一、成果介绍

1.碳陶瓷复合密封材料

【项目概述】石墨材料具有良好的耐高温、低温、导电、导热及自润滑性能，具有较高机械强度及较小的热膨胀系数，抗热冲击性能优良，化学稳定性好，对大多数酸、碱、盐溶液不起化学反应或反应很弱，且石墨材料易于机械加工，所以广泛应用于航天航空、机械、电子、电工、半导体、冶金、化工、生物工程等领域，已成为一种不可缺少的特殊工程材料。普通碳－石墨材料，一方面强度低，开孔率大，用于流体密封承受压力低，密封性差；另一方面，石墨材料的抗氧化能力差，在一定程度上限制了石墨材料应用领域的扩大。因此，克服石墨材料的弱点，满足石墨材料在高新技术上的要求，是碳石墨制品制造业急需研究解决的重要课题。成果通过鉴定，获黑龙江省科技进步奖励2项。

【项目成熟情况】技术成熟，可以推广。

【应用范围】碳石墨材料改性、密封材料制备等领域。

2.轻质高强浮力材料

【项目概述】深水浮材具有抗压强度高、密度低、浮重比大、吸水率低、耐腐蚀、抗冲击、绝缘、隔热、阻燃、隔音等诸多优良品质和良好的机加工性能，受到人们广泛关注和重视。在海洋科考、海洋石油开发、渔业、航空等方面的应用非常广泛。尤其伴随深水油气田开采，促使了对深水浮材的研究与应用发展。

1500m深海浮力材料的主要技术指标：

体积密度：0.40~0.52(g/cm3)；

抗压强度：≥15(MPa)；

破坏强度：≥23(MPa)；

可潜深度：1500~2000(m)；

吸水率：≤3%（1500m水深24h）；

使用温度：-20~80(℃)。

主要专利：

【项目成熟情况】技术成熟，中试化阶段。

【应用范围】海洋开发、海底勘测等领域。

3.应用在船舶中的聚酰亚胺材料

【项目概述】本项目旨在开发一种新型低密度、保温性好、使用安全可靠、施工便捷的船用高性能绝缘保温材料——聚酰亚胺泡沫保温材料，克服现有玻璃棉、岩棉等无机材料和以软木、聚氨酯泡沫为主的天然或合成的有机材料在使用中的缺点，以达到降低空船重量、减少船舶能耗、提高船舶速度和运输能力的目的；研发出具有自主核心技术和知识产权的高性能聚酰亚胺保温材料，打破美、德、日对核心技术的高度封锁和产品垄断，对于我国船用保温材料行业的发展具有重要的引领作用。同时该材料的广泛应用对于我国船舶行业运营成本降低和环境保护具有巨大的潜在经济价值和社会价值。

技术特点：

聚酰亚胺泡沫保温材料首先通过高分子缩合聚合技术合成出前驱体材料，然后前驱体材料通过微波发泡技术和高温处理而制备出了一种泡沫轻质保温材料。

主要技术指标：

表观密度6～30kg/m3；导热系数≤0.04W/m•K；极限氧指数≥32%；烟气密度及毒性符合IMO《国际耐火试验应用程序规则》；低播焰性IMO《国际耐火试验应用程序规则》；耐温性200℃/12h不发粘；-35℃/12h不龟裂；降噪系数25mm≥0.5。

经过几十年和多个国家的验证，聚酰亚胺泡沫已成为船舶隔热隔声材料的首选材料。在民用船舶，如高速船、豪华游船、快艇和液化天然气船上也得到广泛应用。中国在此领域发展较晚，但应用前景非常之大。仅海监船市场预计保温材料需求量约为5-10万立方米，预计规模为20亿元人民币。船舶在内装保温材料方面用量亦非常巨大，如果用高性能聚合物轻质泡沫材料替代传统的无机纤维类保温材料，纤维保温材料密度一般在100kg/m3，一条船舶可以减重约500-850吨。而此项减重所带来的运载能力增加，再加上材料的可靠性保证将大幅度提升船舶性能并降低运行维持成本。

