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专家信息 科学研究 论文专著 荣誉奖励 媒体报道 成果介绍

专家信息:


王铀,1989年获哈工大工学博士学位,1991年清华大学博士后出站被评为副教授,1993年任北航教授,1994年至2004年间旅居美国和加拿大,曾任美国标准技术研究院(原国家标准局)客座科学家、美国纳米材料集团高级工程师兼项目经理、加拿大阿尔伯塔大学访问教授。

2004年他作为海外引进人才回到哈工大,被聘为教授、博士生导师。现为黑龙江省表面工程学会理事长、全国热处理标准化技术委员会委员、《热处理技术与装备》编委会委员,还为《Surface and Coatings Technology》、《Wear》、《Thin Solid films》、《Materials Science and Engineering A》、《Tribology letters》、《Journal of Materials Science & Technology》等多家国内外杂志的审稿人。

王铀教授是170余篇论文的作者,多项美国或国际专利的发明人,数十篇文章为SCI收录并为同行在国际杂志引用200余次。上世纪末因在摩擦学和表面工程方面的杰出贡献被英国剑桥国际传记中心选入《二十世纪2000杰出科学家》。

科学研究:


研究领域:

材料摩擦学、纳米表面工程和纳米改性材料。

主要成果:

● 将宏观摩擦磨损性能与微观组织的动态变化相结合,研究了高碳钢干滑动摩擦金属学行为并揭示了其磨损机理,研究表明钢种不同显微组织所表现出的耐磨性差异是由于在磨损过程中所具有的不同热强性、不同的对塑性变形和裂纹形核及扩展的抗力、尤其是不同的能量消耗所造成的。

● 以直接证据证实了球形磨损颗粒是磨损表面局部熔化所形成的熔滴凝固而成,解决了摩擦学界长期悬而未决的一个难题。

● 证实了磨损表面生成非晶态,结束了摩擦学界长达20多年的争论。

● 建立了摩擦表面层温度场模型,计算机模拟红外热象测温结果拟合理想,使摩擦温度测算更接近真实。

● 在热喷涂和激光表面稀土改性方面的开拓性工作,使材料的耐磨抗腐蚀性能大幅度提高。

● 首次研发出的高性能纳米结构热喷涂陶瓷涂层被美国海军誉为一种革命性的新涂层,是目前世界上在该领域首次成功获得应用的纳米技术,与传统陶瓷涂层相比,该纳米陶瓷涂层的韧性、结合强度、抗热震性能高1-2倍,耐磨性能高4-8倍。该技术已用于美国海军舰船的数百种零部件,包括储水槽的水泵轴、潜艇舱门支杆、主柱塞阀阀杆、主加速器轴等。2001年,该技术获得被誉为“应用技术奥斯卡奖”和“研究发明诺贝尔奖”的“世界研究开发百项奖”,和美国国防部“军民两用研究开发技术奖”。

● 首次采用热喷涂技术制备出了纳米结构固体自润滑复合材料涂层。

● 首次采用稀土协同改性技术,基本解决了镍铝金属间化合物室温脆性大而限制其应用的问题,能在保证高强度的同时提高其室温塑性(室温塑性超过10%)。

● 首次采用纳米改性技术,使硬质合金材料的耐磨寿命提高1倍。

● 首次采用纳米改性技术,显著提高了耐磨合金铸铁磨板的磨削效率和使用寿命,加工钢球或合金球时,1副改性磨板相当于2-4副国内外现用的磨板。

发明专利:

1.一种新型氧化铝/氧化钛复相陶瓷材料

2.稀土改性NiCrAlY涂层技术

3.热喷涂纳米结构陶瓷涂层及在海军装备上的应用

4.纳米改性硬质合金材料

5.纳米改性高效耐磨优质磨板

论文专著:


发表论文:

1 一种新型高性能复相陶瓷材料的应用前景 杨勇; 郑国明; 潘兆义; 孙晓光; 王亮; 王铀 哈尔滨工业大学材料科学系; 河北工业大学材料科学系; 黑龙江岁宝热电有限公司水泥分厂 【期刊】山东陶瓷 2011-04-25

