氮化物基復(fù)合陶瓷特種熱電偶保護(hù)管低成本制備技術(shù)

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)氮化物基復(fù)合陶瓷特種熱電偶保護(hù)管低成本制備技術(shù)項(xiàng)目介紹本項(xiàng)目采用一種新穎的燃燒合成熱等靜壓（SHS-HIP）技術(shù)，研制高性能的氮化物陶瓷熱電偶保護(hù)管（Si3N4-SiC、AlN-TiB2、BN-SiC）。該技術(shù)將燃燒合成、過渡液相燒結(jié)、熱等靜壓等融為一體，具有成本低廉、合成迅速、產(chǎn)物高溫性能優(yōu)異、適于制造復(fù)雜形狀陶瓷部件等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。TIG焊活性劑項(xiàng)目介紹活性劑是一種粉末狀的物質(zhì)，專門用于TIG焊(包括手工和自動(dòng)均可)。在焊接之前涂敷到焊縫的表面。在相同的規(guī)范下，可以提高焊接熔深1倍以上，也就是提高焊接生產(chǎn)率1倍以上，而且不需要任何附加的設(shè)備，使用普通的TIG焊電源即可。其使用的材

2、料包括：碳鋼、不銹鋼、銅鎳合金、鎳基合金、鈦合金。用此方法焊接的焊縫，其機(jī)械性能指標(biāo)同普通TIG焊相當(dāng)，局部指標(biāo)還優(yōu)于普通TIG焊。此外，用在鈦合金焊接中，還可以消除焊縫中的氣孔，提高疲勞性能。該活性劑配方屬于自主研制，其效果等同于國(guó)外研制的活性劑?；钚詣┑呐渲坪?jiǎn)單、方便。我們已經(jīng)進(jìn)行了大量的工藝試驗(yàn)，并已經(jīng)在工廠中應(yīng)用。隨焊沖擊碾壓控制焊接應(yīng)力變形技術(shù)項(xiàng)目介紹隨焊沖擊碾壓裝置主要由動(dòng)力源（氣錘）、沖擊傳力桿、沖擊碾壓輪后座和沖擊碾壓輪組成。氣錘活塞以一定頻率（50-100Hz）上下運(yùn)動(dòng)，沖擊力通過沖擊碾壓輪后座與沖擊碾壓輪之間的配合曲面，傳遞到前后沖擊碾壓輪，并最終作用到工件上，對(duì)焊后尚處于

3、高溫狀態(tài)的焊趾和焊縫區(qū)金屬施加沖擊碾壓作用，迫使這部分金屬沿著需要的方向發(fā)生塑性變形流動(dòng)，從而達(dá)到降低應(yīng)力、減小變形、防止熱裂紋的目的。該技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單小巧，工作穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)效率高成本低；由于沖擊頻率較高，焊道平整光滑，十分美觀；沖擊碾壓機(jī)構(gòu)本身具有導(dǎo)向功能，改變沖擊碾壓輪后座和導(dǎo)向夾持叉的曲率半徑，沖擊碾壓機(jī)構(gòu)可以適用于直焊縫和各種曲率半徑不同的封閉焊縫；隨焊沖擊碾壓的動(dòng)力是不連續(xù)的脈沖力，盡管瞬時(shí)沖擊力很大，但平均力和平均功率卻很小。該技術(shù)已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利，專利名稱為“隨焊沖擊碾壓控制焊接應(yīng)力變形的裝置”，專利申請(qǐng)?zhí)枮椋?3132581.5。九自由度弧焊機(jī)器人系統(tǒng)項(xiàng)目介紹為了滿足多種焊接

4、傳感器的信息集成要求，克服商用弧焊機(jī)器人控制系統(tǒng)“黑箱”結(jié)構(gòu)給智能化研究造成的障礙，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人控制系統(tǒng)向標(biāo)準(zhǔn)化、PC化和智能化方向的發(fā)展，以及為焊接柔性加工單元集成技術(shù)研究提供硬件平臺(tái)，研制了具有自主產(chǎn)權(quán)的九自由度弧焊機(jī)器人系統(tǒng)。該系統(tǒng)由六自由度鉸接關(guān)節(jié)開鏈?zhǔn)綑C(jī)器人操作機(jī)、三自由度變位機(jī)、控制器及相應(yīng)的控制軟件系統(tǒng)構(gòu)成?？紤]到機(jī)器人柔性焊接加工系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的趨勢(shì)，控制系統(tǒng)中預(yù)留了網(wǎng)絡(luò)接口。該項(xiàng)目獲2002年度國(guó)防科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)和中國(guó)高校科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。 激光TIG電弧復(fù)合熱源焊接技術(shù)項(xiàng)目介紹激光TIG電弧復(fù)合熱源焊接是將激光束與TIG電弧復(fù)合在一起同時(shí)作用于熔池, 利用激光產(chǎn)生的鎖孔效

