【正文】 達(dá)到可與鉆石系數(shù)相媲美的程度。 立足 項(xiàng)目單位 自主開發(fā)的創(chuàng)新技術(shù)和生產(chǎn)制程，制成原晶粒度＜ 8 200nm 的納米氧化鋁研 磨球、納米氧化鋁軸承替代微晶氧化鋁和氧化鋯制成的研磨球、軸承，同等性價(jià)比的產(chǎn)品成本降低 50%以上（如：Φ 25mm 氧化鋯研磨球市場價(jià)為 15 萬－ 120 萬 /噸， 2020 年國內(nèi)年需求量約為 3000 噸；微晶氧化鋁研磨球市場價(jià)格為 800023000/噸， 2020 年國內(nèi)年需求量約為 70 萬噸；納米氧化鋁陶瓷軸承廣泛地應(yīng)用于計(jì)算機(jī) CPU 散熱風(fēng)扇、微特電機(jī)制造業(yè)、醫(yī)療設(shè)備儀器、精密儀器儀表及泵閥業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，特別適用于較惡劣的環(huán)境，如高溫、強(qiáng)磁、強(qiáng)腐蝕等環(huán)境）。而基于本項(xiàng)目技術(shù)制成的納米氧化鋁具有更好的強(qiáng)度、硬度與耐磨損等性能指標(biāo)，如耐磨損度提高 10 倍時(shí)產(chǎn)品成本僅增加不到 1 倍。而基于本項(xiàng)目技術(shù)制成的納米氧化鋁陶瓷制品的強(qiáng)度、硬度、耐磨損等性能指標(biāo)相當(dāng)甚至超過氧化鋯陶瓷制品，但成本則遠(yuǎn)低于其 50%。因此， 項(xiàng)目單位特提出本項(xiàng)目的實(shí)施。 首先，替代傳統(tǒng)研磨球及軸承，降低生產(chǎn)成本，有利于使用研磨介質(zhì)的企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展。 其次，滿足項(xiàng)目單位自身的發(fā)展，加快了上下游企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展，促進(jìn) **********的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。項(xiàng)目建成后，一方面可滿足上下游相關(guān)企業(yè)的發(fā)展需求，另一方面可為項(xiàng)目單位自身的技術(shù)研究提供支撐和幫助，為該企業(yè)帶來更大的收益。 10 最后，解決了社會勞動(dòng)就業(yè)人數(shù)，安定社會、保障社會治安。這不僅使企業(yè)有序生產(chǎn)，而且保障了民生，安定了社會，具有一定的社會效益。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 序號 指 標(biāo) 單位 數(shù)量 備注 1 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案 納米氧化鋁研磨球、陶瓷軸承 萬噸 /年 2 2 總投資 億元 建設(shè)投資 萬元 流動(dòng)資金 萬元 3 主要水、電、氣耗用量 工業(yè)用水 萬噸 /年 工業(yè)用電 萬度 /年 天然氣 立方米 /年 4 總用地面積 畝 150 5 總建筑面積 平方米 70000 6 年銷售收入 億元 10 7 財(cái)務(wù)內(nèi)部收益（稅前） % 8 財(cái)務(wù)內(nèi)部收益（稅后） % 9 項(xiàng)目投資靜回收期 年 含建設(shè)期 11 第二章 市場預(yù)測 納米氧化鋁研磨球、納米氧化鋁陶瓷軸承可以更高的性價(jià)比全面替代現(xiàn)有 的微晶氧化鋁和氧化鋯陶瓷制品，應(yīng)用于建筑陶瓷、非金屬礦深加工、石化、電子等其他行業(yè)。 2020 年全球建筑陶瓷的產(chǎn)量 (不含中國 )達(dá)到 億平方米， 2020 年全年我國建筑陶瓷的總產(chǎn)量達(dá)到了 億平方米，占全球總產(chǎn)量的 %。