沈阳工业大学科技成果——钕铁硼稀土永磁节电型自动起重电磁铁
211247579_磁性FeNi@C
第４５卷第３期２０２３年５月沈 阳 工 业 大 学 学 报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ ４５Ｎｏ ３Ｍａｙ２０２３收稿日期：２０２２－０１－２８．基金项目：辽宁省沈阳材料科学国家研究中心联合研发基金项目（２０１９ＪＨ３／３０１０００１９）．作者简介：李志杰（１９６３－），男，辽宁沈阳人，教授，博士，主要从事纳米材料制备、应用及磁性材料等方面的研究．ｄｏｉ：１０．７６８８／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１６４６．２０２３．０３．０８磁性ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ纳米颗粒制备及除油应用李志杰，王福春，王馨月，张超超，刘泰奇（沈阳工业大学理学院，沈阳１１０８７０）摘 要：为了处理港口码头薄油膜污染，在氩／氢气氛下利用电弧法制备Ｆｅ０ ６４Ｎｉ０ ３６为主相的合金纳米产物，采用水热法和高温碳化法制备碳包覆的核壳磁性ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒．对合金粒子以及碳包覆后的复合纳米颗粒进行表征及性能检测．结果表明：ＦｅＮｉ合金纳米粒子呈球状，５００℃下制得的粒子饱和磁化强度最高，可以达到１０１ ０９Ａ·ｍ２／ｋｇ，比常温下制备的粒子提升１６ ０％．利用ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒对煤油、柴油与机油的除油能力分别为３ １８、３ ４３和３ ４６ｇ／ｇ，表明ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒具有良好除油性能．关 键 词：ＦｅＮｉ合金纳米粒子；ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒；电弧法；磁性能；水热法；高温碳化法；包覆；除油中图分类号：ＴＭ２７１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－１６４６（２０２３）０３－０２８４－０７ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｇｒｅａｓｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍａｇｎｅｔｉｃＦｅＮｉ＠Ｃ／ＣｕｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓＬＩＺｈｉ ｊｉｅ，ＷＡＮＧＦｕ ｃｈｕｎ，ＷＡＮＧＸｉｎ ｙｕｅ，ＺＨＡＮＧＣｈａｏ ｃｈａｏ，ＬＩＵＴａｉ ｑｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｄｅａｌｗｉｔｈｔｈｅｐｏｌｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｈｉｎｏｉｌｆｉｌｍｏｆｐｏｒｔｔｅｒｍｉｎａｌ，ａｎｅｌｅｃｔｒｉｃａｒｃｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄｔｏｐｒｅｐａｒｅａｌｌｏｙｎａｎｏｐｏｗｄｅｒｐｒｏｄｕｃｔｓｗｉｔｈＦｅ０ ６４Ｎｉ０ ３６ａｓｔｈｅｍａｉｎｐｈａｓｅｉｎａｎａｒｇｏｎ／ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ．Ｔｈｅｃｏｒｅ ｓｈｅｌｌｍａｇｎｅｔｉｃＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕｃｏｍｐｏｓｉｔｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌａｎｄｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ．Ａｌｌｏｙｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄｃａｒｂｏｎ ｃｏａｔｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄａｎｄｔｈｅｉｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＦｅＮｉａｌｌｏｙｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓａｒｅｏｆｓｐｈｅｒｉｃａｌｓｈａｐｅ．Ｔｈｅｓａｔｕｒａｔｅｄｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｐｒｅｐａｒｅｄａｔ５００℃ｉｓｏｆｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｖａｌｕｅ，ｒｅａｃｈｉｎｇ１０１ ０９Ａ·ｍ２／ｋｇ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｒｅａｓｅｓｂｙ１６ ０％ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｐｒｅｐａｒｅｄａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．ＴｈｅＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕｃｏｍｐｏｓｉｔｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓａｒｅｔｅｓｔｅｄｆｏｒｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｋｅｒｏｓｅｎｅ，ｄｉｅｓｅｌａｎｄｅｎｇｉｎｅｏｉｌ，ａｎｄｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｉｅｓａｒｅ３ １８ｇ／ｇ，３ ４３ｇ／ｇａｎｄ３ ４６ｇ／ｇ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈａｔｔｈｅＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕｃｏｍｐｏｓｉｔｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｈａｖｅｇｏｏｄｄｅｇｒｅａｓｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＦｅＮｉａｌｌｏｙｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ；ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕｃｏｍｐｏｓｉｔｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ；ｅｌｅｃｔｒｉｃａｒｃｍｅｔｈｏｄ；ｍａｇｎｅｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｍｅｔｈｏｄ；ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ；ｃｏａｔｉｎｇ；ｄｅｇｒｅａｓｉｎｇ 随着全球经济化的不断发展进步，海运作为世界贸易运输中最有效、也是最安全的运输方式，承担了世界远程运送大宗货物总量近９０％的运送任务［１］．各类船舶在港口、码头装卸以及清洗机器过程中会产生煤油、柴油、机油等轻油污染，并在近海岸海面上形成薄油膜．油膜和海水混成一体，气味难闻，且挥发速率极低，会对水中生物产生恶劣影响［２］．油膜可直接通过皮肤黏膜接触和呼吸等途径侵入人体，若油膜粘附鸟类羽毛则会影响其正常觅食［３］；油膜若由土壤渗入到地下则会污染地下水质，威胁人类健康［４］．因此，开发出具有亲油性良好、密度小、无毒可回收的材料去Copyright ©博看网. All Rights Reserved.处理港口码头薄油膜污染问题已经刻不容缓．ＦｅＮｉ合金纳米粉体具有较好的物理特性和较高的化学稳定性，在磁性［５］、吸波［６］和催化性能［７］等方面受到广泛关注．利用具有高磁性的ＦｅＮｉ合金纳米粉体进行海面油污处理将更利于磁场捕集．然而，合金粒子本身密度大且对油的吸附能力不强，为了降低粒子密度并提高纳米粉体对油的吸附性能，通过无机或有机材料［８］对粉体表面修饰并形成核壳型结构纳米粒子是一种有效途径．Ｌｉ等［９］利用葡萄糖、硝酸铜和Ｆｅ３Ｏ４纳米颗粒合成了Ｆｅ３Ｏ４＠Ｃ＠Ｃｕ２Ｏ复合颗粒，用于去除水中污染物．Ａｂｄｅｌｗａｈａｂ等［１０］利用葡萄糖、聚苯胺等试剂，采用乳液聚合法制备出具有良好亲水性和分散性的核壳结构ＰＡＮＩ／Ｆｅ３Ｏ４／Ｃ纳米复合材料，且能够达到去除海面柴油的目的．