氮化物基复合陶瓷特种热电偶保护管低成本制备技术

哈尔滨工业大学氮化物基复合陶瓷特种热电偶保护管低成本制备技术项目介绍本项目采用一种新颖的燃烧合成热等静压（SHS-HIP）技术，研制高性能的氮化物陶瓷热电偶保护管（Si3N4-SiC、AlN-TiB2、BN-SiC）。该技术将燃烧合成、过渡液相烧结、热等静压等融为一体，具有成本低廉、合成迅速、产物高温性能优异、适于制造复杂形状陶瓷部件等独特优势。TIG焊活性剂项目介绍活性剂是一种粉末状的物质，专门用于TIG焊(包括手工和自动均可)。在焊接之前涂敷到焊缝的表面。在相同的规范下，可以提高焊接熔深1倍以上，也就是提高焊接生产率1倍以上，而且不需要任何附加的设备，使用普通的TIG焊电源即可。其使用的材料包括：碳钢、不锈钢、铜镍合金、镍基合金、钛合金。用此方法焊接的焊缝，其机械性能指标同普通TIG焊相当，局部指标还优于普通TIG焊。此外，用在钛合金焊接中，还可以消除焊缝中的气孔，提高疲劳性能。该活性剂配方属于自主研制，其效果等同于国外研制的活性剂。活性剂的配制简单、方便。我们已经进行了大量的工艺试验，并已经在工厂中应用。随焊冲击碾压控制焊接应力变形技术项目介绍随焊冲击碾压装置主要由动力源（气锤）、冲击传力杆、冲击碾压轮后座和冲击碾压轮组成。气锤活塞以一定频率（50-100Hz）上下运动，冲击力通过冲击碾压轮后座与冲击碾压轮之间的配合曲面，传递到前后冲击碾压轮，并最终作用到工件上，对焊后尚处于高温状态的焊趾和焊缝区金属施加冲击碾压作用，迫使这部分金属沿着需要的方向发生塑性变形流动，从而达到降低应力、减小变形、防止热裂纹的目的。该技术设备简单小巧，工作稳定可靠，生产效率高成本低；由于冲击频率较高，焊道平整光滑，十分美观；冲击碾压机构本身具有导向功能，改变冲击碾压轮后座和导向夹持叉的曲率半径，冲击碾压机构可以适用于直焊缝和各种曲率半径不同的封闭焊缝；随焊冲击碾压的动力是不连续的脉冲力，尽管瞬时冲击力很大，但平均力和平均功率却很小。该技术已申请国家发明专利，专利名称为“随焊冲击碾压控制焊接应力变形的装置”，专利申请号为：03132581.5。九自由度弧焊机器人系统项目介绍为了满足多种焊接传感器的信息集成要求，克服商用弧焊机器人控制系统“黑箱”结构给智能化研究造成的障碍，实现机器人控制系统向标准化、PC化和智能化方向的发展，以及为焊接柔性加工单元集成技术研究提供硬件平台，研制了具有自主产权的九自由度弧焊机器人系统。该系统由六自由度铰接关节开链式机器人操作机、三自由度变位机、控制器及相应的控制软件系统构成。考虑到机器人柔性焊接加工系统向网络化发展的趋势，控制系统中预留了网络接口。该项目获2002年度国防科学技术进步一等奖和中国高校科学技术一等奖。激光－TIG电弧复合热源焊接技术项目介绍激光－TIG电弧复合热源焊接是将激光束与TIG电弧复合在一起同时作用于熔池,利用激光产生的锁孔效应吸引、压缩和稳定焊接电弧，使得电流密度显著提高，从而建立一种全新的高效热源，是一种高效率、高质量、高适应性的焊接方法，具有熔深大、焊速快、成本低等显著优势，非常适合于薄板高速焊及大厚板的焊接，更适用于铝合金、一些特殊材料或者异种材料的连接。哈工大率先在国内开展激光与电弧复合焊接的研究，研究水平与国外保持同步，激光－TIG复合脉冲协调控制焊接新方法获得了国家发明专利。陶瓷与金属连接技术研究项目介绍陶瓷具有强度高、硬度高、密度低及优良的耐磨损及耐腐蚀、抗氧化等优点。是一种在航空、航天、军工、核能、汽车及刀具等领域很有发展前途的轻质结构材料。在工程上采用连接技术制造陶瓷与金属的复合构件既能发挥陶瓷与金属各自的优良性能，又能降低生产成本。为满足高性能武器装备发展的迫切需要，进行了SiC、Al2O3等陶瓷和金属扩散连接及钎焊技术研究。对SiC陶瓷和金属Cr、V、Ta、Ti、Nb、Ti-Co合金、Ti-Fe合金、Ni-Cr合金及不锈钢的界面反应和连接机理进行了系统研究，确定了上述各接合界面的生成产物（共31种）、晶体结构及晶格常数。