2022年科技成果推介第32期（华南理工大学）

发布时间：2022-07-01 14:33

访问次数:

字体大小：大中小

成果156：氧化物陶瓷基复合材料制备技术

技术领域：新材料（新技术）

项目简介：

氧化物陶瓷基复合材料（ox/ox）是能够长时间（104 小时）工作于高温（1000℃左右）有氧环境的轻质、高强材料，该技术实现了氧化物陶瓷基复合材料的短周期高效制备，使用氧化铝/莫来石连续纤维作为增强体，通过预浸布铺层叠压配合浸渍-裂解工艺制备了连续纤维增强的氧化物（氧化铝、莫来石及氧化锆基）陶瓷基复合材料。其中，高陶瓷产率的陶瓷料浆是制备氧化物陶瓷基复合材料的关键原材料。该技术开创性地设计合成了以铝氧键为主链结构的铝氧聚合物为陶瓷前驱体，利用聚合物陶瓷前驱体的聚合物本质特性，前驱体既作分散剂、粘结剂，又是复材成型工艺过程中预浸布叠层热压时的塑性流变成分。聚合物陶瓷前驱体配合使用超细粉体和溶剂，可获得低粘度、高固含的陶瓷料浆，最终获得的氧化物陶瓷基复材的弯曲强度可达 240-300 mpa（用 莫来石纤维）。全工艺流程易于实施，方便复杂形状和大尺寸复材构件的制备。产业化背景及预期介绍：

氧化物连续纤维增强的陶瓷基复合材料是燃气轮机及航空发动机长时间使用的热端部件的候选材料之一。氧化物纤维(如氧化铝纤维、莫来石纤维)增强的氧化物陶瓷基复合材料抗氧化性能好、成本较低。由于复合材料中的纤维、基体和界面层均是热氧稳定的氧化物陶瓷，材料具有非常好的耐氧化侵蚀稳定性，该复合材料能在1000-1300℃的有氧环境中长期使用（104 小时）。我国目前氧化物陶瓷基复合材料在燃气轮机及航空发动机方面的应用非常缺乏，氧化物陶瓷基复合材料制备技术的突破将是国内长寿命发动机热端部件选材的技术储备。

成果157：淀粉基可降解材料的研发及其产业化

技术领域：新材料（新技术）

项目简介：

为了解决石油基塑料使用带来的“白色污染”，各国都先后出台政策来限制或禁止这类不可降解塑料制品的使用。目前市场上广泛使用的生物基可降解材料主要包括聚乳酸（pla）、对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物（pbat）等几种，但存在价格昂贵（价格为传 统石油基塑料的2-3倍）、无法大规模推广使用等问题。淀粉来源广泛、价格廉宜、对环境无危害，开发以非食用淀粉（如玉米、 木薯等）为主要原料的生物基可降解材料并进行产业化应用，是解决目前可降解材料难以规模化应用的有效举措。本团队针对上述问题，采用国际领先的淀粉改性修饰、反应挤出高效制备及终端后处理改性技术，结合自主研发的高效挤出装备，开发出一系列具有不同功能属性的全降解材料。该技术为世界首创，开发了全淀粉胶囊、缓控释化肥及淀粉缓冲发泡材料等终端产品，为农产品的高附加值开发和利用提供了技术支持。产业化背景及预期介绍：

本团队研发的相关核心技术已成功在多个知名企业落地实现产业化，建成了高品质功能性淀粉材料示范生产线3条，显著地提高了我国生物基环保材料行业的生产技术水平，对促进产业结构调整与升级具有典型的示范意义。

成果158：超粘精罩面路面预防性养护技术体系

技术领域：新材料（新技术）

项目简介：

超粘精罩面是一种新型路面养护技术，主要应用于高速公路、地方公路、市政道路等高等级道路路面预防性养护，也可作为新建道路的表面磨耗层，结构厚度为1.0～2.0cm，是一种极耐磨超静音的表面层。超粘精罩面沥青混合料采用半开级配，并对骨料规格和级配进行优化设计，具有抗滑、抗车辙、抗磨耗、降水雾和降噪等优良性能。混合料采用嵌段共聚物-纳米复合改性超粘韧沥 青（superbinder）作为胶结料，且添加了相变材料，使混合料具备“高温粘度低、低温粘度高”的显著特点。混合料在常规改性沥青的生产和施工温度状态下，能保持良好的流动性及施工和易性，在投入使用后仍能保持极高的粘结强度，充分解决了常规高粘沥青生产能耗高、施工难度大的难题，是一种具备优良性能、 性价比高、快速施工的沥青混合料。 该技术具有以下优势：（1）抗滑性能好：具有多摩擦点和丰富的高粘沥青膜，与轮胎间的摩擦力大；表面构造丰富、纹理多，为路面积水提供良好的排水通道，可及时将路表水排出，抗湿滑性能强；（2）降水雾效果好：超粘精罩面空隙率较大，可充分吸收雨天情况下行车产生的水雾，减少路面积水；（3）降噪效果好：novapav超粘精罩面表面构造丰富、纹理多，其内部的连通孔隙有利于排出气流，使轮胎接触面不易挤压路表构造内的空气而产生气爆音，且具备吸收声波的功能，降低空气泵产生的噪音；（4）95使用寿命长，耐久性好。产业化背景及预期介绍：

