飽和固溶體的脫溶沉淀，通過時效熱處理，達到強化效果。但沉淀析出相在高溫下會聚集長大或重新固溶于基體中，隨著強化相的消失，沉淀強化作用也隨之消失，從而限制了這類銅合金的使用溫度和應用范圍。目前被大量使用的鉻鋯銅合金就屬于這一類，其表現為導電、導熱性損失較大，軟化溫度低(僅為500℃) 等。因此，鉻鋯銅合金在做點焊電極材料使用時經常出現變形、粘附、使用壽命不長及熔敷現象，頻繁的整修和更換電極嚴重影響了工作效率的提高。彌散強化銅合金則是通過在金屬基體中引入高度分散的熱穩定性強的第二相質點，阻礙位錯運動，以達到提高強度的目的。而Al2O3粒子硬度高，熱力學和化學穩定性高，熔點高，在接近銅基體熔點的溫度下也不會明顯粗化，可以有效提高合金的高溫強度和硬度。因此，Al2O3彌散強化銅合金可以用在電阻焊電極、集成電路引線框架、微波管結構導電材料、高速列車架空導線、熱核實驗反應堆、連鑄結晶器等方面。本研究開發的Al2O3彌散強化銅合金在保證傳統工藝內氧化、還原徹底性和燒結致密性的前提下簡化了工藝過程降低了生產成本。

以廢雜黃銅直接材料化生產高精度易切削黃銅材為目標，發明了廢雜黃銅熔煉制備易切削黃銅用除鐵精煉劑，實現了保鋅除雜和黃銅制品成分精確控制；成功研發了雙聯體并聯熔煉爐及機械搗料攪拌等熔鑄成套裝備，日均產量提升 45%，單位能耗下降 12.5%，設備自動化程度高、熱能利用效果好；集成創新了銅線和銅棒連續自動化生產技術，并建成了生產線，提出了黃銅合金塑性變形的微區調整和控制技術，提升了銅合金產品的力學性能，實現了高精密近終形異型材的直接制備。該項目集成創新了廢雜銅精細化預處理工藝和設備配置，大幅提升了廢雜銅的處理工效，保障了產品質量和性能的穩定，并建成了 10 萬噸年產能的生產線。

該項目利用快速凝固技術可以使合金固溶度極大的擴展和實現晶粒細化的特點，通過優化的合金化設計可以制備出同時具有高強度和高導電性的銅合金薄帶，為一種非常理想的高強高導銅合金的制備方法。尤其是采用雙輥快速凝固技術制備較厚的薄帶具有非常巨大的應用前景。在合金化和制備技術方面有較大的創新，已經申請兩項國家發明專利。獲2001年河南省教育廳科技成果一等獎，2001年河南省科技進步二等獎。

臨床骨修復涉及骨固定器械及骨填充材料。就骨固定器械而言，如何賦予 其表/界面介導組織自修復性能及抑制細菌感染，提高其長期使用壽命，是亟需 解決的核心關鍵問題。本成果利用酸蝕鈦材，制備表面微米結構，進而利用溶 膠-凝膠法在其表面構建了含鋅的納米結構，獲得了兼具抗菌/抑制破骨細胞生 理功能及促進骨快速愈合的性能。利用二氧化鈦納米管陣列加載硒，并以殼聚 糖封蓋，實現兼具抗骨瘤及抗菌的效果，同時維持鈦基材良好的生物相容性。 利用鈦基材原位生成的TiO納米管陣列加載天蠶肽，并以殼聚糖/天蠶肽偶聯透 明質酸LBL多層結構封蓋，實現由鈦基材潛在細菌分泌透明質酸酶觸發的自響應 短期及長效抑菌作用，為研發抗菌鈦基植入體積累自主知識產權關鍵技術。 市場及經濟效益分析： 植入體術后細菌感染是導致植入失敗的重要原因和臨床應用面臨的重要挑 戰。據估計，全球骨科植入物相關感染的年發病率超過5%。感染導致的植入 失敗，將給病患帶來二次創傷、嚴重的精神壓力和經濟負擔，甚至死亡。因此, 研發兼具促成骨和抗菌鈦合金植入體（人工關節、接骨板、種植牙等），具有重 要的經濟和社會意義。目前，我國高端醫用鈦合金人工關節等植入體嚴重依賴進 口（＞70%）,國內三甲醫院幾乎全依賴國外進口產品（＞95%）。 我國人口老齡化、交通事故和運動創傷等導致骨損傷劇增，骨創傷患者年 達300萬人次，以平均每人次骨修復材料及器械消費5萬計，該領域市場份額/ 需求約1500億/年。進而，以骨修復植入體感染的年發病率5%計，我國促成骨/ 抗菌植入體的市場需求約75億/年。 本成果研發的抗菌表面改性技術，能夠方便、迅速、高效地在材料表面 構建抗菌功能界面，保護人們健康。相關抗菌技術也可拓展至骨科以外的植入 醫療器械（比如心血管、心臟起搏器等），這將極大地促進我國傳統醫療器械產 品的技術進步和升級，提高企業經濟效益，推動我國醫療器械產業整體水平。

