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面向航空航天、国防、汽车工业的高效吸能合金

交易信息: 技术入股-面议元     
专利: 技术成熟度:可以量产  

技术领域:先进制造技术,新材料及其应用 应用领域:装备制造,航空航天 最后更新时间:2017-07-24 11:12:40
所在地:中国 安徽省 合肥 高新区 (蜀山区)
所属用户简介:
中国科学院合肥物质科学研究院(以下简称合肥研究院)是中国科学院在安徽设立的一个综合性科研基地和人才培养基地,成立于2001年11月。合肥研究院位于合肥市西郊风景秀丽的董铺岛上,面积2.65平方公里。岛上三面环水,绿树成荫。江泽民总书记1998年莅临视察时对这里的科研环境给予了很高评价,并欣然题词“科学岛”,由此科学岛成为合肥研究院的别名。     合肥研究院下属10个研究所。在安徽光学精密机械研究所、等离子体物理研究所、固体物理研究所、合肥智能机械研究所4个老牌研究所基础上,自2006年起至2015年,陆续成立了强磁场科学中心、先进制造技术研究所、医学物理与技术中心、技术生物与农业工程研究所、核能安全技术研究所、应用技术研究所。截至2016年7月,在职职工2500余人,其中专业技术人员2000余人,高端科技专家如两院院士、万人计划、千人计划、杰出青年基金获得者、“973”首席科学家、“863”计划专家、关键技术人才等300多人。设有5个博士后站点,在站博士后73人。设有12个博士点和25个硕士点,在读研究生1600余人。自2014年起,合肥研究院招收的研究生全部拥有中国科学技术大学学籍。     合肥研究院长期承担着众多国家科研任务,主要研究领域涉及能源、环境、生物、材料、信息、国防,主要学科方向有磁约束核聚变科学与技术、先进核能与核安全技术、大气环境探测与监测技术、强磁场科学与技术、特殊环境服役材料、机器人与智能装备、现代农业技术、医学物理与技术以及国防战略高技术等。2015年获得国家自然科学基金项目169项,居全国科研机构第一位。     随着科研事业的发展,合肥研究院建成了20多个装备优良的国家或省部级重点实验室、研究中心和10多个大型技术物理实验平台,包括EAST核聚变实验装置、EAST辅助加热系统、稳态强磁场等三个大科学工程,办有《Plasma Science and Technology》等5个学术刊物,是中国主要的核聚变研究基地之一,是世界实验室在我国设立的核聚变研究中心,也是中国科学院重要的科技创新基地。   2005-2015年,合肥研究院获得国家科技奖共19项,其中国家科技进步奖-创新团队奖1项,国家科技进步一等奖4项、二等奖6项,国家自然科学二等奖3项,国家技术发明二等奖2项,国家国际科技合作奖3项;获得安徽省科学技术奖28项。2005-2014年发表的SCI收录论文累计被引用4117篇,在全国科研机构排名第7位,Nature Index 2015 综合指数位列全国科研机构第8位,SCI论文数量在全国科研机构中连续多年排名第3位。2015年发明专利申请量在全国科研机构中排名第四位。     2014年6月,合肥研究院成立了中科院合肥技术创新工程院,专门承担科技成果产业化工作。以此为中心,建设了铜陵皖江新兴产业技术发展中心(辐射皖南)和淮南新能源中心(带动皖北),形成了“一主两翼”的院地合作格局,并在多个县区设立项目示范基地,和企业联合成立了安徽省新能源汽车等8个产业技术创新联盟,构建了服务当地经济发展的科技成果转移转化体系。合肥研究院设有资产管理公司,直接投资或与社会资源合作成立控股参股公司36家。  
