晶体硅太阳能电池产业化及应用产品开发.docx

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1、以下是西安交通大学最新的新材料方面的科研成果信息，如企业对某个科研成果有合作意向，可注册宁波市产学研创新服务平台（）企业会员查看专家联系方式，也可联系生产力促进中心询问专家的联系方式进行洽谈。联系人：俞文明联系电话：0574-27877186晶体硅太阳能电池产业化及应用产品开发负责人: 杨宏所在院所：西安交通大学理学院欧洲太阳能协会主席赫尔曼舍尔博士日前认为，世界经济应该从依靠矿物资源向太阳资源转变，太阳型世界经济将推动第二次工业革命。太阳能发电是一项高新技术，以太阳能为资源基础的生产将是一种可持续的发展模式从阳光直接转变成电流的太阳电池也将不再是昂贵的市场空缺。全球太阳能产品的年销售额达14

2、亿美元，其中12亿美元来自太阳能电池的销售。太阳能工业的年增长率估计在20%左右，太阳能利用增长的潜力是巨大的。而晶体硅太阳电池及应用产品将是未来很长一段时间内太阳能发电的主流。本项目涉及太阳能发电产业链上的各个环节，包括晶体硅太阳电池单片制造技术，晶体硅太阳电池组件封装技术，光伏逆变电源；光伏发电控制技术，光伏发电设计技术。本项目课题组将向感兴趣的单位提供上述各技术环节的生产技术。太阳能照明灯负责人: 杨宏所在院所：西安交通大学理学院西安交通大学太阳能研究所研制的太阳能照明灯系列技术有：太阳能照明灯设计技术，太阳能照明灯过放控制技术，太阳能照明灯光控技术，太阳能照明灯定时技术.这些技术经过近

3、两年的试验，已达到了产品的实用化要求，解决了防短时光照误动作，防水、防潮等问题，从目前太阳能照明灯的技术发展来看，已处于国内领先水平。太阳能照明灯的原理白天，由太阳电池板将光能转换给蓄电池充电，当夜晚来临时，蓄电池的电能由高频逆变器转换成交流电使灯点亮，经过设定时间后，灯即自动熄灭。太阳能照明灯的性能： 1、有昼夜判别功能，天黑自动点亮，天亮自动熄灭，无人值守； 2、有防过充电功能，过充时自动切断充电回路； 3、有防过放电功能，过放时灯自动熄灭； 4、有定时器功能，经过设定的时间后，灯自动熄灭。太阳能照明灯的特征： 1、无人值守，无需支付电费； 2、安装方便，不用下管布线，省去了施工； 3、安

4、全；4、不用担心停电，也可用作公共场所特殊情况下的应急灯。聚苯乙烯泡沫塑料材料三维加工设备及技术负责人：方亮所在院所：西安交通大学材料学院铸造所 聚苯乙烯泡沫塑料是一种价廉、质轻、来源丰富的石油副产品，用途广泛，在包装、装饰及广告领域有着重要的地位。特别是近年来，我国制造业中真空实型消失模铸造技术的飞速发展，需要应用大量的聚苯乙烯消失模；在广告、装饰装潢领域，应用日趋广泛。目前国内外聚苯乙烯材料成形加工技术，有两种方法：对大批量生产，采用一次发泡聚苯乙烯泡沫珠粒，在模具中发泡成型的方法。这种方法除需要在专用设备中成型外，还需要价格昂贵的金属模具。而对单件、小批量生产，往往采用电热切割丝，手工切

5、割成型。这种方法，加工效率低、精度及表面光洁度差，只能完成简单二维切割任务。但目前的聚苯乙烯泡沫塑料的成形加工技术已远远不能满足应用的需要。为此，市场给我们提出了发展此项目的强烈要求。对于二维成型加工，国外已开发有成熟商用设备，美国CROMA公司及波兰MEGAPLOT公司已创得骄人的销售业绩，在全球销售超过三千套设备。但国内在此方面仍是空白。对于三维成型加工，国内外均无商用设备，仅日本、韩国有类似的研究，目前还处于实验室研究阶段。聚苯乙烯泡沫塑料三维加工设备根据产品设计的CAD模型，借鉴叠层制造技术的加工成形理念，采用基于计算机的开放式数控加工系统带动电热加工刀具在三维方向非接触切割聚苯乙烯泡

6、沫塑料材料，获得聚苯乙烯泡沫塑料原型。该设备与同类加工设备比较处于国际领先地位，具有加工速度快，成型精度高，表面质量好，制造成本低等特点。该设备已申报国家发明专利。聚苯乙烯泡沫塑料三维设备适用于机械制造、铸造、汽车、船舶、工业设计、模具制造加工、广告、建筑装潢装饰、工艺品加工及宣传展示等行业。特别适合形状复杂的零件制作。应用领域主要在以下几个方向：真空消失模铸造模样制造；广告制作；室内外建筑装潢；艺术品（壁画、雕塑）；模具制作等领域。项目优势：市场发展前景很好；产品或工艺创新性突出；经济效益显著；社会效益显著。现处阶段：中试阶段技术领先：国外一些研究单位和公司，引进了计算机控制电热丝加工的设备