首次给出了SiC-Ti、SiC-Cr扩散界面各反应相的形成条件，建立了反应相形成的温度、时间曲线图，为反应相的控制及反应产物预测奠定了基础。系统地研究了SiC与金属（Cr、V、Ti-Co合金、Ti-Fe合金、Ni-Cr合金）的反应及扩散过程，建立了目前最完整的界面反应模型。其中SiC-Cr及SiC-Ti的界面反应模型解决了本领域的一些学术争议问题。对反应相的成长规律进行了分析，给出了13种反应相（或反应层）的成长常数、成长活化能及成长方程式，为研究材料的扩散提供了基础数据。硬质合金木工刀具的焊接技术项目介绍这类产品具有硬度高、耐磨损、使用寿命长，刃口锋利不变形，在使用过程中不需要经常修刀或磨刃，被加工的产品质量精度高等特点，是将取代高速钢刀具同类产品的必然发展趋势。以超长度薄条形硬质合金刀具的焊接为例，是将1000㎜长度以内，1㎜厚度，10㎜宽度的硬质合金刀条，焊接在1000㎜长度，4㎜厚度，30㎜宽度的带状钢质刀板一侧，形成单侧硬质合金刃口的木工刨刀产品。离子束熔-喷新技术项目介绍熔—喷技术主要包括一体化熔-喷专用设备，熔-喷工艺及所适用的系列熔-喷材料。其原理是利用双离子弧，先将被熔-喷的工件表层实现熔化并形成熔池，同时将喷涂粉末材料喷入熔池内，通过双离子弧吹力对熔池进行搅拌作用，促使熔池金属和熔融的喷涂粉末产生均匀混合，最终形成致密而结合强度极高的熔-喷涂层。小型管状药芯焊丝生产设备及制丝技术项目介绍小型管状药芯焊丝生产设备主要用于药芯焊丝产品的生产制造，药芯焊丝主要用于气体保护焊用焊接材料，电弧喷涂用喷涂材料。药芯焊丝产品截面形状，丝皮材料可根据使用要求选用钢、镍、铝、铜等带状金属材料，丝芯材料可根据产品种类按一定比例配制的粉末材料。该设备可生产Φ0.8㎜～Φ3.0㎜规格的各种药芯焊丝，丝长可在2m～100m范围内，可生产各种类型的药芯焊丝，每次最少可制丝0.5㎏，日产量一般为30㎏～50㎏，。制丝设备的工作原理见图2，设备体重800㎏，长2m，制丝速度无级调速，配置自动混料装置，制丝桶及下料装置纳米晶复相稀土永磁粉末研究项目介绍纳米复相稀土永磁材料是第一种理论磁能积达到1000kJ/m3的磁性材料，并且其稀土含量大大低于通常的稀土永磁材料，降低了生产成本，此外稀土永磁相Nd2Fe14B被-Fe相所包围，两相之间存在强烈的磁交换耦合作用，产生剩磁增强效应，极大的提高了剩磁和磁能积。因此成为近年来稀土永磁材料领域研究的热点。为制备具有较好性能的纳米复合Nd-Fe-B永磁材料，利用材料在氢气氛下高能球磨与HDDR法相结合制备纳米复合稀土永磁材料。这种方法可以在室温下机械驱动铸态Nd8Fe86B6合金发生岐化反应，获得纳米晶岐化组织，进而在一定温度下进行脱氢及再结合反应获得纳米晶双相永磁材料。连续纤维增强金属基复合材料包覆挤压工艺项目介绍开发了正向包覆挤压法用于Pb-GF新型复合丝材生产工艺，该工艺具有生产简单，设备要求较低，生产效率较高，产品质量好等特点。同时该种新型包覆挤压工艺具有进一步深化研究的广阔前景，通过改变材料的类型，可以进一步开发出更多的新型长纤维增强材料，如铅碳纤维增强材料、铝玻璃纤维增强材料、铝硼纤维增强材料等一系列长纤维增强材料，这些材料和工艺的应用价值将为金属基长纤维复合材料应用开辟新的途径。钛合金波纹管成形技术项目介绍一种新的钛合金波纹管和波形膨胀节成形新技术。利用钛合金在高温下所具有的超塑性能，用气压胀形和轴向加载的复合超塑成形方法生产钛合金U型波纹管和波形膨胀节。这种方法解决钛合金冷加工性能差，用现有方法不易加工的缺点。所成形的波纹管不仅可与钛制压力容器配合使用，还可在含有腐蚀介质的场合代替不锈钢膨胀节。发明专利公开。主要技术指标适于制造具有超塑性的钛合金U型波纹管和波形膨胀节，公称压力小于2.5MPa,其直径不受限制。汽车结构件内高压成形技术项目介绍为了节约燃料和适应环保法规对废气排放的严格限制，使汽车结构的轻量化显得日益重要。