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針對(duì)現(xiàn)代先進(jìn)航天器設(shè)計(jì)對(duì)航天材料提出的輕質(zhì)、高強(qiáng)、高可靠等要求，選擇鈦基非晶合金作為研究對(duì)象，以克服制約鈦基非晶合金在航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，針對(duì)下列三個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題展開(kāi)高性能鈦基非晶合金材料基礎(chǔ)研究。

高效、低毒和有選擇性的從金礦和電子廢物中提取金對(duì)于采礦工業(yè)和電子垃圾回收是至關(guān)重要的。然而當(dāng)前主流的浸金方法是堿性氰化法，該方法高毒、高能耗和不環(huán)保缺點(diǎn)制約著采礦工業(yè)和電子垃圾回收的發(fā)展。我們利用新開(kāi)發(fā)的無(wú)氰化學(xué)試劑體系對(duì)貴金屬金(Au)進(jìn)行快速刻蝕，最終獲得了近90 %的金浸出率，可應(yīng)用在金礦和電子廢物中金的提取。

目前新電積過(guò)程中使用的鉛銀合金陽(yáng)極板還存在析氧電位高、能耗高、強(qiáng)度低、銀含量高產(chǎn)生的陽(yáng)極成本高等問(wèn)題，昆明冶金研究院自主研發(fā)鋅電積用新型多元合金陽(yáng)極板，包括研究鋅電積鉛銀稀土陽(yáng)極板中稀土元素作用機(jī)制及合金成分設(shè)計(jì)，研究鋅電積鉛銀稀土陽(yáng)極板澆鑄工藝、鍍膜工藝和工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù);

高導(dǎo)耐熱抗蠕變鋁合金，通過(guò)微合金化、形變熱處理，控制合金中有效強(qiáng)化相及耐熱相，在保證合金導(dǎo)電性能同時(shí)，提高合金的強(qiáng)度和耐熱性能。

輕合金腐蝕保護(hù)較普遍的方法是制備防腐涂層，構(gòu)筑可以自我修復(fù)的主動(dòng)防護(hù)體系成為該領(lǐng)域的重要研究方向。利用輕合金氧化膜中含有的鎂和鋁的氧化物作為離子來(lái)源，將輕合金微弧/陽(yáng)極氧化膜部分轉(zhuǎn)化為層狀雙羥基金屬氧化物膜層(Layered Double Hydroxides，LDHs)，實(shí)現(xiàn)對(duì)微弧/陽(yáng)極氧化膜的封閉。

本發(fā)明提供一種有序多孔金屬的設(shè)計(jì)優(yōu)化及制備方法：通過(guò)三維造型軟件設(shè)計(jì)有序多孔金屬的孔結(jié)構(gòu)，利用數(shù)值模擬軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，再得到相應(yīng)的預(yù)制體結(jié)構(gòu)，采用快速成型技術(shù)，以覆膜砂為原料激光燒結(jié)所需的預(yù)制體，將制得的預(yù)制體置于設(shè)計(jì)的模具中，當(dāng)熔體溫度合適時(shí)進(jìn)行滲流，保證滲流充分后自然冷卻，凝固后得到金屬-覆膜砂的復(fù)合鑄錠，加熱到覆膜砂的潰散溫度將其除去，最終得到所設(shè)計(jì)優(yōu)化后的有序多孔金屬結(jié)構(gòu)。

申請(qǐng)人及研究團(tuán)隊(duì)(長(zhǎng)安大學(xué)輕金屬表面強(qiáng)化研究)團(tuán)隊(duì)圍繞輕合金表面處理和成套裝備研制，開(kāi)展了基礎(chǔ)應(yīng)用研究，先后開(kāi)發(fā)出鋁合金氣缸表面氧化技術(shù)及成套裝備，鎂合金車(chē)載控制箱屏蔽涂層，鈦合金船舶器件表面氧化，先進(jìn)鍍層及激光成型技術(shù)等，產(chǎn)生了較高的科學(xué)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)培養(yǎng)了一批優(yōu)秀個(gè)碩博師生，促進(jìn)了國(guó)家裝備建設(shè)和輕金屬行業(yè)發(fā)展。

