[00067497]高性能特种粉体材料近终成形技术

该项目属于粉末冶金学科。高性能特种材料具有其他材料不具备的特殊性能，在高技术领域中具有不可取代的关键作用。然而，这类材料往往硬度高、脆性大，难以采用传统技术加工制备，成为许多国防和民用高技术装备发展的瓶颈。为此，项目基于粉体流变成形原理，研发了难加工材料的近终形制造新技术，广泛应用于国防和民用高技术领域。主要发明点如下：

1.发明了高性能特种材料的粉末注射成形新工艺，实现了金属钨、氮化铝、含氮不锈钢等难加工材料制品的近终形制造；发明了专用注射成形机、侧抽芯新结构模具等关键工艺装备；创立了基于机器视觉的粉末注射成形产品尺寸和外观质量在线自动检测、工业机器人动态抓取和分拣软硬件系统，首次实现了全自动化生产和高质量稳定性控制，生产效率提高6倍以上。

2.首创了适合注射成形的近球形微细特种粉体制备和改性新技术。提出基于酸根离子的化学推进剂理论，创立了可控溶液燃烧合成难熔金属和氮化物反应体系和工艺，制备出粒径小于50nm的高分散近球形氮化铝和钨基粉体。创立了“气流分级分散-等离子球化”粉体改性技术，制备出满足精密多孔阴极需要的细粒径窄分布（5±2pm）球形钨粉。

3.发明了适合不同材料的粘结剂体系及成形和高效脱脂工艺。提出基于聚合物功能基团的多组元粘结剂设计原理，创立了两相流协调运动模型，阐明了两相分离和缺陷产生的不确定性机制，发明了残碳型、低残留型和高粘性粘结剂体系，有效解决了坯体两相分离、变形、增氧、缺陷等控制难题，产品尺寸精度达到土0.2%。

4.发明了多孔脱脂坯强化烧结致密化和组织性能精确调控技术。提出金属钨的低温无压活化烧结致密化理论和钝化处理孔隙结构精确调控技术，突破了高致密度钨的细晶化和多孔钨的孔隙均匀化技术瓶颈，烧结金属钨电极的晶粒尺寸仅570nm,抗电子轰击性能提高2个数量级，多孔钨的活性物质填充量提高20%；综合利用液相烧结和残碳“脱氧”原理，解决了氮化铝高致密化、晶界相控制和晶格净化等难题，热导率高达248W?m-1?K-1。

项目授权中国发明专利60项、实用新型专利65项，申请PCT专利2项，软件著作权6项，合作出版著作5部，发表SCI论文104篇。项目引领了粉末注射成形行业发展，建成了世界规模最大的粉末注射成形生产线。科技成果评价专家组认为：“创新性强，属于重要的军民两用技术”；“为我国国防先进武器和民用工业领域研制和生产了多种关键零件”；“应用成效明显，整体技术达到国际领先水平”。获教育部技术发明一等奖2项、中国有色金属工业技术发明一等奖1项。成果推广应用于20余家企业，建成生产线47条。近三年，新增销售54.09亿元，新增利润7.05亿元，多种产品解决了国防装备建设和研发的“卡脖子”问题，社会经济效益显著。

成熟程度及推广应用情况：

已投入成本，目前处于何种研发阶段；产业化

市场分析：

项目形成了粉末注射成形系统理论，建立了具有完全自主知识产权的成套工业化生产技术，核心技术成功推广应用于钨钼等难熔金属及其合金、多种氮化物和氧化物陶瓷、不锈钢、铁基合金、镍基合金、钛合金、磁性材料、碳化硅/铝和金刚石/铜复合材料等材料体系。通过技术转让与合作，已在上海富驰、江苏精研、深圳艾利门特、苏州创基、北京嘉润、扬州海昌、江苏鹰球、厦门钜瓷等20余家企业实现产业化，建成47条生产线，其中江苏精研和上海富驰已发展成为世界产能最大的粉末注射成形专业化生产企业。项目产品应用于智能手机、光纤通讯、笔记本电脑、医疗器械、汽车、电动工具、武器装备等领域，解决了多项高技术装备发展的瓶颈问题。产品应用单位包括苹果、谷歌、华为、三星、Fitbit、OPPO、小米、特斯拉、本田、富士康、长城汽车、美国楼氏、日本丸和、日本昭和电工等国内外知名企业。市场潜力巨大，应用前景好，因此经济效益和社会效益都非常显著。

投资估算和经济效益分析：

成果亮点：

1、具有自主知识产权，研究成果项目授权中国发明专利60项、实用新型专利65项，申请PCT专利2项，软件著作权6项，合作出版著作5部，发表SCI论文104篇；

2、获奖情况：（1）2018年教育部技术发明一等奖：高性能金属钨制品精密制备技术及应用（附件31）；（2）2017年中国有色金属工业技术发明一等奖：高导热氮化铝精密成形技术及应用（附件32）；（3）2012年教育部技术发明一等奖：触发引爆开关放电电极及其近终形成形技术研究（附件33）；