7、，使得数字化加工聚苯乙烯泡沫塑料制品成为可能。但目前仅见的美国CROMA公司和波兰MEGAPLOT公司产品只实现了二维加工，对于真实三维形状的快速加工，仍无能为力，另外设备结构复杂、价格昂贵。项目可行性分析：本项目经2年多的研究，已经完成：理论研究方案设计关键技术问题研究及样机试制。目前，对聚苯乙烯泡沫塑料快速成型机关键技术问题：点热源的温度控制技术、成型机的加工数据准备软件和机构运行控制软件的核心算法，加工精度控制的软硬件补偿技术等问题进行了研究，完成了聚苯乙烯泡沫塑料快速成型模型样机的研制。这些都证明了项目在技术上的成熟性和可靠性。预期经济效益分析：设备完成产业化后，批量生产成本预计在5万

8、元人民币以下，销售价格预计可在10万元至14万元间确定。中国的机械制造和铸造厂近万家，保守预测本设备的市场需求至少200台以上。目前100多个大中城市，每个城市艺术、装饰装潢及广告业对本设备需求以1台估算，设备需求量100台以上。因而，本设备市场容量至少3千万元人民币以上，产业前景非常光明。与企业合作以聚苯乙烯泡沫塑料净成形三维加工设备产品生产为主导，在聚苯乙烯泡沫造型工程产品承接、快速低成本模具制造、造型设计及工程分析、商业造型软件教育培训、工艺艺术品制造及虚拟制造网络工程中心方面，形成一个完备的高科技产业生产链。大型高速转子轴件修复强化新技术负责人：赵文轸所在院所：西安交通大学材料学院对于

9、大型高速转子轴件，由于自身服役条件非常苛刻，修复风险性很大，因而对修复层性能要求很高。我校经过长期研究，行了几十种材料和十几种工艺的实验室试验，获得了一系列修补层的性能数据，诸如：不同工艺、不同材料、不同厚度的结合强度以及硬度、孔隙度、粗糙度、摩擦系数等变化规律，分析了涂层的组织特点以及各种过度层的作用，优化出了适合不同工件要求的涂层及工艺，完成了基础性的研究工作。本项目主要用于发电厂的发电机转子和汽轮机转子、化工生产线的汽轮机 ，以及大型高速风机转子等几乎一切转子轴件的修复。可修补5mm以下的缺陷层。修复加热不使基体超过150，即可确保原件无任何变形和退火。修复层有足够的结合力，保证不会在正

10、常运转中开裂或脱落。修复的同时还可把修复部位表面强化，例如让覆层具有更高的硬度和更小的摩擦系数，从而使耐磨寿命或耐疲劳寿命达到或超过原件。一般不采用昂贵的设备和材料，成本很低。同时可进行现场施工修复强化，花费工时少。已成功地应用于中国第一大火力发电厂山西神头电厂的20万千瓦机组发电机转子大轴的修复、青岛胶南化肥厂美国引进的硝酸生产线高速汽轮机转子轴的修复。均取得了良好的效果。高性能低成本CuCr触头材料的大批量生产技术负责人：杨志懋所在院所：西安交通大学理学院大功率真空开关是现代电网改造的关键部件，CuCr是制造真空开关的主导触头材料。过去我国依赖于进口，严重制约了我国真空开关的发展和国际市场

11、竞争。因此，开发生产国产原材料的优质CuCr触头材料，对实现我国电力开关的无油化改造，提升我国真空开关行业的制造水平和国际市场竞争力具有重要的技术和经济意义。在国家自然科学基金和国家863计划项目的资助下，本项目形成了整套关键技术，迅速在国内企业得到推广应用，生产周期短、成本低、性能高。本项目技术的工业化生产，推动了企业的技术革新改造，提高了产品的技术附加值。对地方政府而言增加了劳动就业人数，为陕西省地方经济发展也做出了重要贡献，同时带动了其他相关产业的发展，特别是有色金属行业，真空设备行业，机械加工行业，真空开关行业等等。工模具表面PCVD陶瓷化工业设备及成套技术负责人：徐可为、马胜利所在院

12、所：西安交通大学材料学院该项目是西安交通大学金属材料强度国家重点实验室完成的国家八六三计划新材料领域项目。在国内首次研制出大功率脉冲直流等离子体辅助化学气相沉积（PCVD）工模具表面强化工业样机，设备有效容积F450mm 650mm，承载能力500Kg，基本满足一般中小型工业模具处理的需要。开发出通用的脉冲直流PCVD工模具表面薄膜(如TiN，TiC，TiSiN等)强化工艺技术，处理温度可控制在550C左右，沉积速率在1-2m/h范围内可调。特别是对复杂工件可实现均匀镀敷，并具有渗镀复合处理的功能，工模具寿命一般可提高一倍以上。先后在十堰东风汽车工业公司、咸阳彩虹集团公司、深圳富士康集团公司、

