提名国家技术发明奖项目公示

1提名国家技术发明奖项目公示项目名称耐酸碱、高速、分瓣式磁性液体旋转密封关键技术与应用提名单位教育部密封技术决定了设备的安全性及可靠性。密封一旦发生泄漏，极易引起重大安全事故。国际润滑协会统计结果显示：酸碱介质、高速、难拆装密封是航天、军工、核能等领域重大事故的主要诱因，一直是国内外亟待解决的密封难题。正因如此，各国都在探索先进的密封技术。我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》将密封在内的基础零部件列为优先发展主题。磁性液体密封能实现长寿命、泄漏率小于10-12Pa·m3/s（密封专业中称作零泄漏），在某些领域具有不可替代的作用。该项目在国家、省部级和企业等近百项项目的支持下，攻克了强酸碱、高速、难拆装三种单一或组合工况下的磁性液体旋转密封关键技术，取得的重要原创性成果如下：1.发明了耐酸碱磁性液体旋转密封技术。首次建立了耐酸碱磁性液体旋转密封设计理论，发明了耐酸碱阶梯冷却型磁性液体旋转密封结构。发现了纳米磁性颗粒表面活性剂包覆机理与稳定分散的规律，首次制备了耐强酸碱的高饱和磁化强度的全氟聚醚油基磁性液体，饱和磁化强度是美国公开报道值的5倍。该技术突破了磁性液体旋转密封长期以来无法密封强酸碱介质的壁垒。2.发明了高速磁性液体旋转密封技术。揭示了困扰磁性液体密封界近半个世纪的高速旋转密封温度与离心力权重耦合失效机理。发明了基于帕尔帖半导体制冷的带有辅助极齿的高速磁性液体旋转密封新结构。改进了正硅酸乙酯水解法，攻克了制备耐高温型磁性液体的难题。该技术降低了高速带来的温度升高和离心力增大对耐压能力的影响，密封线速度是美国公开报道值的3倍。3.发明了分瓣式磁性液体旋转密封技术。提出了形成磁场梯度的新原理，颠覆了几十年来传统有齿密封设计方法，在世界上首次提出了分瓣式磁性液体旋转密封设计思想，发明了无齿分瓣式磁性液体旋转密封新结构。发明了磁性密封胶聚磁的新型磁路，解决了分瓣式结构漏磁问题。该技术使密封拆装时间缩短80%，解决了军工、航空等领域要求密封拆装迅速的难题。该项目授权发明专利101项，申请PCT专利6项；获软件著作权15项；制定企业军标2项；出版专著2部，SCI论文142篇，EI论文161篇，2016年ESI高被引论文2篇。该项目能保证密封零泄漏、长寿命、耐强酸碱、耐高速、易拆装，项目成果在国内外近200家单位成功应用，成功完成了我国“神州”系列载人飞船、“天宫”实验室等空间装备的多类转动穿舱装置的热真空试验，排除了密封失效导致的重大故障风险；成功应用于中科院中微子重大科学装置中，实现了其它密封无法达到的腔内放射性元素含量小于10-14g/g，推动了粒子物理前沿探索领域的发展。近三年新增销售额9.63亿元，新增利润5.12亿元。以高金吉院士、谭建荣院士、杨华勇院士、沈保根院士、都有为院士、李卫院士等组成的鉴定委员会一致认为：“关键性能指标超过国外同类产品，项目技术达到国际领先水平”。该项目获得2018年高等学校科学研究优秀成果奖技术发明奖一等奖、第五届北京市发明专利奖一等奖。2客观评价1科技奖励（1）“耐酸碱、高速、分瓣式磁性液体旋转密封关键技术与应用”项目获2018年高等学校科学研究优秀成果奖技术发明奖一等奖。（2）发明专利“一种分瓣式磁性液体密封装置（ZL201110240451.9）”获第五届北京市发明专利奖一等奖。2科技成果鉴定与项目结题验收（1）中国发明协会组织了以高金吉院士、谭建荣院士、杨华勇院士、沈保根院士、都有为院士、李卫院士等为委员的成果鉴定。鉴定意见为：“该项目技术难度大，具有完全的自主知识产权，关键性能指标超过国外同类产品……专家组一致审定该项目技术达到国际领先水平”。（2）成都锦江电子系统工程有限公司组织专家对项目《雷达高功率旋转关节磁密封研制》进行了成果验收：“雷达高功率旋转关节处的分瓣式磁密封组件……完全满足各项技术指标要求”。（3）总装航天研发中心对项目《月球着陆缓冲吸能装置及材料技术研究》技术指标进行了现场测试，一致认为该项目密封技术指标达到要求。