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產(chǎn)品詳細(xì)介紹

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石墨烯具有優(yōu)異的機(jī)械,導(dǎo)電以及導(dǎo)熱性能,在納米科學(xué)和材科領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用價(jià)值,尤其是在電容器,傳感器,柔性薄膜電路以及復(fù)合材料等方面已經(jīng)吸引全球科學(xué)界和工業(yè)界廣泛的關(guān)注。本技術(shù)以氧化石墨烯(GO)為前驅(qū)體,同步還原與修飾GO,制備了多種環(huán)氧/石墨烯功能納米復(fù)合材料該石墨烯氣凝膠具有低密度,開孔結(jié)構(gòu),高導(dǎo)電性以及良好的機(jī)械性能與成型性等優(yōu)點(diǎn)。通過真空輔助浸漬成型法,制備了高導(dǎo)電的環(huán)氧／三維石墨烯納米復(fù)合材料,當(dāng)石墨烯含量為體積分?jǐn)?shù)適當(dāng)時(shí),復(fù)合材料的電導(dǎo)率達(dá)到4×10-2S/m,比純環(huán)氧基體提高了13個(gè)數(shù)量級(jí)。良好導(dǎo)電性能的原因是石墨烯氣凝膠在制備復(fù)合材料過程中保持了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完整性,而且與聚合物基體浸潤(rùn)性良好。

成果與項(xiàng)目的背景及主要用途： 泡沫鋁材是一種新型的功能材料，一般孔隙率在 45％～98％之間，根據(jù)孔 隙特點(diǎn)分為開孔與閉孔兩種，各國(guó)學(xué)者早在 40 年代后期就對(duì)泡沫金屬材料有所 研究，但由于發(fā)泡工藝與孔的尺寸很難控制，一直未得到發(fā)展，直到 80 年代中 期以后才取得長(zhǎng)足進(jìn)展，開發(fā)出了一些有工業(yè)價(jià)值的生產(chǎn)工藝。目前，日本與德 國(guó)在研究、生產(chǎn)與應(yīng)用泡沫鋁材與其他金屬泡沫方面居世界領(lǐng)先地位。我國(guó)對(duì)泡 沫鋁材的研究始于 80 年代后期，并取得了一系列的研究成果，但尚未取得突破 性的成就，仍處于起步階段。 目前，泡沫鋁的應(yīng)用主要有：防火和吸音板、沖擊能量吸收材料、建筑板、 半導(dǎo)體氣體擴(kuò)散盤、熱交換器、電磁屏蔽物等方面。還應(yīng)用于冶金、化工、航空 航天、船舶、電子、汽車制造和建筑業(yè)等領(lǐng)域，應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大。 技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介： 本課題采取的是傳統(tǒng)的粉末冶金工藝，把鋁粉和造孔劑混合后，壓制成預(yù)制 件，在熱水中將造孔劑溶解掉，然后在真空爐中對(duì)預(yù)制件進(jìn)行真空燒結(jié)，就得到 了開孔泡沫鋁。本試驗(yàn)方法具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.采用的粉末冶金法可以制備復(fù)雜形狀的試樣，工藝簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)。 2.通過改變工藝參數(shù)可以十分容易地控制孔隙率、孔形狀及孔的大小。這一 點(diǎn)是其它方法難以做到的。 3.采用的造孔劑為尿素、碳酸氫銨，成本低、形狀可控且容易去除。 技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況： 1. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, J.J. Li. Processing of open cell aluminum foams with tailored porous morphology. Scripta Mater 53(2005)781-785.(JCR 工程技術(shù) 二 區(qū)，2004 年影響因子 2.112,檢索號(hào)：952BD.同時(shí)被 Ei 檢索，檢索號(hào)：05289206237) 2. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, X.W. Du, J.J Li, H.C.Man. A novel method for making open cell aluminum foams by powder sintering process. Mater lett 59(2005)3333-3336. (JCR 工程技術(shù) 三區(qū)，2004 年影響因子 1.186) 113天津大學(xué)科技成果選編 3. 姜斌，趙乃勤. 泡沫鋁的制備方法及應(yīng)用進(jìn)展.金屬熱處理. 30(2005)36-40. （Ei 檢索，檢索號(hào)：05279197817） 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè)： 泡沫鋁以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)而具有許多優(yōu)異的性能，它不僅具有多孔材料所具有 的輕質(zhì)特性，還具有金屬所具有的優(yōu)良的力學(xué)性能和熱、電等物理性能，如滲透、 阻尼、能量吸收、高比表面積、電磁屏蔽等性能。目前，泡沫鋁材已經(jīng)廣泛應(yīng)用 于防火裝飾材料、沖擊能量吸收材料、熱交換器等。由粉末冶金法制備的泡沫鋁 工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，可以制備復(fù)雜形狀的試樣。并且通過改變工藝參數(shù)可以容 易地控制孔隙率、孔形狀及孔的大小，這一點(diǎn)是其它方法難以做到的。所以本方 法有推廣應(yīng)用價(jià)值。 應(yīng)用領(lǐng)域： 泡沫鋁的應(yīng)用主要有：防火和吸音板、沖擊能量吸收材料、建筑板、半導(dǎo)體 擴(kuò)散器盤、熱交換器、電磁屏蔽物等方面。還可廣泛應(yīng)用于冶金、化工、航空航 天、船舶、電子、汽車制造和建筑業(yè)等領(lǐng)域。 合作方式及條件：合作開發(fā) 7、高附加值尖晶石結(jié)構(gòu)鐵酸鎳/鐵酸鎂/鐵酸鋅納米粉的制備方法 成果（項(xiàng)目）背景、簡(jiǎn)介及應(yīng)用領(lǐng)域： 據(jù)市場(chǎng)調(diào)查公司(富士經(jīng)濟(jì))的調(diào)查，納米技術(shù)最先實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的就是材料領(lǐng) 域。納米材料的世界市場(chǎng)規(guī)模到 2015 年預(yù)計(jì)可達(dá) 15000 億美元，其中電子學(xué)領(lǐng) 域最高可達(dá) 8000 億美元；生物技術(shù)領(lǐng)域最高可達(dá) 3000 億美元。 納米材料(又稱超細(xì)微粒、超細(xì)粉末)是處在原子簇和宏觀物體交界過渡區(qū)域 的一種典型系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)既不同于體塊材料，也不同于單個(gè)的原子。其特殊的結(jié) 構(gòu)層次使它具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等，擁有一系列新穎的物理 和化學(xué)特性，在眾多領(lǐng)域特別是在光、電、磁、催化等方面具有非常重大的應(yīng)用 價(jià)值。 尖晶石結(jié)構(gòu)的納米NiFe2O4作為一種陶瓷材料具有耐高溫，高硬度，高強(qiáng)度， 114天津大學(xué)科技成果選編 熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。NiFe2O4 是一種常用的軟磁材料，可用作磁頭材料、矩磁材 料和微波吸收材料，同時(shí)也是制備性能優(yōu)良的磁電轉(zhuǎn)換復(fù)合材料所選用的磁致伸 縮材料，在電子工業(yè)上具有極廣闊的應(yīng)用前景。NiFe2O4 還是好的氣敏傳感材料， 還可以作為鋰電池的負(fù)極材料。 本技術(shù)是一種新穎的納米化合物的制備方法，該法用水和熱能替代傳統(tǒng)的草 酸鹽、碳酸鹽等，與傳統(tǒng)共沉淀法制備超微粉相比，由于直接利用了萃取過程中 的物料，降低了粉末的生產(chǎn)成本，并得到了更高純度的產(chǎn)品，減少了化工原料的 消耗和廢水的排放，是制備高品質(zhì)超細(xì)金屬氧化物材料經(jīng)濟(jì)便捷的綠色化學(xué)工藝。 