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“难熔材料的化学气相沉积制备基础及应用”项目通过科技成果评价

2020-07-08 浏览次数:986

难熔材料的化学气相沉积制备基础及应用 anli.jpg

  2020年7月6日,中科合创(北京)科技成果评价中心组织专家,在昆明召开了由昆明贵金属研究所、贵研铂业股份有限公司共同完成的“难熔材料的化学气相沉积制备基础及应用”项目科技成果评价会。专家审阅了项目方提供的资料,听取了技术总结报告,经质询,答疑和讨论,形成如下意见:

  一、提交的资料齐全、数据翔实,符合科技成果评价要求。

  二、围绕国家对新一代航天发动机高性能材料的急需,针对航天推力器喷管用高温结构材料存在的强化效应、涂层与基体的界面结合及催化活性等关键科学问题,依托国家自然科学基金面上项目“难熔金属层状复合材料CVD制备科学与复合效应研究(50771051)”、国家自然科学基金地区项目“CVD铌与C/SiC复合材料界面结合机制研究(51361015)”、云南省自然科学基金面上项目“铂铱合金MOCVD成型规律、结构与性能研究(2004E0064M)”等5个项目,开展了高熔点贵金属薄膜涂层材料、难熔金属层状复合材料和贵金属簇膜催化材料的化学气相沉积制备科学、组织结构及性能研究,揭示了铂、铱、铌/铼、铌/碳/碳化硅、铱/碳、铂/碳等贵金属薄膜、难熔金属材料及催化材料的沉积机理,解决了以上难熔材料的CVD制备成型等关键科学与技术问题。主要科学发现如下:

  1、发现了Ir、Pt薄膜在金属钼基体上的沉积速率与基体绝对温度倒数之间呈抛物线变化的动力学规律,为制备高温涂层提供了科学依据;造成无限固溶Ir-Rh合金力学性质异常的根本原因是其化学键具有共价键的特征,为优化合金设计提供了理论支撑。

  2、发现了高温下CVD Ir/Re复合材料界面扩散主要是Re元素向Ir涂层的单向扩散,扩散系数与绝对温度之间的关系符合Arrhenius方程;研究得出Ir/Re复合材料在2200℃时的工作寿命达到47.6h。

  3、发现了复合界面形成χ相层厚及Nb固溶体与χ相层厚的比值是决定Nb/Re层状复合材料力学性能及复合效应强弱的本质因素,确定了Nb/Re界面中间化合物χ相的结构类型、热力学稳定性和力学性能。

  4、探明了CVD Nb/C/SiC界面相结构、应力分布规律及复合材料强化机理,影响复合材料界面强度的主要因素是界面元素扩散、反应相结构及基体材料的组织结构变化;CVD Ta 1100 ℃时,形成了以(200) 为最强择优取向的沉积织构;CVD Ta/W复合材料良好的抗拉强度和塑性性能主要源于材料晶粒组织控制及合适的复合界面扩散层的形成。

  5、揭示了氧气流量是影响Ir-C和Pt-C簇膜碳含量与结构的关键因素,高碳含量纳米结构的簇膜材料具有更好的催化活性。

  三、出版专著1部,在Materials Science and Engineering A、Platinum Metals Review等国内外期刊上发表论文19篇,他引143次。获授权发明专利5件。培养博士2人、硕士10人,团队被认定为“云南省稀贵金属低维材料”创新团队。研发的Re/Ir、Nb/Re及Nb/C/SiC复合材料在航天推力器中实现了应用。

  综上所述,专家组一致认为该成果达到国内领先、国际先进水平。

专家组成员

  臧 健 云南冶金集团正高级工程师

  兰尧中 云南大学教授

  甘国友 昆明理工大学教授

  胥福顺 昆明冶金研究院正高级工程师

  雷 霆 昆明冶金高等专科学校正高级工程师