（4）中国铁路总公司对项目《机车车辆基础前瞻技术研究—内燃机车和电力机车齿轮箱磁性液体密封技术研究》评价为：“建立分瓣式磁性液体密封模型，提出了机车齿轮箱的分瓣式磁性液体旋转密封方案”。（5）航空自控研究所召开《往复轴磁性液体组合式密封机理及应用研究》验收评审会，认为：“……研制出性能优良的氟醚油基磁性液体……填补国内外对磁性液体密封研究的理论空白……”。（6）教育部创新团队《载运工具关键设备的磁性液体密封研究》项目被验收专家评价为：“建立了大直径大间隙分瓣式磁性液体旋转密封的设计理论……攻克了轨道车辆轴箱……等液体密封，以及无人作战飞机发动机排气系统……等的气体密封难题，具有重大的经济和社会效益”。3国内外同行专家评价（1）日本科学院院士、同志社大学教授山口博司在《MagneticFluidSeal》一书序言中评价：“发明了分瓣式磁性液体密封、高速磁性液体密封……其理论研究、技术创新和工程应用等成果总体上达到国际领先水平”。山口博司在院士校园行名师讲坛所做的专题报告中表示：“耐酸碱、高速、分瓣式磁性液体旋转密封技术在磁性液体研究领域具有很强的国际影响力”。（2）国际磁性液体专家、庆应义塾大学教授泽田达男在推荐第一完成人为国际磁性液体大会委员会委员的推荐书中评价：“……提出了分瓣式磁性液体密封思想，提出了分瓣式磁性液体密封完整的设计理论和方法，解决了分瓣式磁性液体旋转密封难题。所发明的磁性液体密封在机械、真空、石油、化工等领域都具有广泛的应用和重要意义”。（3）国际磁性液体专家、白俄罗斯国立科技大学MikhailS.Krakov在推荐第一完成人为白俄罗斯科技大学兼职教授的推荐书中评价：“揭示了高速磁性液体旋转密封耐3压能力的变化规律……发明了多种高速磁性液体密封装置，引领了国际磁性液体密封行业的发展”。（4）中国科学院院士沈保根在《神奇的磁性液体》一书中所做序言：“研制出耐酸、耐碱的氟醚油基磁性液体，填补了国内空白”。（5）中国工程院院士李卫在《磁性液体及其制备》一书中所做序言：“研制的全氟聚醚油基磁性液体……性能指标国际领先”。4检测报告（1）新金属材料国家重点实验室使用国际先进的LDJ9600振动样品磁强计对该项目所研制的全氟醚油基磁性液体进行测试，测试结果如下：实验编号比饱和磁化强度(emu/g)剩余磁化强度(emu/g)矫顽力（A/m）饱和磁化强度(Gs)chc-222.8330.264742.3252582.46（2）国营第七八四厂对该项目发明的高功率雷达旋转关节磁性液体密封装置进行了检测，报告表明：“密封件装拆时间由120小时缩短到24小时，各技术指标均达到了要求”。（3）北京科理科仪技术有限公司使用德国Pfeiffer公司ASM340氦质谱检漏仪（最小可测漏率5×10-13Pa·m3/s）进行检测，报告指出：在线速度30m/s条件下，磁性液体密封件泄漏率优于1×10-12Pa·m3/s。5用户评价（1）中国科学院高能物理研究所：“使用该项目技术后，动密封工作稳定、能够实现零泄漏……保证了空气中的放射性物质不会污染到腔室内物料。该技术的成功应用，推动了我国粒子物理等前沿探索领域的研究和发展”。（2）贵州航天林泉电机有限公司：“……研制了具有高饱和磁化强度、耐高转速的磁性液体……彻底解决了民用航天20kW电机的高速旋转轴密封难题……提高了产品的竞争力……”。6论文、专著引用情况基于该项目成果，出版专著2部，发表SCI论文142篇，EI论文161篇，2016年ESI高被引论文2篇。专著《神奇的磁性液体》已发行两次。7科技查新报告项目通过教育部科技查新工作站查新（报告编号：201836000L340058），得到如下结论：“……未见与该查新项目所述技术特征相符的文献报道”。8大会报告与产品展览2013年到2018年，被邀做与该项目发明点相关的大会报告6次，多次担任大会主席。2011年到2016年，该项目产品4次参加国际展览，广受好评并获奖。