中科院兰州化物所科技成果——高性能自润滑耐磨激光熔覆涂层与激光强化技术
中科院兰州化物所科技成果——超润滑耐磨薄膜
中科院兰州化物所科技成果——超润滑耐磨薄膜
成果简介
超润滑耐磨薄膜是指采用物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）等薄膜制备技术，通过薄膜结构设计，控制薄膜组成和成分，使摩擦副在不借助润滑油脂等液体润滑剂的前提下，具有0.01以下的超低摩擦系数和优异耐磨性能的一种新型薄膜润滑技术。
技术指标
外观：黑色，均匀，无彩色；
膜厚及均匀性：1-3微米，不均匀性小于膜厚的10%；
硬度：HV>1000；
膜/基结合强度：>20N；
摩擦系数：≤0.03（大气中）、≤0.01（真空等特殊气氛中）；
使用寿命：>106转（GJB3032-97）。
应用领域
机械制造与加工；飞机、卫星、海洋、轨道交通、汽车、核等民用高端装备运动部件；手机、手表等装饰行业。
成熟程度小批量生产
实施案例
研制的润滑薄膜已经成功航天惯导系统、高温气冷堆传动系统、大型飞机阻尼部件等。
合作方式
技术开发、技术入股、技术转让、技术服务、技术咨询、人才培养。
中国科学院兰州化学物理研究所科技成果(产业化前景良好)汇编
高质量的甜菊糖苷类产品在国际市场中很有地位，而且利润巨大。2009年甜菊糖苷类产品可以说在国际市场上又有了新的契机，因为2008年12月底，美国的FDA正式对甜菊糖苷类添加剂做了审批，这意味着这个世界上最大的天然甜味剂市场向甜菊糖苷敞开了大门。因此，创新甜叶菊苷加工技术，提高产品质量和品质，紧追国内外同类产品科技技术前沿和先进消费理念，对于进入国际市场来说是非常必要的。
污泥处理剂不污染环境，污泥在加入处理剂后，含水污泥能够脱除大量水分，放出的大量热能杀灭病原体和钝化重金属，通过机械翻堆或其他方法能使污泥快速干燥，处理后污泥可直接施用于农田、制作燃料。
城市生ห้องสมุดไป่ตู้、工业污泥脱水，城市生活污泥除臭。
污泥除臭的成本为：每吨污泥除臭成本低于20元。
污泥脱水的成本为：每吨污泥脱水成本低于30元。
中药——类新药
肿瘤是目前威胁人类健康的最重要疾病之一，是人类健康和生命的头号杀手，发病率居10种重大疾病的第一位，而且随着各种因素的影响其发病率依然呈上升趋势。研究和开发抗癌药物，特别是新型抗癌药物不仅具有非常重要的社会效益，而且其经济效益也是其它药物所无法比拟的。
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新型甜味剂——莱鲍迪苷A
甜菊糖苷是由菊科甜叶菊属多年生草本植物甜叶菊(Stevia rebaudiana Bertoni)中提取分离的兼具甜味剂和保健功能作用的食品添加剂，因其具有高甜度(蔗糖的200-300倍)、低热量(蔗糖的1/300)，化学性质稳定等特性，是一种安全的天然甜味剂。同时，甜菊糖苷还具有诸多生理活性，如降血压、降血糖，预防和缓解糖尿病、肥胖症、龋齿及胃溃疡等。因此，甜菊糖苷被誉为是继蔗糖、甜菜糖之后的“第三糖源”。
保健品添加剂、食品添加剂、饮料添加剂。
作为功能性添加剂市场前景广阔，一瓶矿泉水中添加20微克的硒，成本增加0.032元。
中科院兰州化物所科技成果——高性能金属基自润滑材料与部件
中科院兰州化物所科技成果——高性能金属基自润滑材料与部件成果介绍本课题组研制和开发出各种微电机、家用电器用、在高温、少油或无油润滑及怕油污染的工况中具有机械强度高、摩擦系数低、耐磨损、自润滑的铁-铜基、青铜基含油轴承和430-650°C高温压铸机用高温自润滑金属陶瓷材料制作的活塞环。
并进行产业化。
微电机、家用电器、高温压铸机等中小型设备，配件在产业结构中占有较大的比重，对经济发展具有较大的影响。
然而，在行业中的许多机械设备的传动系统所用的金属基含油自润滑轴承及高温润材料部件，却基本依赖进口。
由此，增加了产品的成本，降低了产品在国内外市场的竞争力，制约了企业和行业的发展。
因此，高性能金属基自润滑轴承部件的研制、开发与产业化，将改变相关企业产品依赖进口的局面，提升产品的质量和竞争力。
同时，促进金属基自润滑材料摩擦学的研究与应用，加强科技向生产力转化，将具有十分积极意义。
关键技术高性能金属基自润滑轴承材料基体的选择、固体润滑剂与耐磨相的选择和含量的确定、孔隙的网络结构的制造、工艺及固-液润滑原理相结合是主要的关键技术。
金属基自润滑复合材料是以铁-铜合金、青铜及高温镍合金为基体，石墨、氧化物及稀土等为润滑相，高硬度金属钨、钼、铌、钽及碳化钨（硅）等陶瓷为耐磨相，加入造孔剂，通过粉未冶金工艺冷压成型、自由烧结与热压烧结制造成毛坯样品，浸油或不浸油，按照试验要求，加工后成为样品，通过物理、机械性能和摩擦磨损性能的测试，选择配方和工艺，以便确定实用工况要求的最佳配方和工艺。
采用先进的粉末冶金工艺制作的可在室温1000℃使用的高强度、低摩擦、耐磨损的新型功能材料。