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l 技术基础: (1)在探月工程二期研制任务的牵引下,单位从2006年即开始从事高效吸能合金的探索,从材料设计、组织调控与性能优化到工艺设计、过程控制与质量保障等方面进行了全面系统的研究,获得了一系列与各过程相关的自主知识产权。与国内外同类研究相比,我们在研究的全面性、复杂性和创新性等方面具有一定特色,所研制的CE型号着陆器缓冲拉杆材料抗拉强度、延伸率达及断面收缩率达到或超过相关航天技术指标,缓冲吸能本领及吸能效率达到国际先进水平,为嫦娥三号探测器圆满实现月面软着陆做出了重要贡献。 (2)在探月研制任务基础上,通过工艺设计、组织调控实现了:屈服强度在250~1340MPa、抗拉强度在530~1360MPa、断后延伸率在7~110%、强塑积在10~60GPa%等宽广范围内可调的合金体系,可满足不同的用户需求。 l 市场分析: 钢铁工业作为国民经济发展基础,是国家经济水平与综合国力的重要标志, 其发展直接影响着与之相关的国防工业、建筑业、精密机械、造船、航空航天、 家电以及汽车等行业。 以现代汽车工业为例,为适应新形势下汽车节能、环保、安全、舒适的发展要求,轻质且具有优异吸能性能的新型高强合金钢亟待开发。近年来新开发的含15-30%Mn、2-4%Si和2-4%Al的高锰钢(TWIP钢)显示出极高的延伸率(60-95%)和中等的抗拉强度(600-1100MPa),强塑积高达50GPa%,其优异的力学性能来自于形变过程中的孪生诱发塑性效应,即TWIP效应。研究发现,TWIP钢不仅具有高强度、塑性,还有高的应变硬化率,优良的韧性和加工成型性以及无低温韧脆转变温度等特性,在航空航天、国防、汽车工业等领域具有巨大应用前景。 为加速TWIP钢产业化进程,国内外知名钢企和研究机构在TWIP钢成分设计、处理工艺、微观机理等方面均开展了广泛研究。其中国外较有代表性的是德国马普 Eisenforschung 研究所、日本国立材料研究所、 日本京都大学、澳大利亚迪肯大学。此外,Arcelor公司和Thyssen Krupp Stah(TKS)公司合作研制了X-IP FeMnl000型TWIP钢,并被应用在汽车B型门柱上以提高其侧面受冲击时的安全性;韩国浦项制铁2007-2008年在世界知识产权组织(WIPO)申请了TWIP钢一系列的专利技术。国内的主要有上海交通大学、北京科技大学、东北大学等高校、中科院固体物理研究所以及宝钢、鞍钢等大型钢企。但是,因起步较晚,相关研究主要侧重于微观组织与力学性能的内在联系、塑性变形的微观机制等基础性问题,产业化开发工作亟待推进。 2006年,在探月工程二期着陆缓冲材料研制任务的牵引下,中科院合肥物质科学研究院固体物理研究所开始从事TWIP钢的研究与开发,从材料设计、组织调控、工艺设计、过程控制与质量保障等方面进行了全面系统的研究,获得了一系列与各过程相关的自主知识产权。与国内外同类研究相比,我们在研究的全面性、复杂性和创新性等方面具有一定特色,所研制的高效缓冲吸能部件为“嫦娥三号探测器”圆满实现月面软着陆做出了重要贡献,真正实现了从TWIP钢产品从概念到制造再到应用的三级跳。 本项目将在前期工作的基础上,着力进行第三代TWIP钢的研发,即根据不同户要求开发成分和性能可设计的高效吸能合金。鉴于TWIP钢优异高强度、高塑性、易加工、无低温韧脆转变等特性,及其在缓冲吸能领域的广泛适用性,实现技术嫁接,让社会资本参与进来,恰逢其时,也非常必要。希望抓住“《中国制造2025》重点领域技术路线图”中新材料规划这一机遇,有效推进高效吸能合金技术成果的转移转化,拓宽高效吸能合金的应用领域(航空航天、舰艇抗冲击甲板、耐压壳体、车辆减震、海洋平台、抗震建筑等),进而为我国高新技术材料领域的发展做出积极的贡献。 l 社会经济效益: 目前CE型号合金的研制已能实现批量生产,材料性能、质量及其稳定性能满足各类航天器着落缓冲结构、防爆罐壳体、海洋平台用钢以及车辆轻量化、节能、安全结构等应用领域的要求,性价比优于传统材料。而不同MPa级的合金体系也正在研制中,相应的工艺规范也在建立中。预计上述领域对高效吸能合金的年需求量可达数万吨,价值数亿元。



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