13、西安航空发动机公司等十余家企业推广应用。2003年获教育部技术发明二等奖和陕西省科技进步一等奖，并被列为国家计委高技术新材料产业化示范工程项目和国家科技部十五重点科技成果推广指南项目。 JTUIS超声成像无损检测系统负责人：薛 锦所在院所：西安交通大学材料学院本项目适用于对电器开关触头的结合质量进行无损检测。提供了一种触头结合质量的超声成像无损检测方法及其检测系统，该方法和系统能够快速、简便、准确的检测触头的结合质量。本系统利用了超声无损检测原理和图像处理技术，采用水浸聚焦探头对开关触头结合面进行逐点扫描，对每一点的超声反射回波检波信号采样，组成结合面的超声扫描图像，选取合适阈值，运用图像处理

14、的方法分离超声图像中的结合区域与未结合区域，并且计算界面结合率。 系统已经在国内外十多家公司得到使用，如西安高压开关厂、广东新会ABB低压开关有限公司、中国正泰集团公司、中国德力西集团公司、常熟开关厂、沙尔特宝公司、维通利公司、奇乐公司、环宇公司、印度Modison公司、厦门ABB低压电器设备有限公司等等。由于目前国家电气工业处于迅猛发展的时期，高低压电器设备应用前景良好，对电器开关的主要部件触头的结合质量的要求也越来越高，所以未来将有很大的市场。本系统将会为使用厂家带来很大的经济效益。系统由超声信号发生器、探头、三维精密扫描平台、图像采集卡、步进电机驱动卡、步进电机驱动电源、工业控制计算机以

15、及系统软件组成。新型硬煤综采机截齿负责人：蔡和平所在院所：西安交通大学材料学院采煤截齿是综采机上的主要易损件与消耗品，是在严酷工况条件下服役的机械部件，要求有良好的综合机械性能。本产品和技术是在强、塑、韧优化配合理论指导下研制成功的。本产品的生产工艺中所采用的截齿仿型感应加热技术和设备在国内居领先地位。该技术将硬质合金刀头与齿体的焊接和齿体的热处理集成在同一台机器上一次性完成，实现了淬、焊一体化。研制出的镐型截齿疲劳强度高，耐磨抗力和韧性高，型号众多。已经与神府精煤公司合作，应用于引进大型综采机上。现场采煤试验表明，采万吨煤消耗量与引进美国同类产品消耗量相近。本项目生产工艺先进，设备集成度高、

16、省工、省时、节约能源，已经在神华集团神东煤炭公司产生1千多万元/年的经济效益。高耐磨性表面复合材料负责人：邢建东、高义民所在院所：西安交通大学材料学院本项目针对冶金、矿山、建材、电力、化工等部门有着广泛存在的各种严酷的磨损工况特点，采用铸造复合工艺，在部件的严重磨损部位制备一层（约3-10mm）具有高硬度陶瓷颗粒（WC、TiC、Al2O3、SiC等）与各种铸铁、钢复合的局部复合材料部件，可大幅度提高这类易损件的使用寿命，降低由于备件更换所造成的设备停机时间。创新点:1、选择性局部增强:满足部件各部位性能要求不一的条件根据不同部件使用特点，在部件承受磨损或磨损最严重的部位复合一层具有高硬度陶瓷颗

17、粒，可与各种钢和铸铁组成复合材料。这样不仅提高了承受磨损部位的抗磨性，而且部件的本体可在充分考虑机械性能的条件下选取，避免了为提高部件耐磨性而影响其它性能（如：韧性、强度、耐蚀性、抗氧化性等）的问题。2、友好的资源再生性:符合21世纪环境材料的要求由于在部件磨损最严重的部位且可根据部件失效的磨损程度来设计和制备复合材料的厚度，因此部件失效后该部件表面的复合材料已基本完全磨损，更换下来的部件已不再含有复合材料，仅剩金属母体。因此，完全可用通常磨损部件重熔回用的方法进行再生，克服了通常复合材料回用困难的缺点。 3、制备方法简单:不需复杂的专用设备制造方法简单，不需复杂的专用设备。克服了通常复合材料

18、制备过程复杂，不便于工程化的缺点，利用一般铸造工厂的设备即可生产。使用耐热钢基的陶瓷颗粒复合材料在实验室900高温磨损结果表明：与耐热钢相比，复合材料的耐磨性是耐热钢的2.53.3倍。而用WC颗粒与与高铬铸铁复合的复合材料在实验室磨损实验机上的耐磨性是高铬铸铁的3-5倍，显示出极优良的抗磨损性能。而制造成本视复合层的厚度和面积而定，一般比原制造成本提高不多。实际应用情况:用WC颗粒与球墨铸铁局部复合的轧钢用初轧段导位板经国内某轧钢厂实际运行考核，其使用寿命是高铬铸铁导位板的十倍以上，充分显示了陶瓷颗粒增强的效果。图2所示为所研制的局部复合材料导位板。项目可行性分析：以轧钢用导位板为例，邯钢目前