5、應(yīng)吸引、壓縮和穩(wěn)定焊接電弧，使得電流密度顯著提高，從而建立一種全新的高效熱源，是一種高效率、高質(zhì)量、高適應(yīng)性的焊接方法，具有熔深大、焊速快、成本低等顯著優(yōu)勢(shì)，非常適合于薄板高速焊及大厚板的焊接，更適用于鋁合金、一些特殊材料或者異種材料的連接。哈工大率先在國(guó)內(nèi)開展激光與電弧復(fù)合焊接的研究，研究水平與國(guó)外保持同步，激光TIG復(fù)合脈沖協(xié)調(diào)控制焊接新方法獲得了國(guó)家發(fā)明專利。陶瓷與金屬連接技術(shù)研究項(xiàng)目介紹陶瓷具有強(qiáng)度高、硬度高、密度低及優(yōu)良的耐磨損及耐腐蝕、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)。是一種在航空、航天、軍工、核能、汽車及刀具等領(lǐng)域很有發(fā)展前途的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。在工程上采用連接技術(shù)制造陶瓷與金屬的復(fù)合構(gòu)件既能發(fā)揮陶瓷與

6、金屬各自的優(yōu)良性能，又能降低生產(chǎn)成本。為滿足高性能武器裝備發(fā)展的迫切需要，進(jìn)行了SiC、Al2O3等陶瓷和金屬擴(kuò)散連接及釬焊技術(shù)研究。對(duì)SiC陶瓷和金屬Cr、V、Ta、Ti、Nb、Ti-Co合金、Ti-Fe合金、Ni-Cr合金及不銹鋼的界面反應(yīng)和連接機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)研究，確定了上述各接合界面的生成產(chǎn)物（共31種）、晶體結(jié)構(gòu)及晶格常數(shù)。首次給出了SiC-Ti、SiC-Cr擴(kuò)散界面各反應(yīng)相的形成條件，建立了反應(yīng)相形成的溫度、時(shí)間曲線圖，為反應(yīng)相的控制及反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)測(cè)奠定了基礎(chǔ)。系統(tǒng)地研究了SiC與金屬（Cr、V、Ti-Co合金、Ti-Fe合金、Ni-Cr合金）的反應(yīng)及擴(kuò)散過程，建立了目前最完整的界面反

7、應(yīng)模型。其中SiC-Cr及SiC-Ti的界面反應(yīng)模型解決了本領(lǐng)域的一些學(xué)術(shù)爭(zhēng)議問題。對(duì)反應(yīng)相的成長(zhǎng)規(guī)律進(jìn)行了分析，給出了13種反應(yīng)相（或反應(yīng)層）的成長(zhǎng)常數(shù)、成長(zhǎng)活化能及成長(zhǎng)方程式，為研究材料的擴(kuò)散提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。硬質(zhì)合金木工刀具的焊接技術(shù)項(xiàng)目介紹這類產(chǎn)品具有硬度高、耐磨損、使用壽命長(zhǎng)，刃口鋒利不變形，在使用過程中不需要經(jīng)常修刀或磨刃，被加工的產(chǎn)品質(zhì)量精度高等特點(diǎn)，是將取代高速鋼刀具同類產(chǎn)品的必然發(fā)展趨勢(shì)。以超長(zhǎng)度薄條形硬質(zhì)合金刀具的焊接為例，是將1000 長(zhǎng)度以內(nèi)，1 厚度，10 寬度的硬質(zhì)合金刀條，焊接在1000 長(zhǎng)度，4 厚度，30 寬度的帶狀鋼質(zhì)刀板一側(cè)，形成單側(cè)硬質(zhì)合金刃口的木工刨刀產(chǎn)

8、品。離子束熔-噴新技術(shù)項(xiàng)目介紹熔噴技術(shù)主要包括一體化熔-噴專用設(shè)備，熔-噴工藝及所適用的系列熔-噴材料。其原理是利用雙離子弧，先將被熔-噴的工件表層實(shí)現(xiàn)熔化并形成熔池，同時(shí)將噴涂粉末材料噴入熔池內(nèi)，通過雙離子弧吹力對(duì)熔池進(jìn)行攪拌作用，促使熔池金屬和熔融的噴涂粉末產(chǎn)生均勻混合，最終形成致密而結(jié)合強(qiáng)度極高的熔-噴涂層。小型管狀藥芯焊絲生產(chǎn)設(shè)備及制絲技術(shù)項(xiàng)目介紹小型管狀藥芯焊絲生產(chǎn)設(shè)備主要用于藥芯焊絲產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，藥芯焊絲主要用于氣體保護(hù)焊用焊接材料，電弧噴涂用噴涂材料。藥芯焊絲產(chǎn)品截面形狀，絲皮材料可根據(jù)使用要求選用鋼、鎳、鋁、銅等帶狀金屬材料，絲芯材料可根據(jù)產(chǎn)品種類按一定比例配制的粉末材料。該