通过葡萄糖提供碳源实现碳包覆磁性材料，体现出碳壳的高稳定性，能够更好屏蔽偶极子相互作用并促进其与金属离子之间的相互作用［２］，同时碳壳易于引入含氧官能团，对吸油性能的提升起到良好的增益效果．Ｌｉｕ［１１］利用葡萄糖、碱式碳酸铜包覆Ｆｅ３Ｏ４制备Ｆｅ３Ｏ４＠Ｃ／Ｃｕ复合材料用于处理水面浮油，采用葡萄糖提供碳源可做到漂浮处理水面浮油且无二次污染，但以Ｆｅ３Ｏ４作为内核材料磁性能较低，不利于更好的回收．基于核壳结构磁性复合纳米粒子的优异性能，选择具有高饱和磁化强度的ＦｅＮｉ合金作为内核，可以有效提高包覆后吸油颗粒的饱和磁化强度，更好地提高颗粒的磁性回收．本文在氩气、氢气混合气氛下利用电弧法制备出颗粒均匀的ＦｅＮｉ合金纳米粒子，并探究不同温度下制得纳米粒子的磁性能；采用水热法和高温碳化法并以葡萄糖提供碳源，选用碱式碳酸铜为催化剂，制备包覆碳层的核壳磁性ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒，所得纳米颗粒具有密度小、磁性强、无二次污染、除油性能优异等特性，可用作清理水面浮油．１ 材料与方法１ １ 试验原料与设备试验原料包括Ｆｅ棒（纯度９９ ９％）、Ｎｉ棒（纯度９９ ９％）、氢气（纯度９９ ９９％）、氩气（纯度９９ ９９％）、钨棒（９９ ９９％）、去离子水、葡萄糖（Ｃ６Ｈ１２Ｏ６）、乙醇（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）、柠檬酸（Ｃ６Ｈ８Ｏ７）、司班 ６０（Ｃ２４Ｈ４６Ｏ６）、碳酸铜（ＣｕＣＯ３·Ｃｕ（ＯＨ）２·Ｈ２Ｏ）和正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）等．主要试验设备包括真空熔炼设备（ＶＳＤ ４５０）、电弧等离子体粉体制备装置（ＶＺＤ ４００）、搅拌器（ＪＪ １Ｂ）、水浴锅（ＨＨ １）、真空干燥箱（ＤＺＦ ６０５０）、管式烧结炉（ＳＧ ＧＬ１４００）、Ｘ射线衍射仪（ＭｉｎｉＦｌｅｘ６００）、拉曼光谱分析仪（ＪｏｂｉｎＹｖｏｎＬａｂＲａｍＨＲ８００）、傅里叶变换光谱仪（ＩＲ ｐｒｅｓｔｉｇｅ２１）、热场扫描电镜（ＧｅｍｉｎｉＳＥＭ３００）、透射电子显微镜（ＥＩＴｅｃｎａｉＧ２Ｆ３０）和振动样品磁强计（ＢＫＴ ４５００Ｚ）等．１ ２ 样品制备１ ２ １ ＦｅＮｉ合金纳米粉体制备将Ｆｅ棒、Ｎｉ棒按照１∶１原子比于纯氩气状态下熔炼成总质量为２５ｇ的ＦｅＮｉ合金锭．将熔炼后的合金块体经抛光去除表面氧化膜后放于电弧设备铜底座上作为阳极，将钨棒作为阴极．将电弧设备工作腔抽至一定真空态，通入反应气体氩气和氢气，控制工作腔内加热套升温至指定温度，启动电弧电源开始起弧．起弧后调节电流并调整钨针位置直至弧形平稳．起弧完成后关闭加热套升温系统，静置２ｈ后将腔体重新充入氩气和少量氧气进行钝化，反应１２ｈ后收集钝化后的纳米粉体产物．１ ２ ２ ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米粉体制备在６０℃水浴加热条件下将浓度为０ １ｍｏｌ／Ｌ的柠檬酸溶液置于烧杯中，称取定量ＦｅＮｉ合金纳米粉体放入溶液后，在６０℃水浴加热条件下搅拌１０ｍｉｎ．此外，制备一定量的饱和葡萄糖溶液并倒入上述烧杯中，水浴加热搅拌１０ｍｉｎ．再称取一定量的司班 ６０和碱式碳酸铜分别作为分散剂和催化剂放入上述复合溶液中并搅拌２ｈ．取出样品后真空干燥，研磨大颗粒并利用１５０目筛网进行过滤．将过滤后的粉末在４５０℃管式炉中进行加热，加热时需要通入氮气保护气体．将烧结后的粉末样品研磨后利用蒸馏水和乙醇清洗数遍，干燥后即可得到最终粉末样品．２ 结果与分析２ １ ＦｅＮｉ合金纳米粒子的表征图１为在不同温度条件下制得的样品粉体的ＸＲＤ图谱．图１ａ中４０°～８０°范围内存在三个明显衍射峰，峰强度较高且峰形较平滑，说明产物结晶度较高．利用Ｓｃｈｅｒｒｅｒ公式计算晶粒尺寸约为３６ｎｍ．对照ＰＤＦ卡片，发现衍射峰与Ｆｅ０ ６４Ｎｉ０ ３６（ＰＤＦ＃４７ １４０５）相符，呈面心立方结构，衍射峰在４３ ７４°、５０ ９０°和７４ ９０°处可以分别指化为Ｆｅ０ ６４Ｎｉ０ ３６的（１１１）、（２００）和（２２０）晶面衍射峰．由图１ｂ可知，５８２第３期 李志杰，等：磁性ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ纳米颗粒制备及除油应用Copyright ©博看网. All Rights Reserved.当加热温度为３００℃和５００℃时，衍射峰位置未改变，但峰型存在宽化现象，说明颗粒样品平均粒径逐渐减小［１２］，利用Ｓｃｈｅｒｒｅｒ公式计算可知，随着反应温度的升高（常温到５００℃），晶粒尺寸分别为３０ ７、２８ ５、１７ ４ｎｍ，这与由分析图谱得到的结论相符．当反应温度为８００℃时，图谱中除了具有Ｆｅ０ ６４Ｎｉ０ ３６衍射峰外，在４４ ８３°、６５ １８°和８２ ３５°附近还存在其他物相的衍射峰，经过对比发现另外三个衍射峰与体心立方结构ＦｅＮｉ（ＰＤＦ＃０３１０４９）的（１１０）、（２００）和（２１１）晶面衍射峰相吻合，说明８００℃下电弧产生的合金样品形成了新的合金相．图１ ＦｅＮｉ合金纳米粒子的ＸＲＤ图谱Ｆｉｇ １ ＸＲＤｓｐｅｃｔｒａｏｆＦｅＮｉａｌｌｏｙｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ图２为常温条件下制得的ＦｅＮｉ合金纳米粒子的ＳＥＭ图像．由图２可见，样品中少数颗粒粒径较大，其余颗粒尺寸约为２０～５０ｎｍ，粒径均匀，呈球状．纳米颗粒独有的尺寸效应以及ＦｅＮｉ合金颗粒的高饱和磁化强度促使粒子间相互吸附形成如图２所示的链状结构．２ ２ ＦｅＮｉ合金纳米粒子的磁性能图３为不同温度条件下制备得到的ＦｅＮｉ合金纳米粒子的ＶＳＭ图．常温下样品饱和磁化强度Ｍ为８７ １８Ａ·ｍ２／ｋｇ．当温度升至３００℃时，饱图２ ＦｅＮｉ合金纳米粒子的ＳＥＭ图像Ｆｉｇ ２ ＳＥＭｉｍａｇｅｏｆＦｅＮｉａｌｌｏｙｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ和磁化强度增至９５ ６８Ａ·ｍ２／ｋｇ，５００℃时饱和磁化强度达到最高值１０１ ０９Ａ·ｍ２／ｋｇ，涨幅分别为９ ７％和１６ ０％．由图１ｂ可知，（２００）晶面衍射峰为易磁化峰，当温度升高时，样品产物衍射峰强度降低，通过计算可知，（２００）与（１１１）晶面衍射强度比值增大，说明升高一定温度后粉体饱和磁化强度增大．当加热到８００℃时，饱和磁化强度降低至７０ ３５Ａ·ｍ２／ｋｇ，降幅约为１９ ３％，这是由于样品中析出了ＦｅＮｉ合金相，促使样品富Ｆｅ合金中的Ｆｅ０ ６４Ｎｉ０ ３６合金相一部分转化成ＦｅＮｉ合金相，Ｆｅ含量减少［１３］，同时说明合金相结构的改变会改变合金性能［１４］．常温下制得样品的矫顽力Ｈ为３ ０８Ａ／ｍ，３００℃与５００℃下制得的纳米粒子矫顽力分别降低为２ ５６、２ ８５Ａ／ｍ，８００℃下制得的纳米粒子矫顽力增大到３ ４０Ａ／ｍ，因为材料的矫顽力与其晶粒大小和饱和磁化强度有关，其变化遵循１／（ＭｓＤ）规律［１２］，结合ＸＲＤ中计算出的不同温度ＦｅＮｉ合金的粒径大小以及饱和磁化强度数据可以发现，合金的晶粒大小相差不大，在３００℃与５００℃条件下制得的纳米合金粉末的饱和磁化强度增大明显，因此，样品的矫顽力下降明显，在８００℃制得样品的矫顽力产生增大现象．可见，温度对纳米粒子磁性能具有很大影响．图３ ＦｅＮｉ合金纳米粒子的ＶＳＭ图Ｆｉｇ ３ ＶＳＭｄｉａｇｒａｍｏｆＦｅＮｉａｌｌｏｙｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ６８２沈 阳 工 业 大 学 学 报 第４５卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.２ ３ ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒的性能表征利用Ｘ射线衍射仪对ＦｅＮｉ与ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒进行物相分析，结果如图４所示．对比碳包覆与未包覆纳米颗粒的衍射峰强度可知，包覆后衍射峰变弱，表明随着非晶体数量的增加，晶体化程度呈现降低趋势［１５］．将１５°～３５°区间衍射峰图放大后发现，ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ样品在２０°～３０°区间存在不定型石墨波，说明ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒被无定型碳层包覆［２］．（１１１）、（２００）、（２２０）等晶面处衍射峰的位置未改变，也未发现其他衍射峰，说明无定型碳层对样品粒子晶型影响较小，样品仍然为面心立方晶相．由于样品中铜含量较少，故未发现铜峰，也未检测出氧化物或碳化物的衍射峰，说明测试样品晶体成分单一，不存在其他杂相．图４ ＦｅＮｉ与ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒的ＸＲＤ图谱Ｆｉｇ ４ ＸＲＤｓｐｅｃｔｒａｏｆＦｅＮｉａｎｄＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕｃｏｍｐｏｓｉｔｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ图５为ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒的ＳＥＭ和ＴＥＭ图像．