19、采用的导位板材质主要是高铬白口铸铁，年需求量约1800吨，即生产45万吨热轧钢材，需要消耗1800吨导位板。而国内每年的热轧钢型材（这里主要指各种线材）产量为6000万吨，则国内市场导位板的年需求量为：6000/451800240000(吨)。 该项技术具有可持续发展性。由于此表面复合材料可以灵活更换基体金属材料，根据不同工况进行基体材料设计，不仅可以制备导位板、导轮、热轧辊这样的耐高温磨损零件，而且可以进一步开发用于矿山、电力、化工、建材等行业的具有复杂磨损工况的零件，其产业化前景广阔。使用耐热钢基的陶瓷颗粒复合材料在实验室900高温磨损结果表明：与耐热钢相比，复合材料的耐磨性是耐热钢的2.

20、53.3倍。而用WC颗粒与与高铬铸铁复合的复合材料在实验室磨损实验机上的耐磨性是高铬铸铁的3-5倍，显示出极优良的抗磨损性能。而制造成本视复合层的厚度和面积而定，一般比原制造成本提高不多。本项目已获国家发明专利，专利号：ZL01115233.8贝氏体球墨铸铁磨球生产技术负责人：邢建东所在院所：西安交通大学材料学院球磨机是矿山、冶金、电力、建材、化工等行业中广泛使用的破碎设备，磨球是球磨机中最常用的研磨体，也是粉磨行业消耗量最大的易磨损件。据不完全统计，全国每年各种磨球消耗量在200万吨以上，其中水泥行业消耗磨球60万吨以上、电力行业消耗磨球30万吨以上，磨球市场巨大。20世纪80年代以前，国内

21、磨球品种基本是低碳钢锻轧钢球、普通白口铸铁球和中锰球铁铸铁球。其中低碳钢锻轧钢球硬度低，耐磨性较差；普通白口铸铁球和中锰球铁铸铁球硬度高，但脆性大导致破球率高，近年逐渐被淘汰。从20世纪90年代开始，西安交通大学铸造及耐磨材料研究所在国内率先开发了贝氏体球墨铸铁磨球技术。经过十几年的努力，成功地解决了贝氏体球墨铸铁磨球生产中的关键技术，并成功地进行了生产应用。该类磨球具有较高的硬度和良好的韧性，冲击韧性达到1015J/cm2，是铸球中最高的；其硬度达到HRC5055，和高铬铸铁球的水平相当。因此，球磨过程中耐磨性好，破球率低，磨耗低。而且该类磨球在干磨与湿磨条件下都能使用，尤其适用于矿山湿磨条

22、件下。该项技术生产磨球成本低，生产工艺简单，磨球质量优良，适于进一步推广应用。同时，贝氏体球铁磨球可以使用冲天炉生产，既可以采用砂型铸造，也可以来用金属型铸造，而且不易出现开裂，从而使制造工艺过程简化，大大减少了一次性设备投资，进一步降低了生产成本。单晶连铸技术负责人：邢建东所在院所：西安交通大学材料学院单晶连铸技术是一种新型的连续铸造技术，简称o.c.c法。该技术具有以下特点：1、严格的单向散热条件，在加热器内不存在侧壁的形核、生长，可铸出长度不受限制的单晶。2、金属液在结晶器出口附近凝固结壳，消除了铸件与铸型的磨擦磨损，可获得表面如镜面的铸杆，是一种近、净成形技术3、铸件沿牵引方向单向凝固

23、，这样可使金属中的气体和杂质推斥到金属液中，因此铸锭中不会有疏松、缩孔、夹杂、偏析等缺陷，可获得纯净、组织致密、无缺陷的铸锭，挖掘了金属材料的潜能。4、消除了铸锭中的横向晶界，可以减少甚至消除冷加工过程中的中间退火，节省了能源，提高了生产效率。o.c.c.法的这些特点决定了它在工业上有广泛的用途。（1）IT 行业（2）信息产业及小型化的家用电器电子元器件彻底解决了铜材在超微细线拉拔加工过程中的断头问题，大大提高了铜材在深加工过程中的成品率和微细漆包铜线的单轴重量，可以满足这一行业对超细漆包铜线技术要求和生产要求。（3）Hi-Fi行业对高档次高保真音视频信号传输线的需求单晶铜重要的优点之一是它对

24、音视频信号传输的保真性。无氧铜制成的音视频信号传输线其铜导体由无数个品粒组成，电子流动是从一个晶体转向另一个晶体。从金属物理电子理论可知，导体内部无数个晶粒与晶粒间的品界相当于无数个电容，导体是这些电容的组合体，这些电容的容量并不相同，造成电子信号从一端传输到另一端 时的到达时间不同，从而造成信号的失真，这种晶界对音质的影响比导体中杂质对音质的影响还要大。利用O.C.C.技术，由于消除了金属内部的晶界，能够大大改善线材的电子信号传输性能，显著提高传输质量 ， 被 Hi-Fi 界人士称为是最理想的传输线材。（4）高质量的锡箔市场前景可观锡箔主要应用于：电子材料 ( 电容器、屏蔽电缆等 ) 、包装