據(jù)測算， 2020 年，全球陶瓷生產(chǎn)需要各種研磨介質(zhì) 440 萬噸左右，產(chǎn)值約 160 億元，其中微晶氧化鋁陶瓷研磨介質(zhì)為各種研磨介質(zhì)中的高檔產(chǎn)品，年產(chǎn)量約為 40 萬噸，僅占各種研磨介質(zhì)總需求量的 %；國內(nèi)陶瓷生產(chǎn)需要各種研磨介質(zhì) 720 萬噸左右，產(chǎn)值約 250 億元，其中微晶氧化鋁陶瓷研磨介質(zhì)年產(chǎn)量為 15 萬噸左右，僅占各種研磨介質(zhì)總需求量的 %。就目前建筑陶瓷產(chǎn)量，若所需研磨介質(zhì)全部用微晶氧化鋁陶瓷研磨介質(zhì)替代，預(yù)計(jì)全球需要微晶氧化鋁陶 12 瓷研磨介質(zhì)約 170 萬噸左右，產(chǎn)值約 145 億元。微晶氧化鋁陶瓷研磨介質(zhì)應(yīng)用于中高檔建筑衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)，不僅可大幅度提高生產(chǎn)效率、降低物料研磨能耗 33%左右，并可減少對天然研磨材料的依賴，在節(jié)能降耗和保護(hù)生態(tài)環(huán)境 方面發(fā)揮了重要作用。 非金屬礦深加工行業(yè) 礦產(chǎn)資源是支撐國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，其開發(fā)利用程度，尤其是被稱作“工業(yè)礦物”的非金屬礦產(chǎn)的開發(fā)利用程度，已成為衡量一個(gè)國家工業(yè)化程度的重要標(biāo)志，受到世界各國的高度重視。目前全世界 每年通過破碎和磨礦的非金屬礦物達(dá)數(shù)十億噸，需要大量微晶氧化鋁陶瓷研磨介質(zhì)及其它各種研磨介質(zhì)。在金屬選礦行業(yè)，微晶氧化鋁陶瓷制品作為研磨介質(zhì)應(yīng)用主要集中在部分含酸銅礦石研磨、金及稀有金屬選礦和超細(xì)研磨方面，以減少礦物對研磨介質(zhì)的腐蝕和提高回收率，近十年來應(yīng)用量快速增長，市場前景廣闊。為有效利用這些寶貴的礦產(chǎn)資源，提高資源利用率，礦山行業(yè)加大科技資金投入進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)改造，以較低成本在選煉前將有用礦物和無用礦物有效分離。 石化行業(yè) 在現(xiàn)代燃料工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)中， 80%以上采用了催化過程。氧化鋁作為吸附劑、催化劑、催化劑載體具有比表面積大、活性高、吸附能力強(qiáng)和良好的耐壓、耐腐蝕等特點(diǎn)，廣泛用于石油煉制、石油化工、化肥、天然氣及環(huán)保等行業(yè)。 電子行業(yè) 氧化鋁電子陶瓷基片產(chǎn)品作為厚膜集成電路、聚焦電位器、致冷器、覆銅板、網(wǎng)絡(luò)電阻、臭氧發(fā)生器等的基礎(chǔ)元件廣泛應(yīng)用于微電子行業(yè)。 14 其它行業(yè) 微晶氧化鋁陶瓷的耐磨性是錳鋼的 260 倍、高鉻鑄鐵的 171 倍，在鋼鐵行業(yè)、火力發(fā)電的輸料、配料制粉、排灰除塵系統(tǒng)及其它防磨工程中應(yīng)用能大大減少設(shè)備的物料磨損，使設(shè)備使用壽命延長，生產(chǎn)運(yùn)營綜合成本下降，且不會對環(huán)境產(chǎn)生任何危害。由于微晶氧化鋁陶瓷制品具有良好的防腐蝕性和耐磨性，是較強(qiáng)侵蝕環(huán)境下替代金屬及塑料的 理想材料且其應(yīng)用已經(jīng)展現(xiàn)出不斷增長的勢頭，成為最具前景的耐磨損、抗腐蝕的材料之一。 微晶氧化鋁磚和彎曲板成功地用作燃煤發(fā)電設(shè)備的內(nèi)襯，這種內(nèi)襯材料用于煤粉顆粒的高速供料、燒嘴、飛灰和殘?jiān)奶幚淼?，尤其是煤燃燒時(shí) 產(chǎn)生的飛灰含有較高的石英及不同礦物和渣料成份，它們的磨蝕能力比煤粒還強(qiáng)。