有色金属材料制备及加工技术理论与应用

新型重金属螯合絮凝剂的制备技术 478     

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重金属废水是对生态环境污染最严重、对人类健康危害最大的废水之一。目前，应用最广泛、最有效的的大规模处理重金属废水的方法是采用螯合沉淀(絮凝)法。但常用的重金属处理剂(捕集剂)普遍存在捕集重金属离子效果欠佳、产生的絮体较小而沉降速度较慢、处理成本较高等缺点。

活塞式内燃机中活塞环用合金材料 456     

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目前：汽车发动机活塞环材料主要靠进口，随着国内汽车尾气排放升级，开发我国自主知识产权的专利技术制造出国外同类产品迫在眉睫。

年产250吨电子级低氧超高纯钛 539     

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本项目主要研究低氧超高纯钛提纯技术开发及相应装备研制，破解电子级低氧超高纯钛产业化技术难题，通过技术开发及装备研制，顺利突破形成以国产海绵钛为原料的新一代熔盐电解提纯技术以及结合电子束熔炼工艺的低氧超高纯钛生产技术，并完成产业化提纯装置开发。

低成本太阳能多晶硅制备技术 502     

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低成本太阳能多晶硅制备技术是利用冶金的方法，根据杂质在硅中的物理化学性质差异性而将杂质一一去除，即利用造渣去除硼、酸洗初步去除金属杂质、定向凝固深度去除铁等金属杂质、真空熔炼除氧和磷等杂质，以及电子束熔炼精炼等组合的方式，分阶段、分种类的将杂质予以去除，使得硅纯度提高到太阳能级别(6N)。该技术相对于传统的改良西门子法，具有技术投资小、能耗低以及环境污染小等优点。

用于负极材料的纳米硅粉制备及产业化应用技术研发 472     

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当前以石墨和钴酸锂分别作为锂离子电池负极/正极材料无法满足电动汽车等长续航里程的要求，为了匹配新一代三元正极材料的需求，负极必然使用硅碳负极材料。因此，研究硅纳米颗粒制备、硅碳负极材料制备工艺以及电化学性能具有重要学术和市场意义。

TC4，TC16钛合金紧固件用棒丝材 514     

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在钛合金紧固件棒材研制领域，先后承担三项国家级重点项目，完成了TC16钛合金冷镦棒丝材和高质量TC4钛合金棒丝材的研制，以及大规格TC4钛合金棒材的研制，突破了高端紧固件用钛合金棒丝材生产过程中存在的关键技术难题，成功制备出性能优异的紧固件用钛合金棒丝材。研制的材料已稳定小批量供货，未来市场在50吨-200吨。

利用低品位磷矿生产土壤调理剂/重金属钝化剂技术 487     

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采用低品位磷矿作为原料，通过活化技术，生产出一种含有磷、钙、镁、硅和诸多微量元素为主要成分的土壤调理剂或吸附重金属铅、镉、铜、汞、铬、镍等为主的重金属吸附材料。技术具有以下创新之处：(1)采用绿色生产工艺。实现无危害化、不产生磷石膏。(2)反应能耗低。反应过程无需要高温焙烧活化，反应温度不超过1000度，时间不超过1小时，与传统钙镁磷肥法相比消耗大大降低。(3)综合利用效率高。可充分利用了低品位磷矿中所含的各种元素，实现固体废弃物的高效利用和污染物零排放。

整体玻璃钢真空结晶器 431     

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考虑钛白粉生产企业每年都要停车检修亚铁真空结晶器，在此基础上开发了整体玻璃钢真空亚铁结晶器

银纳米线批量制备技术 504     

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本项目成果通过一种多元醇的方法，以溶剂热法为主体、尝试微博辅助合成等新手段，关注氯离子和溴离子的协同效应，优化出2-3种新型还原剂，通过系统的合成工艺研究和纳米线形貌表征反馈，以及合成方法的再优化，获得超细银纳米最佳制备工艺路线，使得纳米线的直径控制在25nm以下，并实现了批量化生产及银纳米线墨水的制备产品的产率达到88%。银纳米线导电性能优异，同时由于纳米尺寸效应使其具备优异的透光性、耐曲挠性等，被视为是实现柔性显示的优选电极材料。