25、材料 ( 药品、食品等，要求防潮、不透气、保鲜、遮光 ) 、装饰材料及工艺品、日用品 ( 烹调、餐饮器皿 ) 等。目前国内消耗及出口量约在 3000 吨以上。目前我国生产锡箔的企业主要主要以手工制造为主，工艺落 后且生产的锡箔质量差（幅面窄、强度差、厚薄不均），只能作为手工艺品使用。普通锡属多晶组织，虽具有良好的展性，但延性很差，不易拉拔成丝；存在杂质使得锡在轧制到一定厚度后即产生裂纹、孔洞和厚度不均匀等现象，使得锡箔厚度受到限制，且所得锡表面质量质差。这是导致我国高质量焊丝与锡箔依靠进口的一个主要原因。单晶锡箔由于没有晶界，其延展性会大幅度提高，纯度度亦比普通锡高的多，将是制造高质量锡产品的

26、极具竞争力的源头材料。另外，单晶锡箔应用在众多的锡箔应用场合中 ， 食品及药品的包装占有相当大的比例，且随着国民经济的不断发展与人们生活水平的不断提高，对锡箔质量的要求也越来越高。国产锡筒厚而脆 ， 并存在微观针孔。除生产工艺外，生产锡箔的原料（多晶锡板）低的延性以及晶界存在杂质是导致国产锡箔质量低的主要原因。而对于食品及药品包装 ， 如果锡箔存在针孔 ，将严重影响袋内物品的保鲜与保质期 : 此外，厚的锡馅无疑造成很大浪费，增加包装业的成本 ， 降低产品的市场竞争力。目前西安交通大学正在和云南锡业集团有限责任公司合作，采用O.C.C法制备锡单晶。这表明O.C.C.技术在工业上有光明的应用前景。

27、 强力抗磨局部复合材料制备技术负责人：邢建东所在院所：西安交通大学材料学院项目针对常用耐磨材料在磨损工况中的损伤特点，应用复合材料设计原理和铸造技术相结合，制备用于磨损工况的局部复合的陶瓷颗粒增强钢/铁基抗磨复合材料。复合材料工件的生产1、基体与增强相基体的选择：根据工件的服役条件，可以自由地选用各类铸铁（如灰铁、球铁和蠕铁等），各类铸钢（如普碳钢、耐热钢、耐蚀钢等）。增强相的选择：根据工件的服役条件，可以自由地选用不同粒度的WC颗粒或具有涂层的Al2O3颗粒。2、成形方法西安交通大学材料学院铸造及耐磨材料研究所经过多年的深入研究，已经自主开发出了制备颗粒增强钢/铁基复合材料所需的关键性添加物

28、复合剂。运用此复合剂，可以在普通砂型铸造条件下简单而方便地生产各类工件，生产成本低，无需投入特殊的设备，产品合格率高。对于环形工件采用离心铸造的方法更为适宜，本所已完全掌握此项技术。市场前景及效益分析：本技术产品可以使最终用户获得比以往产品高30-50%的经济利益；使设备使用率提高；使工人的劳动强度降低。具有良好的市场前景。高能球磨材料研发新技术负责人：邢建东所在院所：西安交通大学材料学院高能球磨是一个高能量干式球磨过程。简单地说，它是在高能量磨球的撞击研磨作用下，使研磨的粉末之间发生反复的冷焊和断裂，形成细化的复合颗粒，发生固态反应形成新材料的过程。和常规的冶炼工艺及一般的快速凝固非平衡工艺

29、相比，高能球磨工艺有以下几大特点：1、工艺简单，易于工业化生产，产量大(一台大型球磨机日产量可达吨级)。2、整个过程在室温固态下进行，无需高温熔化，工艺简单灵活。3、合成制备材料体系广，不受平衡相图的限制。4、可得到其它技术较难得到的组织结构，如宽成分范围的非晶合金、超饱和固溶体、纳米晶合金及原位生成的超细弥散强化结构。5、可合成制备常规方法无法得到的合金，特别是不互溶体系合金、熔点差别大的合金、比重相差大的合金及蒸汽压相差较大的合金等难熔合金的制备。根据需要，制备的合金粉末既可作为最终产品使用，也可利用成熟的粉末冶金成型工艺制备块体产品材料。双金属管件的离心铸造负责人：周敬恩所在院所：西安交