9、設(shè)備可生產(chǎn)0.83.0規(guī)格的各種藥芯焊絲，絲長(zhǎng)可在2 m100 m范圍內(nèi)，可生產(chǎn)各種類型的藥芯焊絲，每次最少可制絲0.5，日產(chǎn)量一般為3050，。制絲設(shè)備的工作原理見圖2，設(shè)備體重800，長(zhǎng)2 m，制絲速度無級(jí)調(diào)速，配置自動(dòng)混料裝置，制絲桶及下料裝置納米晶復(fù)相稀土永磁粉末研究項(xiàng)目介紹納米復(fù)相稀土永磁材料是第一種理論磁能積達(dá)到1000kJ/m3的磁性材料，并且其稀土含量大大低于通常的稀土永磁材料，降低了生產(chǎn)成本，此外稀土永磁相Nd2Fe14B被-Fe相所包圍，兩相之間存在強(qiáng)烈的磁交換耦合作用，產(chǎn)生剩磁增強(qiáng)效應(yīng)，極大的提高了剩磁和磁能積。因此成為近年來稀土永磁材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。為制備具有較好性能

10、的納米復(fù)合Nd-Fe-B永磁材料，利用材料在氫氣氛下高能球磨與HDDR法相結(jié)合制備納米復(fù)合稀土永磁材料。這種方法可以在室溫下機(jī)械驅(qū)動(dòng)鑄態(tài)Nd8Fe86B6合金發(fā)生岐化反應(yīng)，獲得納米晶岐化組織，進(jìn)而在一定溫度下進(jìn)行脫氫及再結(jié)合反應(yīng)獲得納米晶雙相永磁材料。 連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料包覆擠壓工藝項(xiàng)目介紹開發(fā)了正向包覆擠壓法用于Pb-GF新型復(fù)合絲材生產(chǎn)工藝，該工藝具有生產(chǎn)簡(jiǎn)單，設(shè)備要求較低，生產(chǎn)效率較高，產(chǎn)品質(zhì)量好等特點(diǎn)。同時(shí)該種新型包覆擠壓工藝具有進(jìn)一步深化研究的廣闊前景，通過改變材料的類型，可以進(jìn)一步開發(fā)出更多的新型長(zhǎng)纖維增強(qiáng)材料，如鉛碳纖維增強(qiáng)材料、鋁玻璃纖維增強(qiáng)材料、鋁硼纖維增強(qiáng)材料等一系

11、列長(zhǎng)纖維增強(qiáng)材料，這些材料和工藝的應(yīng)用價(jià)值將為金屬基長(zhǎng)纖維復(fù)合材料應(yīng)用開辟新的途徑。鈦合金波紋管成形技術(shù)項(xiàng)目介紹一種新的鈦合金波紋管和波形膨脹節(jié)成形新技術(shù)。利用鈦合金在高溫下所具有的超塑性能，用氣壓脹形和軸向加載的復(fù)合超塑成形方法生產(chǎn)鈦合金U型波紋管和波形膨脹節(jié)。這種方法解決鈦合金冷加工性能差，用現(xiàn)有方法不易加工的缺點(diǎn)。所成形的波紋管不僅可與鈦制壓力容器配合使用，還可在含有腐蝕介質(zhì)的場(chǎng)合代替不銹鋼膨脹節(jié)。發(fā)明專利公開。主要技術(shù)指標(biāo) 適于制造具有超塑性的鈦合金U型波紋管和波形膨脹節(jié)，公稱壓力小于2.5MPa, 其直徑不受限制。汽車結(jié)構(gòu)件內(nèi)高壓成形技術(shù)項(xiàng)目介紹為了節(jié)約燃料和適應(yīng)環(huán)保法規(guī)對(duì)廢氣排放的

12、嚴(yán)格限制，使汽車結(jié)構(gòu)的輕量化顯得日益重要。對(duì)于轎車，每減輕重量10%，油耗可降低8%10%，同時(shí)減少?gòu)U氣排放量。內(nèi)高壓成形是一種加工空心輕體件的先進(jìn)工藝方法。其成形原理：通過內(nèi)部加壓和軸向加力補(bǔ)料把管坯壓入到模具型腔使其成形。對(duì)于軸線為曲線的零件，需要把管坯預(yù)彎成接近零件形狀，然后加壓成形。適用材料有：碳鋼、合金鋼、不銹鋼、鋁合金、鈦合金、銅合金及鎳合金等，原則上適用于冷成形的材料均適用于內(nèi)高壓成形工藝。板材充液拉深工藝及裝備項(xiàng)目介紹板材充液拉深是板材沖壓的新工藝。它是利用凹模內(nèi)充填的超高壓液體建立起流體潤(rùn)滑及摩擦保持效果，使拉深比顯著提高，更有利于復(fù)雜曲面零件的成形。國(guó)外已有專用充液拉深設(shè)備

