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“摔不碎”的高可靠性多功能陶瓷材料项目
发布时间: 2023-10-28 浏览量:34
  • 交易方式:面议
  • 联系电话:
  • 单位名称或姓名:哈尔滨科技大市场
  • 产业领域:新材料
  • 成果类型:
项目基本情况Basic information of the project

陶瓷材料较高分子材料、金属材料而言,有着更优异的耐高温、抗腐蚀、耐磨、抗菌等性能,因此在具有极端环境的应用场景中存在极大的优势,其使用寿命长且期间内性能稳定,然而目前的陶瓷存在易碎的致命缺陷,使用的可靠性不高,限制了其广泛的应用。 项目组通过材料成分设计及工艺原创,低成本制备出 “摔不碎”的陶瓷材料(非纤维增韧):从2米高处跌落在大理石上不会破坏;而且该抗摔陶瓷材料能够同时满足耐腐蚀、抗菌、耐磨损、轻质、高强度、耐高温、优异透波以及的抗热冲击性能等多种功能要求,在航空航天耐高温材料、冶金工业耐高温陶瓷以及日用陶瓷领域均具有十分巨大的应用前景,市场规模巨大。采用本项目相关技术产品替代现有的陶瓷产品,不仅提高了产品的综合性能,还大幅提高了其使用的可靠性。 本项目来源于自主研发的新材料,相关技术已获得专利授权,已设立企业拟专门提供相关产品。目前,本项目已具备生产大尺寸复杂结构陶瓷构件的能力,可以小批量提供材料和产品,相关产品已得到应用验证,使用效果十分优异。 股权融资:融资额度1000万元,可出让10%股权,技术持有方将提供技术、部分检测和生产设备、现金等方式与投资方合作建厂,共同进行产业化推广。 公司设立第一年将以租赁厂房的方式组织生产,先期资金主要用于场地租赁、生产设备和检测设备的采购,原材料储备、市场销售、人员工资及流动资金等方面;待市场成熟后再依据需求与股东商议是否投资建厂。

管理团队与技术团队Management team and technical team

本项目技术骨干来自于哈尔滨工业大学,现核心技术骨干为2名教授及4名博士研究生,均以先进陶瓷材料为专业研究方向。 项目及技术负责人:刘强,哈尔滨工业大学教授/博导,毕业于哈尔滨工业大学,工学博士,研究方向是极端环境应用陶瓷材料,围绕航天飞行器用结构陶瓷的轻量化、综合性能优化、高可靠性及工程化应用展开研究。主持国家自然科学基金及其它项目10余项,作为主要完成人参与了国家某重大专项基础研究、863计划、国家重点研发计划及横向等项目。相关成果获得国家科学技术发明二等奖1项、省部级技术发明一等奖2项、省部级二等奖2项。此外,发表SCI论文55篇,已授权发明专利28项,完成了高可靠性多功能陶瓷材料的开发,相关成果已得到工程应用,实现了大尺寸(长1000mm级)薄壁构件(3mm级)的批量可靠制备及工程化能力。

研究与开发Research and development

本项目突出特点是存在高的技术壁垒、可生产附加值较高的产品。主要优势体现在以下方面:可实现满足米级大尺寸陶瓷产品的低成本制备且抗摔性能优异。材料稳定性高,在极低温到1700℃均具有良好的使用稳定性;抗热冲击能力强,满足高低温往复交替使用要求;密度低、强度高,产品壁厚可小于3mm;可实现大尺寸复杂结构产品的低成本制备,具备良好的机械加工性能;所制备的陶瓷材料和产品具有优异的“抗摔能力”,使用可靠性高。这些技术优势使得相关产品在航天用耐高温透波天线罩、冶金工业中金属输液管等典型产品应用中具有突出优势。且可通过原材料设计,使陶瓷产品具有抗菌性能,作为日用陶瓷使用可提高生活健康水平。 项目团队近年来主要专注于高可靠性极端环境应用陶瓷的开发工作,掌握了高可靠性耐高温透波材料制备、耐高温陶瓷绝缘材料制备等核心技术,关键技术已经实现小批量生产。所涉及的技术经过大量的工程项目验证,已经走向成熟,已具备产业化推广条件。目前已申请了与本项目相关的专利3项,其中发明专利3项,全部关键技术均拥有核心知识产权。 本项目的开发和工程化实践均在已设立的企业运行,为保证项目产品技术的长期稳定和团队持续研发能力,还与哈尔滨工业大学特种陶瓷研究所、空间环境材料行为与评价技术国家级重点实验室、先进结构功能一体化材料与绿色制造技术”工业和信息化部重点实验室等建立了紧密的合作关系。