由图５ａ可见，ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒具有良好的分散性和均匀分布的粒径并呈现近似球体形态，与包覆前差距不大，一些小颗粒为在葡萄糖碳化后附着于ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒表面的司班 ６０或碳聚合物［２］．图５ａ中包覆后颗粒表面粗糙，会增加吸油效率，有利于样品除油应用．由图５ｂ可见，内核颗粒颜色较深的物质为ＦｅＮｉ合金纳米粒子，其核心晶格间距为０ １７７ｎｍ，与Ｆｅ０ ６４Ｎｉ０ ３６（ＰＤＦ＃４７ １４０５）面间距一致．外层颜色较浅的物质为厚约１０ｎｍ的碳层，可见碳呈非晶态．图６为ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒的拉曼光谱．ＩＤ／ＩＧ值（峰强比）越小，碳有序度越高［１６］．ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒具有两个明显特征峰，Ｄ峰位于１３６５ ７ｃｍ－１处，具有高强度和大宽度，图５ ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒的ＳＥＭ和ＴＥＭ图像Ｆｉｇ ５ ＳＥＭａｎｄＴＥＭｉｍａｇｅｓｏｆＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕｃｏｍｐｏｓｉｔｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ这归因于石墨原子层中质量畸变引起的声子约束效应［１１］．另一个峰位于１５９１ １ｃｍ－１处，可以归因于弯曲石墨层的应变和不均匀性，也说明颗粒表面含有大量Ｃ—Ｃ、Ｃ＝＝Ｃ和Ｃ≡≡Ｃ键，这些官能团对油的吸附起到促进效果［２］．通过拉曼光谱计算可知，ＩＤ／ＩＧ为０ ８５８（小于１），说明产物中的碳相对有序．图６ ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒的拉曼光谱Ｆｉｇ ６ ＲａｍａｎｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕｃｏｍｐｏｓｉｔｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ图７为ＦｅＮｉ与ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒的傅里叶红外光谱．ＦｅＮｉ合金纳米粒子在１６３７ｃｍ－１与３４３７ｃｍ－１处具有两个明显的衍射峰．ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒在２３５８ｃｍ－１处具有振动峰，这是７８２第３期 李志杰，等：磁性ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ纳米颗粒制备及除油应用Copyright ©博看网. All Rights Reserved.由Ｃ≡≡Ｃ键的振动引起的，说明ＦｅＮｉ合金纳米颗粒表面在经过高温处理时存在利于碳化的官能团，这主要是受到炔烃中氢原子的影响，在高温处理过程中金属取代炔中活泼的氢原子并以新的炔化物形式存在［１７］．ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒在１５１３ｃｍ－１处的衍射峰对应Ｃ＝＝Ｃ键的振动，说明葡萄糖发生碳化．１０２４ｃｍ－１附近衍射峰的形成归因于一些醇的残留［１１］．图７ ＦｅＮｉ与ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒的ＦＴＩＲ光谱Ｆｉｇ ７ ＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆＦｅＮｉａｎｄＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕｃｏｍｐｏｓｉｔｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ２ ４ ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒的磁性能选取具有高饱和磁化强度的样品进行包覆试验，对复合颗粒进行磁性能测试，结果如图８所示．由图８可见，粉体磁性能下降，常温下制得样品的饱和磁化强度下降至６９ ２４Ａ·ｍ２／ｋｇ，为包覆前的７９ ４２％．５００℃下制得的ＦｅＮｉ纳米粒子包覆后饱和磁化强度下降至６７ ７９Ａ·ｍ２／ｋｇ，这是由无定形碳壳的单位质量能够提供较小的磁力矩造成的［１１］．常温下制得的ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒剩磁从８ ４８Ａ·ｍ２／ｋｇ降至６ ０１Ａ·ｍ２／ｋｇ，仅下降了２９ １％，表明复合纳米颗粒仍然具有强烈的磁响应．内禀矫顽力从３ ０８Ａ／ｍ降低到２ ４１Ａ／ｍ，表明复合纳米颗粒的各向异性在制备过程中有所削减．此外，５００℃下制得的ＦｅＮｉ纳米粒子内禀矫顽力从２８５Ａ／ｍ降低到２ ４０Ａ／ｍ．磁性会直接影响纳米粒子的除油性能，磁性纳米粒子与油滴粒子具有一定絮凝力，矫顽力与高饱和磁化强度使得复合纳米颗粒周围磁场呈阶梯形式快速升高［２］，从而对油滴分子的磁力作用有所提高，因而更有助于对油分子进行吸附．不同温度条件下制得的ＦｅＮｉ合金纳米粒子在碳包覆后得到的复合纳米颗粒磁性无太大差别，均具有良好的除油性能．图８ ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒的ＶＳＭ图Ｆｉｇ ８ ＶＳＭｄｉａｇｒａｍｏｆＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕｃｏｍｐｏｓｉｔｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ３ ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒的除油应用 为了探究样品漂浮性与磁性回收情况，将ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒放置于水面上，利用玻璃棒搅拌后采用钕铁硼块体吸附颗粒，结果如图９所示．首先利用表面皿盛装适量水，将ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒撒在水面上，颗粒在水面分散性能较好，且颗粒能漂浮于水面．之后利用玻璃棒搅拌，样品不下沉且未粘连玻璃棒，说明ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒表面能很低，利于其吸附油污．然后将钕铁硼块体置于表面皿一侧，复合纳米颗粒很快被吸附聚集，水面澄清且不残留粉体，说明ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒磁性强，具有很强的磁响应．图９ ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒水面静置与回收Ｆｉｇ ９ ＲｅｓｔｉｎｇａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕｃｏｍｐｏｓｉｔｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｏｎｗａｔｅｒｓｕｒｆａｃｅ８８２沈 阳 工 业 大 学 学 报 第４５卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.为了便于观察，将选取的柴油、煤油、机油等试验油品利用苏丹Ⅲ染色，其中ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒吸附柴油过程如图１０所示．先将一定量染色柴油滴于水面（见图１０ａ），添加一定量的除油颗粒后，油层会被快速打散并分成碎片（见图１０ｂ），同时柴油逐渐聚集在颗粒周围并被颗粒迅速吸收．将钕铁硼块体置于表面皿一侧时，吸附了柴油的磁性颗粒迅速聚集在块体周围（见图１０ｃ）．最后，将钕铁硼块体与吸附柴油的颗粒收集，可以得到清澈水面（见图１０ｄ）．在油吸附测量试验中，将０ ７ｇ柴油和０ ２ｇ吸油颗粒放入水中，除油率为９８％，柴油吸附效率为３ ４３ｇ／ｇ．在相同条件下，煤油和机油的吸附效率（除油能力）分别为３ １８ｇ／ｇ和３ ４６ｇ／ｇ．这些结果表明ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒具有良好的除油性能．