13、制造廠家，生產(chǎn)系列產(chǎn)品，但價(jià)格十分昂貴。我校開發(fā)的基于通用液壓機(jī)的充液拉深裝備同樣實(shí)現(xiàn)了超高液室壓力與壓邊壓力的實(shí)時(shí)閉環(huán)控制，不但實(shí)用，而且價(jià)位明顯降低。多元等離子體基離子注入混合及多層復(fù)合膜技術(shù)項(xiàng)目介紹多元等離子體基離子注入混合及多層復(fù)合膜技術(shù)是在哈爾濱工業(yè)大學(xué)最新研制的新一代表面改性設(shè)備DLZ-01型等離子體表面改性裝置上開發(fā)出來的最新表面改性技術(shù)，它綜合了目前流行的多種利用等離子體方法進(jìn)行表面改性的先進(jìn)技術(shù)，將磁控濺射離子鍍、多弧離子鍍及全方位離子注入技術(shù)結(jié)合在一起，形成一種新型的等離子體基表面改性技術(shù)。此技術(shù)已獲得國(guó)家發(fā)明專利。該裝置可以根據(jù)表面工程技術(shù)的具體要求，在不破壞真空的情況下

14、，單獨(dú)或同時(shí)進(jìn)行離子鍍或離子混合注入，如磁控濺射離子鍍、多弧離子鍍、全方位離子注入、等離子體化學(xué)熱處理、高壓脈沖輝光放電處理等。該技術(shù)可以對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件、精密零件、傳動(dòng)件、各種滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)接觸件、工具、模具、量具等進(jìn)行批量處理，獲得滿足表面工程技術(shù)要求的耐磨、耐蝕、減摩或梯度要求的表面改性層。適用于鋼鐵材料、鋁合金、鈦合金、高溫合金、無磁合金及其它非金屬材料的耐腐蝕性和耐磨性等。多功能等離子體表面改性裝置項(xiàng)目介紹多功能等離子體表面改性裝置是哈爾濱工業(yè)大學(xué)最新研制的新一代表面改性設(shè)備，它綜合了目前流行的多種利用等離子體方法進(jìn)行表面改性的先進(jìn)技術(shù)，將磁控濺射離子鍍、多弧離子鍍及全方位離子注入技術(shù)

15、結(jié)合在一起，形成一種新型的等離子體基表面改性技術(shù)。已獲得國(guó)家發(fā)明專利（見附件）。該裝置可以根據(jù)表面工程技術(shù)的具體要求，在不破壞真空的情況下單獨(dú)或同時(shí)進(jìn)行離子鍍或離子混合注入，如磁控濺射離子鍍、多弧離子鍍、全方位離子注入、等離子體化學(xué)熱處理、高壓脈沖輝光放電處理等。利用此裝置可獲得具有低溫（可以小于150）、尺寸精度高、結(jié)合力好的表面改性工藝，制取諸如單質(zhì)金屬膜如Ti、Cr、Ni、Pt等； 化合物膜如TiN、TiC、CrN等；單一元素離子注入如N、C、B等，多種元素同時(shí)注入如Ti、N、C等；并可以制取DLC膜、多層膜或梯度膜等。獲得的表面改性層既具有普通離子鍍的優(yōu)點(diǎn)，也具有多束混合技術(shù)或離子注入

16、等的優(yōu)點(diǎn)。該裝置可以對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件、精密零件、傳動(dòng)件、工具、模具、量具等進(jìn)行批量處理，獲得滿足表面工程技術(shù)要求的耐磨、耐蝕、減摩或梯度要求的表面改性層。電子封裝用鋁基復(fù)合材料項(xiàng)目介紹電子封裝用鋁基復(fù)合材料主要包括SiCp/Al、AlNp/Al和Sip/Al等復(fù)合材料。采用專利擠壓鑄造方法制備，該工藝成本低、設(shè)備投資少、制成的材料致密度高，且對(duì)增強(qiáng)體和基體合金幾乎沒有選擇，便于進(jìn)行材料設(shè)計(jì)。研究所擁有多項(xiàng)發(fā)明專利，技術(shù)成熟，并具有獨(dú)立開發(fā)新型材料的能力。本電子封裝材料具有低膨脹、高導(dǎo)熱、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，可以與Si、GaAs或陶瓷基片等材料保持熱匹配。與目前常用的W/Cu、Mo/Cu復(fù)合材料相比