2 SPS合成Al2O3-Al2TiO5复相陶瓷的组织性能及磨损行为 赵玥; 杨勇; 王铀 哈尔滨工业大学材料科学系 材料导报 2010-11-25

3 大力发展纳米表面工程 王铀 哈尔滨工业大学材料科学系纳米表面工程研究室 热喷涂技术 2011-03-15

4 用先进表面工程服务新材料产业发展 王铀; 张成连; 陈正基; 葛文庆 哈尔滨工业大学材料科学系; 东北特钢集团技术中心北满分中心; 哈尔滨麦捷纳科技发展有限公司 【期刊】黑龙江冶金 2010-03-15

5 矿用纳米稀土硬质合金的磨损性能研究 彭飞; 王政; 金宝士; 刘娟; 王铀 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院; 哈电集团(秦皇岛)重型装备有限公司; 佳木斯大学材料学院 【期刊】热处理 2010-08-25

6 烧结温度对固相法制备ZrW2O8的影响 王铀; 王姬; 王亮 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 【期刊】热处理 2010-08-25

7 Al2O3基复相陶瓷材料摩擦学研究进展 赵玥; 王铀 哈尔滨工业大学材料科学系 【期刊】热处理技术与装备 2010-10-25

8 纳米稀土改性热喷涂WC/12Co涂层的摩擦磨损性能研究 周红霞; 彭飞; 王振强; 王铀 哈尔滨工业大学 【期刊】热处理技术与装备 2009-02-25

9 雷廷权院士对材料热处理及表面工程的贡献 周玉; 王铀 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 【期刊】材料热处理学报 2009-04-25

10 纳米稀土对热喷涂WC-12Co涂层的改性作用 周红霞; 王亮; 彭飞; 王铀 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 【期刊】材料热处理学报 2009-04-25

11 负热膨胀材料ZrW2O8研究现状 王姬; 王铀 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 【期刊】热处理技术与装备 2009-06-25

12 等离子喷涂纳米结构与传统结构热障涂层的残余应力对比研究 王亮; 王铀; 田伟; 杨勇; 周红霞 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 【期刊】材料保护 2009-03-15

13 纳米改性Cr-Mo-Cu合金铸铁的石墨形态及其性能 王铀; 潘兆义; 王政; 王亮 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 【期刊】金属热处理 2009-07-25

14 纳米氧化铈对纳米晶硬质合金组织性能的影响 刘娟; 王铀; 王政; 罗鑫 哈尔滨工业大学材料科学系 【期刊】热处理技术与装备 2009-10-25

15 新型锆酸盐基热障涂层材料的研究进展 王铀; 王亮 哈尔滨工业大学材料科学系 【期刊】中国表面工程 2009-12-15

16 三种热喷涂WC-CoCr涂层的组织及腐蚀行为 王振强; 杨勇; 王铀; 翟岗; 毕丽英 哈尔滨工业大学; 北京东方润鹏科技有限公司 【期刊】热处理技术与装备 2009-12-25

17 纳米结构涂层与纳米改性材料 王铀 哈尔滨工业大学材料科学系 【期刊】金属热处理 2010-01-25

18 光固化互穿网络结构的丙烯酸乳液的研制 王铀; 冯征; 魏月贞 哈尔滨工业大学应用化学系; 哈尔滨工业大学应用化学系 【期刊】哈尔滨工业大学学报 1997-08-30

19 论我国“九五”期间石油化工和精细化工的发展 阎学政; 王铀; 陈长庆 黑龙江省科学院石油化学研究所; 哈尔滨工业大学; 哈尔滨-鼎环保设备厂 【期刊】化学与粘合 1997-10-15

20 影响胶接表面特性的诸因素分析 刘晓辉; 张广艳; 王铀 黑龙江省科学院石油化学研究所; 哈尔滨工业大学 【期刊】化学与粘合 1997-10-15

21 制备聚合物纳米复合材料展望 王铀; 沈静姝 哈尔滨工业大学; 中国科学院化学所 【期刊】化工新型材料 1998-01-20

22 国外航空工业胶接结构耐久性的论述 张广艳; 王旭红; 王铀 黑龙江省科学院石油化学研究所; 哈尔滨工业大学 【期刊】化学与粘合 1998-01-15

23 玻璃纤维增强环氧型应变计基底材料的研制 王铀; 卞明 哈尔滨工业大学应用化学系; 黑龙江化工设计规划院 【期刊】哈尔滨工业大学学报 1998-06-15

24 钢表面层在滑动磨损过程中的硬化和软化行为 王铀; 高彩桥; 雷廷权 清华大学; 哈尔滨工业大学; 哈尔滨工业大学 北京 【期刊】机械工程材料 1992-03-01

