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變壓吸附制氧制氮技術(shù)是近來發(fā)展起來的高心技術(shù)。它利用取之不盡的空氣作原料，在有電能的條件下，可以源源不斷地制取氧氣和氮?dú)狻＞哂型顿Y少、成本低、規(guī)模靈活、自動化程度高等顯著優(yōu)勢，可以廣泛用于冶金、化工、醫(yī)療、環(huán)保等廣大領(lǐng)域，市場前景極好。 變壓吸附制氧技術(shù)作為具有實(shí)用價值的技術(shù)概念，是70年代提出的。當(dāng)時開發(fā)這一技術(shù)是滿足對氧氣純度要求不高，用深冷裝置氣量偏小，而用低溫槽車運(yùn)輸氣量又不方便的這一類用戶的要求。國外真正進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用是80年代初期。我國在70年代末也開始研究，80年代末期進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用。經(jīng)過近30年的研究開發(fā)，進(jìn)入90年代后，變壓吸附裝置在降低能耗，降低投資、工藝流程簡化、提高可靠性方面，都有了很大的進(jìn)步，使之成為成熟的高新技術(shù)。 北京科技大學(xué)熱能工程系長期開展變壓吸附氣體分離技術(shù)研究，具有相當(dāng)?shù)难芯織l件和科研隊(duì)伍。開發(fā)的微型變壓吸附醫(yī)用制氧機(jī)已由國家計(jì)委中國高新投資集團(tuán)投資組織批量生產(chǎn)，形成了一定的市場分額。為國家西部開發(fā)重大工程——青鐵路藏的世界第一隧道——海拔高達(dá)5000米風(fēng)火山隧道，研制了世界上第一套5000米海拔地區(qū)制氧供氧系統(tǒng)。該系統(tǒng)為風(fēng)火山隧道工程的順利進(jìn)行提供了有利保障。

該項(xiàng)目為制備碲化鉛薄膜與納米顆粒的新工藝。目前，PbTe薄膜通常采用真空蒸鍍、 激光閃蒸、磁控濺射等物理方法制備，這些方法采用昂貴的鍍膜設(shè)備，成本較高；電化 學(xué)方法沉積PbTe薄膜成本相對較低，但缺點(diǎn)在于必須使用導(dǎo)電基片，適用范圍較窄。PbTe 納米顆粒大多采用水熱法或溶劑熱法、電化學(xué)法、乳液法等方法合成，這些方法在合成 過程中或者涉及了高壓設(shè)備，或者采用了復(fù)雜的儀器和涉及冗長的工藝，或者由于引入 大量有機(jī)物給后處理及環(huán)境保護(hù)帶來難題。 本項(xiàng)目提出以堿性水溶液作為溶劑，以成本低廉的含鉛無機(jī)鹽和碲化物或亞碲酸鹽 作為反應(yīng)物，在常壓、室溫至 50o C 同步合成 PbTe 薄膜和納米顆粒，制備的薄膜平整致 密且對基片無特殊要求，納米顆粒尺度均一且可隨溫度調(diào)節(jié)。與其他現(xiàn)有的 PbTe 薄膜 與納米粉體制備方法相比，該方法簡單易行，性價比高，幾乎無能耗，反應(yīng)介質(zhì)為容易 凈化處理的水溶液，利于環(huán)保。 

本發(fā)明屬于碲化鉛（PbTe）薄膜和納米粉體的制備方法領(lǐng)域。本發(fā)明公開了一種 PbTe 薄膜和納米粉體的低溫水溶液同步合成方法，該方法以含鉛的無機(jī)鹽與二氧化碲或亞碲 酸鈉為原料，以硼氫化鉀或硼氫化鈉為還原劑，在室溫至 50 o C 堿性水溶液下同時合成 PbTe 薄膜和納米粉末。本發(fā)明首次在低于 100 o C 且常壓下合成 PbTe 薄膜與納米粉體， 制備的薄膜平整、致密、均勻；粉末產(chǎn)物粒徑小，粒度分布均勻，并可通過控制反應(yīng)溫 度來控制粒徑大小。整個工藝使用的原料便宜易得，工藝簡單，容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)， 同時反應(yīng)過程中避免使用有機(jī)溶劑，有利于環(huán)保。合成的 PbTe 薄膜和納米粉體可廣泛 應(yīng)用于熱電器件、太陽能電池、熒光器件、紅外光學(xué)元件、紅外薄膜器件和半導(dǎo)體探測 器等，應(yīng)用前景廣闊。