17、，導(dǎo)熱性、熱膨脹性能相當(dāng)，但成本更低、質(zhì)量輕，應(yīng)用于微波器件、高性能、電力電子模塊等多種電子（或光電子）器件封裝中，對(duì)降低成本、減輕重量會(huì)起到積極的作用。此類材料的需求頗為巨大，市場(chǎng)前景廣闊。管道機(jī)器人技術(shù)項(xiàng)目介紹哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)系特種機(jī)器人技術(shù)與控制研究室在鄧宗全教授的領(lǐng)導(dǎo)下，率先在國(guó)內(nèi)開展了智能管道機(jī)器人技術(shù)的研究工作，先后得到國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家“863”計(jì)劃的資助。為適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需求，不但非常重視基礎(chǔ)理論研究，同時(shí)努力為與國(guó)民經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)的生產(chǎn)部門解決工程實(shí)際問題，研究成果在國(guó)內(nèi)外具有一定的影響和知名度。經(jīng)多年努力，在管道機(jī)器人研究方面形成了如下主要產(chǎn)品：1、內(nèi)置動(dòng)力源管內(nèi)X

18、射線探傷機(jī)器人適用于管徑5301400mm，采用蓄電池作為動(dòng)力源，采用逆變技術(shù)將120V直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?20V交流電提供周向X射線發(fā)射器。2. 管內(nèi)防腐補(bǔ)口作業(yè)機(jī)器人共設(shè)計(jì)制造了四個(gè)機(jī)器人，管徑范圍分別適用于89159、159273、273530、530630，完全覆蓋了所需工作管道范圍，而且四種機(jī)器人視覺系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及作業(yè)裝置均已實(shí)現(xiàn)了模塊化，解決了工程管道內(nèi)防腐補(bǔ)口技術(shù)的難題。3. X射線檢測(cè)實(shí)時(shí)成像管道機(jī)器人適用于管徑6601400mm，一次充電作業(yè)距離為2Km。實(shí)現(xiàn)自主尋址定位焊縫位置、管內(nèi)、外旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)，從而完成焊縫的X射線檢測(cè)和圖像采集任務(wù)。4. 抽油泵筒內(nèi)表面激光改性機(jī)

19、器人。采用YAG激光器，由管內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人拖動(dòng)光纖，并在機(jī)器人前置反射鏡將激光反射至泵筒內(nèi)表面，實(shí)現(xiàn)泵筒內(nèi)表面處理。工模具表面的液中放電沉積陶瓷層技術(shù)項(xiàng)目介紹表面涂層技術(shù)的可貴之處在于：可用極少量材料起到大量、昂貴的整體材料所難以達(dá)到的效果，提高材料的綜合性能，并顯著地降低產(chǎn)品的制造成本。由于電火花加工機(jī)床已經(jīng)成為工模具車間的必備設(shè)備，因此如果能在普通電火花成型機(jī)床上，利用放電沉積原理對(duì)導(dǎo)電工件材料沉積陶瓷層，必將成為一種極具應(yīng)用潛力和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的方法。使用含有Ti、TiC、W、WC等粉末的壓鑄或燒結(jié)電極和普通的煤油基工作液，在普通電火花加工機(jī)床上，利用放電過程中粉末材料與工作液中的碳原子所產(chǎn)生的

20、物理、化學(xué)反應(yīng)，在工件表面沉積TiC、WC等陶瓷材料，通過控制放電時(shí)間和放電參數(shù)得到不同厚度、不同性能的陶瓷層。該方法無需專用設(shè)備，是一種高性能、低成本的陶瓷層生成技術(shù)，而且可以方便地實(shí)現(xiàn)不同點(diǎn)位的局部強(qiáng)化。哈爾濱工業(yè)大學(xué)特種加工及機(jī)電控制研究所系統(tǒng)地研究了該方法的基本原理、電極制備以及工藝規(guī)律等。在工具鋼表面可以得到厚度為5600m的金屬碳化物陶瓷層，使工件表面的硬度提高5倍以上，耐磨性提高7倍以上。對(duì)高速鋼車刀、鉆頭等的涂層刀具使用壽命實(shí)驗(yàn)表明，可提高刀具使用壽命2倍以上。金剛石刀具技術(shù)項(xiàng)目介紹CVD金剛石合成技術(shù)是本世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種低成本的合成金剛石的新方法，其原理是以氫氣或氧

