具有建筑一级耐火等级防火涂层及高强度不锈钢材料的研发
合作区域: 国内
拟投入总金额: 200.0万元
所属地域: 余姚市
技术领域: 复合材料力学
技术交易金额: 万元
截止日期: 2026-03-18
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信息描述
研发背景:
主要内容:
    • 需承受≥1200℃火焰冲击(1-3小时),传统有机涂层易分解,需开发陶瓷-金属复合体系(如氧化铝+硅酸盐+金属硼化物),通过纳米颗粒增强抗热震性。
    • 梯度结构设计:表层为多孔陶瓷隔热层,底层为致密粘结层,解决高温下涂层开裂与脱落问题。
  1. 环保与耐久性矛盾
    • 替代传统含卤阻燃剂,采用磷-氮协同阻燃体系或纳米蒙脱土片层阻隔技术,需平衡阻燃效率与成本。
    • 耐候性优化:添加紫外线吸收剂(如二氧化钛纳米管)及疏水基团(含氟聚合物),抵御长期户外老化。
  2. 界面结合强度
    • 不锈钢表面能低,需通过等离子体电解氧化(PEO)微纳织构化处理,提升涂层附着力至≥10MPa(ASTM D4541标准)。
前期研究开发基础:
    • 传统奥氏体不锈钢(如304L)高温强度不足,需开发氮强化双相钢(如2205+N)高熵合金,通过固溶强化与细晶控制,使600℃屈服强度≥450MPa。
    • 热加工窗口优化:通过热模拟实验(Gleeble)确定最佳热轧/锻造温度,避免δ铁素体析出导致脆化。
  1. 应力腐蚀开裂(SCC)防护
    • 焊接区需控制残余应力,采用超低温(-196℃)液氮冷却激光冲击强化,抑制氯离子环境下的SCC。
    • 合金成分调控:添加Ni≥25%或Cr≥28%提高钝化膜稳定性。
现有的生产和研发的设备:
攻关目标:
  1. 热膨胀匹配性
    • 不锈钢热膨胀系数(~16×10⁶/℃)与陶瓷涂层(~8×10⁶/℃)差异大,需通过功能梯度层(如ZrO₂-NiAl过渡层)或波纹结构设计分散热应力。
  2. 施工与修复工艺
    • 开发冷喷涂+激光重熔复合工艺,实现涂层与不锈钢基材的冶金结合,避免高温施工导致不锈钢晶粒粗化。
    • 局部损伤修复需配套低温固化修补材料(如磷酸盐基无机涂料)。
成果形式:

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