钻瓜科技成果推荐第4期:高耐磨性表面复合材料 /MEMS 耐高温压力传感器及技术/紧凑式换热技术/生物质气化燃烧技术 /一种高性能散热降温涂料 前沿科技

钻瓜科技成果推荐第4期:高耐磨性表面复合材料 /MEMS 耐高温压力传感器及技术/紧凑式换热技术/生物质气化燃烧技术 /一种高性能散热降温涂料 。 钻瓜科技成果推荐:不定期推荐有一定应用前景的成果或技术,仅供大家参考。

1、高耐磨性表面复合材料 

该项目针对冶金、矿山、建材、电力、化工等部门有着广泛存在的各种严酷的磨损工况特点,采用铸造复合工艺,在部件的严重磨损部位制备一层(3-10mm)具有高硬度陶瓷颗粒(WC、TiC、Al2O3、SiC 等)与各种铸铁、钢复合的局部复合材料部件,可大幅度提高这类易损件的使用寿命,降低由于备件更换造成的设备停机时间。

1、选择性局部增强:满足部件各部位性能要求不一的条件根据不同部件使用特点,在部件承受磨损或磨损最严重的部位复合一层具有 

高硬度陶瓷颗粒,可与各种钢和铸铁组成复合材料。这样不仅提高了承受磨损部位的抗磨性,而且部件的本体可在充分考虑机械性能的条件下选取,避免了为提高部件耐磨性而影响其它性能(如:韧性、强度、耐蚀性、抗氧化性等)的问题。

2、友好的资源再生性 

由于在部件磨损最严重的部位且可根据部件失效的磨损程度来设计和制备复合材料的厚度,因此部件失效后该部件表面的复合材料已基本完全磨损,更换下来的部件已不再含有复合材料,仅剩金属母体。因此,完全可用通常磨损部件重熔回用的方法进行再生,克服了通常复合材料回用困难的缺点。

3、制备方法简单:不需复杂的专用设备 

克服了通常复合材料制备过程复杂,不便于工程化的缺点,利用一般铸造工厂的设备即可生产。使用耐热钢基的陶瓷颗粒复合材料在实验室 900℃高温磨损结果表明:与耐热钢相比,复合材料的耐磨性是耐热钢的2.5—3.3 倍。而用WC颗粒与与高铬铸铁复合的复合材料在实验室磨损实验机上的耐磨性是高铬铸铁的 3-5 倍,显示出极优良的抗磨损性能。而制造成本视复合层的厚度和面积而定,一般比原制造成本提高不多。 

该项技术具有可持续发展性。由于此表面复合材料可以灵活更换基体金属材料,根据不同工况进行基体材料设计,不仅可以制备导位板、导轮、热轧辊这样的耐高温磨损零件,而且可以进一步开发用于矿山、电力、化工、建材等行业的具有复杂磨损工况的零件,其产业化前景广阔。

使用耐热钢基的陶瓷颗粒复合材料在实验室 900℃高温磨损结果表明:与耐热钢相比,复合材料的耐磨性是耐热钢的 2.5—3.3 倍。而用 WC 颗粒与与高铬铸铁复合的复合材料在实验室磨损实验机上的耐磨性是高铬铸铁的3-5倍,显示出极优良的抗磨损性能。而制造成本视复合层的厚度和面积而定,一般比原制造成本提高不多。 

2、MEMS 耐高温压力传感器及技术

该项目应用先进的 MEMS 技术,研制完成了耐高温压力传感器设计、制造关键技术及系列产品开发。解决了一直困扰航空航天、石油化工、军工、能源电力等领域因高温、高频响、高过载、微型化、瞬时高温冲击等恶劣环境下的压力、力、加速度测量难题。研制的压力传感器主要技术指标:工作温度:-40-200℃;压力量程:0~1000MPa 任意量程;固有频率:≤1MHz:综合精度:0.5 %FS。高 G 值加速度计指标:1×1015g(g为重力加速度)。相关技术已获得国家授权发明专利 20 余项。

3、紧凑式换热技术 

随着中国工业化的持续推进和经济的迅猛发展,工业用水消耗巨大,据统计,冷凝冷却设备的耗能占工业耗能的 13%~15%,耗水量占工业用水的70%~80%。西安交通大学能动学院屈治国教授团队开发的紧凑式蒸发冷换热技术由于不采用 CFCs 和 HCFCs,最大限度利用自然界冷量,其耗水量仅为水冷式换热技术的 5%~10%。研究成果包括紧凑式蒸发冷换热技术的理论机理、蒸发冷换热器样机以及紧凑式蒸发冷换热器的选型设计校核软件。对翅片管束排列方式、管径、翅片间距、翅片结构、翅片材质以及填料进行了系统优化,实现管内走冷却工质,管外走空气和水的冷却模式。成果可对换热器内部进行传热传质建模,针对不同压力下管内水、水蒸气、氨、R134a等冷却工质的换热器进行快速选型设计。

4、生物质气化燃烧技术 

生物质直接燃烧发电或供汽,烟气污染物净化成本高。基于在先进燃烧与污染物控制方面的积累,西安交通大学谭厚章教授团队研究了生物质气化-燃烧技术。生物质在气化炉进行热解,产生的气化气送入锅炉,利用研发的燃烧器实现生物质气化气的低氮燃烧,污染物排放达到环保要求,可替代燃煤锅炉供汽/供热。相关技术已应用于工业园,实现清洁供蒸汽20 吨/小时。

对于新建工业园,需求蒸汽量大,但常常难以通天然气,而因环保等问题,燃煤锅炉难以被立项建设;对于现存工业园,多采用中小型工业燃煤锅炉,普遍存在热效率低、污染严重等问题。而生物质气化-燃烧技术可有效替代燃煤锅炉,实现分布式清洁供汽/供热。

合作条件要求:合作开发。

5、一种高性能散热降温涂料 

该项目研发了一种涂敷于电器设备发热部件表面的涂料,该涂料可提高发热部件的热辐射性能,致使电器设备的整体运行温度降低。散热涂料通过提高物体表面辐射效率,增强物体散热性能,涂层内部的导热填料使热能从发热部件迅速传导至散热涂层。散热涂料在 3C 电子产品、通讯设备、电力设备、家用电器、工业设备等领域,具有广泛的应用前景和市场。 

作为一种表面散热技术,散热涂料具有易于应用,施工简单,效果明显,价格低廉等优点,是解决设备散热的可靠、有效的技术。课题组研制的散热涂料在变压器、开关柜、断路器等电力设备上进行了应用研究,具有10%降温效果。课题组目前掌握了散热涂料的中试工艺,可进行小批量的生产,可以达到日产500kg,可实现技术成果向工业产品的转化。5G时代的到来,在电子产品和通讯基站领域需求将进一步增大。电力和传统机械设备的小型化、智能化势必对散热降温技术提出更高的要求。电动汽车的迅速发展,也将进一步扩大散热涂料的市场需求。在国内,散热涂料技术目前尚处于初步应用阶段,在未来五年内对散热涂料技术的需求将直线上涨,市场规模将持续增长,经济效益可观。西安交通大学丁书江教授课题组在散热、导热材料领域具有多年的研发经验和成果积累,欢迎工业界的朋友交流合作。

以上成果为经过个人筛选,认为有一定应用前景的成果或技术,仅供大家参考。如果有哪方面领域的技术信息需求,可以联系我,我定向征询并发送,并推动与技术负责人的对接,促进成果的实施应用。相关企事业单位在经营过程中有任何需求都可以联系,我利用各种渠道谋求解决或联系相关单位,合作共赢。

赵晖(18622028255,微信号:zhao07180608)

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