采用注射成形工藝實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀增壓渦輪的近終成形，并滿足高性能和低成本的要求。根據(jù)注射成形渦輪對零件壁厚的要求，選擇 ø52mm 渦輪作為研制對象，并完成了中空蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及可靠性校驗(yàn)，中空孔徑確定為 ø5mm，孔深 25mm，如圖 1 所示。對比分析實(shí)芯渦輪和中空渦輪的離心應(yīng)力分布可知，采用中空結(jié)構(gòu)的渦輪，其應(yīng)力分布較原始渦輪應(yīng)力分布一致，但渦輪離心應(yīng)力有所增大，中空結(jié)構(gòu)渦輪的最大離心應(yīng)力為 626MPa，較原始渦輪增加了 20.4%。渦輪采用中空設(shè)計(jì)后，自振頻率變化很小，頻率平均變小 0.167%，可近似認(rèn)為沒有變化。中空結(jié)構(gòu)增壓渦輪不僅達(dá)到了減輕重量的目的，而且大幅度減小了燒結(jié)變形。設(shè)計(jì)了側(cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)（如圖 2 所示），實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜形狀增壓渦輪的近終成形。采用數(shù)值模擬方法對注射成形充模過程進(jìn)行了模擬，得出了喂料的充模過程（如圖 3 所示），并闡明了渦輪在注射成形過程中產(chǎn)生的缺陷與機(jī)理。優(yōu)化了注射成形工藝參數(shù)，得出最佳的注射成形工藝參數(shù)為：注射溫度為 160℃，注射壓力為 60MPa，模溫為 80℃，最終制備出了無缺陷的注射成形坯。以平均粒度 15μm 的惰性氣體霧化的 K418 鎳基高溫合金為原料，選用 67%裝載量，將粉末與粘結(jié)劑（60%石蠟+15%高密度聚乙烯+15%聚丙烯+10%硬脂酸）于 140℃在 開放式混煉機(jī)中混煉 30min，制備出適合鎳基高溫合金粉末注射成形的高效粘結(jié)劑，制備出了流變性能良好的注射喂料。分析了脫脂方法、脫脂制度和脫脂溫度對致密度和最終高溫合金性能的影響，掌握了碳、氧含量的精確控制技術(shù)。通過燒結(jié)+熱等靜壓工藝獲得高致密度的粉末高溫合金，具有晶粒細(xì)小、顯微組織均勻、綜合力學(xué)性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。MIM418 合金 1230℃真空燒結(jié)相對密度為 97%，熱等靜壓后的樣品接近全致密。