25 摩擦磨损表面层温度场分布函数及计算机模拟 阎牧夫; 王铀; 雷廷权; 夏立芳; 高彩桥; 祖国成 哈尔滨工业大学; 哈尔滨工业大学; 哈尔滨船舶工程学院 哈尔滨 【期刊】宇航学报 1993-07-02

26 复合化学热处理钢表面层的摩擦学性能 高彩桥; 刘新明; 王铀 哈尔滨工业大学; 东安机械厂; 哈尔滨船舶工程学院 【期刊】金属科学与工艺 1983-12-31

27 渗碳与电解渗硫热处理钢表面磨损性能的研究 高彩桥; 王铀; 刘新明 哈尔滨工业大学; 哈尔滨船舶工程学院; 国营东安机械厂 【期刊】热加工工艺 1985-05-01

28 SEM研究表面强化铬镍钢的磨损机制 王铀; 高彩桥; 王典亮 哈尔滨工业大学; 哈尔滨工业大学; 哈尔滨工业大学 哈尔滨 【期刊】电子显微学报 1987-08-29

29 熔融盐法钢铁表面被覆碳化铌的研究 郭久柱; 王铀; 王项敏 吉林工学院; 哈尔滨工业大学; 国营133厂 【期刊】热加工工艺 1988-12-26

30 高碳铬轴承钢干滑动磨损机制的转化 王铀; 高彩桥; 雷廷权 哈尔滨工业大学; 哈尔滨工业大学 【期刊】金属科学与工艺 1988-12-30

31 滑动磨损过程中钢表面层的组织与性能 王铀; 高彩桥; 雷廷权 哈尔滨工业大学; 哈尔滨工业大学 【期刊】金属科学与工艺 1989-07-02

32 SiCw/Al复合材料的磨损性能 曹利; 王铀; 姚忠凯 哈尔滨工业大学; 哈尔滨工业大学 【期刊】物理测试 1989-12-27

33 GCrl5钢磨损机制转化的扫描电镜研究 王铀; 王典亮; 高彩桥; 雷廷权 哈尔滨工业大学; 哈尔滨工业大学 【期刊】物理测试 1989-06-30

34 T8钢干滑动磨损表面形貌和磨损颗粒特征 王铀; 潘俐; 雷廷权 清华大学; 云南工学院; 哈尔滨工业大学 【期刊】机械工程材料 1990-10-28

35 粘着-熔化磨损转型前后的磨损表面层和磨损颗粒的特性 王铀; 高彩桥; 王典亮 哈尔滨工业大学; 哈尔滨工业大学 【期刊】润滑与密封 1990-03-02

36 钢复合化学热处理的表层特性及应用 高彩桥; 王铀 哈尔滨工业大学; 清华大学 【期刊】表面工程 1990-12-31

37 轴承钢磨损表面层的XRD和SEM研究 王铀; 王典亮; 欧阳社旺; 高彩桥; 雷廷权 清华大学; 哈尔滨工业大学; 哈尔滨工业大学 【期刊】物理测试 1990-10-28

38 SiCw/Al复合材料滑动磨损的微观机制 王铀; 曹利; 刘家设; 姚忠凯 清华大学机械工程系; 北京有色金属研究总院; 哈尔滨工业大学 北京 【期刊】复合材料学报 1991-07-02

39 GCr15钢和T8钢的原始组织硬度与耐磨性 王铀; 高彩桥; 雷廷权; 潘俐 清华大学; 哈尔滨工业大学; 哈尔滨工业大学; 云南工学院 【期刊】钢铁 1991-05-01

40 残余应力对零件耐磨性的影响的定量比较研究 胡忠辉; 王铀; 袁哲俊 哈尔滨工业大学; 哈尔滨工业大学 【期刊】金属科学与工艺 1991-04-02

41 4Cr5MoV1Si钢表面激光快速熔凝的组织特征 李晓东; 尹钟大; 王铀 哈尔滨工业大学; 哈尔滨工业大学; 清华大学 哈尔滨 【期刊】激光技术 1991-12-27