目前國(guó)內(nèi)外使用的漁網(wǎng)材料有聚酰胺等(俗稱(chēng)尼龍網(wǎng)) 耐腐蝕性能較好,但微生物附著比較嚴(yán)重，嚴(yán)重時(shí)甚至堵塞漁網(wǎng)，既影響網(wǎng)箱內(nèi)外水體交換、影響?zhàn)B殖戶(hù)日常操作維護(hù)，又影響?zhàn)B殖魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)、導(dǎo)致養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)生病。

新型鈮鎢合金及其高溫抗氧化涂層項(xiàng)目，研制了我國(guó)第二代宇航材料鈮鎢合金的制備加工工藝以及性能影響機(jī)理、與新型鈮鎢合金相匹配的抗高溫氧化材料及其制備工藝，解決了合金高溫強(qiáng)度不足、加工難度大、合金在大氣環(huán)境下抗高溫氧化等技術(shù)難點(diǎn)問(wèn)題。目前合金及其涂層已經(jīng)成為我國(guó)二代宇航材料，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)型號(hào)宇航發(fā)動(dòng)機(jī)及導(dǎo)彈武器型號(hào)，應(yīng)用前景十分廣闊。

本系列成果針對(duì)廢水中存在多種重金屬離子，特別MnO4-、MnO42-、AsO43-、AsO32-、Cr2O72-、CrO42-和MoO42-等復(fù)雜陰離子，設(shè)計(jì)制備了系列雙二烯丙基烷基季銨鹽聚合物以及以羧基和氧化鐵改性的吸附材料，提高了對(duì)重金屬離子的吸附性能，而且這類(lèi)材料還具有優(yōu)異的洗脫再生和循環(huán)使用性能，降低了廢水處理成本。解決了重金屬離子，特別是復(fù)雜重金屬陰離子吸附困難的問(wèn)題。

本系列成果針對(duì)實(shí)際重金屬?gòu)U水多以重金屬離子和有機(jī)污染物復(fù)合污染形式存在，以及重金屬土壤污染的特點(diǎn)，在對(duì)有機(jī)物具有強(qiáng)吸附能力的活性炭上修飾對(duì)重金屬離子具有強(qiáng)配位作用的活性基團(tuán)亞氨基二乙酸—N(CH2COO-) 2制備螯合基團(tuán)改性活性炭，或在活性炭上復(fù)合對(duì)多種重金屬離子具有優(yōu)異吸附性能的硅酸鈣制備活性炭負(fù)載介孔硅酸鈣復(fù)合材料。

7A04-T6輕質(zhì)超高強(qiáng)鋁合金是制備新型航空動(dòng)力用固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室殼體的優(yōu)選材料，該材料具備加工塑形好、比強(qiáng)度高及散熱性能優(yōu)異等優(yōu)勢(shì)特征，但該材料的熱強(qiáng)度低，在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室高頻熱流的持續(xù)沖刷作用下，鋁合金制殼體易發(fā)生鼓包、變形等壁面缺陷。采用等離子噴涂技術(shù)在新型航空動(dòng)力固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室鋁合金制殼體內(nèi)壁制備的熱防護(hù)涂層，顯著提升了發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的熱防護(hù)效果，解決了傳統(tǒng)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)用消融材料燃燒產(chǎn)生的凝相粒子高頻熱沖擊及煙霧燒蝕問(wèn)題，進(jìn)一步提升了新型航空動(dòng)力的安全性能。