满足实用工况要求的最佳配方和工艺确定后，进行中试批量生产。
提供产品，同时进一步调试、确定大批量生产的工艺，为产业化提供依据。
应用范围用于汽车、船舶、化工机械、微电机、机电设备、高温压铸机等。
市场前景及经济效益分析根据目前市场需求，每年提供合格的微电机轴承和高温压铸机活塞环共计90-100万件，产值100万元以上。
使金属易绝缘的新型涂料添加剂
研究人员通 过激 光熔覆技术 ．成功地在不锈钢 基 材 表面 制 备 了ＮＣｒＳ和 ＮＣｒＳ／ — ｉ 镍 基 商 ｉＢｉ ｉＢｉ ＷＣ Ｎ两种 温耐磨涂层 。研究结果表 明．与不 锈钢基材相 比。激 光熔覆 制备 的这两种镍基涂层具 有更高的显微硬度 和 更 好 的 高 温 耐磨 性 能 。其 中ＮＣ Ｂ ｉ — 涂 层 因 ｉｒ Ｓ／ ＷＣ Ｎｉ ＷＣ 颗粒 的增 强作用 而具有最 好的 高温耐磨性 能。不
泳 。增 强 了涂料 与金属板材 附着力 。涂层 的防腐蚀 能 力显著提 高。 硅烷涂装 新技术 ￣２ ｏ 年 以来相继在 法国、西班 １ｏ ９ 牙、巴西等国汽 车生产线投入应用 。去年开始进入 我 国家 电、汽 车零部件 、风力发 电等领域 。 据 介绍 ，硅烷涂 装技术可使产 品单耗大大 降低 。 有机 涂层膜 超薄 仅重０１ 平方米 。相 当于传 统磷化 ．克／ 工艺的 １２ ；槽液为双组分 液体 配成 ，仅 需控 制ｐ 值 ／０ Ｈ
锈 钢基材高温磨 损机制主要是粘着磨 损、磨粒磨损和 严重的塑性变形 。激光熔覆镍基涂层 的高温磨损机 制 主要是轻微的粘着磨 损和磨 粒磨 损。
以上研 究得到 了国家８ ３ 划 、 自然 科学基 金和 ６计 中国科学院重要方向性项 目的支持。
和 电导 率 。无须像磷 化液那样 要控 制游离酸 、总酸 、
表现及性能较好的漆膜。
业 的迅 速发 展， 于金属材 料 的使用 性能 要求 越来越 对 研究人员 以低 聚物二元醇 和异 佛尔酮二异氰酸 酯 高， 不仅 需要在 更 高的使 用温 度 以及 更为 苛刻 的腐 蚀 （ Ｄ ） 主要原料 ，采 用 自乳化 法合成 了 阳离子聚 氨 环 境 下作业 ， Ｉ Ｉ Ｐ 为 同时还 要具 有抗 震动 、抗疲 劳 、抗温 度 酯 电泳树脂 。探究 了电泳工 艺参数、成膜助剂种类 和 骤 变 以及耐 冲刷 等性 能， 有机 高分子 材料 已很 难满足 用量 、软 段种类及 中和度对 漆膜性能的影响 。结果表 使 用 要求 。而磷 酸盐 基耐 高温涂 层属 于无 机涂层 ， 高
中科院兰州化物所科技成果——防腐自润滑涂层
中科院兰州化物所科技成果——防腐自润滑涂层
成果简介
国内外发展了各种紧固件防护技术，如：电镀金属、热浸镀锌、铝涂料、达克罗涂层、磷化、氧化技术，润滑涂层等，但这些技术存在着一些不足，如：功能单一、生产能耗大、生产效率低等问题。
针对上述问题，团队发展了一种集防腐、润滑、耐磨于一体的防护技术，设计并研发了一种功能防护涂料，通过喷涂、浸渍的方法实现紧固件表面的涂料。
其性能优异，施工工艺简便高效，适合大批量生产，适用于各种基底表面。
表面涂覆防护涂层后可明显改善紧固件的扭矩与压力关系、稳定扭力系数、防止紧固件咔死；且具有良好的耐磨性，适中的摩擦系数、多次反复松动及锁紧紧固件丝牙不损伤；该涂层还具有优异的防腐防锈性能，防止紧固件锈死，大大提升了紧固件的使用稳定性及寿命，并可在海洋环境下使用。
技术指标
满足标准YSA001大型军用飞机标准件标准-072工程二硫化钼干膜润滑规范，标准HS292-紧固件无石墨型干膜润滑剂涂层，标准HS292-紧固件无石墨型干膜润滑剂涂层，标准HB6688-92热固化二硫化钼干膜润滑剂。
应用领域金属紧固件防护
成熟程度试生产
合作方式技术开发。
中科院兰州化物所科技成果——固体润滑涂层
中科院兰州化物所科技成果——固体润滑涂层技术概述固体润滑涂层是将各种固体润滑剂、增强填料等分散在有机或者无机粘结体系中形成特殊涂料，再用喷涂、刷涂或者浸涂等类似的涂装工艺在部件表面形成一定厚度的涂层，经自然干燥或者加温固化形成附着牢固的涂层，起到改善机械部件润滑状态、降低部件摩擦与磨损、延长部件使用寿命的作用，同时还可以起到耐腐蚀、耐高温、防烧粘、密封降噪等功能防护作用。
这是目前品种最多、应用最广的一种新型润滑防护技术。
技术指标（1）涂层典型厚度10-30微米，可根据实际应用调整；（2）使用温度范围从-100到800℃都有可选择的涂层产品；（3）部分产品性能满足美军标MIL-L-23398D、MIL-L-46010E技术要求，具有承载能力高（≥10000N）、耐磨寿命长（≥450min）的特点；（4）涂层耐盐雾腐蚀性能≥100h；（5）涂层附着力优于1级，柔韧性1mm，耐冲击性≥50cm。