42 GCr15钢在干滑动磨损过程中的机制转化及磨损表层组织变化 王铀 哈尔滨工业大学 【期刊】金属热处理 1989-05-01

43 嵌段共聚物表面AFM针尖锻造纳米图案热擦除动力学研究 洪晓东; 王铀; 王雪峰 哈尔滨工业大学材料物理与化学系; 哈尔滨工业大学; 微纳米研究中心; 哈尔滨工业大学管理学院 【会议】2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册) 2009-08-18

44 摩擦磨损表面层温度的红外热象分析 王铀; 闫牧夫; 徐景俊; 杨振丽 清华大学; 哈尔滨工业大学; 哈尔滨工业大学 【会议】第一届全国青年摩擦学学术会议论文集 1991-12-01

45 嵌段共聚物自组装在微纳制造领域的应用研究 曹永智; 王铀; 梁迎春; 董申 哈尔滨工业大学机电学院精密工程研究所; 哈尔滨工业大学 【会议】全球化、信息化、绿色化提升中国制造业——2003年中国机械工程学会年会论文集(微纳制造技术应用专题) 2003-06-30

46 纳米表面工程与改造传统工业 王铀 哈尔滨工业大学材料科学系 【会议】纳米材料与技术应用进展——第四届全国纳米材料会议论文集 2005-12-01

47 热喷涂NiAl金属间化合物涂层的稀土改性 杨勇; 王铀; 闫牧夫 哈尔滨工业大学材料科学系; 哈尔滨工业大学材料科学系 【会议】第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集 2006-08-01

48 高强韧耐磨纳米陶瓷涂层的制备及应用 田伟; 杨勇; 王超会; 王铀 哈尔滨工业大学材料科学系; 哈尔滨工业大学材料科学系 【会议】第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集 2006-08-01

49 稀土表面工程与摩擦学 王铀; 杨勇; 闫牧夫 哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院; 哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院 【会议】2006全国摩擦学学术会议论文集(三) 2006-07-01

50 纳米表面工程与摩擦学 田伟; 王铀; 王典亮 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院; 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 【会议】2006全国摩擦学学术会议论文集(二) 2006-07-01

51 热喷涂NiAl金属间化合物涂层的稀土改性 杨勇; 王铀; 闫牧夫 哈尔滨工业大学材料科学系; 哈尔滨工业大学材料科学系 【会议】第六届全国表面工程学术会议论文集 2006-08-01

52 高强韧耐磨纳米陶瓷涂层的制备及应用 田伟; 杨勇; 王超会; 王铀 哈尔滨工业大学材料科学系; 哈尔滨工业大学材料科学系 【会议】第六届全国表面工程学术会议论文集 2006-08-01

53 纳米稀土氧化物对7075铝合金硬度和耐磨性的影响 马国亮; 田伟; 王铀 哈尔滨工业大学材料科学系; 哈尔滨工业大学材料科学系 【会议】第九次全国热处理大会论文集(二) 2007-09-01

54 TC4钛合金表面等离子喷涂Al2O3-13wt%TiO2涂层及激光重熔研究 李崇桂; 田伟; 杨勇; 王铀 哈尔滨工业大学材料科学系; 哈尔滨工业大学材料科学系 【会议】第九次全国热处理大会论文集(二) 2007-09-01

55 等离子喷涂Al2O3-13%TiO2涂层的耐腐蚀和耐冲蚀性能研究 田伟; 王尊义; 王铀 哈尔滨工业大学材料学院 【会议】第七届全国表面工程学术会议暨第二届表面工程青年学术论坛论文集(二) 2008-10-01

56 等离子喷涂纳米结构与传统结构热障涂层的残余应力研究 王亮; 王铀; 田伟; 杨勇; 周红霞 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 【会议】第七届全国表面工程学术会议暨第二届表面工程青年学术论坛论文集(一) 2008-10-01