21、氣稀釋的高含碳?xì)怏w為原理，運(yùn)用化學(xué)氣相沉積、等離子分解等方法在基體表面生成金剛石膜。由于CVD金剛石膜具備與天然金剛石相同的物理機(jī)械性能，受到世界各國(guó)的高度重視，被視為21世紀(jì)最有發(fā)展前途的新材料。CVD金剛石在機(jī)械制造中的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域是制造切削刀具，包括CVD金剛石薄膜涂層刀具的厚膜焊接刀具。本項(xiàng)目針對(duì)金剛石薄膜涂層刀具中的技術(shù)難點(diǎn)，開展了如下研究：1、從理論上研究了CVD金剛石膜合成機(jī)理，確定了CVD金剛石合成的基本條件，研制了燃焰法合成金剛石的裝置并用于刀具涂層實(shí)驗(yàn)。2、系統(tǒng)地研究了涂層過程中基體表面預(yù)處理狀態(tài)、合成氣體配比、流量、合成溫度、基體形狀等因素對(duì)涂層附著強(qiáng)度、金剛石膜質(zhì)量

22、及其性能的規(guī)律，優(yōu)化了涂層參數(shù)，不僅解決了金剛石薄膜涂層刀具有附著強(qiáng)度問題，而且解決了切削刀具尖部分三面涂層的難題。3、探討了CVD金剛石厚膜刀具的制造技術(shù)。4、通過切削實(shí)驗(yàn)等系統(tǒng)研究了金剛石刀具的切削性能和所適用的切削條件。切削實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與未涂層的硬質(zhì)合金相比，刀具壽命可提高90倍，優(yōu)于PCD金剛石刀具的切削性能，略低于天然金剛石刀具的性能。數(shù)字化裝配技術(shù)項(xiàng)目介紹數(shù)字化裝配技術(shù)是在產(chǎn)品零部件三維數(shù)字化實(shí)體模型的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和人工智能技術(shù)，借助于虛擬現(xiàn)實(shí)等人機(jī)交互手段，來規(guī)劃與仿真產(chǎn)品的實(shí)際裝配過程。它可以克服傳統(tǒng)的裝配工藝設(shè)計(jì)中主要依賴于人的裝配經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，以及設(shè)

23、計(jì)難度大、設(shè)計(jì)效率低、優(yōu)化程度低等問題，通過建立一個(gè)高逼真度的多模式（包括視覺、聽覺、觸覺等）交互裝配操作仿真環(huán)境，裝配規(guī)劃人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和實(shí)際條件在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中交互地建立產(chǎn)品零部件的裝配序列和空間裝配路徑，選擇工、卡具和裝配操作方法，并通過多種傳感器裝置分析裝配過程中的各種人機(jī)工程問題，可視化地和可感知地分析各種工藝方法的優(yōu)劣和實(shí)用性，最終得到一個(gè)合理、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、符合人及工程要求的產(chǎn)品裝配方案。從而達(dá)到優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、避免或減少物理模型制作、縮短開發(fā)周期、降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)、降低成本，提高裝配操作人員的培訓(xùn)速度、提高裝配質(zhì)量和效率的目的。微機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)式低頻振動(dòng)攻絲機(jī)項(xiàng)目介紹該機(jī)主要為解

24、決淬火鋼（HRC50）、高溫合金、鈦合金、高強(qiáng)度鋼、SiCw(或SiCp)增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料及紫銅等難加工材料小孔（M3、M4）攻絲而研制。在此，步進(jìn)電機(jī)既是主運(yùn)動(dòng)源，又是振動(dòng)源，二者同軸，攻絲時(shí)不需要螺紋靠模導(dǎo)向，大大簡(jiǎn)化了振動(dòng)攻絲機(jī)的結(jié)構(gòu)。由于振動(dòng)攻絲屬脈沖切削，是在攻絲過程中施加了振動(dòng)參數(shù)（頻率、振幅）可控的有規(guī)律的振動(dòng)，絲錐刀齒與工件周期性的接觸與脫離，切削速度大小與方向不斷變化，且由于加速度的出現(xiàn)，加之切削液的“空化”作用，使得切削作用得到了大大加強(qiáng)，攻絲效果明顯提高，攻制螺紋質(zhì)量大大改善，攻制螺紋牙形平直完整規(guī)則，精度好。我們?cè)群笸瓿闪舜笏苄圆牧献香~、硬質(zhì)點(diǎn)達(dá)20%的SiCw或Si

25、Cp增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料及淬火硬度達(dá)HRC50的45鋼的M3小孔攻絲，特別是HRC50淬火鋼攻絲屬國(guó)內(nèi)首次完成。振動(dòng)攻絲是解決難加工材料小孔精密攻絲難題的有效工藝方法之一。金屬橡膠阻尼減振技術(shù)項(xiàng)目介紹金屬橡膠阻尼減振技術(shù)是技術(shù)含量很高的國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)，利用該技術(shù)可以制備出不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和性能特點(diǎn)的金屬橡膠隔振器。金屬橡膠隔振器中的彈性阻尼元件是以金屬絲為原材料，不含有任何普通橡膠，但經(jīng)過特殊工藝成型后，阻尼元件卻具有普通橡膠一樣的彈性，工作中通過彈性元件變形產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)阻尼和元件內(nèi)部金屬絲接觸點(diǎn)產(chǎn)生的干摩擦實(shí)現(xiàn)阻尼減振，具有良好的抗沖擊和過臨界性能，是高低溫、大溫差、強(qiáng)輻射及腐蝕環(huán)境下普通橡膠隔振器的最