技术特点（1）涂层比较薄，可以用到几乎所有的摩擦部件上而不需改变部件的尺寸；（2）实现无油润滑，省去复杂的油泵油路系统，可作为特殊工况及忌讳油脂存在的机械零部件的润滑材料；（3）可在高温、高负荷、超低温、超高真空、强氧化还原和强辐射等环境条件下对摩擦部件有效地润滑；（4）适用于多种类型材质的底材，且不会随时间发生变化和流动，可以作为频繁起动和长期不动偶尔起动的机械零部件的润滑材料；（5）具有优良的防腐性能和动密封性能，能起到防止机械振动和减少机械噪音的作用。
先进程度国际先进、国内领先技术状态批量生产、成熟应用阶段适用范围先进装备和制造行业零部件表面润滑与防护获奖情况（1）2004年，航空用特种润滑和密封材料与技术，国家发明二等奖；（2）2002年，航空用特种润滑密封与防护材料，甘肃省科技进步一等奖；（3）2005年，大型装备摩擦副室温固化防腐耐磨涂层研究，军队科技进步二等奖。
专利状态已获得专利9项合作方式（1）技术转让：将我单位产品成果、专利及所属权利转让于受让单位。
中科院兰州化物所制备出超高强度水凝胶生物润滑材料
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印 度 工程 塑料 Ｐ Ｅ Ｔ市场 增长 速 度惊 人
多 年 以来 ， 汽 车和 交通 运输 行业 已经意 识到 工程 塑料
为解 决水凝胶材料力学性 能差的问题 ， 中 国科学院兰州 化 学物理研 究所研 究员周 峰课题组 利用分 子工程设 计制备 出了一 种具有双交联 网络 的超 高强度水凝胶 ， 该水凝胶具有 新颖 的共 价键与配位键双交联 的结构形式 ， 其 中的化学交联 形成惰 性的水凝胶 交联 网络 ， 接着利用铁 离子 一 羧 酸根 的配 位 键作为 动态 的交 联形式 ， 在 受到外界 的应力 后 ， 可 动态地 断裂配位键 以耗 散能量 ， 从而大 大提 高水凝胶 的力学性能。 该水凝胶表现 出了超 高的断裂拉伸强度 ， 断裂应力 大于
通 过此次 生产设备 的增 强 ， 可 解决产 能不足 的问题 ， 还 能确立更加稳 固的稳定供应体制 。 卓 尔泰克设想到 ２ ０ ２ ０年 ， 使产能 在 目前 的 １ ． ３万 ｔ 的基 础上 实现翻番 ， 计划 今后 继续
增强墨西哥工厂 的生产设备 。 （ 中塑在 线 ）
在关节 润滑材料 、 人造血管 等领域获得 重要应用。
这 一 研 究 Ｔ 作 近 期 发 表 在 ２ ０ １ ５年 的 Ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ
Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ 上。 ｆ 中 国 聚合 物 网 １
东 丽强 化墨 西哥 工厂 的 生产设 备 应对 车用 碳 纤维 需求 增长
大丝束 碳纤维 是指 每束长 丝纤维 的纤维数 超过 ４万 根
的碳纤维 。这种纤维 能够 借用服装用 晴纶 丝束设 备来制造 ，
是 比较便 宜的产 品 ， 被 广泛用 于风力 发 电机 叶片 、 树脂化 合
激光熔覆NiCrMo和NiCrBSi涂层的微观组织及摩擦学性能研究
第54卷•第3期• 2021年3月激光熔覆NiCrMo和NiCrBSi涂层的微观组织及摩擦学性能研究曹四龙王凌倩、周健松^(1.中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室，甘肃兰州730000;2.中国科学院大学材料与光电研究中心，北京100049)[摘要]目前有关NiCrMo合金涂层的高温摩擦学行为和机理研究鲜有报道。
为此，利用激光熔覆技术制备了 NiCrMo涂层，以研究较广泛、应用较深入的NiCrBSi合金涂层作为对照，通过X射线衍射仪、扫描电镜和Raman光 谱仪对涂层的物相组成、微观结构和磨痕形貌、成分进行分析，研究了室温〜800 ^下2种镍基合金涂层的主要磨 损机理。
结果表明：NiCrMo合金涂层的微观结构主要由单一的7-N i固溶体形成的细小树枝晶组成。
NiCrBSi合 金涂层中较多含量的B、S i和C小原子主要以Cr7C3硬质相和Ni-B-S i共晶组织的形式分布于7-N i固溶体中。
在 室温〜400 T时，NiCrMo合金涂层发生严重的磨粒磨损和塑性变形，NiCrBSi合金涂层具有更高的显微硬度和抗塑 性变形能力，因而表现出更优异的耐磨性。
当温度超过400冗时，Cr7C3硬质相和Fe203的疲劳脱落形成的硬质颗 粒加剧了对氧化膜的切削破坏，导致NiCrBSi合金涂层在高温条件下发生严重的磨粒磨损，而NiCrMo合金涂层磨 痕表面大量的金属氧化物以及NiMo04复合物能够形成连续致密的氧化釉质层起到减摩抗磨的作用，因此具有更 好的高温耐磨性。