57 纳米陶瓷的发展及研究现状 刘刚; 王铀 哈尔滨工业大学材料学院; 哈尔滨工业大学材料学院 【期刊】陶瓷 2006-01-25

58 纳米表面工程的研究进展及展望 田伟; 王铀; 王典亮 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院; 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院; 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 黑龙江哈尔滨; 黑龙江哈尔滨 【期刊】热加工工艺 2006-03-25

59 热喷涂纳米结构Al2O3/TiO2涂层及其应用 王铀; 田伟; 刘刚 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院; 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院; 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 黑龙江哈尔滨; 黑龙江哈尔滨 【期刊】材料科学与工艺 2006-06-30

60 纳米表面工程与摩擦学 田伟; 王铀; 王典亮 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院; 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院; 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 黑龙江哈尔滨; 黑龙江哈尔滨 【期刊】润滑与密封 2006-07-15

61 提高材料摩擦学性能之稀土表面工程 杨勇; 王铀; 闫牧夫 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院; 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院; 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 黑龙江哈尔滨; 黑龙江哈尔滨 【期刊】热处理技术与装备 2006-12-25

62 等离子喷涂纳米硫化亚铁自润滑涂层的分析与摩擦学性能 王超会; 王铀; 王典亮; 佟晓辉; 郑仲瑜 齐齐哈尔大学无机非金属材料与工程系; 哈尔滨工业大学材料学院; 哈尔滨工业大学材料学院; 北京机电研究所; 北京机电研究所 黑龙江齐齐哈尔; 黑龙江哈尔滨 【期刊】热处理技术与装备 2006-12-25

63 热喷涂纳米结构热障涂层的最新研究 胡长均; 王铀; 吴朝军 哈尔滨工业大学材料科学系; 哈尔滨工业大学材料科学系; 航天材料及工艺研究所 黑龙江哈尔滨; 黑龙江哈尔滨 【期刊】热加工工艺 2007-06-10

64 TC4钛合金表面等离子喷涂Al2O3-13wt%TiO2涂层及激光重熔研究 李崇桂; 田伟; 杨勇; 王铀 哈尔滨工业大学材料科学系; 哈尔滨工业大学材料科学系; 哈尔滨工业大学材料科学系 黑龙江哈尔滨; 黑龙江哈尔滨 【期刊】材料热处理学报 2007-08-31

65 纳米稀土氧化物对7075铝合金硬度和耐磨性的影响 马国亮; 田伟; 王铀 哈尔滨工业大学材料科学系; 哈尔滨工业大学材料科学系; 哈尔滨工业大学材料科学系 哈尔滨 【期刊】材料热处理学报 2007-08-31

66 高强韧耐磨纳米Al2O3/TiO2涂层的制备及应用 田伟; 杨勇; 王政; 王铀 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 【期刊】热处理 2008-12-25

67 热喷涂纳米结构涂层的研究进展及在外军舰艇上的应用 王铀; 杨勇 哈尔滨工业大学材料科学系纳米表面工程研究室; 哈尔滨工业大学材料科学系纳米表面工程研究室 哈尔滨 【期刊】中国表面工程 2008-02-15

68 稀土改性热喷涂NiAl金属间化合物涂层 杨勇; 王铀; 何君琦 哈尔滨工业大学材料科学系; 哈尔滨工业大学材料科学系; 哈尔滨工业大学材料科学系 黑龙江哈尔滨; 黑龙江哈尔滨 【期刊】金属热处理 2008-04-25

69 怀念恩师雷廷权 王铀 哈尔滨工业大学材料科学系 哈尔滨 【期刊】黑龙江冶金 2008-02-15

70 硫化物自润滑涂层的制作方法及其前景展望 王超会; 王典亮; 王铀 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院; 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院; 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 黑龙江哈尔滨; 黑龙江哈尔滨 【期刊】热加工工艺 2005-11-20

71 嵌段共聚物自组装模板——构造纳米结构的一种新方法 曹永智; 董申; 王铀; 邢攸美 哈尔滨工业大学机电学院精密工程研究所; 哈尔滨工业大学机电学院精密工程研究所; 哈尔滨工业大学理学院应用化学系; 哈尔滨工业大学理学院应用化学系 哈尔滨 【期刊】纳米技术与精密工程 2003-02-15