【项目成熟情况】试生产阶段，技术成熟，国际先进。突破了关键技术难点，掌握了关键发泡技术及中试放大原理，突破了发泡成型中的尺寸限制和泡孔结构控制难题，在技术水平上走到了国内前列，已经完成关键性能指标第三方检测。

【应用范围】船舶、航空、航天、高铁、电子仪器等领域中作为隔热、吸声、绝缘保温材料有着广泛的应用，例如船舶的隔热层合板、降噪层合板、吸声天花板、管道的外包覆材料；航空航天领域中机身、机腹、空调管道的隔热吸声系统；轨道交通车辆侧板和顶板，加热、通风、空调系统中的隔热吸声系统；太空和石化设备中超低温环境。

4.纳米相强化高强度、高韧性船用钢

【项目概述】尽管我国已成为世界造船第一大国，粗钢产量也位居世界前列，但是，我国在高性能钢铁材料开发方面仍然面临很大的技术瓶颈，严重阻碍了我国造船业发展。本项目是在美国大型船开发的高强度低合金钢的基础上，通过技术消化吸收和集成创新，开发出新型纳米相强化高强度、高韧性、耐冲击船用钢。该产品可以通过产品性能调整满足不同民用船舶建造的需要。

纳米相强化高强度、高韧性、耐冲击船用钢同其他钢种相比具有几个明显优势。首先本项目是在美国船用钢基础上通过集成创新发展而来，因此技术成熟，研制和产业化周期短；同时，这种新型纳米相强化钢在具有高强度、高韧性的同时具有优秀的焊接性能，这是其他钢种所不具备的，因此更适合应用于大型船舶的建造上。这种新型纳米相强化钢可通过传统钢材的制造工序与新技术的结合获得，在原有钢材生产的基础上不需要大量的设备改造和更新，因此可以大大降低生产成本。

纳米相强化高强度、高韧性、耐冲击船用钢的关键技术特点是利用纳米相强化替代碳强化。纳米相强化机制可以在低合金含量的条件下保证材料具有高强度、高韧性。同时因为大大降低碳含量从而使材料具有优异的焊接性能。纳米相强化钢可以通过合金成分、生产工艺控制实现对纳米相的形成和形态、数量进行控制而实现对产品性能的控制。

本课题组已经完全掌握了本项目所需的所有理论基础和技术基础，已经研制出屈服强度达1400MPa，延伸率达15%，并具有优异焊接性能的高强度、高韧性低合金纳米相强化钢，目前处于世界领先水平。所能达到的主要技术指标如下：

钢铁材料目前乃至以后的很长一段时间仍然是世界范围内使用量最大的结构材料，纳米沉淀相强化铁素体钢由于其高性能、低成本具有广阔的市场前景。该项目实施后有望对我国国防工业、能源工业以及基础设施建设等方面产生重要影响，同时为成果转化企业带来巨大的经济和社会效益。本项目起点高，处于世界领先水平。纳米沉淀相强化铁素体钢由于其低成本、优异的力学性能和焊接性能使同普通刚强度低合金钢相比，具有明显优势，因此具有极强的竞争力。因此，本项目开发的产品具有广泛的应用领域为低风险提供了保障。

【项目成熟情况】本项目技术成熟，现已进入试成产阶段。

【应用范围】造船、汽车及重型卡车、输油管道、钻井平台等。

5.生物医学材料

【项目概述】（1）新型生物医用金属材料及其骨科植入物

金属材料具有其他材料不能比拟的高机械强度和优良的疲劳性能，仍是临床上应用最广泛的承力植入材料。新型医用合金在设计时应该考虑的问题包括：

1）首先要求合金中的组成元素无毒性和无致敏性；

2）要求合金具有高强度、高韧性、低模量和优良的冷热成形性。我们开发了TiNb、TiNbSn、TiNbZr、TiMoSn、TiMoZrSn等多种生物医用金属材料，它们可以广泛用于制造新型骨科植入器械、口腔器械、手术器械等。