30、通大学材料学院双金属管件具有较广泛的适用范围，通过选用不同的内外层材料，可以达到不同的应用效果。例如内层用碳钢或其他韧性较好的材料，外层用具有耐磨性、耐蚀性、高硬度等特殊性能的材料，可以做成用于石棉制造、榨油、轧钢行业的轧辊或滚筒；内层采用具有特殊性能的材料时，就可以做成用于石油钻井泵缸套、活塞套环等。以往双金属管件的主要生产工艺多采用冷嵌、烘装等，工艺流程复杂，加工成本高，废品率高。本项目是将两种不同材质的液体金属采用离心铸造的方法复合为一体。这种生产双金属管件的工艺与冷嵌、烘装法相比有工艺流程简单、材料用量少、双金属复合强度高、界面结合质量好等优点。对生产车间没有特殊要求，只要配备离心铸造

31、机、热处理炉等设备，就可进行大规模连续生产。采用本项目的双金属离心铸造技术，很容易以低成本获得同等或更高质量的产品。以石油钻井泵缸套为例。钻井泵缸套是主要易损件之一，工作时承受工作压力大(15.035.0)，泥砂含量高（约为5%），值为1012，服役工况恶劣，磨损快，用量大。目前，国内缸套生产工艺主要是热镶装复合，即通过离心铸造分别铸出碳钢外套和高铬铸铁内套，然后经粗加工（高铬铸铁需先退火）、淬火回火热处理后精加工至规定尺寸，再将外套加热镶装，最后整体加工。整个工艺程序多而繁杂，对人力、物力、财力都造成了巨大浪费。除此之外，过盈配合镶装，往往存在内外套椭圆和锥度等不同情况下的偏差，接触面不均，

32、各处承受压力不等易产生不同类型的废品，如脱套、压裂；在使用过程中也有内套产生裂纹、碎裂等缺陷。采用双金属离心铸造工艺，一次将缸套成形后经粗加工、热处理、精加工即可使用。整个工艺过程简单，材料损耗少，而且两层金属冶金结合，其强度与质量都优于镶装工艺所制得的产品。 高性能低温烧结BZN基高频电介质瓷料负责人： 汪宏所在院所：西安交通大学电信学院具有自主知识产权的BZN系材料具有高性能与低温烧结兼优的特点，介电常数高（e: 80150），介质损耗小（tgd610-4），介电常数温度系数可系列化（ae: +200-750ppm/），瓷体致密，绝缘电阻和抗电强度高(r1013Wcm; Ev10KV/mm

33、)，化学组成和相组成简单，烧结温度低（900940），工艺简单，温度稳定性和频率稳定性好，可以作为高频多层陶瓷电容器（MLCC）、中高压特种陶瓷电容器、微波谐振器、微带滤波器、陶瓷天线、低温共烧元件（LTCCs）和陶瓷多元组件（MCMs）等的介质材料使用。并可以采用低钯含量的银钯浆料（Pd10/Ag90）作为内电极，可大大降低多层器件的成本并提高其高频性能。BZN系统中零温度系数组分的介电常数为95105，介质损耗小（610-4），介电常数温度系数符合国家电容器标准CG组指标（030ppm/），烧结温度低（900940）。BZN系统中负温度系数组分的介电常数为150，介质损耗小（610-4），

34、介电常数温度系数符合国家电容器标准UJ组指标（-750120ppm/），烧结温度低（960）。本项目与国内外同类产品，采用低钯含量（Pd10/Ag90）的银钯内电极浆料，从而降低多层器件的成本（约50%）并提高其高频性能。环保型剑麻纤维增强摩擦制动材料负责人：程光旭所在院所：西安交通大学能源动力学院摩擦制动材料是一类极重要且极具实际应用意义的多组分复合材料，广泛应用于汽车、火车、建筑以及工程机械等诸多领域。传统的有机石棉摩阻材料因石棉纤维导热率低，摩擦热不易散出，因而导致热衰退和磨损加剧。同时，在生产和使用过程中，石棉粉尘具有污染环境及致癌作用，对人体健康和环境的影响很大，因而在许多工业发达的

35、国家已经开始立法禁止使用，代之以无石棉摩擦制动材料。目前在汽车用摩擦制动材料研究领域，针对石棉纤维代用纤维的研究工作主要集中在非金属矿物纤维、金属纤维、人工合成有机纤维和碳纤维等。虽然这些纤维各自都具有一些优异的性能，但是与传统的石棉纤维相比，应用于摩阻复合材料仍有以下缺点：（1）增强纤维与基体的相容性较差；（2）价格较石棉类摩阻材料高昂很多；（3）制成的摩阻材料性能不稳定，综合摩阻制动性能较之石棉摩阻材料还有一定差距。剑麻纤维（Sisal Fiber）取自于剑麻作物（龙舌兰属）的叶片， 化学组成以纤维素、木质素、半纤维素三大组分及少量提取物为主。在植物纤维中，剑麻纤维具有纤维长、质地坚韧、富