[关键词]NiCrMo合金涂层；NiCrBSi涂层；微观组织；力学性能；高温摩擦学性能[中图分类号]TG665 [文献标识码]A[文章编号]1001-1560(2021)03-0001-08Microstructure and Tribological Properties of Laser CladdingNiCrMo and NiCrBSi Alloy CoatingsCAO Si-long1'2, WANG Ling-qian1, ZHOU Jian-song1(1. State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China；2. Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)Abstract: At present, there are few reports on the high temperacture tribological behavior and mechanism of NiCrMo alloy coatings, for this, NiCrMo and NiCrBSi alloy coatings were prepared by laser cladding technology. The NiCrBSi alloy coatings, which were widely studied and widely used, were used as a contrast. The phase composition, microstructure, worn morphology and composition of the coatings were analyzed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and Raman characterization. The main wear mechanism of this two coatings was investigated from room temperature to 800 X..Results showed that the microstructure of NiCrMo alloy coating was mainly composed of fine dendrites formed by a single 7-Ni solid solution. The small atoms B, Si and C in NiCrBSi alloy coating were mainly distributed in *y-Ni solid solution in the form of Cr7C3hard phase and Ni-B-Si eutectic structure. From room temperature to 400 X. , NiCrMo alloy coating had serious abrasive wear and plastic deformation. NiCrBSi alloy coating possessed higher microhardness and plastic deformation resistance, committing to better wear resistance. When the temperature was over 400 X I , the hard particles formed by fatigue shedding of Cr7C3 hard phase and Fe203aggravated the cutting damage to the oxide film, which led to serious abrasive wear of NiCrBSi alloy coating under high temperature. However, a large amount of metal oxides and NiMo04complex on the wom surface of NiCrMo alloy coating could form a continuous and compact oxide enamel film, which reduced the friction and wear rate, and thus NiCrMo alloy exhibited better wear resistance at high temperature.Key w ords：NiCrMo alloy coating；microstructure；mechanical properties；high temperature tribological properties[收稿日期]2020-09-24[通信作者]周健松（1969-)，博士，研究员，研究方向为材料表面工程，电话:0931-4%8103,E-mail:jszhou@ 2Vol.54 N o.3 Mar. 20210前言NiCrMo合金作为一种镍基超合金，具有较高的高 温强度、优异的高温抗氧化性能和耐腐蚀性能，在航空 航天、核工业和化工领域拥有广阔的应用前景[1]。