图１０ ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒的除油过程Ｆｉｇ １０ ＤｅｇｒｅａｓｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕｃｏｍｐｏｓｉｔｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ４ 结 论采用水热法和高温碳化法，利用葡萄糖包覆ＦｅＮｉ合金纳米粒子，制备得到用于处理水面薄油膜的新型材料ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒．利用电弧法制备的ＦｅＮｉ合金纳米粒子５００℃下饱和磁化强度最高值为１０１ ０９Ａ·ｍ２／ｋｇ．采用葡萄糖包覆得到的核壳结构ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒具有良好的磁性能，利于吸油后粉体的回收．由于复合颗粒密度小能够漂浮于水面，可有效处理水面薄油层．利用复合颗粒对煤油、柴油和机油进行吸油试验，除油能力分别为３ １８、３ ４３和３ ４６ｇ／ｇ，吸附性强且吸油速度较快．因此，ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ复合纳米颗粒可以有效去除水面薄油膜，有望在港口或其他海洋环境中发挥重要作用．参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］智峤生．海上能源运输对全球航运市场的影响［Ｊ］．中国储运，２０２１（１０）：１９６－１９７．（ＺＨＩＱｉａｏ ｓｈｅｎｇ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍａｒｉｔｉｍｅｅｎｅｒｇｙｔｒａｎｓ ｐｏｒｔａｔｉｏｎｏｎｇｌｏｂａｌｓｈｉｐｐｉｎｇｍａｒｋｅｔ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＳｔｏｒａｇｅ＆Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ，２０２１（１０）：１９６－１９７．）［２］刘泰奇．用于海面除油的碳包覆磁性漂浮纳米颗粒的应用研究［Ｄ］．沈阳：沈阳工业大学，２０１９．（ＬＩＵＴａｉ ｑｉ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｃａｒｂｏｎ ｃｏａｔｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｏａｔｉｎｇｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｆｏｒｓｅａｓｕｒｆａｃｅｄｅｏｉｌｉｎｇ［Ｄ］．Ｓｈｅｎｙａｎｇ：ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９．）［３］周亚蕊．海带质基光催化剂的制备及其吸附降解海面油污性能研究［Ｄ］．舟山：浙江海洋大学，２０１９．（ＺＨＯＵＹａ ｒｕｉ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｓｅａｗｅｅｄ ｂａｓｅｄｐｈｏｔｏ ｃａｔａｌｙｓｔｓａｎｄｉｔｓａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｐｈｏｔｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎａｂｉｌｉ ｔｙｏｎｓｅａｓｕｒｆａｃｅｏｉｌ［Ｄ］．Ｚｈｏｕｓｈａｎ：ＺｈｅｊｉａｎｇＯｃｅａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１９．）［４］郭峰．石油污染治理技术综述［Ｊ］．化工管理，２０２１（１９）：５１－５３．（ＧＵＯＦｅｎｇ．Ｒｅｖｉｅｗｏｆｏｉｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏ ｇｙ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｔｅｒｐｒｉｓｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，２０２１（１９）：５１－５３．）［５］ＳｒａｋａｅｗＮ．ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎｄｍａｇｎｅｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＦｅｘＮｉ１００ ｘａｌｌｏｙｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｕｓｉｎｇＡｌａｓａｒｅｄｕｃｉｎｇｍｅｔａｌ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｇｎｅｔｉｓｍａｎｄＭａｇｎｅｔｉｃＭａｔｅ ｒｉａｌｓ，２０１７，４３５：２０１－２０５．［６］Ａｌｍａｓｉ ＫａｓｈｉＭ，ＭｏｋａｒｉａｎＭＨ，Ａｌｉｋｈａｎｚａｄｅｈ ＡｒａｎｉＳ．Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｗａｖｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒ ｔｉｅｓｉｎＦｅＮｉ／ＰＡＮＩｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｆａｂｒｉｃａｔｅｄｗｉｔｈｄｉｆ ｆｅｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｌｏｙｓａｎｄＣｏｍ ｐｏｕｎｄｓ，２０１８，７４２：４１３－４２０．［７］钟爱华．镍铁核壳结构纳米催化剂的制备及其催化氨分解的性能研究［Ｄ］．南京：南京大学，２０１８．（ＺＨＯＮＧＡｉ ｈｕａ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｎｉｃｋｅｌ，ｉｒｏｎａｎｄｔｈｅｉｒａｌｌｏｙｓｃａｔａｌｙｓｔｓａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎａｍｍｏｎｉａｄｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ［Ｄ］．Ｎａｎｊｉｎｇ：ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１８．）［８］汤骏．用于液—液非均相反应的磁性纳米界面催化剂的制备与调控［Ｄ］．杭州：浙江工业大学，２０１９．（ＴＡＮＧＪｕｎ．Ｍａｇｎｅｔｉｃｐｉｃｋｅｒｉｎｇｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｃａｔａｌｙｓｔ：ｄｅｓｉｇｎ，ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｌｉｑｕｉｄ ｌｉｑｕｉｄｂｉ ｐｈａｓｉｃｒｅａｃｔｉｏｎ［Ｄ］．Ｈａｎｇｚｈｏｕ：ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９．）［９］ＬｉＳＫ，ＨｕａｎｇＦＺ，ＷａｎｇＹ，ｅｔａｌ．ＭａｇｎｅｔｉｃＦｅ３Ｏ４＠Ｃ＠Ｃｕ２Ｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｉｔｈｂｅａｎ ｌｉｋｅｃｏｒｅ／ｓｈｅｌｌｎａｎｏ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ：ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｒｅ ｃｙｃｌａｂｌｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｄｙｅｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１１，２１（２０）：７４５９－７４６６．［１０］ＡｂｄｅｌｗａｈａｂＮＡ，Ｅｌ ＧｈａｆｆａｒＭ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｌｙｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｍａｇｎｅｔｉｃｐｏｌｙ ａｎｉｌｉｎｅｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｏｒｆａｓｔａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｄｉｅｓｅｌｏｉｌｆｒｏｍｓｅａｗａｔｅｒ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈＢｕｌｌｅｔｉｎ，２０１６，８４：７－１４．［１１］ＬｉｕＴＱ．ＦａｃｉｌｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＦｅ３Ｏ４＠Ｃ／Ｃｕｃｏｒｅ ｓｈｅｌｌｓｕｂ ｍｉｃｒｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｏｉｌｒｅｍｏｖａｌｆｒｏｍｗａｔｅｒｓｕｒｆａｃｅ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＳｕｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅ，２０１９，４６６：４８３－４８９．９８２第３期 李志杰，等：磁性ＦｅＮｉ＠Ｃ／Ｃｕ纳米颗粒制备及除油应用Copyright ©博看网. All Rights Reserved.［１２］许智超．铁镍二元合金纳米颗粒的制备及性能研究［Ｄ］．马鞍山：安徽工业大学，２０１３．（ＸＵＺｈｉ ｃｈａｏ．ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂｉｎａｒｙＦｅ Ｎｉａｌｌｏｙｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ［Ｄ］．Ｍａａｎｓｈａｎ：ＡｎｈｕｉＵｎｉ ｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１３．）［１３］ＪａｃｏｂＧＡ，ＳｅｌｌａｉｙａｎＳ，ＵｅｄｏｎｏＡ，ｅｔａｌ．ＭａｇｎｅｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｅｔａｓｔａｂｌｅｂｃｃｐｈａｓｅｉｎＦｅ６４Ｎｉ３６ａｌｌｏｙｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｐｏｌｙｏｌｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＡ，２０２０，１２６（２）：１－７．［１４］张楠楠，郝德喜，马永亮，等．ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＶ高熵合金涂层制备及力学性能［Ｊ］．沈阳工业大学学报，２０２１，４３（６）：６４１－６４５．（ＺＨＡＮＧＮａｎ ｎａｎ，ＨＡＯＤｅ ｘｉ，ＭＡＹｏｎｇ ｌｉａｎｇ，ｅｔａｌ．ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＶｈｉｇｈｅｎｔｒｏｐｙａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２１，４３（６）：６４１－６４５．）［１５］李志杰，邓浩然，刘泰奇，等．Ｆｅ Ｃｏ基软磁合金粒子高粘度磁流体的制备［Ｊ］．沈阳工业大学学报，２０２１，４３（２）：１５０－１５５．（ＬＩＺｈｉ ｊｉｅ，ＤＥＮＧＨａｏ ｒａｎ，ＬＩＵＴａｉ ｑｉ，ｅｔａｌ．Ｐｒｅｐａ ｒａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｉｄｓｗｉｔｈＦｅ Ｃｏｂａｓｅｄｓｏｆｔｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｏｙｐａｒｔｉｃｌｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２１，４３（２）：１５０－１５５．）［１６］李雪琪，李晓杰，王小红，等．碳包覆坡莫合金纳米颗粒的爆轰法制备及吸波性能研究［Ｊ］．稀有金属材料与工程，２０１９，４８（５）：１６５７－１６６３．（ＬＩＸｕｅ ｑｉ，ＬＩＸｉａｏ ｊｉｅ，ＷＡＮＧＸｉａｏ ｈｏｎｇ，ｅｔａｌ．Ｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍｉｃｒｏｗａｖｅａｂｓｏｒｂｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃａｒｂｏｎ ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｐｅｒｍａｌｌｏｙｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｐｒｅｐａｒｅｄｔｈｒｏｕｇｈｄｅｔｏｎａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＲａｒｅＭｅｔａｌＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１９，４８（５）：１６５７－１６６３．）［１７］刘泰奇，李志杰，史桂梅，等．一种制备碳铜包覆四氧化三铁复合磁性除油颗粒的方法：中国，ＣＮ１０８５６８２８９Ｂ［Ｐ］．２０２０－０８－２１［２０２１－１１－１３］．ｈｔｔｐｓ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ２／ａｒｔｉｃｌｅ／ａｂｓｔｒａｃｔ？ｖ＝ ｖ５Ｂ ２４ＣｙＡｏｊ１ｗ５ ｏ７ｘ２ＵｆＺｋ６６０ｎ５ｋＺ９ｋＦ５ｈＬＬｒＺｈ８ｇ０ｙｖｚ０ ｃＦＬ６ｈＦＪＴＢ４Ｑｏｚ８ｅＥｓ３ｑＹｚ０２Ｅ４Ｅ＿Ｎ９ｋｓｅ６ＪＤＧｗ８５ＢＫｌｒＸｗｎ２Ｓ４ｙｋＧＱｇＰｂｏｅ６１ＭｉｙＵｌＭｐｇＺ０ＢＮｅｃＵ９ｕｅＸｌＢ１１ ｉ１ＧｘＲｒＤＩ＝＆ｕｎｉｐｌａｔｆｏｒｍ＝ＮＺＫＰＴ＆ｌａｎｇｕａｇｅ＝ＣＨＳ．（ＬＩＵＴａｉ ｑｉ，ＬＩＺｈｉ ｊｉｅ，ＳＨＩＧｕｉ ｍｅｉ，ｅｔａｌ．Ｍｅｔｈｏｄｆｏｒｐｒｅｐａｒｉｎｇｃａｒｂｏｎ ｃｏｐｐｅｒ ｃｏａｔｅｄｆｅｒｒｏｆｅｒｒｉｃｏｘｉｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｇｎｅｔｉｃｏｉｌｒｅｍｏｖａｌｐａｒｔｉｃｌｅｓ：Ｃｈｉｎａ，ＣＮ１０８５６８２８９Ｂ［Ｐ］．２０２０－０８－２１［２０２１－１１－１３］．ｈｔｔｐｓ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ２／ａｒｔｉｃｌｅ／ａｂｓｔｒａｃｔ？ｖ＝ ｖ５Ｂ ２４ＣｙＡｏｊ１ｗ５ ｏ７ｘ２ＵｆＺｋ６６０ｎ５ｋＺ９ｋＦ５ｈＬＬｒＺｈ８ｇ０ｙｖｚ０ ｃＦＬ６ｈＦＪＴＢ４Ｑｏｚ８ｅＥｓ３ｑＹｚ０２Ｅ４Ｅ＿Ｎ９ｋｓｅ６ＪＤＧｗ８５ＢＫｌｒＸｗｎ２Ｓ４ｙｋＧＱｇＰｂｏｅ６１ＭｉｙＵｌＭｐｇＺ０ＢＮｅｃＵ９ｕｅＸｌＢ１１ ｉ１ＧｘＲｒＤＩ＝＆ｕｎｉｐｌａｔｆｏｒｍ＝ＮＺＫＰＴ＆ｌａｎｇｕａｇｅ＝ＣＨＳ．）（责任编辑：尹淑英 英文审校：尹淑英）０９２沈 阳 工 业 大 学 学 报 第４５卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.。
沈阳工业大学科技成果——低速大转矩低压大功率直驱稀土永磁电动机
沈阳工业大学科技成果——低速大转矩低压大功率直驱稀土永磁电动机项目简介该项目针对传统大型机械装备传动系统复杂和电压等级高的问题，提出采用低速大转矩低压大功率稀土永磁电动机直接驱动机械负载的方法，简化传动结构的同时降低了电压等级，提高了大型电气传动系统的性价比和可靠性。
围绕该技术已经申请多项发明专利。
永磁电机直驱泥浆泵系统样机应用领域该技术可以在大型矿山机械、石油机械、水泵压缩机、冶金机械、施工机械、起重机械、港口机械、鼓风机械、农用机械、注塑机械、船舶动力机械等众多工业领域进行推广。
技术特性采用电力电子电源供电的低速大转矩永磁电机直驱系统能够满足200-500r/min，1000Nm以上的负载要求，尤其适用于转速为200r/min以下的超低速负载。
低压大功率永磁直驱系统采用1KV以下电压等级，并能满足1MW以上的功率输出要求。
系统运行平稳可靠，具有性价比高和高效节能的优点。
石油钻机绞车用直驱永磁电机专利情况一种用于无齿轮曳引机的交流永磁伺服电动机，CN200620092601.0；一种低压大功率多支路永磁同步电动机，CN200810010920.6；低压大功率多支路交流电动机的多变频器调速系统，CN200810011050.4。
创新内容采用多极低速大转矩永磁电机直接驱动负载，取消减速机，简化传动系统。
采用多支路控制方法，巧妙解决了传统低压大功率系统电流过大给系统控制带来的难题。
成熟程度已成功应用到石油机械、矿山机械、注塑机械、农用机械、电梯传动机械上；其中“永磁同步无齿轮电梯曳引机”，“电动修井机”和“永磁直驱式螺杆泵”已实现大规模产业化。
合作方式技术转让、技术开发。
沈阳工业大学科技成果——差动式永磁操动机构
沈阳工业大学科技成果——差动式永磁操动机构成果简介沈阳工业大学智能电器研究所经过多年研究，针对现有自动转换开关电器（ATSE）结构复杂，可靠性低的缺点，研发了一种差动式永磁操动机构，该操动机构的驱动杆能稳定在三个位置上，可利用其自身结构的特点，无须增加额外的机械、电气互锁装置，就能带动触头将电路从一个电源可靠地转换至另一个电源。
利用该操动机构的自动转换开关电器具有结构简单、可靠性高的特点，是自动转换开关电器设计中首选的动力部件。
学科领域电气工程服务领域先进制造应用范围广泛应用于自动转换开关电器设计技术特性该机构主要由驱动杆、永久磁铁、主电源合闸线圈、备用电源合闸线圈、主电源辅助分闸线圈、备用电源辅助分闸线圈、动铁心、三稳维持弹簧和导磁块组成；驱动杆贯穿整个机构，该机构中央位置处设置有动铁心，驱动杆与动铁心之间为固定连接，动铁心周围设有环状导磁块，在导磁块和缸体之间设有永久磁铁，在主电源合闸工作气隙侧设有主电源合闸线圈和主电源辅助分闸线圈，在备用电源合闸工作气隙侧设有备用电源合闸线圈和备用电源辅助分闸线圈，主电源辅助分闸线圈和备用电源辅助分闸线圈相串联；三稳维持弹簧固定于缸体两侧，驱动杆两端设有三稳维持弹簧限位块。