36、于弹性、拉伸强度大、耐磨擦、耐酸碱、耐海水腐蚀以及耐低温等多种优良性能，且属于可再生资源，可自然降解，不会对环境构成污染，价格也比较低廉。剑麻纤维增强树脂基复合材料，生产工艺简单，拉伸和弯曲性能优良，冲击强度高。采用剑麻纤维增强生产摩擦复合材料，具有以下几方面的特色：1、生产和使用过程无毒无害，安全环保2、制动柔和平稳，摩擦震动小，制动噪音低3、摩擦系数稳定，对制动摩擦盘磨耗小技术领先：1、国内首创采用剑麻纤维作为唯一增强纤维制备车辆摩擦制动材料。2、独特的改性处理工艺，提高了剑麻纤维的热性能，增强了剑麻纤维的摩擦性能及机械性能。3、独特的混料及成型设备/工艺，可确保高效稳定的制备出组份均匀、

37、性能稳定的摩擦制动材料。4、该摩擦制动材料对对偶磨损小，摩擦性能热恢复性能优越，摩擦震动噪声轻微，生产和使用过程无毒无害，无环境污染。预期经济效益分析：环保型无石棉摩擦制动材料属于高新技术产品，技术含量高，为国内首创，前国际上也尚未检索到相关的文献报道。其市场发展前景巨大。从发展角度来看，开发投资该产品风险小，技术竞争力显著，收益大。根据有关数据，以年产三百万套无石棉刹车片的规模估算，年产值可以达到5000-8000万元。该项目产品关联度大，不但可以应用于汽车刹车片的生产，还可以推广应用到机械、矿山、化工等诸多领域。应用前景广阔。随着各国对环境的日益关注和重视，使天然植物纤维的研究和应用愈来愈

38、受到重视。该项目产品完全符合环保要求，具有显著的社会效益。新型铝基摩擦材料的应用与开发负责人：柴东朗 所在院所：西安交通大学材料学院 我校经过近六年的试验研究，现已制备出更低密度和高比强度的镁基复合材料，其基本力学性能为b350450MPa、57、E5575Gpa，比铝合金及铝基复合材料减重约2030。与现用摩擦片材料相比有如下性能特点：使用温度高，散热好；无“热衰退” 现象；升温和降温过程中摩擦系数稳定；无低温脆性；良好的抗腐蚀性能；制备工艺简单，价格便宜（低于半金属摩片）。 此材料可广泛应用于航空、航天及武器轻型化（如弹匣、枪托、支架等）和汽车零部件。用铝基复合材料代替铸铁制动盘约减重60

39、%以上，减少了惯性力， 提高了燃料效率，提高了加速度，缩短了制动距离，有实验表明：铝基复合材料制动盘还可降低噪声，磨损不大于铸铁制动盘，且由于其有极好的导热性，因此，它能使摩擦面上的热量很快失散。但将铝基复合材料用于汽车制动摩擦片和离合器片的研究还未见文献报道。项目优势：A市场发展前景很好 B产品或工艺创新性突出C经济效益显著 D社会效益显著 现处阶段：B小试阶段技术领先：与现有摩擦材料相比，本项目特点：20-350温度范围内摩擦系数稳定（0.38-0.42），并可根据要求调整.不存在“热衰退”和“冷脆”现象；磨损率优于国标5-10倍，且对摩盘（如制动盘）有良好的保护作用；生产工艺简单（粉末冶

40、金法），不需特殊设备，价格便宜。有良好的产业化前景。试验条件按GB 5763-1998国标，委托国家汽车质量监督检验中心进行。从检测结果可以看出，其磨损率远较国标为低 （小510倍），同时对磨盘的磨损率也比国标低5倍左右。性能优于国内、外同类产品。属原始创新，具有自主知识产权。项目可行性分析： 已研究出了成熟的材料制备方法及工艺，目前国外DRMMs所达到的基本性能指标大致在b500600Mpa，24，国内一般在b450550Mpa，23，本项目技术产品已达到b600700MPa，46。利用新的制备工艺，现已制备出颗粒短纤维晶须等增强的铝及铝合金基复合材料的管材和棒材及形状较为复杂的零件。并已给

41、国内数家单位制出石油机械耐磨件、DRA活塞、活塞环槽及导弹惯性平台框架（军工项目）等，已具有成熟的产品开发能力。产品样品已通过“国家汽车质量监督检测中心”检测。预期经济效益分析：我国每年汽车摩擦片生产量为1.5-2亿片，若按每年铝基复合材料制摩擦片的替换量为现有摩擦片生产总量的1/10计，每片价格812元(人民币)，一年总产值为12-24亿元。按现有试验数据估计，新型铝基复合材料制摩擦片的使用寿命为2年。与现有半金属摩擦片相比，可为国家节约大量原材料，提升产品的国际竞争力，具有较强的市场竞争力。高温固体氧化物燃料电池(SOFC)制造技术负责人：李长久所在院所：西安交通大学金属材料强度国家重点实