中科院兰州化物所科技成果——超硬材料
中科院兰州化物所科技成果——超硬材料成果介绍碳化钨（WC）材料以其优异的高硬度、高耐磨、等综合性能成为目前应用领域最广、应用量最大的机械加工工具材料，被广泛地应用于车、刨、铣、铰、镗、钻、磨削工具和各种模具，被誉为“工业牙齿”，超过一半的钨产量制造成碳化钨（WC）在切削工具、钻头，模具等广泛应用。
此外，它在航空航天和军工领域中也有重要应用，例如WC可用于飞行器的发动机及机身组成元件的涂层材料、喷嘴材料和子母弹体材料等等。
另一方面，碳化钨也存在着密度大，脆性大的缺点，且钨元素是地球储量极少的稀有元素，价格高。
因此在保持WC高硬度特性的前提下，提高其韧性，降低其成本及降低密度以提高比刚度、比强度是多年来的追求目标。
通过在钨的格位部分固溶其它金属元素来提高碳化钨性能的研究已取得了一些颇有成效的结果，但是目前仅限于钼、钛、钽等高熔点高密度的贵金属元素。
制备轻质、廉价，同时又具有高硬度、高强度、良好高温稳定性的新材料不仅具有十分重要的科学价值，而且具有十分重要的应用价值。
本项目碳化物新型硬质复合材料，该复合硬质材料的宏观硬度在22GPa左右（HV10），微观硬度在30GPa左右（HV0.2），HRC在95以上，已接近超硬材料。
新型硬质复合材料的性能如下：宏观硬度HV10（21-23GPa），微观硬度HV0.2（30GPa）；断裂韧性（6-8MPam1/2）。
应用领域切削工具、钻头材料、耐磨涂层、防护材料。
技术成熟度完全成熟，可大规模生产市场前景及经济效益分析碳化钨是钨材料最主要的应用方向，每年全球仅刀具的产值就在50亿美元以上，总产值超过500亿美元，应用量大，市场成熟，我们国家目前在大力发展先进制造业，而碳化钨产品作为加工工具是制造业必不可少的材料，本产品可替代碳化钨在刀具、钻头、模具等领域应用，作为新一代硬质合金材料，推广应用市场前景广阔。
合作方式合作开发、技术转让。
兰州化物所激光熔覆制备高温耐磨涂层取得重要进展
兰州化物所激光熔覆制备高温耐磨涂层取得重要进展
佚名
【期刊名称】《《表面工程资讯》》
【年(卷),期】2011(011)004
【摘要】中科院兰州化学物理研究所先进润滑与防护材料发展中心磨损和表面工程组在激光熔覆技术制备高温耐磨涂层方面取得重要进展。
【总页数】1页(P25-25)
【正文语种】中文
【中图分类】TG174.4
【相关文献】
1.钛合金表面激光熔覆高温自润滑耐磨复合涂层 [J], 孟祥军;刘秀波;刘海青;陈瑶
2.激光熔覆原位自生碳化物增强自润滑耐磨复合涂层的高温摩擦学性能 [J], 王勇刚;刘和剑;回丽;职山杰;刘海青
3.激光熔覆制备耐磨耐蚀涂层技术研究进展 [J], 张凯;陈小明;张磊;伏利;刘伟;姜志鹏
4.中科院兰州化物所超疏水表面制备技术取得重要进展 [J],
5.激光熔覆制备自润滑耐磨涂层的研究进展 [J], 余鹏程;刘秀波;陆小龙;王永光;陈瑶;石世宏
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中科院兰州化物所科技成果——无溶剂管道内防涂层
中科院兰州化物所科技成果——无溶剂管道内防涂层
成果简介
该成果充分考虑到溶剂型环氧防腐涂层未来发展的局限性，所以在产品在定位上以无溶剂型环氧体系为主，兼顾施工简便与环境友好的特点，加入了本团队自助研发的高效防腐剂，从而极大提升了涂层体系的防腐寿命。
涂层在设计和涂装的过程中，积累经验并摸索出一套防腐一体化设计的理念。
1、这类涂层在使用过程中，由于无溶剂挥发故而降低了工作人员在施工现场有机溶剂中毒或者有机溶剂燃烧而发生火灾的危险系数。
2、由于没有溶剂的挥发从而有效的降低了资源浪费，满足节能减排的要求。
3、因为这类涂料在管道内涂装时，无溶剂挥发，故而提高了涂层的致密性和层间结合力，有力的消除了涂层因溶剂挥发而导致产生的缩孔或者针孔，提高了漆膜的抗渗透性及耐腐蚀性。
4、无溶剂涂层与溶剂型涂层相比，最大的特点还在于在具体涂装过程中，无需额外配装通风设施，极大的简化了施工工艺流程，节约了资本。
技术指标
耐冲击性能≥70cm·kg，铅笔硬度2H，附着力＞15MPa，耐磨性＜90mg（1000g/1000rCS17轮），断裂强度大于＞16MPa，延伸率＞18%，简支梁冲击3.5kJ/m2。
应用领域输水、输油管道内防护成熟度批量生产
实施案例长庆油田部分管道涂装
合作方式技术转让。
中科院兰州化物所科技成果——TX镶嵌式自润滑复合材料
中科院兰州化物所科技成果——TX镶嵌式自润滑复合材料成果介绍镶嵌式自润滑复合材料是一种新型的抗极压固体润滑材料，由金属底材与嵌入底材的孔或槽中的固体润滑剂膏体构成。
