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東北大學成功開發出以金屬氧化物為原料，鎂熱自蔓延冶金法規模化清潔生產超細粉體的原創技術，并突破了設備產能的局限，打破國外的技術壟斷與封鎖。從方法-產品-裝備的集成創新，先后獲得發明專利12項。實現了超細鈦粉等超細粉體的規模化清潔之輩，目前已進入產業化和推廣應用階段。成功開發亞微米超細鈦粉、鎢粉、鉻粉以及納米無定形硼粉。所制備鈦粉粒度小于1微米，純度大于97.5%；鎢粉粒度小于0.5微米，純度大于99.0%，氧含量低于0.15%；鉻粉粒度小于1微米，純度大于99.0%，氧含量低于0.05%；無定形硼粉粒度小于100納米，純度95.0~97.0%。 項目涉及的產品包括鈦、鎢、鉻、無定形硼粉及硼化物陶瓷粉等超細粉體。鈦、鎢金屬作為一種戰略性金屬材料，是飛機制造、宇宙航天行業所必需的材料，是金屬3D打印的關鍵原材料，對國家安全、國防建設起著至關重要的作用。例如3D打印的適用材料―鈦合金球形粉末，一直是制約3D打印技術發展的關鍵環節，為美、德、英等發達國家壟斷，進口價格高達400萬元－600萬元/噸。超細高純金屬鉻粉是高純靶材的關鍵材料，也是軍工領域的戰略材料之一，售價高達200萬元/噸以上。高活性無定形硼粉廣泛用于火箭燃料助推劑、汽車安全氣囊的觸發劑，美國一直壟斷著其技術，進口價高達千萬元/噸。為此，我國當前優先發展的高技術產業化重點領域指南中將金屬粉體等超細粉體及其材料列為優先發展的高技術產業。本項目涉及的鈦、鎢、鉻、無定形硼粉等超細粉體將瞄準替代進口產品，為國家安全建設提供急需的關鍵原材料。未來5年，3D打印、軍工、航空航天工業的發展，鈦粉、無定形硼粉等超細粉體的需求量將會急劇增加，年需求量在10萬噸以上。若投資建立一條兩百噸~五百噸規模的超細粉體的生產線，其總產值可達2~3億元左右，其利潤可達5000~7000萬元以上。由于該技術及裝備完全是由東北大學所研究開發，在市場上處于領先地位，具有完全的市場主動權，能夠實現快速地持續發展，具有廣闊的發展前景。

自蔓延高溫合成（Self-propagating High-temperature Synthesis， 縮寫SHS）是利用化學反應自身放熱制備材料的新技術。目前已發展成為一個介于燃燒科學與材料科學之間的新學科，用自蔓延技術合成的材料達上千種，它的突出優點是設備簡單、工序少、合成速度快、成本低，尤其適用于高溫難熔材料的合成。 本項目涉及的SHS陶瓷內襯復合鋼管、不銹鋼及耐蝕合金內襯復合鋼管、耐腐蝕聚合物內襯復合鋼管、小口徑陶瓷內襯復合彎管均已達到工業化生產的程度，廣泛應用于冶金、礦山領域；煤炭和電力工業領域；石油、化工工業、水處理工業領域； 建材工業、運輸工業領域；糧食、食品工業、飼料加工業和醫藥工業領域。 SHS陶瓷內襯復合鋼管：SHS-離心法與傳統工藝（熱噴涂法、等離子噴涂、熱裝法、爆炸法等）比較有明顯的優點：成本低、內襯陶瓷層與鋼管結合緊密、制備的復合鋼管長度較長（可達5.5米）。已廣泛應用于礦山尾礦輸送，電廠煤粉和除灰管道等工業領域。 不銹鋼及耐蝕合金內襯復合鋼管：SHS-離心法制備超低碳不銹鋼，避免鋼中析出碳化物，因此可防止由于碳化物析出造成的晶界附近貧鉻，從而提高不銹鋼內襯層的抗晶間腐蝕性能，內襯層可與外層鋼管實現牢固的冶金結合。可代替整體不銹鋼管，其成本是整體不銹鋼管的1/3，在冶金、石油、化工等領域有廣泛的應用前景。 耐腐蝕聚合物內襯復合鋼管：該復合鋼管由三層組成，最里層是聚合物，中間層是氧化鋁陶瓷，最外層是碳鋼。聚合物內襯層厚度為0.5~1.0mm，最高使用溫度是120℃。由于聚合物內襯層與氧化鋁陶瓷過渡層之間結合強度高以及內襯層表面光滑，因此該產品具有內襯層不易脫落和輸送介質時阻力較小等優點。該產品具有優良的耐腐蝕和耐磨性能，與普通聚合物管相比，不易老化，可承受更高的壓力，輸送熱水時不易結垢，可廣泛用于石油、化工、食品、冶金和礦山等行業。例如，在化工行業用于高腐蝕性介質的輸送，取代鋼管和鑄鐵管用于輸水管道，還可代替水泥管用于污水處理系統。小口徑陶瓷內襯復合彎管：該工藝彌補了離心法只適合制備直的規則形狀管狀樣品的不足，即可制備等徑的彎管，又可制備變徑的直管和彎管。陶瓷內襯彎管的內襯層是Al2O3陶瓷、Al2O3-ZrO2、Al2O3-Cr2O3復合陶瓷，內襯陶瓷層具有優異的耐高溫氧化、耐磨和耐高溫腐蝕性能，在冶金、化工等工業領域有廣泛的應用前景。該種復合鋼管用作高爐噴煤槍已經在國內幾家大型鋼鐵企業獲得成功應用。