采用注射成形工藝實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀增壓渦輪的近終成形，并滿足高性能和低成本的要求。根據(jù)注射成形渦輪對零件壁厚的要求，選擇 ?52mm 渦輪作為研制對象，并完成了中空蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及可靠性校驗(yàn)，中空孔徑確定為 ?5mm，孔深 25mm，如圖 1 所示。對比分析實(shí)芯渦輪和中空渦輪的離心應(yīng)力分布可知，采用中空結(jié)構(gòu)的渦輪，其應(yīng)力分布較原始渦輪應(yīng)力分布一致，但渦輪離心應(yīng)力有所增大，中空結(jié)構(gòu)渦輪的最大離心應(yīng)力為 626MPa，較原始渦輪增加了 20.4%。渦輪采用中空設(shè)計(jì)后，自振頻率變化很小，頻率平均變小 0.167%，可近似認(rèn)為沒有變化。中空結(jié)構(gòu)增壓渦輪不僅達(dá)到了減輕重量的目的，而且大幅度減小了燒結(jié)變形。設(shè)計(jì)了側(cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)（如圖 2 所示），實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜形狀增壓渦輪的近終成形。采用數(shù)值模擬方法對注射成形充模過程進(jìn)行了模擬，得出了喂料的充模過程（如圖 3 所示），并闡明了渦輪在注射成形過程中產(chǎn)生的缺陷與機(jī)理。優(yōu)化了注射成形工藝參數(shù)，得出最佳的注射成形工藝參數(shù)為：注射溫度為 160℃，注射壓力為 60MPa，模溫為 80℃，最終制備出了無缺陷的注射成形坯。以平均粒度 15μm 的惰性氣體霧化的 K418 鎳基高溫合金為原料，選用 67%裝載量，將粉末與粘結(jié)劑（60%石蠟+15%高密度聚乙烯+15%聚丙烯+10%硬脂酸）于 140℃在開放式混煉機(jī)中混煉 30min，制備出適合鎳基高溫合金粉末注射成形的高效粘結(jié)劑，制備出了流變性能良好的注射喂料。分析了脫脂方法、脫脂制度和脫脂溫度對致密度和最終高溫合金性能的影響，掌握了碳、氧含量的精確控制技術(shù)。通過燒結(jié)+熱等靜壓工藝獲得高致密度的粉末高溫合金，具有晶粒細(xì)小、顯微組織均勻、綜合力學(xué)性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。MIM418 合金 1230℃真空燒結(jié)相對密度為 97%，熱等靜壓后的樣品接近全致密。圖 1 實(shí)芯渦輪和中空結(jié)構(gòu)渦輪圖 2 側(cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)圖 3 渦輪注射填充過程模擬經(jīng)過 1200℃固溶/空冷、750℃時效，MIM418 抗拉強(qiáng)度達(dá)到 1425MPa，屈服強(qiáng)度為1004MPa，延伸率達(dá)到19.4%，與鑄造合金性能相比分別提高了70%，30%，120%。圖 4 為燒結(jié)態(tài)的注射成形渦輪。渦輪表面光潔，尺寸精度高，如圖 4 所示。圖 4 注射成形渦輪制備出滿足渦輪使用性能測試要求的渦輪，渦輪尺寸與內(nèi)部質(zhì)量良好，達(dá)到裝機(jī)測試要求。渦輪樣品在無錫威孚英特邁渦輪增壓器公司進(jìn)行了臺架實(shí)驗(yàn)，圖5 所示為渦輪樣品焊接及部分工裝的照片。鋼軸焊接后接頭抗拉破斷力達(dá)到 18噸，遠(yuǎn)高于鑄造渦輪與鋼軸的焊接強(qiáng)度。轉(zhuǎn)速相同時，粉末注射成形渦輪部件測頻一致性和氣動性能渦端一致性均優(yōu)于鑄造性能，超速飛裂試驗(yàn)停止在 225000轉(zhuǎn)/分與 225000 轉(zhuǎn)/分，增壓器拆檢的結(jié)果可知，超速飛裂試驗(yàn)渦輪表現(xiàn)良好，兩套增壓器的失效皆由渦輪軸斷裂造成。粉末注射成形渦輪樣件測頻一致性優(yōu)于鑄造渦輪，粉末注射成形渦輪與鋼軸聯(lián)結(jié)強(qiáng)度也明顯高于鑄造渦輪。粉末注射成形MIM418 渦輪在超速飛裂試驗(yàn)中表現(xiàn)不俗，在鋼軸斷裂 21.5/22.5 萬轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，渦輪仍保持完好。粉末注射成形渦輪的渦端試驗(yàn)表明，渦輪部件渦端性能一致性較好，3 組樣品渦端的效率曲線基本重合，均在±0.5%的偏差內(nèi)。

鎳納米粉在磁學(xué)、電學(xué)、催化、醫(yī)藥和生物等眾多的領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。鎳納米粉的制備方法有多種，其中常見的方法為鎳化合物的濕化學(xué)法還原。與一般的物理制備法相比，濕化學(xué)法具有成本相對低廉、技術(shù)路線相對簡單和容易實(shí)現(xiàn)放大生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，但是用該法制備鎳納米粉通常在水相中進(jìn)行，制備出的納米粉粒徑不均勻，且易團(tuán)聚。如果采用多醇還原法可以制備粒徑相對均勻的鎳粉，但粉體的尺寸一般在亞微米級，難以控制在20納米以下。本項(xiàng)目通過“一鍋法”在有機(jī)溶劑中還原鎳化合物來制備單分散、非團(tuán)聚的鎳

