近日,第十五届中国产学研合作创新大会在北京隆重举行。中国石油大学(华东)材料科学与工程学院的表面工程团队申报项目“耐磨耐蚀减摩表面处理关键技术及应用”获2023年中国产学研合作创新成果奖。待这支低调的科研团队走到聚光灯下,大众才发现团队的那手“表面功夫”已然炉火纯青,不同凡响。 韩彬、曹宁决定“兵分三路”,分别从激光表面改性辅助、新型预处理增强及新型渗剂的离子渗氮/渗硫、固体渗碳等方向着手研究。历经10多年科技攻关,终于发明出了一套“武功秘笈”——表面工程成套技术,解决了不同工况下的磨损腐蚀和零部件延寿等理论技术难题,为相关技术的国产化替代,助力企业“提质增效”夯实根基。 总体技术路线图 韩彬决定将激光熔覆技术引入科研中来,通过将金属粉末或涂层材料与基材表面快速熔融、凝固,从而在基材表面形成一层新的涂层,实现表面强化及复合改性。经过反复试验过后,团队终于厘清了激光非平衡热力学条件下组织结构演变规律,提出了激光表面改性辅助离子渗氮/渗硫复合处理技术,达到了性能目标,如同给零部件穿上“三级护甲”。 激光熔覆镍基合金涂层提高耐磨耐蚀性能 牵手医药企业,以“表面功夫”研发种植牙造福民生 除了在生产领域得到成功应用,成套表面处理技术还与民生攀上了关系。2011年,曹宁在与青岛西海岸医院的口腔科大夫及义齿生产厂商的交流中,发现了表面技术在种植牙领域应用的机遇。 钛合金是现阶段主流的种植牙材料,既因为其是一种轻、强、耐腐蚀、生物相容性好的金属材料,又因为其外表坚硬且其内部的韧性非常好,受到大众好评。但此前国内技术不是很成熟,无法保证纯钛种植体兼具表面强度和整体韧性的要求,因此市场上以外国进口的种植体为主。 为了攻克这一技术难题,曹宁带领团队成员通过五年多的实验,按照医疗器械国家标准,开发了新型固体渗碳剂,并且形成具有自主知识产权的技术专利,实现了传统固体渗碳技术在定制化口腔纯钛种植体中的应用。 表面工程团队的部分获奖证书 “由于很好的控制成本价格,让销售价格更亲民,用户那里反馈效果良好,不少医疗机构都愿意采购。”曹宁表示,在这项专利技术的加持下,近三年来参与研发的合作企业累计实现销售收入近1.5亿元,新增利润1700余万元。 良好的社会效益让团队成员越发信心满怀,在面对未来时纷纷表示将继续秉持科学家精神,在扮靓“面子”的同时厚实“里子”,深入对功能材料相关领域的研究,服务国家能源转型和区域经济社会发展,将“表面功夫”进行到底。
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