导电陶瓷新型复合电接触材料

功能材料

31．银/导电陶瓷新型复合电接触材料（863课题）------------------- 1 32．纳米机械手 ------------------------------------------------- 2 33．物体表面三微形貌光学检测技术 ------------------------------- 2 34．激光智能测距系统 ------------------------------------------- 2 宽带红外晶体------------------------------------------ 2 35．ZnGeP

2

36．柔性连续碳纤维抽油杆 --------------------------------------- 3 37．高速列车用碳纤维复合材料刹车片 ----------------------------- 4 38．高强度碳纤维绳索 ------------------------------------------- 5 39．碳纤维/玻璃纤维复合增强尼龙6粒料 -------------------------- 6 40．高温承重碳/碳板 -------------------------------------------- 6

银/导电陶瓷新型复合电接触材料

国家十五高技术研究发展计划(863)课题

项目简介

电接触材料（亦称触点材料或触头材料）是电流传输与转换过程中重要材料之一。只要是用电的地方，都必不可少的用到它，如各类空气开关、继电器、交直流接触器等等。它在当今社会生产、生活的全过程中起着无法替代的重要作用。

本课题研究开发了具有类金属导电特性的陶瓷化合物，并与银复合成新型电接触材料，制成了系列导电陶瓷及添加量为8－12%的新型复合电接触材料体系，解决了传统电接触材料存在的缺点，如Ag/CdO和Ag/SnO2电接触材料存在的毒性或可加工性差的弱点。这种新型电接触材料具有自主知识产权，有较强的市场竞争力。特别是2006年7月1日欧盟将全面禁用含镉触点材料，而我国含镉触点材料占国内氧化物触点材料90%以上份额。国内的触点生产企业虽然对Ag/SnO2材料的研究生产近二十余年，但尚无几家能真正大批量生产，而且生产成本居高不下（由于加工困难，费用较高）。对于我们所研究的新材料而言，这是一个难得的机遇，可以利用我们的技术特点，充分发挥自身优点，去扩大并占领市场。新材料具有如下特点：加工性能好、变形量可达20%以上；无毒无害；电阻率低于2.10μΩ·cm；在交流及直流大功率负载下，抗迁移、耐烧蚀性好。

本课题实施过程中，对导电陶瓷材料的成分和制备工艺、复合材料的配比和制备工艺进行了筛选和优化。通过化学配比、烧结工艺、挤压工艺的调整，确定了导电陶瓷和复合材料的工艺流程和工艺参数。整个工艺技术路线合理、可行。达到工业化生产水平。

本课题所申请的六项专利均为材料配方发明专利，它们在不同使用条件下，具有各自的特点，这些专利初步确定了导电陶瓷/Ag电接触材料的材料体系。该课题以陶瓷化合物为添加剂的方法突破了该领域一直沿用的以单一或混合氧化物为添加剂的瓶颈，为电接触材料研究提供了新的途径，拓宽了电接触材料的研究范围，为得到综合性能更佳的新型电接触材料提供了一种新思路。课题组将进一步深入研究，针对不同的使用方向，增加材料系列化品种研究，在该领域内形成具有我国自主知识产权的系列化产品。

纳米机械手

包括压电陶瓷及相关控制电路，可以进行三维移动，移动范围可达20μm×20μm×20μm，位移分辨率1nm，重复定位精度0.1μm。

物体表面三微形貌光学检测技术

三维物体表面形貌（形状、位移、形变、平整度等）的光学非接触测量在科研、医学诊断、自动在线检测、微机电系统（MEMS）力学参量、质量控制、刑侦分析、机器人视觉及许多生产过程中越来越广泛的应用。已发展掌握了投影栅线法、光切法等多种宏观和细微观三维物体表面形貌检测技术。