目截至2019年底，大湾区9个城市的高速公路通车里程达4500公里，路网密度位居全国前列。要保持公路顺畅通行，就必须对公路进行长期的日常性、周期性养护。我国沥青路面建设大多采用半刚性路基，其大中修周期在5至10 年左右。随着大湾区高速公路通车里程的快速增长、道路服务年限的增加，大湾区高速公路已进入建设与养护并重的时期，2012年前建成的2500公里高速 公路已进入正常维护期，其里程占比已超一半。根据不同道路路况养护价格综合考虑，若按照100元/㎡的养护价格核计，综合人员劳务费、后期管理运营费等，未来十年大湾区高速公路养护的市场投资额将高达820亿元。 该技术具有快速施工、减少施工对交通的影响、低碳环保、生产施工能耗低、施工容错率高等产业化优势。

成果159：超高性能海上风电灌浆料

技术领域：新材料（新技术）

项目简介：

超高性能海上风电灌浆料是采用超高性能混凝土（简称 uhpc）原理开发的新型海上风电灌浆料。超高性能海上风电灌浆料以硅酸盐水泥为主要胶凝材料，以石英砂为骨料，掺加矿物掺合料、外加剂和钢纤维，制备的初始流动度为 290mm以上，28d 抗压强度超过150mpa，具有一定的微膨胀性能。本团队采用自主设计的海上风电导管架基础灌浆连接段小型模型， 进行灌浆连接段轴心加载试验研究。研究结果表明，掺入钢纤维的超高性能海上风电灌浆料能显著提高灌浆连接段的极限承载力和极限位移，增大灌浆连接段的延性。产业化背景及预期介绍：

海上风电是一种清洁能源，对我国按时实现碳达峰碳中和目标非常重要。近年来，我国大力发展海上风电，预计“十四五”期间新增风电装机容量2.9亿千瓦，年均新增5800万千瓦。 用于海上风电基础灌浆连接的海上风电灌浆料是发展海上风电的必需材料，但由于我国对海上风电灌浆料的研究起步较晚、其性能要求严格等原因，目前市场上主要是进口产品，因此本团队迫切地开发出国产的海上风电灌浆料产品。 研究结果表明，本团队研制的超高性能海上风电灌浆料各项性能达到同类产品领先水平。相较于国内目前实际工程中采用的进口灌浆料，工程成本更低。本团队自主设计的海上风电导管架基础灌浆连接段模型，能够反映不同钢纤维掺量灌浆料用于灌浆连接的性能差异，可用于新型灌浆料研发阶段的性能检测，是一种简便的性能模拟实验方法。超高性能海上风电灌浆料符合国家需求 和行业发展趋势，具有显著的社会和经济效益，产业化前景广阔。

成果160：超高性能混凝土渡槽

技术领域：新材料（新技术）

项目简介：

超高性能混凝土渡槽是利用超高性能混凝土（uhpc）制备渡槽槽身的技术，由于uhpc具备优异的力学性能及耐久性，能显著降低渡槽槽身的壁厚和自重，并有效提高槽身的使用寿命。本团队开展了uhpc-u形渡槽槽身试验研究，设计并制备跨度4.2m、宽度 560mm、壁厚 40mm、内半径190mm、跨宽比为7.5的uhpc-u形渡槽槽身，并进行力学性能试验研究。研究结果表明，研制的槽身满槽荷载均在承载力范围内，峰值拉应力小于uhpc的弹性极限抗拉强度，竖向位移和横向位移较小，挠度也远小于规范限值和挠度计算值，满足设计和使用要求。在过水断面尺寸相同时，uhpc渡槽槽身的槽壁厚度可减小至普通混凝土槽身的1/2左右；且在较大跨宽比时，槽身底部不需要加厚。uhpc渡槽实现了渡槽的轻质化，能够降低施工成本、提高施工效率。产业化背景及预期介绍：

渡槽是跨越河流、道路、山谷等地形的架空输水建筑物，是灌区水工建筑物中应用最广泛的一种交叉建筑物，在引水调水和灌溉等水利工程中普遍应用，其中u形和矩形渡槽应用较多。但目前的普通混凝土渡槽槽身存在混凝土强度低、预制槽身自重大导致运输和吊运安装困难、槽身耐久性差、渡槽寿命较短等问题。

采用uhpc渡槽，渡槽的使用寿命增加，不能够持续保障城市生活、工业生产和农业灌溉的用水安全，还能大幅度减少由于渡槽拆换产生的废弃混凝土，具有显著的社会和经济效益。

院校简介：

华南理工大学地处广州，是直属教育部的全国重点大学，正式组建于1952 年全国高等院校调整时期，为新中国“四大工学院”之一；1960年成为全国重点大学；1981年经国务院批准为首批博士和硕士学位授予单位；1993年在全国 高校首开部省共建之先河；1995年进入“211工程”行列；2001年进入“985 工程”行列；2017年进入“双一流”建设 a 类高校行列，2020 年进入上海软 科“世界大学学术排名”前200强。 如今，华南理工大学已经发展为一所以工见长，理工结合，管、经、文、 法等多学科协调发展的综合性研究型大学。轻工技术与工程、建筑学、食品科学 与工程、化学工程与技术、环境科学与工程、材料科学与工程、机械工程、管理科学与工程等学科整体水平进入全国前10%；10个学科领域进入esi全球排名前1%，其中，工程学、材料科学、化学、农业科学4个学科领域跻身全球排名前 1‰，达到国际顶尖水平。如果您对上述成果感兴趣

欢迎与我们联系

兰溪科技大市场

0579-88902033