有色金属加工技术理论与应用

石墨化阴极及制备方法、铝电解槽、铝电解方法 182     

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在当前工业化的预焙炭阳极铝电解槽上开展低温铝电解生产时，低温电解质体系通常含有较高的钾，对炭质阴极的渗透破坏作用较强，特别是当铝电解槽采用普通炭块、半石墨质、石墨质阴极材料时，受到钾侵蚀后易出现阴极膨胀开裂现象。石墨化阴极的钾膨胀开裂风险略小，但石墨质地软抗钾渗透弱，长期运行也存在因钾侵蚀而出现层状粉化和剥落的问题。因此，亟需研制出一种能解决低温电解质对阴极钠钾渗透破坏的问题的方法。

钛金属返回屑料纯净化处理装置及处理方法 205     

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目前返回料管理缺少合理化的管理手段，在残钛料产生过程中，缺乏科学管理，造成残钛料污染，并且存放及运输混乱，导致后期很难用于高端钛材产品或难以再次流入钛生产链中。其中，钛及钛合金返回料的纯净化处理是利用返回料熔炼钛及钛合金铸锭的关键前提，故本发明提出一种钛金属返回屑料纯净化处理装置及处理方法。

高性能金属材料及其制备工艺 263     

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本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的碳纳米管易团聚导致合金的延展性较差而提出的一种高性能金属材料及其制备工艺。

粉末冶金齿轮全自动生产设备及其生产工艺 418     

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传统的粉末冶金齿轮生产设备通常采用半自动或手动操作，如手动加粉、压制等，生产效率低下且产品质量易受人为因素影响。部分设备虽引入了自动化技术，但在工艺流程的衔接和设备的整体协调性方面存在不足，生产的产品从生产设备出口推出后，需要人工将产品依次排列于接料盘内，以便于后续烧结等工序的需要，工作人员的劳动强度大，工作效率较低。为了自动实现压制后产品的装盘，便于后续工序的需要，提高生产效率，本申请提供一种粉末冶金齿轮全自动生产设备及其生产工艺。

金属线材后处理设备 367     

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金属表面加工工艺有多种不同的形式，例如：喷砂、抛光、压纹、电镀、喷涂，以及拉丝。相比其他表面处理，拉丝处理可使金属表面获得非镜面般金属光泽，就像丝绸缎面般具有非常强的装饰效果，犹如给了普通金属以新的生机和生命，所以拉丝处理具有越来越多的市场认可和广泛应用。近年来，越来越多的产品的金属外壳都使用了金属拉丝工艺，以起到美观，抗侵蚀的作用。使产品兼备时尚和科技的元素。

直拉单晶炉的管道清洁方法 319     

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目前直拉单晶行业普遍采用自制工具进行机械式清理，如使用刷头对内壁进行清扫随后利用吸尘器将粉尘吸出。但受管道结构的限制，对于管道的连接处、弯曲转角处、阀门附近等位置，无法做到完全清理。为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种直拉单晶炉的管道清洁方法，采用该方法能够简单快速地将单晶炉排气管道内壁不易清理处堆积的粉尘清理干净。

高电阻均匀性的N型单晶硅棒的制备方法 336     

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单晶硅作为一种半导体材料，主要用于光伏和半导体领域。目前应用于单晶硅实际生产的技术有两种：直拉法和区熔法。在单晶硅生产中常加入一定量的掺杂剂以满足对其电性能的要求，常见的掺杂剂有：硼、磷、砷和锑。由于晶体凝固过程中存在杂质分凝现象，晶棒越靠后，其掺杂剂浓度越高，电阻率就越低，造成单晶轴向电阻率的不均匀性，尤其是分凝系数小的掺杂剂(如磷、砷)，其单晶轴向电阻率均匀性要更差。由于加入掺杂剂的单晶硅具有转化效率高、使用寿命长及抗恶劣环境性能好等优点受到了广泛的关注。

金属板加工装置 315     

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现有的金属板表面加工过程中通常需要夹具对金属板进行固定，安装较为繁琐，并且在后续上料、卸料时不方便操作;在对固定后的金属板进行折弯、打磨、钻孔等作业，在作业过程中容易产生金属碎屑和粉末，碎屑和粉末直接掉落在工作台表面，加工完毕后需要人工清理，若不清理，工作台表面的碎屑和粉末，直接影响下次的加工;加工过程中会产生废料，为了节省资源，还需要对废料进行回收。针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种金属板加工装置。

用于有色金属粉末的全自动筛粉设备 439     

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本发明提供一种用于有色金属粉末的全自动筛粉设备，以改善采用电机进行低频率振动筛分有色金属粉末时，有色金属粉末容易粘附在筛网表面，堵塞筛网，导致筛分效率降低甚至难以筛分的技术问题。

利用铝灰无害化处理生产纳米尖晶石的制备工艺及装备 415     

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含铝尖晶石因其优异的耐高温性能而被广泛应用于生产高温窑炉的耐火砖和衬里材料，如浇注料、不定形耐火材料和耐火纤维等。这些耐火材料能够承受高达1800摄氏度的高温，确保窑炉在长时间运行中的稳定性和安全性。此外，含铝尖晶石还具有良好的抗热震性能，使其在频繁温度变化的环境中依然保持稳定。