激光智能测距系统

一、仪器的技术指标

1、测量距离范围：20米～4000米，精度为1米；

2、水平转角测量范围：-90°~+90°，精度为1分；

3、俯仰角测量范围：-70°~+70°，精度为1分；

4、支架高度范围：通过RS232与计算机通讯，并由计算机实现对其控制。

二、仪器的特点

采用脉冲式激光器作为光源，研究实现对高压电网远距离的无接触测量。研究激光器的光机结构，实现瞄准与发射同光轴，可对范围内任何目标进行定点测量。

组合式结构，可方便进行携带，结构合理，测距部分可自行使用。

通过RS232实现与计算机的通信，实现一键控制。

ZnGeP2宽带红外晶体

本课题是2003年10月由中物院应用电子学研究所提出，山东大学晶体材料国家重点实验室承担的ZnGeP2宽带红外晶体研究项目。

自从激光出现以来，得到了迅猛的发展，已广泛应用于各个领域中。在过去的20年间，应用于可见光及近红外范围的激光和非线性晶体材料发展较快，但在红外激光和材料的应用研究方面相对比较落后。目前，由于红外激光应用的发展，使得此领域的研究逐渐活跃起来，已成为激光、光电子技术领域的热点。

红外包括了可见到毫米波之间的波段范围，由于大气在1-3，3-5和8-12μm有三个透过窗

口，因此红外激光在大气遥感、地球资源探测、环境保护、污染控制等应用主要集中在这些波段，此外，红外激光在同位素分离、医疗、生物医药等领域也有广泛的应用，尤其是红外激光在军事制导、目标探测和反导对抗上的应用，成为决定战争胜负的关键技术，使得高性能红外非线性材料及器件受到越来越高的重视。目前，红外激光的研究重点是获得3μm以外的可调谐激光。

ZnGeP2（简称ZGP）晶体具有非线性大、吸收低、热导率高等特点，是目前实现高功率中、远红外可调谐激光输出的最佳非线性材料之一。以二极管泵浦固体激光（DPL）泵浦ZGP晶体，采用光参量变换技术（OPO）可以实现宽调谐中、远红外激光输出，且具有工作稳定可靠、体积小、重量轻及全固化等优点，在核突防红外对抗和激光干扰、致盲等方面有重要应用前景。

通过近十年的研究，美国已生长出优质的ZGP晶体。TRW、Lockheed Martin和斯坦福大学，利用ZGP晶体成功研制出宽带红外可调谐激光器，其采用2mm DPL为泵浦源，在单OPO腔结构下实现了10W、3.5mm ～14mm 的红外激光输出，其具有量子效率高、OPO阈值低及结构紧凑等优点。研究结构表明ZGP是最好的红外非线性材料之一，其军事应用前景非常明确，民用前景也十分广阔。

柔性连续碳纤维抽油杆

项目简介：

为了解决长期以来钢制抽油杆综合性能难以提高的问题，我中心碳纤维抽油杆课题组自1999年1月开始进行柔性碳纤维复合材料抽油杆的研制攻关工作，经过多次实验和设备改造，不断调整工艺和树脂配方，于2000年3月生产出1500米连续长杆，实现了可靠连续化生产，并对该抽油杆及其接头进行了拉力测试，107次交变载荷疲劳测试，磨损测试，耐温测试，耐腐蚀测试等多项实验，各项指标均达到设计要求，并获国家发明专利两项。

高强度高柔韧性碳纤维复合材料抽油杆,解决了长期以来抽油杆综合性能难以提高的问题。新型抽油杆具有如下优点：

1、碳纤维复合材料抽油杆具有高的模量、耐腐蚀和耐磨性；

2、抗疲劳性能好，107次疲劳实验后，剩余强度90%，使用寿命长；

3、重量轻，千米碳纤维抽油杆重量仅180公斤（钢制抽油杆为3.8吨）；

4、柔韧性更好，最小曲率半径为350毫米，可盘绕生产和运输；

5、截面积小，仅为钢制抽油杆的五分之一，从而大大减少了抽油杆服役过程中的上下行阻力；

6、碳纤维的减磨特性，极大地保护了套管。

7、机械化操作，提高劳动效率，降低劳动强度。

8、节电三分之一以上，提高产油量三分之一以上。

9、无污染，废杆可回收再利用。