因此，這種結(jié)合溶劑萃取制備高級(jí)無機(jī)材料的新過程是極有發(fā)展前途的新方法。 這個(gè)過程容易將沉淀粒子的大小控制在納米范圍內(nèi)，從而克服了直接水解法難以 控制氧化物粒度的弊端。 成果（項(xiàng)目）技術(shù)特點(diǎn)（技術(shù)優(yōu)勢(shì)及主要指標(biāo)）： 本項(xiàng)目采用先進(jìn)的新方法，合成一些售價(jià)在 500~2000 元/公斤的高附加值的 納米材料，該新技術(shù)吸收和繼承了液相法的優(yōu)點(diǎn)并解決了現(xiàn)有合成方法中存在的 一些不足。本技術(shù)采用低成本的原料，降低了能耗，且容易產(chǎn)業(yè)化。 該新技術(shù)為一步合成方法,吸收和繼承了液相法的優(yōu)點(diǎn)并解決了現(xiàn)有合成方 法中存在的如下問題： 1）解決了固相法中產(chǎn)物粒度不易控制、批次間分布不均勻，產(chǎn)品粒徑大、 形貌不規(guī)則的問題，通過改變工藝條件，可以調(diào)節(jié)產(chǎn)品的形貌、粒度大小和性能。 2）本技術(shù)為一步合成法，反應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)就能完成，且省去了濕化學(xué)法后 續(xù)工藝的高溫煅燒和球磨過程，能直接合成納米級(jí)或微米級(jí)的粉體。 3）通過使用有機(jī)萃取劑對(duì)亞鐵離子的萃取提高了產(chǎn)品的純度，通過萃取劑 的循環(huán)，降低了生產(chǎn)成本、減少了化工產(chǎn)品的消耗和排放，屬潔凈工藝。 4）容易實(shí)施對(duì)產(chǎn)品的改性。 5）原料來源廣泛、制備工藝簡(jiǎn)單、流程短、耗能低、工藝條件容易掌握、 易于工業(yè)化生產(chǎn)。 技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況： 1) 申請(qǐng)了國(guó)家專利，并獲授權(quán)：尖晶石結(jié)構(gòu)鐵酸鎳納米粉的制備方法， 115天津大學(xué)科技成果選編 申請(qǐng)?zhí)? CN200710057617.7，授權(quán)號(hào): CN100506749，授權(quán)日: 2009.07.01 尖晶石結(jié)構(gòu)鐵酸鎂納米粒子的合成方法， 申請(qǐng)?zhí)? CN200710057615.8，授權(quán)號(hào): CN101070192B，授權(quán)日: 2010.10.13 2) 該技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室已取得決定性突破。通過與企業(yè)的合作，進(jìn)一步研究開 發(fā)，可望達(dá)到或超過國(guó)際同類產(chǎn)品的水平。 3) 該產(chǎn)品已完成放大實(shí)驗(yàn)，經(jīng)中試后，便可進(jìn)行試生產(chǎn)和生產(chǎn)。 應(yīng)用前景分析及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)： 本技術(shù)采用的液相合成新方法優(yōu)勢(shì)明顯，如反應(yīng)時(shí)間短，后處理簡(jiǎn)單等。而 且樣品為納米級(jí)，粒徑也較均勻，這對(duì)產(chǎn)品的性能有很大影響。此外，有機(jī)體系 中還可以直接用純水做反應(yīng)物，無廢堿排放，有機(jī)萃取劑也可以循環(huán)使用，屬于 綠色工藝，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 本技術(shù)的原料成本低于其它方法，設(shè)備投資小：主要設(shè)備是低壓反應(yīng)釜，反 應(yīng)在中性的介質(zhì)中和低于 150OC 的溫度下進(jìn)行，因而對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性要求不 高，與目前的固相法相比設(shè)備的投資小。 本項(xiàng)目按照年生產(chǎn)能力 100 噸、原料成本 5 萬元/噸、產(chǎn)品銷售價(jià) 20 萬元/ 噸計(jì)算，毛利收入 1500 萬元。 