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热喷涂高性能纳米结构涂层材料
文章来源 : 军民结合推进司 发布时间:2013年12月04日
  【技术开发单位】哈尔滨工业大学

  【技术简介】自2000年起,一种革命性的新涂层——纳米结构的热喷涂陶瓷涂层被广泛应用于美国海军装备(包括军舰、潜艇、扫雷艇和航空母舰)上的数百种零部件。该技术的发明人王铀教授在旅居北美十年多以后,作为哈尔滨工业大学的引进人才回国继续深入研究,继续创新取得成功。产品初步解决了限制陶瓷材料应用的韧性低和抗热震能力差的两大问题。纳米结构陶瓷涂层的强度、韧性、耐磨性、耐蚀性、热震抗力等均比目前国内外商用陶瓷涂层材料中质量好、销量大的美科130涂层的性能显著提高。有着高出1倍的韧性,高出4~8倍的耐磨性,高出1~2倍的结合强度和抗热震性能和高出约10倍的疲劳性能。通过纳米粉体造粒调控技术可在纳米尺度上改变材料的成分和结构,以获得不同性能的纳米热喷涂涂层,能赋予零部件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射等优异性能。此外,这种纳米结构粉体材料还适用于堆焊、激光或电子束熔覆和等离子熔喷等工艺,还可以作为3D打印纳米结构陶瓷的原材料。因此,该纳米结构陶瓷粉体产品有着相当看好的市场前景。

  【技术特点】纳米结构的双陶瓷型涂层的隔热效果明显好于其它涂层,其平均隔热温度为220.1℃;而相同厚度的纳米结构单陶瓷层8YSZ热障涂层的平均隔热温度为161.8℃,隔热效果大约提高了35%。而且,纳米结构的双陶瓷型涂层具有比其它两种涂层层更好的热震性能和抗高温氧化能力。与传统的陶瓷涂层相比,用纳米结构陶瓷喷涂材料制备出的纳米结构氧化铝/氧化钛陶瓷涂层比目前广泛使用的同类商用涂层(美科130涂层)有着高出1倍的韧性,高出4~8倍的耐磨性,高出1~2倍的结合强度和抗热震性能和高出约10倍的疲劳性能。

  【技术指标】

粉末形貌:实心球形纳米团聚体;

粉末内部结构:三维网状结构;

粉末体积平均粒径:51.5μm

粉末流动性:≥69.6g/min

粉末振实密度:≥1.85g/cm3

粉末松装密度:≥1.60g/cm3


  【技术水平】国际领先

  【可应用领域和范围】用于舰船、潜艇、航母等装备的零部件上,提高耐磨抗腐蚀性能;用于航空发动机、涡轮机、汽轮机叶片上,提高保护高温合金基体的工作温度,保护材料免受高温破坏。

  【专利状态】已获得2项授权专利

  【技术状态】小批量生产阶段

  【合作方式】合作开发、风险投资

  【投入需求】预计总投资1.5亿元人民币,其中一期需8500万元。
  分为2期投入。第1期总计需要8500万元人民币,其中: 基本建设投资约4000万元,设备投资约2500万元,流动资金约2000万元。

  【转化周期】投资回收期为3.5年。

  【预期效益】拟在3年内建成一条粉体生产线,产能80吨;建成一条热喷涂加工、修复生产线;争取实现产值15000万元。投资回收期为3.5年。项目达产后,以3.5亿元年产值为基准,约可实现税前利润7000万元。

  【联系方式】王  林  0451-86403078/15846581523


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