用于再充式电池组的硅基固体电解质 1038     

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本申请公开了一种电化学电池(电池组)，其包括储氢负电极(阳极)，正电极(阴极)和与电极接触的固体质子传导电解质。固体质子传导电解质包含硅材料，硅材料包含至少35at％的硅。

高温相变蓄热型复合催化剂载体的制备方法 529     

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目前太阳能热发电和工业余热回收利用过程中对蓄热密度高的高温相变蓄热材需求量巨大，然而传统的相变蓄热材料如金属和熔融盐在高温熔融状态的腐蚀性极强，因而对容器有苛刻要求，导致生产成本增加。我们研发的微米状态核壳结构相变复合蓄热材料采用陶瓷材料做壳，采用熔点可变的金属及其合金作为核，制备成20-40微米的小球，金属核的相变过程由耐腐蚀极强的壳层保护，吸放热使用过程中对周围环境没有腐蚀性，极大地提高的材料的实用性，具有蓄热密度高、蓄放热迅速、成本低廉和稳定性高的热点。

适用于汽车车身的6XXX铝合金及车身板制备工艺 453     

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通过相图计算优化合金成分以及合理调控工艺，成功设计出了一款6XXX系铝合金。该合金不添加稀有元素及贵金属，只添加6000系常见元素，成本不增加。该合金在固溶后屈服强度极低，为72 MPa，延伸率达33%;预时效及自然时效之后，屈服强度为149 MPa，延伸率为26%，优于现有的6016及6063合金,适合加工成复杂形状，烤漆时效(180摄氏度30分钟)后屈服强度为277 MPa，与6013合金持平。该合金尤其适合汽车车身板、手机及笔记本电脑外壳的生产。该研究成果目前已提交专利申请。

高性能811正极材料制备技术 555     

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三元材料是锂离子电池材料中重要的一类，对提高锂离子电池能量密度尤为重要。技术方研发的8系三元正极材料具有容量高(210mAh/g)、寿命长(大于1000次)、倍率型好(3C容量达到0.5C的95%)，并已取得客户的认可，初步具备了产业化实施条件。由于其性能优异，具有广阔的市场前景;预计其年市场容量在3万吨以上，以18万/吨保守估计，年市场达到54亿元。

难变形管路构件精确成形 447     

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建立了塑性成形失稳缺陷预测控制模型，发展了高强钛管等难变形管材织构调控技术、难成形管材(超大/极小口径铝/镁/钛/高强钢等)数控冷热弯曲技术、轻量化高可靠性管路系统构件形变连接成形，解决了航空航天等领域高端装备“血管类”关键构件的制造瓶颈问题，在汽车、核电和船舶等领域具有重要的推广价值。

锂电池原位充放电扫描电镜测试方法 838     

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本发明公开了一种锂电池原位充放电扫描电镜测试方法，步骤包括制备锂电池、锂电池安装、原位样品台安装、参数设置、原位测试等。本发明为全固态锂电池的研究提供重要的测试表征需求和实验支撑，采用本发明方法可以清晰明确地观测到充放电过程中锂枝晶的生长行为等电池微观形貌的变化，为全固态锂电池的性能、结构和应用研究提供直接的、强有力的实验依据。

石英砂提纯与检测技术 528     

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以脉石英或者伟晶花岗岩为原材料，通过色选，高温煅烧，水淬，磁选，浮选，酸浸等方法进行提纯，并对全生产流程进行大量快速检测，生产高纯石英砂。解决了国产石英砂质量不稳定的问题，从花岗岩提纯的石英砂具有气液包裹体含量低的特征，纯度也达到4N以上，填补了国内没有低气液包裹体高纯石英砂的空白。产品可以用于对石英砂质量有严格要求的半导体，光伏，国防等领域，具有良好的市场前景。