自蔓延高溫合成（SHS）也稱為燃燒合成，是利用化學反應自身放熱來制備材料的新技術，具有能耗低、工藝及設備簡單，產品純度高等特點。SHS廣泛應用于制備陶瓷、金屬間化合物、金屬陶瓷、梯度材料和復合材料等材料。并且SHS技術與傳統技術結合形成SHS制粉、SHS燒結、SHS加壓致密化、SHS冶金、SHS焊接和SHS涂層等新方向。其應用范圍涉及工業及軍用等諸多領域。本項目主要涉及以下四個方面：1.SHS制備陶瓷復合鋼管方面：利用高放熱的鋁熱反應體系，在離心力或重力作用下使熔融反應產物中比重不同的相分離，使比重小的陶瓷相凝固在鋼管表面形成陶瓷襯層。SHS陶瓷復合鋼管具有耐磨、耐蝕、抗熱沖擊和抗機械沖擊等綜合性能，可廣泛應用于化工、電力、石油、煉鋁和冶金等行業，輸送電廠煤粉、灰渣、腐蝕介質、鋁液、礦山礦粉、尾礦和回填料，以及高酸性、高堿性、高硬度或高溫物質的輸送。2. SHS制粉方面：采用SHS技術制備硅化物和硼化物粉末，通過控制原料狀態、以及合成后的冷卻過程，獲得均一物相高純度的所需硅化物和硼化物粉。應用于耐高溫的防氧化涂層，例如姿控發動機防護涂層，可明顯提高發動機的性能。3.SHS制備鈦鎳多孔合金：多孔鈦鎳合金強度高、密度低、耐腐蝕性強，彈性模量與人骨彈性模量接近，生物相容性好，生物界面結合牢固，能被組織固定，是理想的生物醫學植入材料，在臨床各科和醫療器械等方面具有廣泛的應用前景。采用注射成形或注凝成形可以成形復雜的骨骼形狀，脫脂預燒后，再預熱點火燃燒合成多孔鈦鎳多孔合金，其孔隙度高、孔隙大小及分布均勻、連通性好。4.SHS處理放射性核廢料方面：放射性廢料制約核能的和平開發利用。采用SHS直接固化放射性廢物的固化效率高、工藝及設備簡單，且可有效避免核廢物二次污染，易實現規模生產，具有明顯優勢。該成果已通過部級鑒定，整體技術達國際先進水平，并榮獲教育部科技進步二等獎。

本發明屬于焊接技術領域，具體涉及一種自蔓延鋁焊劑及其焊接方法。本發明的自蔓延鋁焊劑由以下質量分數的粉末組成:鋁粉 28%-38%;氧化錫 24%-34%;AlSr100.5%-3%;氧化銅 18%-23%;硫酸鈣8%-13%;Si 粉 1%-6%;氟化鈣 2.5%-5.0%，所有粉末的粒徑為 100nm-600μm。鋁焊劑綜合使用三種自蔓延反應體系，整個反應過程平穩;加入了 Si