专利情况申请1项发明专利技术水平国内先进生产使用条件该永磁操动机构分为主电源位置、备用电源位置及中间位置三个稳定状态，可配合控制单元实现电源的自动切换。
控制单元起到监测电源端状态作用，可根据电源端状态信息采取相应的控制策略。
当一电源端发生故障时该装置带动触头即刻切换到另一电源端。
市场经济效益预测该操动机构可用于自动转换开关的设计中，起到简化ATSE设计的作用，而且结构简单，可靠性高，是发展新一代ATSE的理想操动部件。
目前我国提倡使用清洁能源，利用此机构可开发清洁能源与市电的转换装置，起到最大限度节约能源的目的。
合作方式技术服务，专利转让。
沈阳工业大学科技成果——带轴向永磁推力盘的屏蔽泵
沈阳工业大学科技成果——带轴向永磁推力盘的屏蔽泵
项目简介
带轴向永磁推力盘的屏蔽泵，系电机、泵一体化产品。
特征在于：采用一种用于平衡轴向力的永磁式推力盘，克服传统轴向力平衡装置不足，改善轴向力平衡效果，降低泵故障率，提高运行可靠性和安全性。
发明包括泵体、壳体、电机的前后轴承室及其内部的轴承和轴承套、转轴、转子铁心、转子绕组及转子屏蔽套、定子铁心、定子绕组、出线盒及定子屏蔽套；特别包括位于转子两端的永磁式动、静推力盘结构，动、静永磁推力盘之间留有间隙，根据轴向力的大小和方向自动调节。
是一种无接触、无摩擦且不牺牲屏蔽泵功效的轴向力平衡新方法、新技术和新结构。
屏蔽泵用轴向永磁推力盘创新结构
应用范围各类屏蔽电泵。
技术特性
轴向力平衡范围：200-900N；额定平衡力自行设计，运行中自动调节以平衡泵体产生的动态轴向力。
获奖情况
该项目是依托辽宁省科技进步一等奖深度研发的新成果。
专利情况
发明专利：ZL200710157599.X，实用新型专利：ZL200720015430.6。
技术水平国际先进
所属领域先进制造
生产及使用条件（含环保要求）
生产可采用最普通的切削和磨削工艺，检测合格后须充磁装配，生产过程及工艺不产生三废排放，节能环保。
运行无需特殊保养和维护，安全可靠、费用低。
市场及经济效益预测
可推广应用到各类屏蔽电泵，在不牺牲屏蔽泵功效的条件下，实现泵轴向力的无接触和无摩擦平衡，克服跑冒滴漏等故障，实现减排环保，具有显著的经济和社会效益。
合作方式专利转让、技术服务、合资生产
已使用推广情况已应用在大连和浙江屏蔽泵企业。
沈阳工业大学科技成果——一级能效高效永磁同步电动机
沈阳工业大学科技成果——一级能效高效永磁同步电动机成果简介本项目在解决“电机损耗的优化设计技术”、“降低和抑制杂散损耗技术”、“电机冷却系统优化设计技术”等关键技术的基础上，开发了0.75kW-355kW系列高效永磁电机，电机的能效水平达到甚至超过了国家一级能效标准。
本项目符合“国家中长期科学和技术发展规划纲要2006-2020”重点领域“工业节能”优先主题，对工业领域的节能减排和转型升级意义重大。
包纱机用永磁电机现场应用学科领域电气工程服务领域装备制造业应用范围本产品适用于风机、水泵、纺织机等。
获奖情况高效高起动转矩钕铁硼永磁电机，2000年辽宁省科技进步一等奖；2001年国家科技进步二等奖。
专利情况高整步高效钕铁硼永磁同步电动机，200510046546.1；基于不同剩磁密度永磁体的异步起动永磁同步电动机转子，201310121038.X；具有自起动能力兼顾工变频性能的永磁电机转子冲片，201610962809.1；具有自起动能力兼顾工变频性能的永磁电机转子冲片，201621186162.X。
技术水平达到国家一级能效标准生产使用条件具备生产中小型永磁电机的能力市场经济效益预测本项目项属于高效节能产品的研发，所研发的电机效率能达到甚至超过国家一级能效标准。
本研究成果目前已应用在许多电机行业中，平均节电率可达到17%，为企业节约用电，节省了成本。
在电机的全生命周期中，初始购买、安装和期间维护费用占全部费用的10%左右，而运行所需电费将占全部费用的90%左右。
选择超高效永磁电机从而节省电费，长期来看更符合企业利益。
以2011年中国耗电量数据为例，中国2011电机保有量约17亿千瓦，年耗电量约3万亿千瓦时，电机耗电占中国电力消费的64%，工业用电的75%，工业电机效率提升1个百分点，可节约用电260亿千瓦时。
现在中国的年耗电量远超过当时的数值，因此超高效永磁电机具有非常好的应用前景。
典型应用案例1、纺织用永磁电机本中心在2012年成功开发了“纺织用永磁电机”，该成果应用于纺织细纱机上。
沈阳工业大学科技成果——高性能交流永磁伺服电动机
沈阳工业大学科技成果——高性能交流永磁伺服电动机成果简介本项目针对目前国内高性能伺服电机研发的瓶颈问题，从极槽配合技术、永磁体结构型式的优化设计、电磁计算方法、软件工程、试验方法等方面进行了攻关。
开发的110SJT、130SJT、175SJT系列电机转矩波动小于2.5%；电机采用高精度轴承和转子高精度动平衡工艺，低速运行平稳，高转速时运行可靠，噪声小振动低；过载能力达3倍以上；产品寿命长，性价比高。
永磁伺服电机本课题的研究成果不仅能够打破国外对高端交流永磁伺服电机技术的垄断，形成具有自主知识产权的交流永磁伺服电机和主轴电机技术，而且随着电机生产线的建立，对于推动我国就业和经济发展都起着重要作用。
学科领域电气工程服务领域装备制造业应用范围交流永磁伺服电机主要配套数控机床设备，如数控车床、数控铣床、加工中心等数控机床以及工业机器人、工业装备等场合。
技术特性（1）110SJTG系列4个规格1.3kW、1.7kW、2.1kW、2.5kW，额定转速4000r/min；最高转速5000-6000r/min；过载能力＞3倍；转矩波动＜3%。
（2）130SJTG系列3个规格2.1kW、4.2kW，额定转速4000r/min；最高转速5000r/min；过载能力＞3倍；转矩波动＜3%。
（3）175SJTG系列4个规格4.5kW、7kW、9.5kW、12kW，额定转速3000r/min；最高转速4000-4500r/min；过载能力＞3倍；转矩波动＜3%。
获奖情况2007年获辽宁省科技进步二等奖技术水平国际先进生产使用条件国内各类中小型电机厂均可生产市场经济效益预测该类产品市场需求量很大，仅在数控机床行业，年需求永磁伺服电机在50万台左右。
而且国内工业机器人未来三年复合增长率将达到40%，工业机器人市场高增长带动伺服系统市场规模不断上升。
由于永磁伺服电机属高附加值产品，投资回报率较高，预计可达25%以上。
典型应用案例该项目产品已在广州数控有限公司规模生产。
科技成果——永磁同步电动机振动噪声抑制技术
科技成果——永磁同步电动机振动噪声抑制技术
技术开发单位沈阳工业大学
所属领域机械工程、电气工程、信息科学
成果简介
通过多年针对电磁振动理论、计算方法和测试技术的研究，获得了一整套电机振动噪声分析计算和抑制方法及计算软件。
采用解析法和有限元法计算电机的运动电磁场和电磁力分布，应用模态分析技术、瞬态振动响应计算和声场计算分析优化电机设计方案。
考虑了变频器供电时电流谐波对电机振动噪声的影响。
采用优化磁极结构、气隙磁密重构、谐波注入等措施实现了永磁同步电机振动噪声的抑制。
应用范围
可用于各种对电机振动噪声和转矩脉动有严格要求的场合。
可用
于潜艇、水面舰船、鱼雷、发电设备、新能源汽车、医疗器械、智能家电、工业自动化、办公自动化、机床、空调压缩机等行业。
技术特性
综合降噪设计可降低噪声13dB（A），转矩脉动小于2%-5%。
专利情况获国家发明和实用新型专利。
技术水平省级鉴定，评价为国际先进。
经济效益
低噪声电机产品应用场合极为广泛。
潜在的经济效益每年可达数千万。
合作方式
技术转让、技术咨询、技术开发、技术服务、技术入股、合资合作等。
沈阳工业大学科技成果——高性能磁钢中试生产线
沈阳工业大学科技成果——高性能磁钢中试生产线成果简介采用二元合金法制备高性能磁钢。
通过添加纳米级稀土-过渡金属材料于钕铁硼粉体中经过烧结生高性能磁钢。
提高娇顽力，10%-20%；控制添加量和添加粉体粒径确定磁钢磁性能、力学性能和抗腐蚀性能；中试生产线生产磁钢量10吨/年；设备简单，投资少，可随时开发新品种，建立年产百吨级的生产基地。
氢爆炉磁取向成型炉学科领域机械工程与新材料服务领域永磁材料应用范围高性能磁钢中试生产线应用涉及机械、粉末冶金、电子、化工、航天、环保等广泛的领域，如电机、磁选设备、磁性液体、化工催化剂、汽车尾气处理催化剂、功能性塑料、涂料、橡胶的添加剂、防静电纤维、电磁波屏蔽材料等。
气流磨烧结炉技术特性采用直流电弧等离子法制备稀土-过渡金属纳米粉，粉体粒度可以控制，一般情况下粉体平均粒度（BET法）为<100nm数量级。
高校气流磨机生产钕铁硼微米粉，粉体产量随金属种类可达到1-5kg/h。
氮气保护下取向成型和冷等静压或热压成型。
真空烧结和回火处理。
后续处理工序齐全和各种测试设备随时可用。
冷能静压炉稀土-过渡金属纳米粉制备设备获奖情况省级科技成果。
专利情况发明专利1项。
技术水平国内先进生产使用条件厂房：长30m×宽9m×高4m，30-70kW动力电源。
市场经济效益预测批量生产1吨磁钢，加工和原材料成本17万元左右，售价35万元左右。
200万元投资设备（不包含厂房），以钕铁硼为例年产纳米粉量10吨，年收益180万元左右。