72 传感器用沥青密封胶的研制 王铀 哈尔滨工业大学应用化学系 【期刊】中国胶粘剂 1999-02-15

73 有关无机化学和高分子化学学科及其材料的发展 王铀; 李欣; 张国强 哈尔滨工业大学; 黑龙江省科学院石油化学研究分院 【期刊】化学与粘合 1999-01-15

74 溶剂对SBS溶液浇铸膜形态结构及性能影响 王铀; 董尧; 沈静姝; 龙程奋 哈尔滨工业大学应用化学系; 中国科学院化学所 【期刊】高等学校化学学报 2000-07-15

75 原子力显微镜与透射电镜对比研究嵌段共聚物微相分离形态 王铀; 李英顺; 宋锐; 沈静姝; 龙程奋 哈尔滨工业大学应用化学系; 中国科学院化学研究所; 中国科学院化学研究所北京 【期刊】高等学校化学学报 2001-12-15

76 真空浇铸聚苯乙烯薄膜的拉伸力学行为 沈静姝; 王铀; 钱人元 中国科学院化学研究所分子科学中心高分子物理开放实验室; 中国科学院化学研究所分子科学中心高分子物理开放实验室 北京; 哈尔滨工业大学应用化学系 【期刊】高分子学报 2002-01-20

荣誉奖励:


媒体报道:


成果介绍(一):


高性能热喷涂纳米陶瓷材料及涂层技术

磨损、腐蚀、疲劳是机械零部件的三大主要失效形式。节能、节材、环保、高效、长寿是对机械零部件提出的基本要求。据统计,80%的机械零部件因磨损失效。我国每年腐蚀损失约1900亿元。利用表面工程技术解决磨损及腐蚀问题是非常行之有效的,但有些表面工程技术对环境会造成污染,对操作者的身体健康有负面影响。

如传统的电镀硬铬技术所得镀层硬度高、耐磨、耐蚀,并能长期保持表面光亮。然而,电镀铬工艺导致严重的环境问题。目前,各国对镀铬工艺的限制已越来越严。比如,美国已将六价铬的空气排放标准从0.1mg/m3降低到0.0050=0.0005mg/m3。其实,电镀硬铬镀层的硬度和耐磨性远不及一些陶瓷好,其工作温度也只能低于427℃,难适应现代机械高温、高速下的工作要求。再者,镀铬层内易产生穿透性裂纹,可导致基体腐蚀,甚至镀层剥落。

已有一些涂层技术被证明比电镀硬铬更清洁、更有效,诸如物理气相沉积、化学气相沉积、激光涂层技术和热喷涂技术等。其中广泛应用的热喷涂技术具有成本低廉、工艺简单、适于规模化应用的优势、最被看好作为电镀硬铬的替代技术。

在环保方面,陶瓷首当其冲、功不可没。随着纳米科技的飞速发展,世界发达国家都把纳米陶瓷材料列为21世纪新材料,投巨资研发高强韧性、高耐磨抗蚀性、高耐温性能的纳米陶瓷新材料。鉴于目前具有微米或亚微米级晶粒尺寸的传统工业材料几乎已达到了产品性能的极限,而具有纳米数量级晶粒尺寸的纳米材料则能赋予产品以奇特而有用的性能。因此,纳米材料为在高技术和国民经济支柱产业上的应用提供了非常广阔的发展前景。因为纳米陶瓷材料具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等,有着常规尺度陶瓷材料所不具有的特殊光、电、热、磁、力学等特性,可应用于光催化材料、光电转换材料、结构功能材料、涂层材料,以及作为环保材料等。

热喷涂技术是表面工程领域中应用十分广泛的技术。如今,纳米热喷涂技术已成为热喷涂技术新的发展方向。但由于普通纳米粉尺寸小、质量轻,易被气流吹散或被高温火焰烧蚀掉,故不能直接用于热喷涂。几年前研究出的纳米粉末的再造粒方法,使具有纳米结构的粉末材料能够用于传统的热喷涂喷枪上,从而使制备出纳米结构热喷涂涂层成为可能。

然而,目前的陶瓷材料普遍存在着脆性大和热震抗力低这两大缺点,限制了陶瓷材料的使用范围。而作为涂层材料使用,还要考虑到陶瓷涂层与基体材料间的结合强度以及涂层本身的致密性。

