地区：上海市 宝山区
关键词：桂林理工大学;广西民族大学;武汉理工大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000001035
成果描述：
| 氧化铝陶瓷因具有优良的力学性能、电性能、热性能，高漫反射率，耐腐蚀、化学稳定性好而被用于制造多种高强度、耐磨损、耐高温等陶瓷部件的基础材料，且需求量巨大，因而倍受国内外关注。由于它是在现代工业和现代科学技术领域（如机械、电子电力、化工、医学、建筑卫生陶瓷、军事等）中应用最广泛的一种先进陶瓷，所以从粉体到陶瓷、从民用到高技术产品，都离不开氧化铝陶瓷。而且随着科学技术的进步和工业需求的提升对材料的性能提出了更高的要求，致使氧化铝陶瓷的发展趋势从90、95瓷向性能优异的99瓷（甚至99.7%）方向发展。中国虽然有关氧化铝粉体、陶瓷等各类产品的年产值达上百亿，但缺少高档高铝产品。原因在于制造氧化铝陶瓷的必用材料研磨介质的质量—耐磨性能决定了其所制造氧化铝陶瓷的质量。中国每年对研磨介质的需求量达到几十万吨，但主要生产氧化铝含量92%以下研磨介质，不能生产出耐磨性能好的高铝瓷产品。个别研究所生产的少量99瓷研磨介质，不仅价格贵，而且磨耗高，根本无法使用。进口瓷球虽然占据了中国高端产品的市场，但也没有耐磨且又价廉的95-99%高铝瓷球销售。由于制备99瓷必须用耐磨性能好的99氧化铝研磨介质研磨原料，才能减轻磨耗污染，制得优良产品。而且除了陶瓷工业，研磨介质还被用在化妆品、食品、医药等领域。所以研磨介质的耐磨性能不仅对生产高性能陶瓷产品至关重要，还是其他行业的安全保障。因此，具有优异耐磨性能的高铝瓷是促进国民经济发展急需开发的产品。基于国民经济发展的需要，该项目通过无团聚亚微米氧化铝超微粉制备技术，结合稀土、含碱土和硅的氧化物等成分的优化设计以及工艺参数的控制，利用晶界工程的方法，经普通球磨工艺和无压烧结，低成本制造了平均晶粒尺寸小于1微米的亚微米氧化铝陶瓷。所制备陶瓷的耐磨性能超过国外同行业代表性产品的525倍，掌握了将99瓷的烧成温度控制在1400多摄氏度的低温烧结技术；研究了陶瓷烧结过程中，稀土等添加物在氧化铝晶粒表面的固溶及生成晶界相和固溶体的规律特点、控制原理与方法及对相组成、显微结构的影响，系统地总结了稀土对高铝瓷耐磨性能的影响规律并揭示相关机理，对低成本工业生产高氧化铝含量优质陶瓷有重要意义，推进了中国氧化铝陶瓷向高档方向发展。该项技术共获得10项国家授权的发明专利，另有4项发明专利已初审合格，发表学术论文34篇，样品曾送巴伦西亚参加国际陶瓷展览会，引起美、欧企业高度关注，意大利研磨介质著名品牌“比多西”的研究人员多次探寻合作的可能和技术源头；研究成果一经发表，引起了国内外诸多同行的高度关注，曾受到德国陶瓷和复合材料博览会以能够深入了解最新进展的专家身份做演讲的邀约；Advanced Nanomaterials出版社的丛书编辑Ashutosh Tiwari教授评价课题组的工作，认为课题组为该领域做出了重大贡献并邀请课题组共同出版书籍；Lap Lambert学术出版社在看到课题组发表的论文后，对课题组的研究工作非常感兴趣，并约稿愿免费帮课题组出版专著。而且，该技术已经在佛山正弘氧化铝制品厂进行了工业性生产，产品质量超过了预计指标，得到用户们的高度评价。由于制造技术与原料粉体关系密切，该项目中的粉体制备技术不仅用于生产优质陶瓷，相关专利还实施转让给浙江连云港连连化学有限公司，为浙江超细微化工有限公司开发出中国最早99瓷造粒粉（经压制成型就可获得陶瓷）产品，还利用该氧化铝粉体开发出了中国最早的高导热绝缘氧化铝硅橡胶复合材料。依托项目中制备陶瓷的一系列技术，为生产性能优异的赤泥陶瓷，开发高附加值赤泥产品—压裂支撑剂打下基础，不仅攻克了多年来压裂支撑剂耐酸性能差的难题，还找到了有效解决赤泥堆场存放和污染环境的方法，对石油开采和绿色环保都具有重大意义。耐酸压裂支撑剂的相关专利已经与中陶支撑剂有限公司签署了专利实施许可合同，实现了校企合作，产学双赢。 |