42、验室高温固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell， SOFC）可以将燃料的化学能直接转化为电能，具有发电效率高、接近零排放等优点，是理想的发电方式。本项目提出了一种新型高性能SOFC制造技术体系，涉及金属陶瓷支撑型管状SOFC结构设计、高性能电解质的低成本APS制造技术、单电池低成本制造技术、高性能单管电池的串联汇流技术等一系列关键核心技术，已获多项发明专利，具有完全自主知识产权。试验单电池采用H2/ O2作为测试气体时，在700 oC时电池开路电压为1.1 V，接近理论水平；在1030 oC时最大输出功率密度约900 mW/cm2，技术指标达到国际先进水平。纳米结构Ti

43、O2涂层光催化水净化处理技术负责人：李长久所在院所：西安交通大学材料学院该项目的特色在于利用热喷涂技术的高效率与灵活性，以及涂层的多孔性以期获得高效低成本的、自身能够长期再生使用的TiO2光催化涂层的制备技术，同时，利用最新的液料热喷涂纳米结构涂层技术制备高效的TiO2光催化涂层。市场分析预测：污染水的净化处理与再生利用，对于减轻经济持续增长与社会日益发展对水资源的日益增长的需求的压力、对于水资源的有效利用，具有重要的意义。目前，对于污染水中溶解的有机物，常用的方法如前所述有燃烧法、好氧生物处理法与厌氧生物处理法、以及活性炭吸附去除法等。这些方法都具有一定特点和局限性，或者难以实现完全降解、或

44、者在处理过程中出现二次污染物，因一般作为一级与二级的初级处理进行，不能达到完全净化的目的。光催化触媒净化处理法对于因农药等造成的含氯苯酚，氯化物（如三氯乙烯，四氯乙烯）等溶解度较小的污染有机物，可以实现完全分解，不会出现中间污染物的优点。同时， TiO2光催化处理还具有杀菌的作用，对于日益严重的水污染问题提供了一条重要的方法。因此，该方法有广阔的应用前景。预期经济效益、社会效益污染水的无毒化、废水的再生利用是水资源匮乏的西北干旱地区面临的亟待解决的重大问题之一。该项目的实施，将为确立TiO2光催化废水净化处理技术奠定基础，有利于促进作为高技术的纳米结构TiO2 光催化触媒技术在保护水资源过程中

45、的有效利用。这将为解决日益严重的水资源污染与匮乏问题提供一种有效的途径。因此，该项目的实施将会产生巨大的经济效益，更重要的是该项目的实施，TiO2光催化净化处理技术的确立将会产生巨大的社会效益。飞机结构健康状态原位监测系统负责人：刘马宝 赵文轸 席酉民所在院所：西安交通大学航天航空学院 飞机结构健康状态原位监测系统是目前国际上唯一能够对服役飞机主承力结构的损伤进行工程化监测的系统，它是基于“信息智能涂层”为损伤探测敏感末稍直接监测结构发生开裂和裂纹扩展的技术，为原创性技术，领先于目前欧美等国投巨资正在开发的通过实时监测飞机结构应力应变而间接预测飞行、作战及环境腐蚀对飞机结构部件的影响的方法。本

46、系统工作的基本原理为：当飞机结构关键危险部位发生损伤，具有随附损伤特性的信息智能涂层其相关的物理性能就会发生重大变化，这种信息被机载计算机巡检发现并与数据库的原始数据进行比对后，发出相关报警信号，从而及时准确地捕捉到飞机结构发生的各类损伤。因此，本系统能根据需要随时监测结构裂纹的萌生与扩展，并在裂纹达到临界尺寸之前给予报警，确保飞行安全，并及时对飞机结构进行检修。它与传统无损检测技术相比，具有无需分解结构、可用于难检部位以及可实时监测等明显优势；与声发射监测技术相比更为简捷可靠，并更利于飞机使用中监测；与应力应变监测技术相比，则更为准确，且适用性强。该系统的应用将会产生巨大的经济效益。如：就1

47、00架Su27飞机而言，目前一刀切（即2000小时寿命），如果机群实施基于新技术的单机损伤监测系统，若其中40%的飞机由此延长5001000小时的寿命（保守估计），相当于增加1020架新机（按每架2.5亿元计），节省购置费约2550亿元。同时，该技术的应用，可以大大改善飞机的安全性。它在充分发挥每架飞机寿命潜能的同时，可及时发现飞机关键危险部位的损伤，从而采取主动有效的措施。因此可以避免意外事故的发生，保证飞行的安全性。该系统已通过国家有关部门的技术鉴定，申请专利4项。特别地，作为一项通用的军民两用技术，该技术可以推广到一切可能发生断裂失效的大型或重要装备，如民用飞机、潜艇、军舰、火车、航天飞机、载重汽车、电站、桥梁、大型球罐、石油管道、矿山机械、海洋平台等，可降低设备的维护费用，大大延长各种装备的实际使用寿命，同时降低事故率。 超音速等离子喷涂制备金属陶瓷涂层复合锅炉管在火电厂的应用负 责 人：韩志海所在院系：材料学院表面工程研究室1. 项目简介本项