高熵超涂——基于高熵合金的制备及超音速喷涂工艺技术的先行者

序号:675 赛区:华中赛区 得票数:0


项目简介: 项目核心技术采用自主搭建的超音速微粒沉积系统制备了自主研发的高熵合金涂层,具有低孔隙、高硬度、高耐磨、高耐蚀性等性能。 镁及其合金具有低密度、高强度等性能广泛应用于航空、汽车、医疗、新能源电池等领域,但镁合金具有较差的耐腐蚀性能和耐磨性,因此限制了其发展。目前市面上的防护涂层虽然多样化,但由于涂层制备过程中的复杂性,涂层的不稳定性等,对于镁合金表面防护效果并不理想。我们可以根据客户需求,定制具备相应性能的高熵合金,将母合金锭通过气雾化制备成所需的球形粉,过筛后利用公司设备,由相应的实验人员在其基体上沉积为致密的涂层,经我方及对方双方进行性能检验,过关后根据订单批量生产。团队设计生产的高熵合金涂层 AlCrFeNiMoNb 、NiCoAlFeCrMoSi在保护涂层中的应用已发挥巨大潜力,大大提高了镁合金硬度及耐蚀耐磨性。目前团队主要采用超音速火焰喷涂技术在镁合金基体表面制备高熵合金涂层,主要服务于航空、汽车、医疗等领域,已与多家企业进行合作,如新华医疗器械股份有限公司、山东瑞泰新材料科技有限公司等。 社会价值: 团队自助搭建的超音速火焰喷涂系统能够提高涂层的生产效率以及材料的利用率,同时对环境污染小,喷涂房为封闭环境,操作室与其见隔开来,最大限度防止人员受伤。可根据合作企业的需求,推出不同的高熵合金涂层,从根本上降低生产成本,且可满足客户的需求。如耐磨涂层,耐蚀涂层,耐高温涂层,绝缘涂层等,实现产品的多元化。喷涂设备依托机械手实现自动灵活喷涂,可喷涂各种复杂的零部件,实现喷涂过程中的智能化。预计公司三年内直接或间接带动就业岗位300余个,新增就业岗位主要包括成分设计岗(针对不同订单,调整成分设计,至少三名材料相关专业人员)、铸造岗(铸造高熵合金母合金锭,一台铸造设备配一人值守)、制粉岗位(至少两名工作人员负责一台气雾化设备)、检测岗(包括粉末球形度、致密度、涂层组织性能测试等)、维修岗(设备做到及时检测维修)、喷涂岗(一台机械手操作至少两人负责)、销售岗(与客户洽谈需求)及其他岗位。 实践过程: 主要针对目前应用较广的合金表面性能不足问题,通过文献阅览及各公司提出的性能难题,并到中材淄博重型机械有限公司、新华医疗、山东瑞泰新材料科技有限公司、山东金科力新能源科技有限责任公司、贵州安吉航精密铸造有限责任公司等实践地求证,进行分析评估,给出具体方案,针对不同的性能问题,开展相应的高熵合金设计,进行成分优化及调整,指导老师及技术顾问进行验证并给出相应的建议。进行小规模试生产,先使用最小的熔炼炉按照方案熔炼小块母合金锭,气雾化成球形粉后喷涂2块合金,对涂层组织及性能进行分析,若满足预期效果,则进行专利申请,获得资质许可,让目标客户也进行性能测试,进行性能反馈,对方认可时可以在其单位进行试用,阶段性反馈使用效果较好。 创新意义: 本产品打破了常规涂层的模式,可根据使用需求自主设计材料成分,充分利用了各种材料的特性,如高强度、高耐磨、高耐蚀,打造综合性能强、制备成本低的涂层材料。使用超音速火焰喷涂技术制备的涂层打破了常规热喷涂涂层的层状结构,该技术具有更高的粒子飞行速度及更低的温度,使制备的涂层具有高致密度,高结合强度等优势。不仅提高了生产效率,且提高了制备涂层的成型质量。本设备及本产品适用于多种领域,有效解决了镁合金低耐磨、低耐蚀性等缺陷,且保留了镁合金高强度、低密度的特点。对于航空、汽车、医疗等领域具有重大意义。 发展前景: 1.商业模式:上游合金原材料从中信金属等企业进行采购;能源供应方与欧仁新材料有限公司等多家企业合作;溶剂助剂将从维尔斯化工有限公司等企业采购。通过研发、生产产品与中材淄博重型器械有限公司、山东新华医疗公司签署合作委托合同。然后与下游B端企业如嘉泰技术、哈尔滨鑫润等5家公司达成合作。 2.营销策略:产品选用线下分销,线上直销的销售方式。线下将会设置符合实际情况的制度,严格进行线下分销,发挥线下面对面交流,分销扩大销售渠道的优势;线上将融入电商销售方式,设置网店平台小组,采用点对点售卖,降低不确定性。 财务管理:初期产品售价约100元/千克,发展成熟后,预计单价维持在120-150元/千克之间;中试阶段,每条代加工生产线实现年产80吨高性能合金。股权架构方面,负责人占比70%,其余成员占比30%。资金用途上,生产费用占比50%、技术研发25%。预计2024年10月成立齐鲁新材料科技有限公司,融资600万,出让10%股权。 3.发展战略:初创期,开展系统搭建合金涂层耐蚀耐腐平台;成长期,全面推出耐蚀耐腐合金涂层服务升级系统服务;发展期,系统服务、平台服务、数据服务,开展系统合金在航空航天、医疗、船舶等领域的测试。