[00378182]高性能镁基准晶的关键制备技术与应用创新

“高性能镁基准晶的关键制备技术与应用创新”项目属于有色金属及其合金领域，由河北工业大学承担，项目的实施获得了河北省自然科学基金的支持。该项目针对国内外对准晶材料的基础研究仍较薄弱，对准晶的应用研究缺乏理论依据的现状，在“准晶受广泛关注的程度和人们对其发挥重大作用的强烈愿望与其无任何大规模工业化应用的现状之间形成了巨大矛盾”的背景下，以镁基准晶为切入点进行深入的基础研究，突破高性能镁基准晶的关键制备技术，首次实现镁基准晶在高性能球墨铸铁和挤压镁合金两种材料制造领域的工业化应用，为准晶材料更为广泛的大规模工业化应用指明了新的方向。 项目主要技术发明点包括：(1)发明了多元镁基二十面体准晶材料及其制备方法，确定了制备高性能镁基准晶的关键技术参数。实现了对高硬度、高强度、高耐蚀性镁基准晶的精确制备与控制。揭示了镁基球形准晶的形成机理与临界稳定半径的变化规律，弥补了准晶基础研究的不足，为镁基准晶的应用研究提供了理论依据。(2)发明了镁基准晶强韧化铸铁合金和挤压镁合金的先进加工技术，突破了镁基准晶工业化应用的技术瓶颈。利用镁基准晶外加法和内生法分别实现了对球墨铸铁和挤压镁合金两大类铸造材料力学性能的有效改善，实现了准晶在铸造领域的创新应用，为铸造行业的技术升级提供了新思路。(3)发明了阻燃镁合金的制备方法，并进一步发明了利用镁基准晶提高阻燃镁合金力学和耐蚀性能的技术方法，解决了镁合金二次熔炼过程中高能耗、高温室气体排放量的技术难题，实现了镁合金二次熔炼过程的节能减排与绿色铸造。从材料设计角度为镁合金熔炼保护难题提供了变革性的解决方案。 项目对镁基准晶基础研究的成果，获得了多份国际专业杂志的正面评价。采用该项目技术生产球墨铸铁，抗拉强度和延伸率可分别达到505MPa和21.8％，生产挤压镁合金，抗拉强度、屈服强度和延伸率可分别达到330MPa、246MPa和16.5％，性能高于国内外同类材料。相关科研论文被杂志社Highlight为Feature Paper，获得了较高的关注度。 项目有关阻燃镁合金的相关技术被河北省科技厅鉴定为国际先进水平。河北省铸锻行业协会评价该项目整体技术达到国际先进水平，具有较强的推广和应用价值。 项目组历经11年的研究，获得国家发明专利授权12项，发表科研论文24篇，其中SCI和EI收录论文共计16篇。 项目技术成果已在河北、河南等地的多家企业获得推广应用，据其中两家铸造企业财务统计，该项目近三年实现新增销售额24796.6万元，新增利润总额6108.8万元，创造了良好的经济效益和社会效益，为学校和企业培养了大批骨干。与此同时，项目的实施对降低温室气体排放方面效果尤为显著，达到了工信部《工业绿色发展规划(2016-2020年)》中的要求，起到了良好的示范作用。该项目成果的应用有利于中国铸造企业完成技术升级，取得更好的效益，对铸造行业将产生深远的影响。