上世纪末,美国英佛曼公司采用王铀发明的纳米合金化技术制造出了具有十分优异的强韧性能、耐磨抗蚀性能、抗热震性能及良好的可加工性能的纳米陶瓷涂层。如所开发出的纳米结构氧化铝/氧化钛陶瓷涂层比目前广泛使用的商用美科130涂层具有十分优异的强韧性能、耐磨抗蚀性能、抗热震性能及良好的可加工性能。这一在世界上首获实际应用的热喷涂纳米结构涂层技术被美国海军称之为一项革命性的先进技术,并已被广泛应用于军舰,潜艇,扫雷艇和航空母舰设备上的数百种零部件上。2001年,该技术获得被美国媒体誉为应用发明诺贝尔奖的世界研究开发百项奖和美国国防部军民两用先进技术奖。作为一种绿色环保技术,这种纳米陶瓷涂层是不仅可以替代有污染的电镀铬方法,而且可以大幅度提高材料的表面性能,大幅度提高机械装备的寿命,大大地降低了能耗,因而用途广泛。

现在,该技术发明人王铀已将先进纳米陶瓷涂层技术带回移植国内并进一步创新。2006年11月30日,中国船舶重工集团公司规划发展部在西安主持召开了“高性能精细纳米陶瓷喷涂材料研究”项目验收暨技术鉴定会,陕西省发改委和科技厅有关领导出席了会议。以著名科学家张立同院士为主任委员的项目验收暨鉴定委员会听取了项目组的研制工作汇报,审阅了全部技术文件,评审认为该项目技术先进,取得了多项创新成果,成功解决了陶瓷涂层韧性低和抗热震能力差的两大难题,与处于世界领先水平的美国海军在用的热喷涂纳米结构陶瓷粉体材料相比,主要性能达到了同等水平。如所开发出的纳米结构氧化铝/氧化钛陶瓷涂层比目前广泛使用的商用美科130涂层有着高出3-10倍的耐磨性,高出1倍的抗蚀性,高出1倍左右的断裂韧性,高出1-2倍的结合强度和抗热震性能,高出5-10倍的疲劳抗力。

这种纳米结构热喷涂陶瓷涂层用途广泛,可以应用的零部件包括(但不局限于):潜水艇和舰船零部件、汽车和火车零部件、航空器零部件、金属轧辊、印刷卷辊、造纸用干燥轧辊、纺织机器零件、液压活塞、水泵、内燃机和汽轮机零部件,阀杆、阀门、活塞环、汽缸体、销子、传动轴、支承轴、支撑板、挺杆、工具模具、轴瓦、重载后轴柄、凸轮、凸杆,密封件等。

成果介绍(二):


硬质材料加工用高效冷却液

金刚石作为世界上最坚硬的材料经常被用于加工许多硬质材料。诸如我们熟知的各种陶瓷材料,硬质合金材料,及各种石材等都是采用金刚石工具进行加工的。然而在加工过程中,金刚石本身也会磨损变钝,这不仅使极大的降低了加工效率,还加速了金刚石的消耗。

针对金刚石工具在加工过程中的磨损机理,我们开发出了一种新型高效加工冷却液。该冷却液可以有效防止金刚石工具的磨损变钝,从而大大提高加工效率。如一般可使磨削加工时的材料移除率与砂轮磨损率之比率提高若干倍。

现场实验已表明:如用传统冷却液,金刚石砂轮加工约30个碳化钨硬质合金刀片后就磨损变钝了,必须停工精整砂轮才可使用,而砂轮经几次精整后就得报废;与此对照,如采用本冷却液,金刚石砂轮加工了500个碳化钨硬质合金刀片后仍可正常使用,无需停工精整。

我们愿与陶瓷厂家,硬质合金厂家,精细石材厂家合作,提供服务,以减少贵公司的产品加工成本,增加贵公司的经济效益。

A typical SEM photograph of the diamond surface (tilted 65°) with wheel grit 180 for a depth of cut of 0.05 mm after testing for resin bonded grinding wheels.

A typical SEM photograph of the diamond surface (tilted 65°) with wheel grit 180 for a depth of cut of 0.5 mm after testing for resin bonded grinding wheels.

用新的高效冷却液加工氮化硅陶瓷时的G比值是商用冷却液的3倍多。

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