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產品詳細介紹 產品名稱:方桿投影機固定吊架產品型號:X-4365   X-6310全部采用內六角螺絲固定 顏色：白色/黑色 設計極具靈感；可以任意調節高度、內置走線槽，走線槽隱藏在吊桿內部，能將幾乎所有連接線隱藏在內部而不用在吊桿內攻絲。具有萬向接頭可以任意調節投影機角度。安裝簡便；采用鋁質材質，美觀大方；升縮桿具有5種不同伸縮范圍可供選擇。上下可調節范圍：30o，旋轉范圍：360o。適用90%以上的投影機。 主要技術特點：選材精良，堅固可靠；超強兼容，可調配各種角度和長度，適用90%以上投影機；萬向設計，調節自如。伸縮長度:43-65cm/63-100cm包裝尺寸：31×11×6cm材質：鋼材與鋁合金     

輕量化和綠色制造是實現航空航天和交通運輸等領域節能減排的重要手段，鋁合金是其輕量化首選，但傳統鋁合金服役性能不能滿足高端制造業發展的要求，制造過程也存在高污染、高能耗、質量不穩定等問題。以新思路、新原理、新材料、新工藝克服關鍵共性難題，突破鋁合金力學性能瓶頸、取代落后工藝是必然選擇。 本項目以多相熔體原子團簇演變調控為突破口，發明系列納米晶種材料，提出納米晶種技術，已成為大幅提升鋁合金的綜合性能和加工工藝性能的創新手段。 傳統鑄造鋁硅合金生產中通常添加磷鹽、赤磷或磷銅合金調控共晶及過共晶Al-Si合金中的初晶硅相的尺寸、形貌及分布，但存在磷量不可控、變質效果及產品質量不穩定、P2O5污染嚴重的問題。生產中通常采用傳統Al-Ti-B及Al-Ti-C細化劑鋁合金基體的α-Al枝晶，但是因Si“中毒”及Zr “中毒”，對含Si或含Zr鋁合金幾乎失去細晶強化作用。基于以上難題，山東大學發明了用于調控初晶硅相的Al-P系納米晶種材料及用于鋁合金晶粒細化的強效AlTiC-B系納米晶種材料。 Al-P系納米晶種：①節能減排：與傳統工藝相比，避免了P2O5有毒氣體排放，簡化工序，節能降耗。②產品質量提升：實現了初晶硅尺度及構型高效調控，鋁活塞鑄件抗拉強度提升0%，體積穩定性和可靠性顯著提高。③高純化：可將鋁熔體中Ca、Na、Sr含量分別由22 ppm、14ppm、14 ppm降低至1 ppm以下。 AlTiC-B系納米晶種：①解決了Si、Zr細化“中毒”等難題，有效調控基體相。②提升了Al-Cu系鋁熔體的流動性，解決了熱裂、澆不足等行業難題。③提升了鑄件性能：與傳統Al-Ti-B相比，使A356合金屈服強度提高15%，延伸率提高37%；使2024合金抗拉強度由398MPa提升至550MPa，延伸率由9.8%提升至15.5%。 獲獎情況:2016年度山東省技術發明一等獎，納米晶種合金系列產品與耐熱高強輕金屬材料的創制及應用2009年度山東省技術發明二等獎，硅-磷和鋁-磷合金研制與發動機活塞材料強化新技術2005年度山東省科技進步二等獎，富磷富碳中間合金的研究與應用2004年度教育部技術發明二等獎，高效Al-P中間合金及其變質處理