对于轿车，每减轻重量10%，油耗可降低8%－10%，同时减少废气排放量。内高压成形是一种加工空心轻体件的先进工艺方法。其成形原理：通过内部加压和轴向加力补料把管坯压入到模具型腔使其成形。对于轴线为曲线的零件，需要把管坯预弯成接近零件形状，然后加压成形。适用材料有：碳钢、合金钢、不锈钢、铝合金、钛合金、铜合金及镍合金等，原则上适用于冷成形的材料均适用于内高压成形工艺。板材充液拉深工艺及装备项目介绍板材充液拉深是板材冲压的新工艺。它是利用凹模内充填的超高压液体建立起流体润滑及摩擦保持效果，使拉深比显著提高，更有利于复杂曲面零件的成形。国外已有专用充液拉深设备制造厂家，生产系列产品，但价格十分昂贵。我校开发的基于通用液压机的充液拉深装备同样实现了超高液室压力与压边压力的实时闭环控制，不但实用，而且价位明显降低。多元等离子体基离子注入混合及多层复合膜技术项目介绍多元等离子体基离子注入混合及多层复合膜技术是在哈尔滨工业大学最新研制的新一代表面改性设备DLZ-01型等离子体表面改性装置上开发出来的最新表面改性技术，它综合了目前流行的多种利用等离子体方法进行表面改性的先进技术，将磁控溅射离子镀、多弧离子镀及全方位离子注入技术结合在一起，形成一种新型的等离子体基表面改性技术。此技术已获得国家发明专利。该装置可以根据表面工程技术的具体要求，在不破坏真空的情况下，单独或同时进行离子镀或离子混合注入，如磁控溅射离子镀、多弧离子镀、全方位离子注入、等离子体化学热处理、高压脉冲辉光放电处理等。该技术可以对复杂结构零件、精密零件、传动件、各种滚动轴承、滑动接触件、工具、模具、量具等进行批量处理，获得满足表面工程技术要求的耐磨、耐蚀、减摩或梯度要求的表面改性层。适用于钢铁材料、铝合金、钛合金、高温合金、无磁合金及其它非金属材料的耐腐蚀性和耐磨性等。多功能等离子体表面改性装置项目介绍多功能等离子体表面改性装置是哈尔滨工业大学最新研制的新一代表面改性设备，它综合了目前流行的多种利用等离子体方法进行表面改性的先进技术，将磁控溅射离子镀、多弧离子镀及全方位离子注入技术结合在一起，形成一种新型的等离子体基表面改性技术。已获得国家发明专利（见附件）。该装置可以根据表面工程技术的具体要求，在不破坏真空的情况下单独或同时进行离子镀或离子混合注入，如磁控溅射离子镀、多弧离子镀、全方位离子注入、等离子体化学热处理、高压脉冲辉光放电处理等。利用此装置可获得具有低温（可以小于150℃）、尺寸精度高、结合力好的表面改性工艺，制取诸如单质金属膜如Ti、Cr、Ni、Pt等；化合物膜如TiN、TiC、CrN等；单一元素离子注入如N、C、B等，多种元素同时注入如Ti、N、C等；并可以制取DLC膜、多层膜或梯度膜等。获得的表面改性层既具有普通离子镀的优点，也具有多束混合技术或离子注入等的优点。该装置可以对复杂结构零件、精密零件、传动件、工具、模具、量具等进行批量处理，获得满足表面工程技术要求的耐磨、耐蚀、减摩或梯度要求的表面改性层。电子封装用铝基复合材料项目介绍电子封装用铝基复合材料主要包括SiCp/Al、AlNp/Al和Sip/Al等复合材料。采用专利挤压铸造方法制备，该工艺成本低、设备投资少、制成的材料致密度高，且对增强体和基体合金几乎没有选择，便于进行材料设计。研究所拥有多项发明专利，技术成熟，并具有独立开发新型材料的能力。本电子封装材料具有低膨胀、高导热、机械强度高等优点，可以与Si、GaAs或陶瓷基片等材料保持热匹配。与目前常用的W/Cu、Mo/Cu复合材料相比，导热性、热膨胀性能相当，但成本更低、质量轻，应用于微波器件、高性能、电力电子模块等多种电子（或光电子）器件封装中，对降低成本、减轻重量会起到积极的作用。此类材料的需求颇为巨大，市场前景广阔。管道机器人技术项目介绍哈尔滨工业大学机械设计系特种机器人技术与控制研究室在邓宗全教授的领导下，率先在国内开展了智能管道机器人技术的研究工作，先后得到国家自然科学基金和国家“863”计划的资助