在摩擦过程中金属底材承担了绝大部分负荷。
经摩擦，孔或槽中的固体润滑剂向摩擦面转移或反转移，在摩擦面上形成润滑良好、牢固附着并均匀覆盖的固体转移膜，大幅度降低了摩擦磨损。
随摩擦的进行，嵌入的固体润滑剂不断提供于摩擦面，保证了长期运行时对摩擦副的良好润滑。
技术指标TX镶嵌式自润滑复合材料的主要技术性能应用范围本研究的TX镶嵌式自润滑复合材料已应用于水泥生产的大型卧式回转窑的托轮轴、石油化工常压蒸煮釜托轮轴及某合成釜托轮轴及某合成釜水平滑动件，有色冶炼电炉耳轴、钢铁冶炼转炉耳轴、汽车制造冷冲工艺导板导套等部件上。
不仅解决了恶劣生产条件下的润滑问题，也为企业带来了明显的经济效益。
我所目前已具备小批量的生产能力。
市场前景及经济效益分析按年产量1000吨的规模估算，一次性投资3200万元，投入产出比为1.9，投资回收期为2.5年。
目前国内尚未形成镶嵌材料的规模化生产。
一些科研单位虽已试制出MoS2基、石墨基、PTFE基镶嵌材料镶嵌轴承，其产品也在化工、冶金等少数企业应用，但由于现场生产对镶嵌材料技术性能要求高，不同行业的应用工况极为复杂，需要生产单位与科研部门相配合，针对不同的生产条件在固体润滑剂组成和配比，金属底材的选择，镶嵌工艺和其它润滑剂的联用，以及应用的配套措施等方面开工作，制出适于不同特殊工况使用的系列镶嵌材料，才可能大面积推广。
因此国内具有镶嵌式自润滑复合材料较大的发展空间，加之此材料应用十分广泛。
可以预计，现代大型工矿企业对此材料将有相当可观的需求量。
通过一定时期的努力，TX镶嵌材料可能占有国内市场80%左右的份额。
对投资者和投资环境的要求本产品主要由金属底材和嵌入金属的聚合物和非金属材料构成，原材料全部国内生产，易于购得。
生产工艺分机械加工、化工原料的常压溶解，镶嵌和表面涂敷四个部分，基本上无环境污染问题。
中科院兰州化物所科技成果——高性能聚合物水润滑轴承材料
中科院兰州化物所科技成果——高性能聚合物水润
滑轴承材料
成果介绍
水润滑轴承以水为润滑和工作介质，减少了以油为润滑介质的传统轴承对环境的污染。
由于水的粘度很低，仅为油的1/100-1/20，水膜的承载能力要比油膜低的多，只有在高速、低载的适宜条件下才能形成流体润滑。
但是在启动和停机运行速度有所变化的情况下，轴承往往处于边界润滑和干摩擦状态，因此高性能水润滑轴承材料，要求能在边界润滑和干摩擦条件下安全运行，具有较低摩擦系数和良好的耐磨寿命。
聚合物水润滑轴承
中国科学院兰州化学物理研究所研制出以高性能嵌段共聚高分子合金为基体，添加特殊反应添加剂以及润滑剂，开发出了具有优异干摩擦性能和水润滑性能的ASX系列水润滑轴承材料，具有优异的水润滑和自润滑能力，与加拿大Thordon bearing XL、SXL相比，具有更加优异的干摩擦耐磨损能力和更低的水环境摩擦系数。
此类轴承材料具有良好的免维护能力，已成功应用于军用水下推进器中，此类轴承在水泵、船舶螺旋桨、舵机以及甲板机械中都具有广阔的应用前景。
技术指标
杨氏模量≥600MPa，水下最大膨胀率≤1%，工作温度-60℃到60℃；速度≤0.045m/s时，摩擦系数≤0.25；速度≥0.045m/s时，摩擦系数≤0.02。
应用领域船舶工业、水泵领域以及特种电机行业。
成熟程度小批量生产
实施案例螺旋桨艉系、水下电机等
合作方式技术开发、技术入股、技术服务、共建载体。
中科院兰州化物所科技成果——防覆冰涂层
中科院兰州化物所科技成果——防覆冰涂层
成果简介
冰雪给交通运输、电力、建筑及农业等各个领域带来许多问题：诸如导致严重的交通事故，使风电叶片运转困难而影响叶片能量输出，破坏电线输电线路，使飞机引擎、轮船和空调系统等停止运行，给人们生产、生活带来了巨大的危害。
因此，开展防覆冰技术研究国民经济具有重大意义。
本技术是一种自润滑除冰涂层，涂层表面表现出优异的疏冰性和自润滑性能。
涂层在冰表面摩擦系数0.02，覆冰强度小于200KPa。
经过低温结冰实验验证，所设计制备的防除冰涂层比某进口防冰漆表现更为优异。
在低温振动条件下进口涂层表面仍有覆冰附着，需要人工敲击才能去除，而实验室自润滑防冰涂层尽管表面也有结冰现象，
但在振动条件下，覆冰完全脱落，无需人工清除，说明此种条件下，实验室制备的涂层具有优异的脱冰性能。
技术指标
疏水角＞100°覆冰强度小于200KPa，附着力≥5MPa，硬度＞2H，自润滑特性，冰摩擦系数≤0.03。
应用领域
飞机、输电设施、风力叶片、高寒车、雷达等。
成熟程度试生产
合作方式技术开发。
中科院兰州化物所新型物理气相沉积固体润滑薄膜材料应用于长征五
５ ５ ｌ ２ ｏ １ ６ 年 第 ６ 期 ． 总 第 ９ １ 期
团队 建 立 起从 Ｃ ＡＤ 设计到Ｃ ＡＭ路 径 生 产 的 能 力 ，以及 建 立起单 孔及 群 孔的流 体及 热 力学 分析 平 台，可 以对真实工况下 的气膜冷却进行温度 分布 、冷
向航 天强国的重要标 志。