（2）新型生物医用高分子材料

我们研制出可生物降解PLLA及其与PCL共聚物，系统分析了该材料的形状记忆特性及其影响因素，探讨了形状记忆特性与微观结构之间的内在关系和本质，同时对其降解行为进行了评价，为开发在力学性能、降解性能及形状记忆特性等方面综合性能更适宜于生物医学应用的可生物降解形状记忆聚合物奠定理论基础。

我们通过乳液凝胶法制备了壳聚糖／海藻酸钠微胶囊，微胶囊的表面呈多孔褶皱结构。壳聚糖／海藻酸钠微胶囊在碱性条件下有很好的膨胀性，好的膨胀性使囊壁的孔变大，因此微胶囊在pH为7.4的缓冲液中有更好的释放性能，在12小时内释放量达到83%以上。此外，壳聚糖／海藻酸钠微胶囊有很好的顺磁性，在磁铁的作用下能够沿着磁场的方向做定向运动。

（3）纳米生物医学材料

我们采用共沉淀法、部分还原沉淀法和水浴共沉淀法三种工艺制备了Fe3O4磁性纳米颗粒，最终控制颗粒尺寸小于10nm，其磁学特性呈现超顺磁性，符合生物医用需要。随后通过直接掺杂和利用乙醇作分散剂两种工艺合成Fe3O4纳米颗粒/聚氨酯复合薄膜，同时对其各项性能进行表征，证明了此种薄膜适用于血管支架的涂层。

（4）新型生物医用降解性镁合金及其血管支架制品

本项目受国家“863计划”项目支持，在此研究基础上设计制备了具有自主知识产权的无毒、可控降解、高强韧的新型生物医用镁合金，掌握了该镁合金薄壁微细管材及完全可降解载药涂层镁合金血管支架的制造技术，镁合金材料及支架技术水平达到国际领先水平；镁合金材料室温抗拉强度为240-250MPa，延伸率不低于25%；动物实验结果表明具有优异的生物相容性；镁合金溶血率均低于5%，适于加工制造与血液直接接触的镁合金血管支架等制品；已完成了初步动物实验，制备出血管支架动物实验及临床前样品。项目初期投资规模9000万元。冠脉介入手术已从1998年的5000余例上升到2010年的30万例，市场规模约为80亿元，而且近年来都在以大于50%的比例增长，预计2012年国内市场规模达100亿元左右。考虑到新产品初期价格比现有产品高，以初期占有国内10-20%的市场分析，每年产值达10-20亿元。可降解镁合金血管支架具有非常高的市场应用价值，将成为介入治疗支架器械领域的重要高端基础产品。

授权2项（ZL200810064508.2、ZL201010148945.x），申请2项（201110435613.4、201110435644.x）

已掌握可降解镁合金材料、镁合金薄壁微细管材、药物洗脱镁合金血管支架的制造技术，已研制出样品，完成体外生物相容性评价，进行了初步动物实验。应用于介入医学工程、临床医学（心脏内科、血管外科）等领域。

【项目成熟情况】技术成熟,可推广应用。

【应用范围】医疗卫生领域。

6.鳞片阻挡型环氧重防腐涂料

【项目概述】鳞片阻挡型涂料在所形成的保护涂层中，由于鳞片形成的有效迷宫效应，可以阻止外部水、气对涂料所要保护对象的侵蚀，降低腐蚀速度。国内应用鳞片阻挡型涂料的研究主要集中在玻璃鳞片涂料方向，目前国内玻璃鳞片的价格达到8000多元/吨，超薄的玻璃鳞片价格更高，甚至达到60000元/吨，而本项目所采用鳞片的价格仅仅是普通玻璃鳞片的1/3，因而可以大幅降低涂料成本。同时在鳞片制备过程中，预先在鳞片表面形成具有化学活性的活性中心，使得活性鳞片填料与环氧树脂之间形成化学键合，并使活性鳞片填料在涂层中形成几十～一百多层的层状排列结构，增加迷宫效应，进一步提高涂层的抗渗透性以及涂层的阻挡性能。