耐海水腐蚀、耐高温金属铝涂层室温制备 524     

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钢材表面铝涂层主要通过热镀铝和热渗铝两种方法制得。目前由于技术和设备原因，钢材热镀铝只有美国和日本等国外企业才能做，在中国基本上是空白。热渗铝受制于小的密闭加热炉，只能用于小零件涂覆，无法实现热镀铝那样的大规模连续生产。

基于工业废渣的硅铝基环境修复材料的研发与应用 486     

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产品创新，基于同相类同相理论，研发针对淤泥固化、软基处理软土固化剂。固化过程中改变了固化土中孔径分布并有效降低填充土壤颗粒间空隙，使土壤颗粒表面产生不可逆转的凝结硬化，固化后的软土具有很高的水稳性和强度稳定性。

高强铝合金薄壁高筋大型壁板精确成形制造技术基础 459     

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本项目以运载火箭用高强铝合金薄壁高筋大型壁板强流变精确成形制造技术科学基础为主线，通过材料工程、机械工程、力学以及宇航工程等多学科融合，建立薄壁高筋整体成形单元承力板高性能、高精度成形及高稳定性精确制造的基础理论与方法体系，在微观组织模式设计与成分优化、铸锭组织调控、异型复杂截面金属流变均匀性及特征微结构调控等方面展开基础研究，发展异型断面形/性协同制造的新原理、新技术与新工艺，实现航天高强铝合金薄壁高筋大型壁板快速整体复杂成形成性的全流程协同调控。

高质量铝-钪中间合金的开发 540     

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在铝合金中添加微量钪(0.15~0.25wt%)，能大幅度提高铝合金强度，显著改善其冷热加工性、抗腐蚀性，是制备新一代航空航天、电子等领域用的新型材料。本项目以从钛白废水及钨渣中提炼的氧化钪为原料，金属铝锭为还原剂，加以特别熔剂，在非真空条件下进行铝热还原，经保温浇注、表面处理制得高质量的铝钪中间合金。

电沉积Fe-Ni合金箔软磁材料生产技术 446     

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软磁材料从纯铁、Fe-Si合金(硅钢)、Fe-Ni合金(坡莫合金)到Fe-Co合金已有100多年的历史。传统上这些软磁合金是经过冶炼、锻造、热轧或冷轧、热处理等繁杂工艺制成晶态合金，生产成本高、产品规格(特别是薄带幅宽、厚度)受限、磁性能也不很理想。近年来开发的非晶态合金和纳米晶软磁薄带金属材料生产技术，是采用急冷技术，由熔态合金在旋转的辊面上急冷直接形成数十个微米厚的薄带，虽然磁性能显著提高，但目前生产成本很高，产品幅宽很窄，厚度不易调控，表面粗糙，应用受到局限。

层状金属复合材料固-液铸轧成形技术及装备 447     

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铜/铝、钢/铝、钛/钢、钢/铜等层状复合材料是现代技术产业的重要新材料，由于其兼具两种不同金属材料的性能优势，成为节约贵金属、实现结构轻量化和提升材料综合性能的有效途径，可满足在多场甚至极端服役条件下应用需求。爆炸复合和固相轧制复合是目前工业常用的成形工艺，但在生产覆层金属厚度薄、组元塑性差异悬殊的复合材料时，往往会遇到诸多难以突破的技术问题。

高炉喷煤催化助燃技术 648     

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国内外对煤的催化助燃虽然已有很多研究，但是由于对高炉喷煤催化助燃的认识不足，所开发的催化燃烧技术，大多数催化剂(贵金属)因所需添加量太大，而不能经济地适用于工业应用，少数催化助燃剂(氯盐、硝酸盐或纳、钾盐类型)虽可降低添加量，但对高炉设备(包括炉衬)有腐蚀作用和二次污染，也没有获得实际应用。