长征 五号运 载火箭 发动机 关键 运
转 部件具有 工作 介质特殊 、运 转载荷 大 、运转速度 高的特点 。兰州化 物所
多年研 究攻 关 ，研 制 的新型物理气 相 沉积 固体 润 滑薄膜 材料 为长征五号 运
上加工 出高精度复杂异型孔而又不伤及 内腔背壁 ，面 临着很 多的技术挑 战 ，包括 ： （ １） 单 台激 光器一 次 装 卡穿越合 金／ Ｔ Ｂ Ｃ 复合 结构 ，实 现多类材 料单 一工 况 的升 华式加 工 ： （ ２）大倾角（ ２ ０—６ ０ 度） 、大深度 （ ２ ～６ 毫米 ）、三维 可控 、精密低损伤 加工 ； （ ３）
中科院宁波材料所 在复杂异型孔的激光加工方面 取得进展
激光加工作 为一种非接触式 的加工 方式 ，具有快 速 、灵活 、能量精密可控及对难加工材料 的广适性等
特点 ，在 多层复合结构 的精密低损伤ｍ Ｔ上具有独特 的优势。但要利用激光在外形 曲面、 内腔复杂 的结构
中国科学院 兰州化学物理研 究所经 过
复杂叶片 的空间在线定位与校正等。
载火 箭发动机 （ 液氧煤油 高压补燃 发 动 机 ）关 键 运 转 部 件 提供 了可 靠 润
滑 ，为该型号 火箭的顺利研 制和成 功
发射奠定 了坚实基础。
长征五 号运载 火箭采用 我 国 自主
中科院兰州化物所科技成果——轻合金表面高性能微弧氧化膜制备工艺与技术
中科院兰州化物所科技成果——轻合金表面高性能微弧氧化膜制备工艺与技术成果介绍微弧氧化（Micro arc oxidation，MAO）是通过电解液与相应电参数的组合，在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用，生长出以基体金属氧化物和电解液化合物为主要成分的陶瓷质膜层。
此外，通过控制合适的电解液和电参数等工艺条件，在钢、铜、钕铁硼等金属表面也可实现微弧氧化反应制备得到氧化物陶瓷膜。
我们主要致力于针对航空航天和国防装备等高技术领域极端/苛刻服役工况下应用时微弧氧化膜面临的关键问题，开展微弧氧化膜的设计制备、性能评价以及损伤/失效机理研究，开发满足表面防护及功能需求的高性能微弧氧化膜制备工艺与技术，显著提高基材表面性能，实现工程应用。
主要研究成果有：（a）耐磨自润滑微弧氧化膜：系统掌握了微弧氧化膜的生长机制规律，通过电解液配方设计、电参数调控及复合处理等手段，可对氧化膜结构、成分等特性进行大范围的调控，在铝合金、钛合金表面制备具有高硬度及与基材强结合特性的微弧氧化陶瓷膜，赋予其优异的耐磨及自润滑性能。
（b）抗热冲击微弧氧化膜：掌握了与高温热冲击应用场合密切相关的氧化膜成分、孔隙率、膜层/基材结合强度等特性的可控制备工艺，在铝合金、钛合金及碳钢表面制备了具有热导率低、耐热性能高、抗热冲击好等优异热性能的微弧氧化膜，有效提高铝、镁、钛合金以及钢制部件的工作温度。
（c）原位着色热控微弧氧化膜：针对航空航天领域轻合金表面高吸收和低吸收热控涂层的应用需求，我们研发了独特的黑色和白色微弧氧化原位着色热控涂层制备工艺，涂层具有优异的热控性能，还具有色泽均匀、稳定性好的特点（远优于阳极氧化热控涂层的稳定性）。
（d）长效防腐蚀微弧氧化膜：通过合理的结构和组分设计，在铝、镁合金表面制备长效防腐蚀微弧氧化膜，并显著改善铝/镁合金连接件的电偶腐蚀性能；研发了微弧氧化膜专用高效缓蚀型封孔剂，对氧化膜进行封孔后处理，进一步提高耐蚀性能2-3倍。
中科院兰州化物所科技成果——PTFE纤维织物自润滑复合材料
中科院兰州化物所科技成果——PTFE纤维织物自润
滑复合材料
成果简介
PTFE纤维织物自润滑复合材料是由聚四氟乙烯纤维和芳纶纤维等纤维编织物和高强度树脂、填料组成的薄层自润滑复合材料。
该类材料具有高承载、耐高温、质量轻、耐腐蚀、自润滑、长寿命等特性，适用于重载、高低温、盐雾、霉菌等极端苛刻复杂服役环境的技术要求。
目前中国科学院兰州化学物理研究所通过近二十年的研究工作，掌握了高性能纤维自润滑织物衬垫复合材料的设计及制备技术、应用实施技术、分析检测技术等共性技术，获得4项专利证书，建立了该类材料的产品企业标准、分析检测规范等技术指标体系。
中国科学院兰州化学物理研究所研制的重载、高温纤维自润滑织物衬垫复合材料于2013年已经开始在航空领域获得工程应用，解决了重载、高温、盐雾锈蚀等复杂环境工况下需要长期有效工作的特种机械部件的特殊润滑和耐磨问题。
技术指标
PTFE纤维织物自润滑复合材料具有承载能力范围宽（动载10MPa-350MPa）、使用速度广（0.5m/min-9m/min）、质量轻、耐腐蚀、
自润滑、耐磨损、长寿命（2.5万次-150万次）等特点。
应用领域
采用该类材料能够制备出各种规格的自润滑滑动轴承、关节轴承、轴瓦、垫片、导轨及滑板等部件，可广泛应用于航空、航天、船舶、兵器、核工业等高技术领域，以解决苛刻条件下运动部件的高承载、自润滑、耐磨损、长寿命等技术难题，未来有望应用于重型机械、电力、桥梁等民用高技术领域。