我國豐富的大米資源以及社會消費(fèi)需求為米制食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，但與小麥粉和面制品相比，大米制品產(chǎn)業(yè)鏈非 常短，行業(yè)內(nèi)缺乏專業(yè)分工，導(dǎo)致整體缺乏競爭力，所以米制品原料的標(biāo)準(zhǔn)化和專用化已成為我國米制品產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。本成果可以降低米制品企業(yè)成本、提高相關(guān)米制品質(zhì)量，并可確保米制品安全性，轉(zhuǎn)化應(yīng)用前景廣闊。 成果的技術(shù)指標(biāo)、創(chuàng)新性與先進(jìn)性 該成果包括了高品質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)化專用米粉生產(chǎn)技術(shù)與裝備，主要技術(shù)有以下四個方面：一、大米蛋白與大米淀粉高效分離技術(shù)與裝備，實(shí)現(xiàn)了米粉中蛋白含量在 0.5~7%之間精準(zhǔn)控制，可根據(jù)產(chǎn)品用途調(diào)整蛋白含量改變米粉性能；二、米粉濕熱調(diào)質(zhì)技術(shù)，可以在 2~6h 內(nèi)促使淀粉結(jié)構(gòu)成熟化，改善米粉凝膠性能，實(shí)現(xiàn)了米粉即時加工，節(jié)約了稻谷長時間陳化所帶來的損耗和資金成本；三、濕米粉保鮮技術(shù)，可以使 30~40%水分含量米粉，在常溫下保存7~15 天，節(jié)約了干燥成本，米粉性能受破壞小，而且方便使用；四、食品安全指標(biāo)控制，包括重金屬、農(nóng)殘、真菌毒素脫除技術(shù)，可以確保產(chǎn)品質(zhì)量滿足食品安全要求。這些成果已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，技術(shù)和裝備達(dá)到國際領(lǐng)先水平

近年來國外對UV固化粉末涂料的研究開發(fā)日趨活躍，部分產(chǎn)品正開始走向市場，世界上 第一條商業(yè)化UV粉末涂料生產(chǎn)線于1998年出現(xiàn)在美國的Baldor電子公司，應(yīng)用于電子馬達(dá)的涂 裝。 UV固化粉末涂料是一項(xiàng)將傳統(tǒng)粉末涂料和UV固化技術(shù)相結(jié)合的新技術(shù)，因此具有以下明 顯優(yōu)勢： (1) UV固化粉末涂料的涂層在熔融和流平階段不會發(fā)生樹脂的早期固化，從而為涂層充分 流平和驅(qū)除空氣操作提供了充裕的時間，這樣就從根本上克服傳統(tǒng)熱固化粉末涂料的缺陷。 (2) UV固化粉末涂料采用紫外光輻照固化，可以使加熱和固化過程的溫度低至 100～120℃，大大低于傳統(tǒng)的熱固化粉末涂料的使用溫度，且采用紫外光照，固化耗時只有數(shù) 秒鐘，加快生廠線的速度，提高生產(chǎn)效率，降低能耗。 (3) 相對低的固化溫度可以避免對基材的過分加熱，大大拓展了粉末涂料的應(yīng)用空間。 (4) UV固化粉末涂料使用100%固體漆，零VOC排放，其轉(zhuǎn)化效率達(dá)95%，過量噴涂的粉末 可以回收再利用，因而具有較高的材料利用率，節(jié)省生產(chǎn)成本。 適用于光固化粉末涂料的樹脂，首先要具有較高的光引發(fā)聚合活性；要求樹脂能賦予粉末 涂料良好的儲存穩(wěn)定性；在固化條件下具有較低的熔融粘度，以保證粉末涂料在光固化之前和 光固化過程中具有良好的流動和流平性能。 本項(xiàng)目通過分子設(shè)計(jì)制備了一種具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的聚酯樹脂，所合成的光固化聚酯樹脂具有 良好的流平、儲存等性能；所制得的粉末涂料在UV光照5秒成膜后，涂膜綜合性能優(yōu)良，正、 反沖擊性能達(dá)到50kg/cm，附著力達(dá)到0級