26、佳替代品。微小型正弦活齒減速器項(xiàng)目介紹建立一套完整的圓柱正弦活齒傳動(dòng)的空間嚙合理論及其空間力學(xué)模型；對(duì)圓柱正弦活齒傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度及減速器系統(tǒng)進(jìn)行模糊可靠性研究。對(duì)減速器進(jìn)行可靠性數(shù)字仿真，從而得到減速器的壽命分布、各基本部件模式重要度及其它可靠性指標(biāo)；對(duì)圓柱正弦活齒傳動(dòng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究。利用三維實(shí)體建模軟件Pro/E建立樣機(jī)的三維實(shí)體模型；應(yīng)用有限元方法和大型有限元分析軟件ANSYS對(duì)減速器的關(guān)鍵傳動(dòng)件進(jìn)行模態(tài)分析；應(yīng)用灰色聚類分析方法對(duì)圓柱正弦活齒減速器進(jìn)行多目標(biāo)動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到了該減速器動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)的最滿意解，根據(jù)優(yōu)化得到的最滿意解，確定樣機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)并繪制全套設(shè)計(jì)圖，加工制造出一臺(tái)樣機(jī)，

27、并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)及效率試驗(yàn)研究。便攜式電焊弧光防護(hù)與除煙塵裝置項(xiàng)目介紹電焊是工廠中不可缺少的設(shè)備之一，但電焊的使用也為工廠帶來很多的環(huán)境污染。電焊對(duì)環(huán)境的污染主要有兩個(gè)方面，一是電焊煙塵，它含有很多有害物質(zhì)，對(duì)人體的危害極大；二是電焊弧光，對(duì)人的眼睛具有很大的傷害?，F(xiàn)有的電焊污染防治辦法，對(duì)電焊弧光，主要利用電焊罩進(jìn)行防護(hù)，主要防護(hù)對(duì)象是電焊工，對(duì)其他人員起不到防護(hù)作用；電焊煙塵主要利用除塵系統(tǒng)，對(duì)電焊煙塵一是收集起來直接排放到大氣之中，二是收集起來經(jīng)過過濾處理后排放到大氣之中。這種煙塵處理方法存在一些缺點(diǎn)：一是電焊作業(yè)一般需定點(diǎn)，否則無法集塵；二是電焊煙塵由于其吸塵特點(diǎn)，對(duì)操作工人和車間內(nèi)其

28、他工人仍有一定的損害，且除塵不徹底；三是相對(duì)能耗比較大，尤其對(duì)散點(diǎn)及小量焊活極其不便；四是對(duì)某些車間集塵罩會(huì)影響其它作業(yè)進(jìn)行。本技術(shù)應(yīng)用于散點(diǎn)電焊作業(yè)中，不僅可以防護(hù)弧光對(duì)電焊操作工人及其他非電焊操作人員眼睛進(jìn)行傷害，而且可以對(duì)電焊產(chǎn)生的煙塵進(jìn)行及時(shí)、徹底地處理，完全消除電焊煙塵對(duì)人體的危害。這是現(xiàn)有電焊防護(hù)罩和除塵器所不能達(dá)到的效果。智能服務(wù)機(jī)器人項(xiàng)目介紹移動(dòng)式智能服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)分成四部分：全方位移動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)；七自由度機(jī)器人雙作業(yè)臂；機(jī)器人控制系統(tǒng)；機(jī)器人多方式人機(jī)交互系統(tǒng)?？蓪?shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的機(jī)器人全方位自主移動(dòng)，自動(dòng)避障,利用多關(guān)節(jié)機(jī)器人手臂,可靈巧的完成一定的服務(wù)作業(yè)功能，通過可視化圖

29、形編程方式可以任意設(shè)定機(jī)器人自主移動(dòng)路徑和服務(wù)功能，通過語(yǔ)音識(shí)別控制方式或遠(yuǎn)程遙控方式控制機(jī)器人的移動(dòng)、轉(zhuǎn)向、后退和予設(shè)動(dòng)作功能。高效節(jié)能稀土永磁同步電機(jī)的研制項(xiàng)目介紹高效節(jié)能稀土永磁同步電機(jī)是一種新型電機(jī)，是目前國(guó)際及國(guó)內(nèi)電機(jī)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。哈工大微特電機(jī)與控制研究所研制成功的該種電機(jī)，功率范圍在100瓦至1000瓦范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)速在750轉(zhuǎn)到1500轉(zhuǎn)，比普通感應(yīng)電機(jī)節(jié)能10%-20%。成本僅高出20%，是替代單相、三相感應(yīng)電機(jī)的理想機(jī)種。目前已有樣機(jī)投入使用。按照連續(xù)運(yùn)行計(jì)算，一年的節(jié)能就可以將增加的電機(jī)成本擬補(bǔ)上。其樣機(jī)的設(shè)計(jì)及制造水平達(dá)到了國(guó)內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)水平。而該種電機(jī)的機(jī)械加工過程與感

