某產(chǎn)業(yè)化技術(shù)可行性研究報(bào)告(已修改)
2025-05-07 02:07 本頁面
【正文】 年產(chǎn)5000噸低成本高可靠性納米微晶陶瓷產(chǎn)業(yè)化技術(shù)可行性研究報(bào)告湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2003年10月一、 總 論（一）項(xiàng)目概述本項(xiàng)目以天然礦物和冶金工業(yè)廢渣為主要原料，通過材料設(shè)計(jì)方法，采用高溫溶膠－凝膠工藝和原位受控晶化技術(shù)，在高性能低成本納米陶瓷的制備技術(shù)方面取得了突破，是一項(xiàng)屬于國內(nèi)首創(chuàng)的制備納米陶瓷制品的新工藝、新技術(shù)，具有很好的產(chǎn)業(yè)化前景。用該項(xiàng)技術(shù)制備的高耐磨納米微晶陶瓷結(jié)構(gòu)均勻致密，抗彎強(qiáng)度可達(dá)300MPa，顯微硬度10~12GPa，~，自磨損率不到氧化鋁陶瓷的20％，可機(jī)加工性和耐腐蝕好，可廣泛用作具有高附加值的耐磨結(jié)構(gòu)材料，如研磨體、陶瓷軸承、機(jī)械密封件、紡織瓷件、管道、閥門等。為將該項(xiàng)目技術(shù)推向產(chǎn)業(yè)化，現(xiàn)已投資110萬元，在湖南大學(xué)建成了一條年產(chǎn)200噸納米微晶陶瓷的中試生產(chǎn)線。該中試生產(chǎn)線的工藝流程及主要設(shè)備的設(shè)計(jì)與5000噸產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線基本相同，可同時(shí)或單獨(dú)使用電和液化氣兩種能源，工藝參數(shù)調(diào)整范圍大，以適應(yīng)不同產(chǎn)品對工藝條件的需要。目前用該中試生產(chǎn)線已成功制備了各種規(guī)格的研磨球和耐磨襯片。該技術(shù)的另一重要特點(diǎn)是：用一套玻璃熔制和微晶化設(shè)備可同時(shí)制備多種納米微晶陶瓷制品，產(chǎn)品品種可依市場需求靈活調(diào)整，市場應(yīng)變能力強(qiáng)。納米微晶陶瓷制品的制造成本不到氧化鋁陶瓷的30％，此外，可利用工業(yè)廢渣，有利于環(huán)境保護(hù)和社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。建設(shè)一條年產(chǎn)5000噸的納米微晶陶瓷生產(chǎn)線，項(xiàng)目總投資需3660萬元（含25％的技術(shù)無形資產(chǎn)），建成后可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值10500萬元，年利稅3420萬元，（不含建設(shè)期）?？缮a(chǎn)的主要產(chǎn)品為高性能耐磨結(jié)構(gòu)陶瓷系列產(chǎn)品，如研磨體、耐磨襯片、紡織瓷件、閥門芯片、軸承、機(jī)械密封件等。（二）立項(xiàng)意義及必要性納米材料由于具有許多獨(dú)特的優(yōu)異性能而成為現(xiàn)代材料科學(xué)的研究熱點(diǎn)。目前在納米粉末的制備技術(shù)方面取得了很大進(jìn)展，各種納米粉末已開始工業(yè)化生產(chǎn)并獲得日益廣泛的應(yīng)用。然而，用納米粉末來制備納米陶瓷時(shí)，由于納米粉末的活性很高，高溫?zé)Y(jié)時(shí)晶粒生長很快，絕大多數(shù)情況下獲得的不是納米陶瓷，而是亞微米甚至微米陶瓷。只有采用熱壓、熱等靜壓燒結(jié)或者小試樣的快速等溫?zé)Y(jié)，才可能獲得致密燒結(jié)的塊體納米陶瓷。在這種工藝條件下，一是對燒成設(shè)備的技術(shù)要求很高，二是很難制備復(fù)雜形狀和大尺寸的納米陶瓷制品。因此，開發(fā)一種高性能低成本的納米陶瓷制備新技術(shù)，是使納米陶瓷制品實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并獲得廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。本項(xiàng)目所開發(fā)的納米陶瓷制品是一種較理想的高溫自潤滑耐磨材料，可在高溫、腐蝕、無潤滑等惡劣環(huán)境下用作耐磨結(jié)構(gòu)材料，如研磨體、陶瓷軸承、機(jī)械密封件、紡織瓷件、管道、閥門、耐磨襯板等，對提升傳統(tǒng)耐磨結(jié)構(gòu)材料的可靠性和技術(shù)含量，推動(dòng)機(jī)械制造、化工、輕紡等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步有積極意義。此外，本項(xiàng)目可利用工業(yè)廢渣來制備納米陶瓷，是一項(xiàng)集新材料研制、固體廢棄物再生利用和環(huán)境保護(hù)于一體的具有顯著社會經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用價(jià)值的課題，對提高冶金工業(yè)廢渣的利用
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