粉末注射成形（Powder Injection Molding，簡稱PIM）是將現(xiàn)代塑料注射成形技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而形成的一門新型粉末冶金近凈形成形技術(shù)。其基本工藝過程是：首先將固體粉末與有機(jī)粘結(jié)劑均勻混練，經(jīng)制粒后在加熱塑化狀態(tài)下用注射成形機(jī)注入模腔內(nèi)固化成形，然后用化學(xué)或熱分解等方法將成形坯中的粘結(jié)劑脫除，最后經(jīng)燒結(jié)致密化得到最終產(chǎn)品，其工藝過程如圖1所示。它不僅保持了粉末冶金技術(shù)可以制備用熔鑄方法無法或很難制備的材料的特點(diǎn)，還可以像成形塑料產(chǎn)品一樣制備金屬或陶瓷零件，把粉末冶金技術(shù)的成形能力提高到了前所未及的程度。它是小型復(fù)雜零部件成形與加工技術(shù)的一場革命，成為了新型制造業(yè)中最為活躍的前沿技術(shù)領(lǐng)域，代表著粉末冶金技術(shù)發(fā)展的主要發(fā)展方向。近年來得到了世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家的高度重視，被國際上譽(yù)為“當(dāng)今最熱門的零部件成形技術(shù)”和“21世紀(jì)的成形技術(shù)”。美國已將其列為對國家經(jīng)濟(jì)繁榮和持久安全起至關(guān)重要的“國家關(guān)鍵技術(shù)”之一。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電子信息工程、生物醫(yī)療器械、辦公設(shè)備、汽車、機(jī)械、五金、體育器械、鐘表業(yè)、兵器及航空航天等眾多工業(yè)領(lǐng)域。 粉末注射成形技術(shù)的特點(diǎn)主要有： 能直接成形幾何形狀復(fù)雜的小型零件； 零件尺寸精度高（±0.1%~±0.5%），表面光潔度好（粗糙度1~5μm）； 產(chǎn)品相對密度高（95~100%），組織均勻，性能優(yōu)異； 適合各種粉末材料的成形，產(chǎn)品應(yīng)用十分廣泛； 原材料利用率高，生產(chǎn)自動化程度高，工序簡單，可連續(xù)大批量生產(chǎn)； 無污染，生產(chǎn)過程為清潔工藝生產(chǎn)。 十多年來，北京科技大學(xué)粉末冶金研究所的曲選輝教授課題組在國家“863”計(jì)劃、“973”計(jì)劃、國家軍工科研計(jì)劃、北京市科委重大科研項(xiàng)目和國家杰出青年基金等的資助下，在粉末注射成形關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)與裝備等方面進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，并取得了一系列創(chuàng)新性成果，開發(fā)出了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新工藝、新配方，研制的許多產(chǎn)品已成功應(yīng)用于我國國防和民用領(lǐng)域。目前已擁有7項(xiàng)國家發(fā)明專利，多項(xiàng)研究成果獲省部級以上科技進(jìn)步獎。其技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。本技術(shù)現(xiàn)已成為國家科技部重點(diǎn)推廣項(xiàng)目之一。

鐵粉作為工業(yè)的主要原材料，廣泛地應(yīng)用在機(jī)械、冶金、化工、航空航天材料領(lǐng)域。鐵基金屬粉末作為粉末冶金工業(yè)的基礎(chǔ)原材料，它的產(chǎn)量、品質(zhì)決定著粉末冶金工業(yè)的發(fā)展。但鐵粉也存在著一些缺點(diǎn)，如易腐蝕，耐氧化穩(wěn)定性差，表面容易形成氧化層。用鎳磷包覆鐵粉可以取代鎳、鐵的混合粉末，降低生產(chǎn)成本，改善混合粉末的流動性、均質(zhì)性（沒有組成偏析）、抗氧化性、耐腐蝕性和耐磨性。本項(xiàng)目的目的是提供一種簡單、易操作、成本較低的制備鎳磷包覆鐵粉的化學(xué)鍍方法，制得的鐵粉表面鎳磷鍍層均勻。該項(xiàng)目具有操作方便，包覆均勻，成本低廉等優(yōu)勢，發(fā)明的這種工藝同樣可以應(yīng)用于其他金屬粉末，如銀粉、銅粉。鐵粉表面化學(xué)鍍鎳磷合金后，耐蝕、抗氧化性能大大提高。