30、應(yīng)電機(jī)相同，在中小型電機(jī)廠就可以完成。這類電機(jī)從節(jié)能、省電方面出發(fā)具有廣泛的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。其小批量生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化前景很好，但需要國(guó)家相應(yīng)的政策扶植。在歐洲許多國(guó)家，國(guó)家政策上鼓勵(lì)企業(yè)廣泛應(yīng)用該種節(jié)能電機(jī)。家庭機(jī)器人項(xiàng)目介紹家庭機(jī)器人的主要任務(wù)是： 防盜； 防火； 教育孩子； 伺候老年人； 清掃；管理家電產(chǎn)品等。家庭機(jī)器人的基本構(gòu)成：家庭機(jī)器人主要包括： 環(huán)境感知模塊。 行為決策模塊。 運(yùn)動(dòng)控制模塊。 無線通信模塊。 移動(dòng)機(jī)構(gòu)模塊。 自動(dòng)充電模塊。 人機(jī)交互模塊。動(dòng)態(tài)車牌識(shí)別系統(tǒng)項(xiàng)目介紹汽車牌照自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)是一個(gè)基于圖像處理、模式識(shí)別等技術(shù)的高度智能的電子系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由圖像采集、車牌檢測(cè)、字

31、符識(shí)別、車牌數(shù)據(jù)庫(kù)四部分組成。在60公里/小時(shí)車速條件下進(jìn)行車牌檢測(cè)。每秒至少可處理15幀圖像數(shù)據(jù)。檢測(cè)率可達(dá)88%以上。錯(cuò)檢率小于1%。系統(tǒng)識(shí)別率可達(dá)90%以上。新型環(huán)境催化材料介孔TiO2的自組裝與應(yīng)用項(xiàng)目介紹TiO2作為催化劑或催化劑載體被廣泛用于環(huán)境污染物的治理，對(duì)有機(jī)物及部分無機(jī)物進(jìn)行脫毒降解，但目前使用的TiO2催化材料在實(shí)際應(yīng)用中有比表面積小，光源利用率低，難于回收，需要固定化等問題。本項(xiàng)目主要目的是通過合成具有納米介孔結(jié)構(gòu)的環(huán)境光催化材料TiO2，提高TiO2的比表面積，改善催化活性，并通過介孔TiO2 的骨架改性和孔道異質(zhì)組裝提高介孔材料對(duì)太陽(yáng)光的吸收率，將其應(yīng)用于工業(yè)廢水中

32、污染物的處理，降低催化反應(yīng)成本，提高催化效率和應(yīng)用價(jià)值。高功率輸出新型中遠(yuǎn)紅外波段非線性光學(xué)晶體磷化鍺鋅和砷化鍺鎘生長(zhǎng)及性能研究項(xiàng)目介紹磷化鋅鍺 (ZnGeP2， ZGP)和砷化鍺鎘(CdGeAs2， CGA)晶體是黃銅礦類半導(dǎo)體晶體中綜合性能最好的，這兩種晶體是所有已知的非線性光學(xué)晶體中非線性系數(shù)最高者之一。本人于2003年獲得國(guó)家自然科學(xué)基金資助，進(jìn)行ZGP的研制；同時(shí)，2003年1月-2004年1月獲國(guó)家教委留學(xué)基金資助，在美國(guó)斯坦福大學(xué)先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室Feigelson教授研究組從事ZnGeP2和CdGeAs2晶體的生長(zhǎng)研究工作。在此工作的1年時(shí)間里，生長(zhǎng)CdGeAs2和CdGe(As1-xPx)2 晶體23根，共獲得測(cè)試樣品110塊，進(jìn)行了吸收系數(shù)、電子順磁共振、電子顯微探針、霍爾效應(yīng)的測(cè)試，取得了很好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。另外，應(yīng)英國(guó)皇家學(xué)院和牛津大學(xué)的共同邀請(qǐng)于2004年8月至10月，在牛津大學(xué)材料系通過先進(jìn)的測(cè)試儀器對(duì)磷化鍺鋅晶體的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入細(xì)致的研究。目前，生長(zhǎng)出的晶體性能達(dá)到國(guó)