《磁性特种功能粘弹材料开发与产业化》

磁性特种功能粘弹材料兼具磁性和粘弹材料的柔性,突破了传统磁铁变形量小、成型困难的技术瓶颈,是磁性材料的一个重大突破,已成为通讯电子、交通设备、航空航天等国家重点产业发展所必需的关键材料之一,被列为中国中长期科技发展纲要支持的重点领域。但在实际应用中,由于磁粉和橡胶的之间界面作用差,易团聚,材料韧性差,磁性能低,难以加工等问题无法替代传统磁铁。申请人基于多年磁性特种功能粘弹材料制备技术研究,在国家自然科学基金和山东省自主创新及成果转化专项资金等项目的扶持下,围绕着材料、工艺、评价方法、装备四个方面进行了产学研攻关,取得了多项关键技术突破。项目技术从源头上解决了制约中国磁性特种功能粘弹材料制备的“卡脖子”技术,申请国家专利14件(发明专利10件,实用新型4件),军工专利2件,主编国家标准一部。

主要创新如下:

1.首次研制多功能磁粉专用助剂,解决了材料高填充加工困难的问题,降低了能耗,同时提高了材料的流动性和磁性能;通过表面能和界面作用调控,解决了高韧性和高磁性的矛盾;开发成功兼具磁性、韧性和良好加工性能的磁性复合材料。与现有技术相比,磁性能提高30%-50%,强度提高50%,韧性提高200%,性能超过了德国、日本的同类产品。

2.开发高精度磁化技术,充磁磁极宽度可调控、磁极强度均匀,误差低。制备的编码器磁感应强度提高25%,分辨率提高约10%,单级偏差小于0.9%,速度传感精度显著提高,缩小检测径约15%,实现装备组件小型化,并且高磁力化扩大了速度传感器与磁编码器的间隔,大大降低安装精度要求。

3.针对磁性特种功能粘弹材料性能表征评价的需求,建立了一整套测试方法和评价标准,并形成了国家标准一部(已完成,待发布执行)。

4.开发生产工艺及装备,攻克了磁性特种功能粘弹材料产品环保混炼、自动成型、在线充磁、在线检测的技术难题,实现了充磁精度的控制,减少了人为干扰因素,保证了充磁产品质量,产品合格率达到99.98%以上。

项目开发了磁性编码器、磁性减振、磁性密封三个系列二十余种产品,经德国舍弗勒、中国石油和化学工业新材料检验监督中心等权威检测表明,产品性能指标优于法国哈金森、日本马勒、NOK等跨国公司同类产品的技术水平。教育部科技查新工作站的查新结论表明项目技术填补了国内外空白,属国内外首创。2014年经中国石油和化学工业联合会组织的技术成果鉴定,认为项目技术达到国际领先水平。

项目技术在青岛晟科材料有限公司、青岛新材料科技工业园发展有限公司、青岛昌誉密封有限公司得到产业化实施,产品已经成功应用到德国舍弗勒、青岛中车、青岛海尔、美的集团等国内外大型公司,近三年实现新增产值2.6亿元,新增利税5567万元,取得了显著的经济效益。

中国作为汽车、家电的生产大国,2018年汽车产量2780万辆、家电产量近3亿台,用于这些装备上的智能控制、减振和密封部件的磁性粘弹材料的市场潜力巨大,再加上项目技术领先,市场竞争优势明显,预计2020年实现新增产值可达到10亿元。

成果说明

项目开发成功多功能磁性专用助剂,改善了磁粉分散性,加工流动性能大大提高;通过调控磁粉和粘弹材料基体表面能和界面作用,实现相反转,复合材料韧性提高200%以上;解决了磁粉与聚合物的界面强度问题,制备了强度高、弹性好的磁性复合材料,强度提高50%以上;设计了高精度充磁装备,设计了简单易操作的测试夹具和评价方法;改进了测试设备并建立了专用测试方法,设计了在线充磁设备和充磁夹具,改进了在线检测方式,解决了在线检测速度慢、测试误差大等不匹配问题,开发了自动化生产装备消除了人为干扰因素,大大提高了产品的合格率,项目开

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。