纳米三氧化钨生产用研磨粉碎设备 338     

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现有的纳米三氧化钨生产用研磨粉碎设备所采用的磨料机构单一，因此对物料的整体研磨效果和研磨效率相对较低。为提升对物料的整体研磨效果和研磨效率，许多厂家开始尝试于辊磨机的基础上，进一步加装其他碎料机构，从而于同一套设备内形成两道研磨，以在不过度增加能耗的前提下提升研磨效果和研磨效率的提升。但是，由于其他碎料机构的往往会导致原有的磨料机构的运行稳定性受损，从而导致设备的使用寿命达不到设计要求，很是麻烦。

3D打印用高品质球形金属粉末 454     

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本单位以3D打印金属粉末耗材产业化制备技术开发为主导，目前已利用此项技术，开发出10余种钛合金、镍基高温合金、模具钢、不锈钢等3D打印金属粉末耗材，成功应用于航空、航天、模具、医疗等领域。

铝碳化硅封装基板高效、低成本制造技术开发 434     

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本成果是利用粉末冶金方法制备碳化硅颗粒增强铝基复合材料(可简记为SiCp/Al或AlSiC)薄片或薄板类产品，通过自主设计的热压系统、成分以及工艺设计，其解决的关键问题是为AlSiC产品尤其是电子封装类基板国产化提供可行的高效率、低成本的生产解决方案，为相关电子类商品尤其是功率电子产品的大规模工业生产提供可能。本成果所采用的的粉末冶金生产工艺路线不需要目前国内制备同类材料所需的真空热压或浸渗设备，降低生产设备成本、简化生产工艺、大幅度提高其生产效率，满足大规模工业生产的要求。

耐磨铜合金液态挤压成形技术 489     

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发明了耐磨合金液态挤压成形短流程制备技术，并应用于锡含量大于8wt.%的高锡耐磨锡青铜和铬青铜。针对传统制备工艺：熔炼→浇注→高温均匀化退火→机加工(去冒口、车外圆)→二次加热→塑性变形→精加工→成品，该工艺首先制备铸坯，经高温长时间均匀化退火改善枝晶偏析，随后通过二次加热进行塑性变形提高合金密度。

钛合金3D打印专用粉末多尺度制备技术 468     

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该成果针对对目前3D打印成型制造领域常用的钛合金，对其开展粉末制备技术工艺研发，新颖的提出钛合金粉末多尺度制备控制理念，突破EIGA制备过程粉末粒径分布峰值区间的工艺可控性关键技术，在保证粉末具备综合综合性能的基础上，实现细粉收得率大于35%，降低细粉制备成本。同时，根据实际成型零件的具体需求，创新性的提出3D打印性能/功能一体化制造思路，突破3D打印性能/功能一体化设计及工艺优化的关键技术，实现复杂结构典型件满足功能性要求的同时，其综合力学性能(抗拉强度、屈服强度、断面伸长率、疲劳极限)提高5%。

低成本高性能3D打印用金属粉体及金属基复合粉体制备技术及装置研发 443     

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以提高微细球形金属粉末的细粉收得率为目标，开发出压力-气体雾化制粉技术及装置。在该工艺中，熔体在正压驱动下可以通过出口孔径较小的导流嘴，随着导流嘴出口孔径的减小，从导流嘴流出的射流变细，射流的特征表面能与不稳定性增加，从而提高了后续的高压气流雾化效率，进而提高了细粉收得率;由于射流的维度较低，雾化过程可以在较低的雾化压强下进行，雾化介质的消耗流量随之降低;在压力作用下，射流的速度较高，弥补了由于熔体维度降低而造成的熔体流量损失。

铝合金凝固气孔形成预测系统 442     

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建立了元胞自动机-有限差分-格子玻尔兹曼耦合模型，对铝合金凝固过程中的枝晶生长和凝固气泡形成进行模拟研究。本模型能够对等轴晶和柱状晶生长过程中H浓度的分布演化、H气泡的自发形核、以及随后的气泡生长、合并、运动、及其与枝晶的相互作用进行合理描述。模拟得到的显微气孔形貌与文献中的实验结果吻合良好。模拟结果表明，H气泡的形成需要一定的孕育时间。在孕育期内，液相中的H浓度逐渐升高。

核壳结构纳米粒子与改性碳纳米管相互作用促进电催化性能提高的载体效应研究 429     

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采用光化学还原法把金属前驱体还原成核壳结构的纳米粒子，然后负载在改性碳纳米管上，对制备的催化剂催化性能进行研究。研究出了一种高效、低铂或非铂的燃料电池催化剂，极大的降低了燃料电池的生产成本，对燃料电池的发展有巨大的推动作用。