利用鋁合金陽(yáng)極氧化工藝，運(yùn)用本研究組研發(fā)的獨(dú)特工藝,使鋁合金氧化膜的納米孔道內(nèi)充填殺菌活性物質(zhì)，其中多孔氧化膜厚度在25至35微米(um)范圍內(nèi)。生產(chǎn)過(guò)程基本同鋁合金陽(yáng)極氧化工藝，沒(méi)有使用有毒物質(zhì)，而且生產(chǎn)和使用過(guò)程沒(méi)有有毒物質(zhì)產(chǎn)生，因此生產(chǎn)工藝綠色環(huán)保?？傊a(chǎn)工藝具有簡(jiǎn)單，操作方便，綠色環(huán)保，生產(chǎn)成本不高等特點(diǎn)。產(chǎn)品經(jīng)過(guò)中國(guó)科學(xué)院北京理化所、廣州市微生物研究所等第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)試，對(duì)有害菌(例如，大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等)，抗菌率達(dá)到99.9%。

本項(xiàng)目CVD金剛石鍍膜設(shè)備與鍍膜產(chǎn)品可以滿(mǎn)足電子封裝、工具涂層、污水處理等領(lǐng)域的產(chǎn)品需求。團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)15余年的積累，掌握CVD金剛石鍍膜技術(shù)以外，同時(shí)也掌握了關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造能力，并且已經(jīng)制造出6臺(tái)工業(yè)化大型設(shè)備，生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品投放市場(chǎng)驗(yàn)證，取到良好的市場(chǎng)反饋。

針對(duì)熱鍍鋅渣中金屬鋅回收再利用問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了熱鍍鋅渣超重力在線分離金屬鋅工藝，如下圖所示，只需在鍍鋅池邊放置一臺(tái)體積僅為1立方的高溫超重力分離設(shè)備，鋅渣直接耙入超重力分離設(shè)備中，處理后純凈的鋅液可以直接流入鍍鋅池，也可以鑄成鋅錠。

組織立項(xiàng)申報(bào) 2 個(gè)國(guó)家級(jí)重大項(xiàng)目，總投入經(jīng)費(fèi)超過(guò) 6000 萬(wàn)元，對(duì)合金配方、熔體處理、固溶規(guī)律、時(shí)效行為、鑄造成形工藝性均開(kāi)展了系統(tǒng)深入的研究，在 200~1000kg 熔煉量的工程應(yīng)用尺度下，形成了穩(wěn)定的配料、熔煉、熱處理工藝。形成了航天行業(yè)( QJ20708-2018) 標(biāo)準(zhǔn)。將鎂合金長(zhǎng)期高溫服役的溫度提升至 300℃，力學(xué)性能指標(biāo)達(dá)到了常規(guī)鋁合金水平。

針對(duì)高砷難處理金精礦，開(kāi)發(fā)出全濕法兩段生物氧化氧化預(yù)處理工藝，使生物氧化處理含砷金精礦中砷的品位由4%-6%提高至15%以上，大幅提高了生物氧化處理含砷金精礦的能力，高砷金精礦中金的浸出率可由常規(guī)氰化時(shí)的20%-30%提高至92%以上，為高砷金礦資源的環(huán)保高效利用提供了新的環(huán)保技術(shù)解決方案。

銅鉬(滑石)分離及資源綜合利用：利用分子軌道理論、協(xié)同組合化學(xué)-浮選藥劑分子設(shè)計(jì)理論、量子化學(xué)和浮選理論等開(kāi)發(fā)浮選藥劑，實(shí)現(xiàn)硅酸鹽礦物滑石與硫化礦物輝鉬礦和黃銅礦的浮選分離，然后利用電位調(diào)控浮選技術(shù)實(shí)現(xiàn)銅、鉬分離，達(dá)到資源綜合利用?；豌~鉬礦資源豐富，潛力巨大，市場(chǎng)潛力大，但此類(lèi)礦石分選困難，處理工藝復(fù)雜，選別成本高且開(kāi)發(fā)利用率較低。