一、 項目簡介鋁合金因重量輕、資源豐富、綜合性能好，所以在機械、交通運輸、航天與軍事工業等高新技術領域中的應用逐年增加。生產高質量的鋁合金，控制鑄錠組織是十分必要的，而控制其組織和性能的關鍵之一是獲得細小均勻的等軸晶。晶粒細化是近期國際上對傳統材料升級和創造新型合金的三大工藝手段之一。因此，可以運用細化晶粒的方法來提高合金的性能，從而滿足不斷發展的技術對高性能材料的需要。晶粒細化方法可分為內生形核質點法和外來形核質點法，內生形核法主要包括電磁作用、超聲波振動、快速凝固等方法，而外來形核質點法是通過向呂溶液中加入中間合金細化劑，產生異質形核核心，提高晶體的形核率，從而細化晶粒。在實際生產中，內生形核的幾種方法都有一定的局限性，如需要特殊的設備和工藝，成本較高等，因此，目前向鋁合金熔液中添加細化劑仍是細化晶粒最簡單有效的方法。目前，應用較為廣泛的鋁合金細化劑包括Al-Ti-B、Al-Ti-C等中間合金細化劑。Al-Ti-B的細化機理是Al-Ti-B加入到鋁合金熔液中，會與鋁熔體中的鋁反應生成Al3Ti、TiB2、AlB2等粒子，它們分散到整個合金熔液中并形核，從而起到晶粒細化作用。隨著鋁合金晶粒細化劑的多元化發展，人們通過向合金中加入稀土元素來提高細化效果和細化的長效性。稀土元素是表面活性物質，易在鋁或鋁熔液的晶界和相面上吸附偏聚，稀土的加入不僅能夠改善Al3Ti形核相的形態和分布，還能細化熔液中微粒尺寸，同時稀土還具有除氫、凈化鋁液的作用。鈧是一種稀土元素，Sc元素是優化鋁合金組織和性能的最有效的元素，Sc對Al有很強的彌散強化、晶粒細化作用，并可有效抑制Al的再結晶。Sc和Al相互作用的主要特征是共晶共格，Sc和Al生成的Al3Sc相與Al基體母相共格，對位錯及亞晶有極大的釘扎作用，阻止和抑制晶粒長大，促進晶粒細化，微量的鈧元素就能夠對鋁合金起到很好的晶粒細化效果。近年來，快速凝固技術在工業中得到了廣泛的應用，經過快速凝固處理后，金屬在液態中的溶解度得到擴大，材料各部位的組織更加緊密，凝固結晶會更加細小，晶粒的分布更加均勻，這些結構上的改變使材料擁有了更高的綜合性能，對工業生產具有重要的意義。本項目中的新型細化劑是在已有應用成熟的細化劑的基礎上，向其中添加微量稀土鈧元素，并結合快速凝固技術制備而成。將該新型細化劑加入到A356.2鋁合金后，合金微觀組織由原來粗大的樹枝狀晶粒變為細小的等軸晶，與已有的細化劑相比，其細化效果更加明顯，對合金力學性能有更大的提高。二、 項目技術成熟程度已完成實驗工作。實驗中，對比了A356.2鋁合金分別加入傳統鑄態Al-Ti-B、快速凝固Al-Ti-B、鑄態Al-Ti-B-Sc和快速凝固Al-Ti-B-Sc，結果發現，快速凝固Al-Ti-B-Sc中間合金對A356.2鋁合金具有最好的細化效果，微量稀土元素Sc的加入和快速凝固技術的使用使細化劑具有了更好的細化效果，經過該細化劑細化后鋁合金的力學性能會得到更大的提高。三、 技術指標本項目中，未細化前，A356.2 鋁合金的平均晶粒尺寸為120μm左右；加入傳統Al-Ti-B細化劑后，A356.2鋁合金的平均晶粒尺寸會細化至80μm左右；而加入該新型細化劑后鋁合金的細化劑會細化至30μm左右，可見，該新型細化劑對A356.2鋁合金細化效果非常明顯。經過該細化劑細化后，A356.2鋁合金的性能也有一系列的提高，硬度值由細化前的80HV增加到接近100HV。細化并熱處理后，抗拉強度由原來的300MPa增加到接近370MPa，延伸率由原來的4.5%可增加到5%以上。該項目中的相關內容已申報發明專利，申請號為20130644087.1，專利正在受理過程中。四、 市場前景鋁合金資源豐富，且具有良好的綜合性能，所以應用非常廣泛，向熔融鋁合金中加入中間合金來細化鋁合金的晶粒可以進一步提高合金的性能。隨著鋁合金應用的進一步廣泛，對鋁合金性能的要求也越來越高，該項目所涉及的內容在細化鋁合金內部組織，獲得性能更優異鋁合金具有非常突出的效果。該項目中的新型細化劑，在低壓鑄造鋁合金車輪的生產過程中將會有很好的市場前景，其對鋁合金車輪性能的提高能夠滿足更高的使用要求，隨著技術的不斷成熟，該新型細化劑很可能取代現在已有的應用成熟的鋁合金細化劑。五、 規模與投資需求六、 生產設備TECNO 90工業熔煉爐、快速凝固設備等生產設備及萬能拉伸試驗機、金屬分析儀、金相顯微鏡等檢測觀察設備。七、 效益分析由于該項技術屬本領域的新技術，較已有的技術相比有突出的優勢，按每年生產1000噸計算，可獲利約2000萬。八、 合作方式面談。九、 項目具體聯系人及聯系方式項目負責人：趙維民，電話：13370316780，  郵箱：wmzhao@hebut.edu.cn 。十、 附件：成果圖片 A356.2鋁合金細化前后的金相組織

針對車載氫能源的難題，開展納米結構鎂基合金復合材料儲氫研究，特別開展了 Mg 納米線的儲氫性能研究。 MgH2（7.6wt% H2）是理想的輕質儲氫材料之一，但其緩慢的吸放氫動力學和相對高的操作溫度，限制了它的發展。為了改善鎂基材料的儲氫性能，通過氣相傳輸的方法制備了不同形貌的 Mg 納米線。結果表明，改變載氣流速、傳輸溫度和沉積基底，可以控制 Mg 納米 10線的長度和直徑。測試結果顯示，Mg 納米線降低了脫附能壘，改善了熱力學和動力學性能。實驗結果顯示，直徑為 30-50nm 的 Mg 納米線具有良好的可逆儲放氫性能。 研究成果發表在 J. Am. Chem. Soc.，J. Phys. Chem. C，J. Alloys Compds 等期刊上，授權發明專利 2 項。