成熟程度小试
实施案例
耐高温衬垫材料已应用于某型飞机国产发动机。
高承载衬垫已应用于飞机机翼、机身、起落架等承力部位用滑动轴承和关节轴承。
合作方式技术开发、技术服务。
中科院兰州化物所科技成果——高温防粘焊抗烧蚀耐磨材料涂层
中科院兰州化物所科技成果——高温防粘焊抗烧蚀
耐磨材料涂层
成果简介
高温防粘焊抗烧蚀耐磨涂层是采用超音速等离子喷涂技术在机械部件表面制备的金属基陶瓷梯度涂层，由金属、陶瓷、固体润滑剂等材料组成，集高温防粘焊/抗烧蚀/抗高温微动磨损功能“一体化”化，该材料涂层技术（ZL201711158392.4）适用于900℃以内机械部件表面的抗高温微动磨损和防粘焊抗烧蚀。
主要技术指标
涂层厚度：300-350μm；
涂层硬度：584.7-769.6HV；
涂层结合强度：30-43MPa；
耐温抗烧蚀：800℃保温100h，无烧损、剥落；
承载能力：表面载荷达30MPa以上；
高温微动耐磨寿命：往复微动循环≥43200次（钢配副，800℃，32MPa）；
高温微动摩擦系数：≤0.50（钢配副，800℃，32MPa）。
成熟程度目前已完成小试、中试生产。
技术成熟度5级
应用领域
本产品广泛应用能源化工、钢铁、海洋机械、舰船、航天航空等领域的高温机械部件表面的高温防粘焊、抗烧蚀及抗微动磨损。
本产品已实际应用于陕煤集团60万吨/年粉煤热解回转反应炉核心部件。
合作方式
技术转让、成果推广、技术入股、产品代理。
中科院兰州化物所科技成果——自润滑双金属材料
中科院兰州化物所科技成果——自润滑双金属材料成果简介
自润滑双金属材料（专利：ZL201510789408.6），采用Cu、Sn、Ni、Cr、Ti等多种金属材料与其它金属基体通过特种工艺复合成型，可在煤油、润滑油介质中或缺油等混合摩擦状态下提供有效润滑，减少摩擦副擦伤、咔咬、烧缸等，提高关键摩擦副在特殊介质下的润滑抗磨寿命及可靠性。
主要技术指标
摩擦磨损性能：摩擦系数≤0.38、磨损率≤0.3×10-3cm3（缺油状态）；
膨胀系数：≤钢基体的30%；
结合强度：≥250MPa；
布氏硬度：≥85HBW；
热循环抗力：淬火和回火后不脱焊。
成熟程度目前已完成小试生产。
技术成熟度4级
应用领域
用于航空发动机、燃油泵、煤油泵、火箭伺服机构、制造等领域的关键摩擦副材料（如转子/配油盘的配流副、转子孔/柱塞体的柱塞副、滑靴/耐磨片的滑靴副）。
合作方式
技术转让、成果推广、技术入股、产品代理。
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中科院兰州化物所科技成果——高性能自润滑耐磨
激光熔覆涂层与激光强化技术
成果介绍
激光熔覆是一种利用激光处理的表面改性技术，它可以在低成本的基体材料上制成高性能的表层。
此技术节约了大量的贵重合金，适用于工具、模具、机械零件的修复、抗摩擦及耐腐蚀涂层的加工等。
本课题组利用激光熔覆技术研制开发了镍基金属间化合物基宽温域自润滑耐磨覆层材料，可以实现室温至1000°C宽温域环境下连续自润滑、耐磨和抗氧化。
其具体性能指标见下表。
目前市场上还未见到能达到这些技术指标的自润滑耐磨涂层材料。
该润滑涂层可应用于航天、舰船和汽车工业发动机的机械系统（涡轮叶片）、涡轮发动机进气阀顶杆、导向叶片、闭门器、减振器、制冷循环系统等机器零部件。
镍基金属间化合物基宽温域自润滑耐磨覆层材料
特性：与基材呈冶金结合，结合强度＞350MPa
硬度：HRC58-60
致密性：组织致密，无气孔
摩擦系数：<0.3（室温），<0.32（1000°C）
磨损率：<1×10-5mm3/N•m（室温），<3×10-5mm3/N•m（1000°C）使用温度：室温到1000°C
随着我国航空、汽车工业以及海洋开发等的高速发展，对高推重比、轻量化的机械设备的需求日益扩大，铝合金、镁合金以及钛合金等合金材料得到广泛应用。
但在实际应用中铝合金及钛合金存在润滑耐磨性差，镁合金存在耐蚀性不足等问题。
本课题组研制开发的铝合金表面自润滑耐磨覆层能解决铝合金零部件在室温至400°C中低温段的自润滑、耐磨问题。
其组织致密，硬度可达HV1000-1200。
具体技术指标见下表。
本课题组开发的钛合金表面自润滑耐磨覆层解决钛合金零部件的自润滑、耐磨、耐腐蚀问题。
除覆层材料开发外，铝、镁合金表面激光强化技术是解决铝合金零部件在机械应力、热应力、气蚀等作用下的热疲劳失效、气蚀冲击等问题的有效手段。
铝合金强化层厚3-4mm，硬度可达硬度HV140-160，抗疲劳性能提高2个数量级。
激光强化镁合金能细化镁合金晶粒尺寸，形成Mg-Al金属间化合物强化层，提高镁合金的耐腐蚀性，解决镁合金零部件的抗腐蚀、耐磨等问题。
强化层硬度HV350-400，厚0.5-1mm，耐腐蚀性能可提高2个数量级。
技术成熟度
完全成熟，可大规模生产，回收期为2.5年。
合作方式
技术转让、成果推广、产品代理。