4应用情况该项目凝结了发明人近30年积累的宝贵经验，所设计发明的磁性液体旋转密封装置在业内广受好评。至今为止，与中国科学院高能物理研究所、中国卫星环境工程研究所、中航工业洛阳光电设备研究所、成都锦江电子系统工程有限公司、贵州航天林泉电机有限公司、山东龙兴化工集团有限公司、自贡兆强密封制品实业有限公司等近200家单位合作，设计生产密封装置上万件。部分应用单位及其应用情况如下：主要应用单位情况表序号单位名称应用的技术应用对象及规模应用起止时间单位联系人/电话1成都锦江电子系统工程有限公司耐酸碱、高速、分瓣式磁性液体旋转密封技术雷达高功率旋转关节2012年1月至今李骏/139820888252成都爱尔科技服务有限公司耐酸碱、高速、分瓣式磁性液体旋转密封技术雷达高功率旋转关节2012年1月至今陈金阳/138081991663自贡兆强密封制品实业有限公司高速磁性液体旋转密封技术旋转密封装置制造2014年1月至今颜兆强/136081585024北京科理科仪技术有限公司高速磁性液体旋转密封技术真空机组2014年3月至今王长有/139104088975北京卫星环境工程研究所耐酸碱磁性液体旋转密封技术空间装备真空热试验2016年1月至今黄首清/134260155736中国科学院高能物理研究所耐酸碱磁性液体旋转密封技术江门中微子实验PPO纯化萃取装置2018年3月至今孙希磊/136711371487中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所耐酸碱磁性液体旋转密封技术光电吊舱2016年10月至今熊宝健/189379519868贵州航天林泉电机有限公司高速磁性液体旋转密封技术航天电机2014年7月至今葛发华/189850150119北京创世威纳科技有限公司高速磁性液体旋转密封技术磁控溅射镀膜设备2010年3月至今谢杰/1821061196910北京华翔电炉技术有限责任公司耐酸碱磁性液体旋转密封技术高压气体渗氮多功能真空炉2012年4月至今亢丽/182106118811山东龙兴化工机械集团有限公司耐酸碱磁性液体旋转密封技术化工反应釜2015年12月至今吕增明/1350645986812沈阳科友真空技术有限公司分瓣式磁性液体旋转密封技术镀膜设备2012年1月至今渠洪坡/1380402607113北京布莱格科技有限公司耐酸碱磁性液体旋转密封技术X射线分析仪2008年1月至今江向峰/1360101172514北京科诺德技术装备有限公司耐酸碱磁性液体旋转密封技术生物反应容器2016年2月至今谢德友/1390104378815北京神然磁性流体技术有限公司耐酸碱、高速、分瓣式磁性液体旋转密封技术旋转密封装置制造2013年3月至今姜开俊/136513670615主要知识产权和标准规范等目录知识产权类别知识产权具体名称国家授权号授权日期证书编号权利人发明人发明专利状态授权发明专利一种全氟聚醚油基磁性液体中国ZL201310692421.02016-08-172179700北京交通大学李德才、崔红超、张志力有效专利授权发明专利一种分瓣式磁性液体密封装置中国ZL201110240451.92014-04-091379845北京交通大学李德才有效专利授权发明专利阶梯冷却型反应釜磁性液体密封装置中国ZL201610953092.42018-02-162818696北京交通大学李德才、喻峻有效专利授权发明专利冷却槽与离心式组合的磁性液体旋转密封装置中国ZL201310553538.02015-08-121754440北京交通大学李德才、姚杰有效专利授权发明专利一种全氟聚醚油基磁性液体的制备方法中国ZL201310692408.52016-08-172174973北京交通大学崔红超、李德才、张志力有效专利授权发明专利帕尔帖冷却式磁性液体密封装置中国ZL201410177531.82015-07-221732776北京交通大学李德才、姚杰、王玉明有效专利授权发明专利硅油基磁性液体的制备方法中国ZL201510260877.9201