行业与市场Industry and market

陶瓷材料具有许多十分优异的性能,如耐高温、耐腐蚀、高强度以及抗菌等,但其十分易碎,使得陶瓷制品在使用过程中往往由于碰撞和摔落产生损伤甚至破坏。使用的可靠性不足,限制了其广泛的使用,因此,提高陶瓷材料的抗摔能力和使用可靠性一直是陶瓷材料研究及陶瓷产品生产中的重点关注问题,也是一个难题。可以说,制备出“摔不碎”的陶瓷一直是材料科学家的梦想之一。 目前,仅有纤维增韧的陶瓷这一类陶瓷材料才具有良好的抗摔能力,由于陶瓷纤维高温性能稳定性不足,为避免纤维经高温处理时受到损伤,该类材料限于采用前驱体浸渍裂解或者化学气相沉积等工艺,然而受前驱体原材料及陶瓷纤维种类少等限制,能生产的品类少;而且对制备工艺要求高,制备成本高、周期长,不适宜于大规模生产,也难以得到广泛的应用。除了纤维增韧的陶瓷材料之外,还未实现商品化的抗摔陶瓷及其器件的制备。与纤维增韧陶瓷材料制备工艺不同,目前大批量产业化的陶瓷制品常采用陶瓷粉体为原料,经过粉末成型后再烧结的工艺,该工艺流程相对成熟,制备成本较低、周期短,适宜于大规模生产,如果能够采用类似的传统工艺流程制备出抗摔能力高的陶瓷材料,可实现其低成本、高效率、批量化制备。若能够低成本、高效率、批量化制备出抗摔能力接近纤维增韧的陶瓷材料,替代常用的易碎陶瓷,将大大提高陶瓷产品的使用可靠性,可为航空航天领域、冶金工业领域及生活领域中的使用的陶瓷材料提高使用可靠性,具有十分巨大的应用价值和社会、经济效益。 例如,所制备的抗损伤陶瓷材料十分适合作为耐高温透波材料。由于具有突出的技术优势:耐热温度高,抗热冲击性能好;材料密度低、强度高,可实现构件轻量化设计,减重20~60%;透波性能、力学性能可根据设计可调;可近净成型制备大尺寸薄壁复杂构件,降低成本;此外,由于材料抗损伤能力的提高,使得其使用的可靠性高。综合性能指标十分优异,尤其是耐热温度、抗热冲击性能等性能指标,这些优势使得其在高超声速飞行器天线罩方面具有十分突出的应用潜力。本项目制备的新型超轻质抗损伤透波陶瓷与现役的耐高温透波材料相比,具有突出的性能优势:与现役的石英基材料相比,耐热温度提高500℃以上,设计壁厚可小于3mm,可实现减重20~60%;与现有的致密氮化硅基材料相比,耐热温度提高300℃以上,密度降低50%以上,此外,抗热冲击及抗烧蚀性能十分优异。 公司成立后,先期将采用定制生产模式向航空航天等重点领域用户进行销售;根据生产力情况再选择向冶金工业领域及高端民用陶瓷领域进行拓展,进行市场的深度开发,同时向其他领域拓展。

效益分析Benefit analysis

本项目产品前期已在实验室小批量生产,独立建厂后第一年年净利润可达300万元,第二年年净利润可达600万元;第三年年净利润可达1000万元以上。

成果推荐Result recommendation