生物质改性有机粘结剂冶金粉料压力成型技术 533     

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冶金生产原料一般要求为具有一定强度的块状原料，但是块状原料在转运过程中会产生部粉末，由于粉末原料使用过程易杨尘及影响反应器内的透气性，这些原料需要成型后才能较好利用;此外，各类冶金粉尘作为二次资源循环利用，一般也需要造块才能较好利用。冷固结压力成型是简单经济的成型方法，常用无机粘结剂，粘结剂用量5%左右。无机粘结剂虽然成本低，但降低了原料品位，甚至影响后续冶炼工艺。有机粘结剂用量小，也不影响原料品位和后续冶炼工艺，粘结剂成本高。

利用烧结除尘灰/高炉瓦斯灰生产氯化钾 421     

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炼铁烧结电除灰的K、Na含量较高，返回烧结，严重影响烧结矿质量。烧结电除灰中K主要以KCl形式存在，多数钢铁企业烧结电除尘灰中KCl含量大于10%。中国的钾资源对外储存度高达70%以上，烧结电除尘灰是一种优质钾资源。烧结除尘灰分离提取钾、钠后，残渣可作为炼铁原料返回烧结工序利用，实现资源综合利用。部分地区的高炉炼铁瓦斯灰、水泥焙烧窑灰也具有较高的KCl含量，也可用于生产氯化钾，残渣返回炼铁烧结工序或水泥焙烧工序循环利用。

微硅粉制备纳米白炭黑 463     

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硅铁是钢铁生产消耗量最多的铁合金，我国硅铁产量占世界产量的50%以上。硅铁生产中产生大量微硅粉，其数量是硅铁量的10%左右。微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰，是铁合金在冶炼硅铁和工业硅(金属硅)时，矿热电炉内产生出大量挥发性很强的SiO和Si气体，气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。当人体吸入粉尘后，小于2.5μm的微粒，极易深入肺部，引起中毒性肺炎或矽肺。

利用钢渣制备多孔吸声材料及透水砖 441     

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钢渣难以大规模资源化利用的主要原因是钢渣中存在大量活性组分，如游离氧化钙和游离氧化镁等，造成钢渣稳定性差，产品附加值低。研发钢渣活性组分固化与资源化利用新技术，实现钢渣规模化、高值化利用，已成为我国钢铁行业发展循环经济技术迫切需要解决的问题。

球形纳米WC-Co复合粉及其硬质合金 501     

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钨是战略金属且50%以上的钨用来制造硬质合金。超细晶结构WC-Co 硬质合金复合材料具有"高硬度、高强度"的特性，其综合性能高于传统硬质合金。其制备存在两大技术难题：一是需制备性能优良的纳米晶WC-Co 复合粉体;二是需控制烧结过程中纳米WC 晶粒的长大行为。针对上述技术关键，课题组创新性研发出了一条完整的高性能纳米碳化钨-钴复合材料的成套制备路线，在材料理论、制备工艺和装备方面取得了一系列重要发现、发明和重大创新：

高性能钨铜合金 400     

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钨铜合金因其导电导热性好、密度大、强度硬度高、耐电弧烧蚀性能优异，被广泛用作工具电极、电子封装和高压电器的触头材料，科技水平的日新月异，对钨铜材料提出了越来越高的要求，课题组通过综合国内外参考文献认为提出功能梯度材料和细晶/纳米材料是钨铜合金的发展趋势。鉴于此，课题组采用溶液混合、添加晶粒长大抑制剂等手段，成功制备出W晶粒度从0.2微米-2微米的钨铜合金，致密度达到99.5%，晶粒分布均匀。在公司试用效果接近国外进口同牌号水平，具有较大的市场应用前景。

金属连续流变挤压技术 439     

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采用剪切/振动耦合熔体处理制备的半固态金属作为原料，在高固相率条件下注入由旋转挤压轮与固定靴组成的挤压轮槽，在挤压轮槽中合金受到轮槽侧壁和固定靴方向相反的摩擦力的作用，产生搓动剪切变形，并在轮槽出口经过扩展挤压模具挤压成形，实现了从液态金属到产品的一步挤压成形。