合作方式技术转让、技术开发、技术服务典型应用案例抚顺市先锋永磁材料有限公司、沈阳寰博磁电科技有限公司等应用该生产设备。
沈阳工业大学科技成果——高整步高效钕铁硼永磁同步电动机
沈阳工业大学科技成果——高整步高效钕铁硼永磁同步电动机成果简介高整步高效钕铁硼永磁同步电动机及其共性关键技术是国家科技攻关计划项目“稀土应用工程”中的“稀土永磁材料在高性能电机应用的共性关键技术”的部分成果，同时也是辽宁省和沈阳市科技攻关项目的部分成果。
本课题所开发的样机克服已有化纤纺织机械用永磁电动机的缺点，具有以下特点：（1）高整步能力本课题所开发的样机采用铸铝转子，并且通过对电机的空载反电动势、定子和转子电阻、绕组匝数以及交直电抗的优化，较好的解决了整步问题。
（2）高功率密度本课题所开发的电机在保证电机起动性能的前提下，减小电机的体积，使其比同一功率等级的电机至少小1-2个机座号，提高了电机的生产利润。
（3）高效、高功率因数本课题所开发的永磁电机比同类产品的效率和功率因数都有所提高，增大了市场的竞争力。
以5.5kW四极电机为例其体积小两个机座号，效率提高5.7个百分点，功率因素提高6个百分点，节电率达到了6.4%，如果采用本课题所开发的电机来替代，按年运行7000个小时计，则每年可节约有功1120kWh。
（4）较强的去磁能力采用场、路计算的结果对电机的方案进行优化设计，达到了既保证永磁体不会退磁，又能使永磁体的用量最少，确保了电机的稳定运行，此外力争所研发的电机在可靠的前提下成本最低，增强市场的竞争能力。
学科领域电气工程服务领域装备制造应用范围纺织机械技术特性（1）高整步能力（2）高功率密度（3）高效、高功率因数（4）较强的去磁能力专利情况本项目已获得国家专利，专利名称为“高整步高效钕铁硼永磁同步电动机”，专利申请号：200510046546.1。
技术水平国内领先生产使用条件电机制造企业市场经济效益预测以5.5kW四极电机为例其体积小两个机座号，效率提高5.7个百分点，功率因素提高6个百分点，节电率达到了6.4％，如果采用本课题所开发的电机来替代，按年运行7000个小时计，则每年可节约有功1120kWh。
钕铁硼稀土永磁节电型起重电磁铁[实用新型专利]
![钕铁硼稀土永磁节电型起重电磁铁[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/b15111b7312b3169a551a46a.png)
专利名称：钕铁硼稀土永磁节电型起重电磁铁专利类型：实用新型专利
发明人：夏天伟,曹云东,孙鹏,范大利,赵光国,王俭申请号：CN89221735.9
申请日：19891230
公开号：CN2091850U
公开日：
19920101
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型给出了冶金、机械、矿山、港口、运输 等工业用起重吊装设备，具有用钕铁硼永久磁铁吸 重，电控可调卸重的功能。
本实用新型采用了在普通 的起重电磁铁中嵌装钕铁硼稀土永磁的结构及相应 的控制线路，实现永磁产生吸力吸重、线圈瞬间通电 产生反向磁通卸重，是一种不需断电保护装置就可实 现安全运行的起重设备。
申请人：夏天伟
地址：110021 辽宁省沈阳工业大学电器教研室
国籍：CN
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一种烧结钕铁硼永磁体在工作温度下拐点位置的检测方法[发明专利]
![一种烧结钕铁硼永磁体在工作温度下拐点位置的检测方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0301f7e7b04e852458fb770bf78a6529657d3556.png)
[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101393166A [43]公开日2009年3月25日[21]申请号200810228239.9[22]申请日2008.10.23[21]申请号200810228239.9[71]申请人沈阳工业大学地址110178辽宁省沈阳市沈阳经济技术开发区沈辽西路111号[72]发明人唐任远 孙宁 陈丽香 刘超 [74]专利代理机构沈阳东大专利代理有限公司代理人梁焱[51]Int.CI.G01N 27/72 (2006.01)权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 5 页[54]发明名称一种烧结钕铁硼永磁体在工作温度下拐点位置的检测方法[57]摘要一种烧结钕铁硼永磁体在工作温度下拐点位置的检测方法，按如下步骤进行：计算出烧结钕铁硼永磁体在工作温度下的磁性能，其中工作温度的范围为120℃～180℃；根据设定的烧结钕铁硼永磁体的拐点，及计算得到的磁性能，求解烧结钕铁硼永磁体的工作点，并得到硅钢片的垫放方法和数量；测量烧结钕铁硼永磁体常温下的表面磁密；将烧结钕铁硼永磁体放在高温箱内加热至试验温度；试验结束后，测量烧结钕铁硼永磁体在与实验前一致的温度下的磁性能，判断烧结钕铁硼永磁体是否发生退磁；重复试验得到烧结钕铁硼永磁体在工作温度下拐点所处的范围。
本检测方法不需要贵重的永磁体检测设备，不受到钕铁硼永磁体尺寸限制，成本低、易实现。
200810228239.9权 利 要 求 书第1/1页 1、一种烧结钕铁硼永磁体在工作温度下拐点位置的检测方法，其特征在于按如下步骤进行：A、计算出烧结钕铁硼永磁体在工作温度下的磁性能，其中工作温度的范围为120℃～180℃；B、根据设定的烧结钕铁硼永磁体在工作温度下的拐点，及计算得到的烧结钕铁硼永磁体在工作温度下的磁性能，采用有限元法计算烧结钕铁硼永磁体的工作点，并通过改变硅钢片数量来改变烧结钕铁硼永磁体的工作点，得到硅钢片的垫放方法和数量；C、测量烧结钕铁硼永磁体常温下的表面磁密，选择至少一个位置进行测量，并对测量位置进行标记；D、将烧结钕铁硼永磁体放在高温箱内加热至试验温度，试验温度和硅钢片的垫放方法及数量，都与有限元软件计算时相同，试验样品在工作温度下暴露的持续时间从高温箱指示的温度达到稳定时算起，试验持续时间为2小时；E、试验结束后，测量烧结钕铁硼永磁体在与试验前一致的温度下的磁性能，判断烧结钕铁硼永磁体是否发生退磁；F、根据试验结果调节硅钢片数量，重复试验得到烧结钕铁硼永磁体在工作温度下的拐点所处的范围。
科技成果——超高速永磁电机系统
科技成果——超高速永磁电机系统
技术开发单位沈阳工业大学
所属领域电气工程、先进制造
成果简介
自2005年在国家自然基金重点项目创新团队发展计划的资助下，围绕高速永磁电机设计理论、转子强度与动力学分析、磁悬浮轴承、损耗抑制方法及冷却系统设计等方面开展了研究工作。
并与江苏航天动力机电有限公司合作研制了目前国内难度系数最高的 1.12MW、18000r/min高速永磁同步电机系统，该项成果经机械工业科技成果评估中心鉴定，整体技术处于国际先进水平，在永磁电机拓扑结构、分析方法和关键技术指标方面处于国际领先水平。
空气压缩机用高速永磁电机
应用范围
超高速永磁直驱电机主要应用于飞轮储能、真空泵、高速磨床、空气压缩机、航空航天、舰载供电设备等领域。
技术特点
高速永磁电机具有体积小、功率密度和效率高的特点，可直驱高
速负载从而取消变速齿轮机构，不仅降低了维护成本，提高了系统可靠性和运行效率，而且从根本上解决了齿轮机构加工制造、运输和装配等难题，及其产生润滑油和噪声污染等。
获奖情况中国机械工业科技进步一等奖
专利情况获7项国家专利
技术水平国际领先
生产使用条件小批量生产
市场前景可实现高速直驱负载，取消齿轮传动机构，从而实现高效高可靠直驱，在多个领域具有广阔的应用前景。
合作方式
生产权（非独家）转让，单一规格转让；
合作生产转让，甲方提供元器件，乙方组装销售，单一规格另议；
专利转让。
沈 阳 大 学 重 点 科 技 成 果
沈阳大学重点科技成果项目名称：SYR系列啤酒过滤槽的传动装置及成套设备项目简介：啤酒生产线上的过滤槽是生产啤酒的关键设备，它的低产、高能耗始终是困扰着啤酒生产线的难题。
一般引进设备价格高于国内同类设备的十几倍，但为了达到高产啤酒目的，国内许多啤酒厂水槽巨资引进外国设备，这对中、小啤酒厂是望尘莫及的。
自1994年以来沈阳大学新型减速器研究所开发一种以世界先进水平的磙子凸轮减速器为主体的SYR系列传动装置。
全国已有25家啤酒厂使用且部分产品已出口孟加拉等国。
该减速器是通过环面蜗杆上的螺旋槽与滚动星轮体啮合以滚动啮合的方式传动扭矩。
具有传动功率大、传动比小、结构紧凑、重量轻、传动效率高、噪音小等特点。
年节约电能13万度/台。
应用范围：可用于啤酒成套设备中。
生产使用条件：可在生产年产啤酒2万—16万吨之间的啤酒厂应用。
经济效益分析（预测）：与同类产品相比每年节约电费10万元/台，2年即可收回投资。
采用本设备后可使啤酒生产成本降低10%左右，如果生产本设备每年产值500万元，利润为80万元左右。
获奖情况：获1996年国家级重点新产品；2001年国家科技成果重点推广项目专利情况：已获国家专利使用推广情况：全国已有25家啤酒厂（公司）使用，全国四大设计院已选用本设备，2002年已出口孟加拉、越南等国。
合作方式：订货、技术转让、技术入股。