因此微晶氧化鋁制品用作燃煤發(fā)電設(shè)備的內(nèi)襯的較為理想材料。微晶氧化鋁陶瓷，尤其是氧化鋁含量 97%以上的微晶氧化鋁陶瓷在石油和天燃?xì)獾你@探設(shè)備上典型的應(yīng)用是作為噴嘴、閥座、調(diào)節(jié)裝置、泵配件、鉆 頭配件等，可以在高壓、振動(dòng)環(huán)境下，甚至在有酸和堿存在的情況下正常工作。其用于電纜、電線和螺紋導(dǎo)軌，可在高速摩擦磨損睛況下，減少材料間的磨損。目前國內(nèi)外已把先進(jìn)陶瓷材料作為高溫結(jié)構(gòu)的首選陶瓷材料，在軍用和民用領(lǐng)域進(jìn)行重點(diǎn)的研究與開發(fā)。 16 17 第 三 章 建設(shè)規(guī)模與產(chǎn)品方案 建設(shè)規(guī)模 該項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn) 2 萬噸 Φ — Φ 25mm 納米氧 化鋁研磨球和Φ 4— Φ 8mm 納米氧化鋁陶瓷軸承的研發(fā)、測試與生產(chǎn)線。購置球磨機(jī)、造粒塔等主要設(shè)備；建設(shè)配套輔助設(shè)施。 立足自主開發(fā)的創(chuàng)新技術(shù)和生產(chǎn)制程，制成原晶粒度＜ 200nm 的納米氧化鋁研磨球、納米氧化鋁軸承替代微晶氧化鋁和氧化鋯制成的研磨球、軸承，同等性價(jià)比的產(chǎn)品成本降低 50%以上（如：Φ 25mm 氧化鋯研磨球市場價(jià)為 15 萬－ 120 萬 /噸， 2020 年國內(nèi)年需求量約為 3000 噸；微晶氧化鋁研磨球市場價(jià)格為 800023000/噸， 2020年國內(nèi)年需求量約為 70 萬噸；納米氧化鋁陶瓷軸承廣泛地應(yīng)用于計(jì)算機(jī) CPU 散熱風(fēng)扇、微特電 機(jī)制造業(yè)、醫(yī)療設(shè)備儀器、精密儀器儀表及泵閥業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，特別適用于較惡劣的環(huán)境，如高溫、強(qiáng)磁、 18 強(qiáng)腐蝕等環(huán)境）。而基于本項(xiàng)目技術(shù)制成的納米氧化鋁具有更好的強(qiáng)度、硬度與耐磨損等性能指標(biāo)，如耐磨損度提高 10 倍時(shí)產(chǎn)品成本僅增加不到 1 倍。而基于本項(xiàng)目技術(shù)制成的納米氧化鋁陶瓷制品的強(qiáng)度、硬度、耐磨損等性能指標(biāo)相當(dāng)甚至超過氧化鋯陶瓷制品，但成本則遠(yuǎn)低于其 50%。 19 第 四 章 場址選擇 場址所在位置現(xiàn)狀 高新區(qū)梧桐大道南側(cè)（合盛光電產(chǎn)業(yè)公司廠區(qū)內(nèi)） 場址建設(shè)條件 （ 1）基本市情 **********市 為 **********省直轄市。57′ — 117176。44′ — 29176。全市土地面積 5256 平方公里。 （ 2） 自然 條件 氣候特點(diǎn) ： 屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫和濕潤。年降水總量 ，年日照 小時(shí)，極端最高氣溫為℃ ，極端最低氣溫為 — ℃ ，年平均氣溫 ℃ ，無霜期 269 天 ，冰凍期短，氣候宜人。擬建場地電源來自華東大電網(wǎng)。擬建場地水源由城市自來水網(wǎng)提供 ,能滿足項(xiàng)目建設(shè)要求。通訊發(fā)達(dá)，建有一個(gè)可無限增容的電信端局，并實(shí)現(xiàn)了中國移動(dòng)和中國聯(lián)通兩個(gè)移動(dòng)通訊的 20 無縫覆蓋。 **********市乃至贛東北的一個(gè)交通樞紐，交通優(yōu)勢十分明顯，立體交通網(wǎng)絡(luò)基本形成 。