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件：（包括：原料、設(shè)備、廠房面積的要求及投資規(guī)模） 1.原料，具體如下： ①鎳鹽：可以選用工業(yè)級(jí)的硫酸鎳、氯化鎳等，通過溶劑萃取提純 Ni2+。 ②少量氨水和萃取劑(循環(huán)使用)。 2.主要設(shè)備：低壓反應(yīng)釜、過濾機(jī)、干燥箱、粉碎機(jī)。 3.生產(chǎn)用房高 4 米，其它為普通房。 4.投資規(guī)模：根據(jù)投資確定，如本年產(chǎn)總量 500 噸，項(xiàng)目開發(fā)總投資約為 2000 萬元，利稅可達(dá)到 3000-4000 萬。 合作方式及條件：面議。

"該成果獲2018年度高等學(xué)?？茖W(xué)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)（科學(xué)技術(shù)）自然科學(xué)類一等獎(jiǎng)，系統(tǒng)研究了磁性納米材料的控制制備及表面修飾，研究成果發(fā)表在Coll. Surf. A與Nanoscale Res. Lett.，共計(jì)被SCI正面他引260篇次。研制出10L納米g-Fe2O3弛豫率國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW（E）130387），教育部組織的科技成果鑒定認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外空白，對(duì)磁共振成像造影劑研制、生產(chǎn)及臨床應(yīng)用具有重要意義。提出了一種交變磁場(chǎng)誘導(dǎo)磁性納米顆粒組裝的新機(jī)制，制備得到具有各向異性磁熱效應(yīng)的水凝膠，結(jié)果發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等專業(yè)期刊上，被同行認(rèn)為“交變磁場(chǎng)組裝磁性納米顆粒是過去十幾年來除了靜磁場(chǎng)控制組裝以外首次提出的新的組裝方式和機(jī)制”，“首次制備具有各向異性磁熱效應(yīng)的磁性水凝膠”，“在未來的臨床熱療中具有重要應(yīng)用前景”。

研制出了多個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鐵磁性非晶、納米晶軟磁合金材料，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、軟磁性能、耐蝕性能及對(duì)染料廢水高效降解性能，具體研究成果包括：（1）高飽和磁感低損耗納米晶軟磁合金：研制了FeSiBPCu系列納米晶軟磁合金，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)1.8T以上，1.5T/50Hz條件下的鐵損僅為0.29W/kg，是高級(jí)取向硅鋼鐵損的1/2，技術(shù)性能遠(yuǎn)優(yōu)于日本主要生產(chǎn)和大力推廣的FINEMET納米晶合金系列產(chǎn)品，在高效節(jié)能電機(jī)、無線充電系統(tǒng)、新能源汽車等技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊市場(chǎng)前景；（2）鐵磁性非晶合金構(gòu)件涂層：制備了厚度達(dá)9mm的非晶合金構(gòu)件涂層，非晶度90[[%]]以上，孔隙率低于1[[%]]，平均硬度達(dá)976HV，內(nèi)聚強(qiáng)度為237MPa；利用激光熔覆技術(shù)進(jìn)一步改善其力學(xué)性能，斷裂強(qiáng)度達(dá)1800Mpa，具有優(yōu)異的耐蝕性能和耐摩擦磨損性能，適用于各種功能構(gòu)件的在線修復(fù)；（3）鐵基非晶合金化學(xué)性能研究：研究了FePC(Cu)、FeSiBPCu、FeBC、FeCrNbYB等非晶/納米晶合金在對(duì)染料廢水的高效降解，發(fā)現(xiàn)合金表面的“自更新”行為可有效提高合金的重復(fù)利用性，同時(shí)良好的熱磁調(diào)諧性使合金便于降解后的自動(dòng)回收，對(duì)于實(shí)現(xiàn)高效、低成本處理印染廢水，解決水污染問題具有重要的應(yīng)用價(jià)值。