2016申报湖北技术发明奖项目-武汉理工大学科学技术发展院欢迎.DOC

申报2016年度湖北省科学技术奖项目公示材料 1、项目名称：磷酸盐结合氮化硅多孔陶瓷的低成本制备关键技术与应用 2、推荐等级：湖北省技术发明奖一等奖 3、项目简介： 项目属陶瓷材料领域，涉及氮化硅多孔陶瓷的制备技术与工程应用。 航空、航天以及高温环境中应用的氮化硅多孔陶瓷，譬如，新一代国防尖端武器装备中集耐高温、隔热、透波、承载于一体的具有微孔结构的轻质高强、宽频带高透波天线罩材料；工业窑炉废气排放、汽车尾气排放达到环保新标的薄壁、微孔、小气流阻力的高温烟气过滤膜材料；耐高温、抗热震、易于成型的耐高温炉衬涂层等。尽管人们积极采用新的添加剂材料、纳米复合、纤维增强等技术来提高氮化硅多孔陶瓷的高温应用性能，但是，如何保持高孔隙率与高强度、如何提高高温服役下的可靠性、降低制备技术成本等已成为影响氮化硅多孔陶瓷结构/功能一体化以及优异性能发挥的技术瓶颈。 本项目提出了一种以磷酸盐结合氮化硅多孔陶瓷的材料体系，通过磷酸的挥发形成微米孔隙以及磷酸盐的反应、聚合与氮化硅形成化学结合增强多孔陶瓷的力学强度，发明了多种孔隙结构的调控技术以及低成本成型、低温烧成制备技术，实现了氮化硅多孔陶瓷的“低温制备、高温应用”。项目取得了如下创新成果： 技术发明1：发明了磷酸盐结合氮化硅多孔陶瓷材料体系，阐明了氮化硅多孔陶瓷物相、结构随温度的演变规律以及化学结合增强机理。 技术发明2：发明了磷酸盐与氮化硅复合微粉料浆的调配方法，解决了高固相含量、复合微粉料浆的流动性与稳定性控制难题，建立了氮化硅多孔陶瓷低成本制备的关键技术。 技术发明3：发明了氮化硅多孔陶瓷多级孔隙结构、孔隙率梯度变化结构等调控技术，研制出孔隙结构与性能可控的氮化硅多孔陶瓷，实现了高孔隙率高强度以及结构/功能的一体化。 经过近十年的科技攻关和应用验证，本项目的技术发明成果为我国高马赫数尖端武器装备特种陶瓷天线罩/天线窗提供了关键材料技术支撑，突破了传统高孔隙率多孔陶瓷强度低、功能可靠性差的国际难题，显著提升了宽频带高透波、抗电子干扰、精确制导能力，节省资金超过2000万元。本项目的部分专利技术还辐射应用到高温烟气过滤膜材料、防火轻质隔墙材料、耐火涂层材料等民生工程，为企业实现新增销售额10000余万元、新增利润2000余万元，社会、经济效益显著。获得授权国家发明专利9项，发表论文30余篇，SCI、EI收录10余篇。 4、代表性论文专著目录/主要知识产权证明目录 知识产 权类别 知识产权具体名称 国家 （地区） 授权号 授权日期 权利人 发明人 发明专利有效状态 发明专利 一种磷酸作为添加剂的氮化硅多孔陶瓷材料的制备方法 中国 ZL 200610018178.4 2007年12月12日 武汉理工大学 张联盟，沈强，陈斐，陈长连，王传彬 失效 发明专利 含有α-氮化硅晶须的氮化硅水基流延浆料及其制备方法 中国 ZL 200710053286.x 2009年12月2日 武汉理工大学 张联盟，李君，陈斐，刘晶，张东明，沈强，王传彬 失效 发明专利 一种氮化硅基封孔涂层的制备方法 中国 ZL 200910272706.2 2012年7月18日 武汉理工大学 陈斐，杨莹，沈强，王传彬，张联盟 失效 发明专利 具有多级孔径结构的高孔隙率氮化硅多孔陶瓷的制备方法 中国 ZL 201110187425.4 2013年4月24日 武汉理工大学 陈斐，潘浩亮，沈强，王传彬，张联盟 失效 发明专利 一种氮化硅纳米线增强氮化硅多孔陶瓷的方法 中国 ZL 201310157262.4 2014年10月1日 武汉理工大学 陈斐，王开宇，李飞宇，沈强，张联盟 等恢复 发明专利 一种提高硼酚醛树脂基复合材料耐烧蚀性能的方法 中国 ZL 201310610875.9 2014年4月9日 武汉理工大学 沈强，卢勤，陈斐，张联盟 发明专利 一种磷酸锆陶瓷材料的制备方法 中国 ZL 200610018872.6 2008年1月2日 武汉理工大学 张联盟，沈强，陈斐，刘英虎，王传彬 失效 发明专利 一种改进轻质耐火砖力学性能的方法 中国 ZL 200810197383.0 2011年2月9日 武汉理工大学 沈强，熊远禄，陈斐，陈长连，张联盟 失效 发明专利 纳米晶硅粉的低温球磨制备方法 中国 ZL 201010501066.0 2012年9月5日 武汉理工大学 陈斐，王志浩，沈强，王传彬，张联盟 失效 5、推广应用情况（发明、进步、推广） 利用本项目技术发明研制、生产的系列磷酸盐化学结合氮化硅多孔陶瓷复合材料突破了传统多孔陶瓷的高孔隙率与服役性能（多功能集成）不能兼具、兼优的国际难题（高孔隙率高强度、结构-功能一体化），为我国高马赫数尖端武器装备特种陶瓷天线罩/天线窗提供了关键材料技术支撑，实现了氮化硅多孔陶瓷作