轻合金表面自修复涂层技术 501     

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轻合金腐蚀保护较普遍的方法是制备防腐涂层，构筑可以自我修复的主动防护体系成为该领域的重要研究方向。利用轻合金氧化膜中含有的镁和铝的氧化物作为离子来源，将轻合金微弧/阳极氧化膜部分转化为层状双羟基金属氧化物膜层(Layered Double Hydroxides，LDHs)，实现对微弧/阳极氧化膜的封闭。

面向绿色再制造的钨基表面材料开发及产业化 500     

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本项目通过产学研合作，从原料品质提升和关键装备研制出发，创新了钨基表面材料的制备方法及关键技术，大幅度提高了钨基表面材料的性能及硬面涂层的使用寿命，并实现了产业化。

零液体排放机械镀锌工艺 512     

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零液体排放机械镀锌工艺是基于传统机械镀锌工艺的技术原理，工艺流程过程的液固物料分析，金属粉体颗粒学以及锌、铁、锡等重金属离子废水处理的相关机理，研发的新型、可实现机械镀锌生产无液体外排放的新工艺。适合于零散五金件的表面镀锌防护。

机械镀镉工艺及技术 393     

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在室温下，以锌粉和镉粉为原料，依靠物理化学吸附和机械载荷冲击，在钢铁制件表面制备锌-镉、镉镀层。适合于航空航天、海军装备的紧固件、连接件的镀镉表面防护。

有序多孔金属的设计优化及制备方法 490     

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本发明提供一种有序多孔金属的设计优化及制备方法：通过三维造型软件设计有序多孔金属的孔结构，利用数值模拟软件进行结构优化，再得到相应的预制体结构，采用快速成型技术，以覆膜砂为原料激光烧结所需的预制体，将制得的预制体置于设计的模具中，当熔体温度合适时进行渗流，保证渗流充分后自然冷却，凝固后得到金属-覆膜砂的复合铸锭，加热到覆膜砂的溃散温度将其除去，最终得到所设计优化后的有序多孔金属结构。

旋流动态煅烧轻烧氧化镁成套化装备 436     

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原有的轻烧氧化镁煅烧设备几乎为上个世纪的反射炉技术，属于高污染高耗能;基于此，改块矿煅烧为细小颗粒煅烧，实现工艺变革与炉窑创新。

铝钢搅拌摩擦连接方法 422     

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异种金属材料的物理和化学性能不同 ，采用传统的连接技术不能实现铝与钢的可靠连接，其根本原因在于，铝与钢铁材料之间将会形成脆性的金属问化合物，金属间化合物界面层厚度的控制成为连接难题。本

轻合金微弧氧化表面处理及成套装备 505     

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申请人及研究团队(长安大学轻金属表面强化研究)团队围绕轻合金表面处理和成套装备研制，开展了基础应用研究，先后开发出铝合金气缸表面氧化技术及成套装备，镁合金车载控制箱屏蔽涂层，钛合金船舶器件表面氧化，先进镀层及激光成型技术等，产生了较高的科学价值和经济效益，同时培养了一批优秀个硕博师生，促进了国家装备建设和轻金属行业发展。

具有杀菌功能的铝合金表面处理新技术 447     

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利用铝合金阳极氧化工艺，运用本研究组研发的独特工艺,使铝合金氧化膜的纳米孔道内充填杀菌活性物质，其中多孔氧化膜厚度在25至35微米(um)范围内。生产过程基本同铝合金阳极氧化工艺，没有使用有毒物质，而且生产和使用过程没有有毒物质产生，因此生产工艺绿色环保。总之，生产工艺具有简单，操作方便，绿色环保，生产成本不高等特点。产品经过中国科学院北京理化所、广州市微生物研究所等第三方检测机构测试，对有害菌(例如，大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等)，抗菌率达到99.9%。

镁合金结构件精密成形 438     

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组织立项申报 2 个国家级重大项目，总投入经费超过 6000 万元，对合金配方、熔体处理、固溶规律、时效行为、铸造成形工艺性均开展了系统深入的研究，在 200~1000kg 熔炼量的工程应用尺度下，形成了稳定的配料、熔炼、热处理工艺。形成了航天行业( QJ20708-2018) 标准。将镁合金长期高温服役的温度提升至 300℃，力学性能指标达到了常规铝合金水平。

闪速流态化焙烧设备制备高活性稀土化合物 443     

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利用闪速流态化动态焙烧设备替代传统的隧道窑、推板窑、辊道窑等静态焙烧设备对稀土氧化物前驱体进行快速热处理，降低能耗的同时可控制备生产一定粒度和形貌的高活性稀土氧化物粉体。该设备特点：能耗低、自动化程度高、物料均匀。在其他行业推广，具有广阔前景。

自动浇铸锑锭输送设备 451     

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锑的自动浇铸设备在锑生产行业是空白市场，目前中国的其他炼锑行业暂无锑的自动化浇铸输送系统，本发明在南方公司已经实现锑的自动浇铸、输送、自动码堆、自动称量、自动打包等一体化生产流程，从2018年投入生产以来，生产稳定，降低员工劳动强度，减少人员定编，经济效益明显