本發明涉及自蔓延反應與電纜除冰技術，具體地說是涉及一種基于自蔓延反應的電纜除冰設備。除 冰過程利用自蔓延化學反應放熱，不需要機械能切割冰層，也不需要額外外熱源。可通過控制自蔓延反 應粉末成分和用量調整除冰速率。通過升溫除冰減少了機械除冰對線纜的破壞。通過自蔓延反應產生的 高溫熱風和后續高溫模具的熱輻射除冰，效率高，效果好。設備操作簡單、使用方便，安全可靠。自蔓 延設備重量輕，滿足線纜載重要求。反應過程綠色環保，無污染物排放。利用自動設備搭載自蔓

本發明涉及自蔓延反應與電纜除冰技術，具體地說是涉及一種基于自蔓延反應的電纜除冰方法。除 冰過程利用自蔓延化學反應放熱，不需要機械能切割冰層，也不需要額外外熱源。可通過控制自蔓延反 應粉末成分和用量調整除冰速率。通過升溫除冰減少了機械除冰對線纜的破壞。通過自蔓延反應產生的 高溫熱風和后續高溫模具的熱輻射除冰，效率高，效果好。設備操作簡單、使用方便，安全可靠。自蔓 延設備重量輕，滿足線纜載重要求。反應過程綠色環保，無污染物排放。利用自動設備搭載自蔓

本發明涉及 3D 打印技術領域，涉及一種基于自蔓延反應的 3D 打印設備。整個打印設備供料部分 使用自蔓延粉末熔融金屬液。工作臺部分實現 X，Y 軸向移動，控制工件形狀，打印部分實現 Z 軸移動， 控制工件厚度。粉末倉托板可一次安裝數個自蔓延粉末倉，保證供料持續性。自蔓延粉末倉與熔液流液 口分離，保證自蔓延粉末倉多次重

本發明涉及自蔓延反應與 3D 打印技術，具體地說是涉及一種基于自蔓延反應的 3D 打印方法。整 個打印過程利用自蔓延化學反應放熱，完全(或部分)不需要外熱源。打印過程中通過快速自動波燃燒 的自維持反應得到所需成份和結構的產物。打印可控性好，通過改變熱的釋放和傳輸速度來控制過程的 速度、溫度、轉化率和產物的成份及結構。將自蔓延反應與傳統 3D&nbs

北京科技大學特種陶瓷研究室開發出一種自蔓延反應燒結氮化硅/氮化硼復相可加工陶瓷材料，其應用前景極其廣闊。 Si和N2合成Si3N4反應的絕熱燃燒溫度高，體積有所增加，生成棒狀的b-Si3N4相相互交叉，提高了自蔓延反應燒結氮化硅多孔陶瓷的強度，但氮化硅加工性能差。h-BN陶瓷可加工性能好，但燒結性能差。本項目利用h-BN相在氮化硅陶瓷中形成弱界面，當加工時，弱界面上會形成微裂紋，并沿弱界面發生偏轉，耗散裂紋擴展的能量使裂紋擴展終止；當載荷繼續上升時，在下層的弱結合界面處將產生新的臨界裂紋再擴展；如此反復，使裂紋成為跳躍式階梯狀擴展，斷裂漸次發生而非瞬間脆斷，使氮化硅/氮化硼多孔陶瓷材料具有了好的可加工性能。 本項目原料中采用了一定比例的Si粉，比完全以Si3N4粉為原料的普通燒結工藝節約了原料成本。產品的基本工藝為自蔓延高溫合成（燃燒合成）工藝，在氣體高壓反應器中進行，燒結所需要的能量完全由原料自身放熱提供，與其他制備方法（常壓燒結、熱壓燒結、反應燒結）相比較，不需要高溫燒結爐長時間燒結，大大節省了能源。本項目工藝簡單，燒結速度快，效率高。可制作復雜形狀一維，二維的大尺寸陶瓷材料。抗彎強度已做到188MPa，材料可加工性能優良。 已獲中國發明專利《ZL 200610089013.6自蔓延反應燒結Si3N4/BN復相可加工陶瓷的方法》。

結構材料輕量化是目前國民經濟、國家重大需求的重大挑戰，材料結構功能一體是新材料的重要發展方向。 輕質高強泡沫鋁合金復合夾芯板以超輕質的泡沫鋁合金為芯層，與鋁合金面板實現冶金結合，具有比重小，高剛度，高阻尼減振，高能量吸收的特點，同時實現與阻燃、電磁屏蔽功能兼容性，在先進交通、航空航天領域具有廣泛的應用前景。通過可調控的芯層泡沫鋁合金孔結構，復合夾芯板的實現了同等質量鋼板6倍的高剛度，同時比重僅與水接近，該成果已經應用于我國重要裝備制造。