联系人：戚羽联系电话：024-********地址：沈阳市大东区望花南街21号邮编：110044Email:sy qiyu8163@沈阳大学重点科技成果项目名称：磙子凸轮减速器项目简介：本减速器是以环面蜗杆与磙子星轮多点啮合来传动扭矩，以滚动摩擦代替传统的滑动摩擦，具有传动功率大、传动比大、，结构紧凑、传动效率高、维修方便、体积小、重量轻、噪音小等特点，且以硬齿面啮合传动，比普通的圆柱蜗杆减速器寿命高出一倍多。
应用范围：工矿通用设备的减速装置，特别适用于中、大型功率或中等传动比的减速装置。
沈阳工业大学科技成果——节能型永磁机构智能控制真空断路器
沈阳工业大学科技成果——节能型永磁机构智能控
制真空断路器
项目简介采用新型的永磁电磁铁驱动机构（比目前永磁机构节能30%，已获国家专利授权），克服传统真空断路器机构复杂、可靠性相对较差的缺点，提高真空断路器的可靠性、可操作性和寿命。
采用智能控制系统，达到检测、控制、操作、显示的智能化。
提高真空断路器产品的技术水平，满足市场日益发展的需求。
应用范围真空断路器是中压电器产品中占主导位置的电器产品，可广泛应用与企业、矿山等各种场合。
本技术可应用与目前各电压等级真空断路器中，并在高电压等级更能发挥本专利的节能优势。
技术特性
产品主要特点：采用国家授权专利技术，节能显著，综合节电率高达30%以上。
增加智能控制系统，可实现产品综合保护、控制。
市场及经济效益预测
该项目市场前景很好，永磁机构真空断路器自从提出至今的十余年间，由于其与现有真空断路器产品有着显著的可靠、节能特点，得到了世界各国广泛重视。
本产品在多年研究永磁电器产品开发基础上，提出的新型产品，其控制容量得到进一步降低（30%），更符合国家提出节能、环保产品的要求，具有很强的市场竞争力、经济效益和社会效益，产品生产在现有产品的生产条件下即可进行，不需额外的设备投入。
合作方式技术转让、合作生产。
沈阳工业大学科技成果——单植磁钢的永磁同步电动机
沈阳工业大学科技成果——单植磁钢的永磁同步电动机项目简介永磁同步电动机具有轻型化、高性能化、高效节能等特点，具有广泛的市场空间，但是实际运行的永磁同步电动机数量所占比例甚少。
现有永磁转子结构须在每个磁极下植入与相邻磁极极性相反的磁钢，从而使得磁钢用量增加、成本增加，且转子机械强度低、抗去磁能力差，影响运行稳定性和可靠性，直接限制了使用和推广。
为了解决上述存在的问题，发明一种永磁同步电动机。
特征在于：转子铁心上开有放置永磁磁钢的槽空间，该槽空间数量与电机的极对数相等，只需在各个槽空间内按照相同的极性方向装配永磁磁钢，以实现一种单植磁钢的永磁转子结构，克服永磁转子磁极结构的不足，在保障实现高效率和高功率因数的前提下，提高转子机械强度，增加抗去磁能力，提高运行稳定性和可靠性。
大大简化了永磁同步电动机的制造工艺、降低了成本、提高了性价比，利于推广应用。
应用范围各类具有永磁磁极的电动机和发电机。
技术特性本发明的样机实例是对现有的三相六极800W异步电动机进行改造，在三个V形磁钢槽内单植入钕铁硼永磁磁钢，电磁场分析计算可见所建立的磁场磁力线呈现出鲜明的六极特征。
样机实验表明，电机效率提高了10%，功率因数提高了29.6%，节能效果显著。
获奖情况该项目是依托辽宁省科技进步一等奖深度研发的新成果。
专利情况发明专利：ZL200710157598.5，实用新型专利：ZL200720015427.4。
技术水平国际先进所属领域先进制造生产及使用条件（含环保要求）电机传统生产工艺，不产生三废排放。
市场及经济效益预测结构简单、成本低廉、市场广阔、节能显著、易于推广，替代普通高能耗电机节能环保，具有显著的经济和社会效益。
合作方式专利转让、技术服务、合资生产已使用推广情况本技术已应用在高效节能纺织电动机批量生产中。
沈阳工业大学科技成果——一种屏蔽套结构
沈阳工业大学科技成果——一种屏蔽套结构
项目简介
屏蔽电泵是由屏蔽式电动机和泵组合而成，定子屏蔽套和转子屏蔽套是其重要部件。
屏蔽式电动机的定子屏蔽套、转子屏蔽套通常是由不导磁材料构成，使得定子与转子之间的有效非导磁间隙加大，达到普通电动机气隙的数倍；造成电泵功耗增大，效率要比同功率同极数的普通电动机低很多，功率因数则更低。
本发明就是针对上述问题，提供一种可提高屏蔽式电动机效率和功率因数的屏蔽套。
本发明使定子与转子之间的有效非导磁间隙大幅降低，可以做到与普通电机气隙相同，降低了动力传递过程的功率损失，屏蔽电泵整体效率和功率因数明显提高，节能效果显著。
将彻底解决依靠高能耗、低品质获取屏蔽泵全密封传动的难题，达到了既安全环保又节能降耗的目的。
应用范围各类屏蔽电泵。
技术特性本发明实现屏蔽电泵功率传输的低损失，屏蔽电泵效
率提高5-20%，功率因数提高了20-50%，降低转矩波动5-20%。
获奖情况该项目是依托辽宁省科技计划资助研发的新成果。
专利情况
发明专利：ZL200710158555.9，实用新型专利：ZL200720016206.9。
技术水平国际领先
所属领域先进制造
生产及使用条件（含环保要求）
屏蔽电泵传统生产工艺，不产生三废排放，节能环保。
市场及经济效益预测
彻底解决依靠高能耗、低品质获取屏蔽泵全密封传动的难题，达到了既安全环保又节能降耗的目的。
简化了工艺、降低了成本、提高了性价比，利于推广应用。
合作方式专利转让、技术服务、合资生产
已使用推广情况已应用在大连化工屏蔽电泵系列设计研发。
沈阳工业大学科技成果——具有综合保护功能的10kV馈线复合控制器
沈阳工业大学科技成果——具有综合保护功能的10kV馈线复合控制器项目简介经过多年研究，针对不同用户，推出具有综合保护功能的10kV 馈线复合控制器。
在10kV电网的保护上具有多种保护功能，如线路过流保护、相间短路保护、单相接地短路保护以及后台与测控点的双向通信等功能。
该成果在国内技术领先，应用前景广阔。
应用范围可应用在10kV配电线路的断路器的控制部分。
对于弹簧操动机构的断路器，可以通过对脱扣线圈放电实现对弹簧操动机构的分闸；对于永磁操动机构的断路器，通过开关量输出控制其分闸回路。
技术特性由于工作环境是在户外架空线路上，没有单独的电源供电，同时，它又和断路器一起配合使用，因此，断路器中的电流互感器二次电流经微型变换器转换为适合于该控制器的电源。
获奖情况辽宁省科技进步一等奖。
专利情况授权发明专利3项，申请发明专利6项，实用新型专利8项。
技术水平国内领先所属领域电力系统微机继电保护生产及使用条件（含环保要求）硬件所用到的电路板采用双面布线，电源部分与控制部分采用插板式进行连接，有很好的隔离干扰源的效果。
满足EFT、SURG两项实验中等级四的要求，ESD实验中等级三的要求，在现场恶劣的环境中可以稳定的工作。
市场及经济效益预测推广应用到江苏、贵州、新疆、山东等地十几家断路器制造企业，具有综合保护功能的10kV馈线复合控制器的研制，大大提高了系统的可靠性和稳定性；GPRS具有实时在线、按量计费、快捷登陆、高速传输的优点，大大的节省了不必要的费用，产生显著的经济效益。
合作方式技术服务已使用推广情况已应用在城区配网、及各市电力公司变电站及电厂。
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沈阳工业大学科技成果——钕铁硼稀土永磁节电型
自动起重电磁铁
项目简介
利用稀土永磁产生的剩磁吸力能吸持铁磁重物的原理，在普通起重电磁铁中嵌装永久磁铁，通过合理的结构设计，运用优化设计方法，保证整机配合的合理性。
吸重时由永久磁铁产生吸力完成，线圈不需通电。
运行时，不需断电保护装置；卸料时，线圈瞬间通电，在工作气隙产生与永久磁铁相反的磁通，使气隙中合成磁通趋于零，吸力接近零，重物卸下。
线圈供电由装入电磁铁上部的蓄电池供给，由相应控制系统完成自动、手动装卸重物及报警提示功能。
运行时不需外加电源，可适应各种场合，尤其是没有电源的地方装卸重物。
吸重规格：1.5T、2.5T、3.5T，可吸板材、型材、角钢及加工件。
应用范围
起重电磁铁主要用于冶金、机械、矿山、港口、铁路、运输等场合，用于吊装钢铁材料及零部件。
节电型自动起重电磁铁除具有上述功能外，更适合大型机械加工场合，用于吊装大型机械加工零件，对于没有电源的地方，由于自带蓄电池，使用更具有明显优势。
技术特性
由于采用永磁吸重，在吸重及吊运过程中不用电，最大限度的节省电能，且具有下述特点：
1、不需外接直流电源，操作方便，使用场合广泛；
2、具有自动、手动两种工作方式，可满足不同使用条件的需要；
3、不需断电保护装置，电控装置简单，降低整套装置成本，使用维修方便；
4、与同型号普通电磁铁相比，节电80%，省铜70%，成本低，性能好，安全可靠。
该项目申请专利，专利号为：01210744.8。
通过省级技术鉴定，评为辽宁省机械厅科技进步二等奖。
市场及经济效益预测
该系列产品主要用于冶金企业、机械加工行业、港口、铁路运输等场合，用以吊装钢材、钢铁制件。
全国每年需要量为几千台，如果每台平均2万元，则总产值为几亿元人民币的市场份额，效益可观。
用户使用该系列产品，安全可靠，又可节省大量电费。
生产条件
原材料国内可满足供应。
普通的机械、电器类工厂，具有一般的机械加工设备均可完成，个别部件可外协加工，较容易形成批量生产。
合作方式
技术转让：提供图纸及有关资料，进行技术指导及人员培训；合作生产：校方负责技术及相关资料。
厂方提供资金、设备、厂房及人员等。