【项目成熟情况】涂料配方的完善过程中。

【应用范围】可作桥梁、船舶、海上平台、港湾设施的防腐涂层等；也可以用于保护水泥制品等。

7.二硅化钼基高温结构复合材料

【项目概述】哈尔滨工程大学结构功能一体化材料研究所在高性能结构及热防护材料的研制方面，具有多年的开发经验和雄厚的研发实力。难熔金属间化合物二硅化钼(MoSi2)由于具有很高的熔点(2030℃)、极好的抗氧化性和适中的比重，特别是它具有可贵的R特性，即在温度升高时其强度并不下降，并以其诱人的高温物理化学性能，引起了国际材料界极大的兴趣。开展了大量的研究工作，目前在低温增韧和高温补强方面取得了一些创新性成果，但是在高温环境下(1200℃~1600℃)所表现出来的综合性能往往不能兼顾，顾此失彼。如果发挥出MoSi2材料的潜在优势，它将在1200℃~1600℃的高温环境下表现出优异的综合性能，是一类极有希望代替镍基超合金的新型结构材料。

【项目成熟情况】技术成熟，中试阶段。

【应用范围】研制的二硅化钼基高温结构材料可用于航空航天、民用气轮机、汽车、船舶、发电机等领域高温环境中。

8.玄武岩纤维复合筋增强混凝土复合材料

【项目概述】本项目采用具有低密度、高强度、良好抗腐蚀性能等综合性能优异的玄武岩纤维复合筋替代传统的钢筋，并将其应用于混凝土结构中，制备出性能优异的玄武岩纤维复合筋混凝土，解决混凝土结构的耐腐蚀问题，提高其使用寿命，并且可以有效减轻结构自重，简化施工工艺，从而解决潮湿地区和酸碱环境恶劣的地区桥梁、路面钢筋混凝土结构存在的使用寿命、耐腐蚀问题，经济效益显著。

【项目成熟情况】技术成熟，可以推广。

【应用范围】混凝土桥梁结构、道路建设、海港、码头、沿海、停车场等结构混凝土领域中的应用，也可应用于防腐建筑和地下工程中。

9.大塑性变形制备钛基纳米晶材料

【项目概述】现有的植入医用器械主要采用纯钛及钛合金制成，存在很多不足。本项目受国际科技合作项目支持，在此基础上研发了具有自主知识产权的新型高端医用纳米晶钛基材料及相关器械，目前已成功研制出了兼具良好生物相容性、力学性能与良好加工性的纳米晶钛基材料，在此基础上，开发了骨科及口腔相关的高端医疗器械；该材料技术水平居国际领先水平；长度大于1000mm的纳米晶钛合金棒材直径6-10mm、具有纳米晶结构、强度高达1000MPa、产品设计实现多样化。目前完成了口腔种植体等器械动物实验及临床前样品的研制，研究成果有助于提升我国在纳米晶材料及高端医疗器械领域的核心竞争力。本项目初期投资规模大于3000万元人民币。

本项目的产品主要用于患有口腔疾病的患者，主要用于治疗各类牙列缺损、与缺失的修复和龋洞成型、假牙修磨及硬脆齿科材料加工。

2010年中国口腔医疗产品的市场年销售规模超过160亿元人民币，口腔医疗器械市场不但增长快速且行业利润率较高，是目前发展势头最好的板块，预计2013年国内种植体市场总量约100亿元，目标份额10%。

钛基纳米晶合金高端医疗器械（骨科及口腔器械产品）具有非常高的市场应用价值，将成为提升我国在钛基生物医疗器械发展速度方面的重要高端基础产品。

拥有自主知识产权，授权发明专利2项（CN101423968B、CN101260552B）；申请发明专利2项（CN102743233A、CN102824220A）。

【项目成熟情况】本项目技术成熟，已具备样品。

【应用范围】骨科植入、外科修复及口腔器械等产品。

二、联系方式

如您对以上成果有进一步合作交流意向，请与我们工作人员联系对接。

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