**********機(jī)場已開通北京、上海、廣州等航線，昌江水道經(jīng)疏浚后可直通鄱陽湖達(dá)長江。 工藝技術(shù)原理 材料性能由材料的微觀結(jié)構(gòu)決定，陶瓷作為 三大材料之一其應(yīng)用范圍隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展得到了極大的提高，尤其在耐磨、耐高溫、耐高電壓，耐腐蝕等領(lǐng)域有著其它材料不可替代的功能。氧化鋁陶瓷的性能取決于剛玉晶體大小及分布情況。化學(xué)方法成本太高，依此法制得的氧化鋁納米粉體成本不低于15 萬元 /噸，這種氧化鋁粉料多用于制造透明氧化鋁陶瓷。 本項(xiàng)目納米氧化鋁粉料的制備采用物理方法結(jié)合高分子表面活 22 性材料制。本項(xiàng)目改變大球研磨方法，采用小球攪拌研磨，同時(shí)加入高分子表面活性物質(zhì)（醇類），效率增加十幾倍，可制得原晶粒度小 200 納米的氧化鋁粉料。這些制備環(huán)節(jié)包括：粉體的制備過程、粒徑和粒度分布、成型方法、生坯密度、燒結(jié)溫度、升溫速率、保溫時(shí)間、燒成氣氛等。但同時(shí)涉及粉體的制備過程，所含的雜質(zhì)以及處理過程中的團(tuán)聚現(xiàn)象等。例如溶膠 —— 凝膠制備的氧化鋁粉具有高度的化學(xué)均勻性、高純度、超微尺 寸顆粒，而傳統(tǒng)的拜爾法生成的氧化鋁粉則純度較低，且存在嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，寬顆粒分布使燒結(jié)中期致密化速率加快；窄分布延長燒結(jié)中期的時(shí)間，使燒結(jié)后期晶粒粗化現(xiàn)象減少，最終致密度較高。雖然初始致密化速率較高，但寬粒度分布同時(shí)強(qiáng)化了燒結(jié)中期晶粒的生長，由于晶粒生長與坯體致密化是兩個(gè)相互競爭的反應(yīng)，因而燒結(jié)中期致密化速率比近單一尺寸樣品的致密化速率減 小的快。 生坯密度：生坯的影響包括氧化鋁生坯成型方法和生坯密度的影響。不同的方法具有不同特點(diǎn)，對氧化鋁陶瓷燒結(jié)性能和顯微結(jié)構(gòu)的影響也會有所不同，致密化速率強(qiáng)烈依賴于生坯密度，而晶粒生長則與生坯密度沒有關(guān)系。 燒成工藝：在所有工藝參數(shù)中，溫度對氧化鋁的 燒結(jié)是最直接的影響因素。在燒結(jié)早期，未經(jīng)預(yù)熱的樣品致密化速率緩慢，預(yù)熱后的樣品致密速率隨密度線性增加。未預(yù)熱的樣品晶粒大，而預(yù)熱則使晶粒尺寸更加均一。 合理配方：早在 1954 年，阿肯色州立大學(xué)的 Smothers 和 Reynolds 教授就添加劑對 Al2O3 燒結(jié)的影響作了大量的研究。并對其機(jī)理進(jìn)行了初步探討。在這些玻璃相存在的情況下，可通過溶解－沉淀機(jī)理，促進(jìn)氧化鋁燒結(jié)。在一個(gè)方向上具有較高的生長速率，形成棒晶。（ 3）與基體氧化鋁通過固相反應(yīng)生長出新的復(fù)合相。早在 1962 年， Coble 就討論了不同氣氛對燒結(jié)的影響。壓力的存在有助于氣孔的排空，促進(jìn)樣品的致密。氮?dú)夥障聼Y(jié)的樣品，晶粒長徑比更大，尺寸更小，粒度分布也更窄。因此控制好制備過程中的工藝參數(shù)是獲得理想結(jié)果必要條件。與氧化鋯陶瓷球?qū)Ρ饶ズ牡?1020%。 —— 納米氧化鋁陶瓷軸承 納米氧化鋁陶瓷軸 承與普通軸承的最大區(qū)別在于采用了由納米級氧化鋁粉作為主材料制造的陶瓷軸承并且搭配了特殊的納米級粒子潤滑劑。在熱膨脹系數(shù)、摩擦系數(shù)、密度、硬度等方面的參數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于油封 26 軸承及滾珠軸承所使用的青銅以及軸承鋼，甚至于有些參數(shù)已達(dá)到可與鉆石系數(shù)相媲美的程度。 傳統(tǒng)油封軸承風(fēng)扇在使用過程中磨耗嚴(yán)重