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碳化硅晶须

项目概述
面向航空、航天、汽车、机械等领域的高温高强复合材料需求,以还原氧化石墨烯及稻壳灰为原材料前驱体,掌握了碳化硅晶须的演变机制、碳化硅晶须生长的最优工艺,实现了批量化制备碳化硅晶须的核心技术。

  技术负责人:陈老师(15513829025);联系人:郭老师 (13934640625)

  项目概述

  面向航空、航天、汽车、机械等领域的高温高强复合材料需求,以还原氧化石墨烯及稻壳灰为原材料前驱体,掌握了碳化硅晶须的演变机制、碳化硅晶须生长的最优工艺,实现了批量化制备碳化硅晶须的核心技术。

  技术成熟度:TRL 3

      

 

    

  市场需求与应用背景

  航天材料、高速切削刀具等高温高强应用场合对增韧材料的需求,使得碳化硅晶须具有很高的应用价值。本项目所述碳化硅晶须,是指具有高纯度、高品质、可控长径比的纳米材料。其具有低密度、高熔点、高强度、高模量、低膨胀系数及耐腐蚀的优异特性,是目前已知所有晶须状材料中硬度和强度最高的品种。主要作为复合材料的填料应用于汽车、航空航天工业的发动机、壳体,陶瓷刀具、宇航领域的高温元件,主强轴承座、大型泥浆泵等方面。

     

    

   

  碳化硅晶须应用的先进陶瓷市场在2019年规模达到了110.68亿美元,预计2026年将达到168.83亿美元,下游市场的快速发展对上游原材料性能提出更高的需求,碳化硅晶须具有良好的发展前景。(数据来源:QYResearch)

     

    

  

  工作基础

  中科院山西煤化所于2014年启动该项研究工作,研究基础扎实,工艺路线国际首创,所制晶须产品纯度高,品质国际先进,具备进一步开展中试的技术条件。本项目首次采用碳化硅外延生长法制备石墨烯的逆向思维,以石墨烯作为碳源,稻壳作为硅源,经高温碳热还原制备得到高品质碳化硅晶须,为航空航天和精密制造等高技术领域提供了优异的复合添加材料。

      

  重要指标  

  

  知识产权情况

  本项目在碳化硅晶须制备原料、制备方法、批量化制备等关键过程均属于自研发技术,并申请专利2项,授权1项,知识产权方面无风险和隐患。     

  

  投融资与回报

  依托中科院煤化所开发的石墨烯工艺包,建成一条10吨级氧化还原法石墨烯工业示范线。项目固定资产投资1亿元,项目建成后,石墨烯成本预期可降至3000元/kg,年利润可达5000万元,有望3年收回投资。

  

  

科研成果  

碳化硅晶须

面向航空、航天、汽车、机械等领域的高温高强复合材料需求,以还原氧化石墨烯及稻壳灰为原材料前驱体,掌握了碳化硅晶须的演变机制、碳化硅晶须生长的最优工艺,实现了批量化制备碳化硅晶须的核心技术。

  技术负责人:陈老师(15513829025);联系人:郭老师 (13934640625)

  项目概述

  面向航空、航天、汽车、机械等领域的高温高强复合材料需求,以还原氧化石墨烯及稻壳灰为原材料前驱体,掌握了碳化硅晶须的演变机制、碳化硅晶须生长的最优工艺,实现了批量化制备碳化硅晶须的核心技术。

  技术成熟度:TRL 3

      

 

    

  市场需求与应用背景

  航天材料、高速切削刀具等高温高强应用场合对增韧材料的需求,使得碳化硅晶须具有很高的应用价值。本项目所述碳化硅晶须,是指具有高纯度、高品质、可控长径比的纳米材料。其具有低密度、高熔点、高强度、高模量、低膨胀系数及耐腐蚀的优异特性,是目前已知所有晶须状材料中硬度和强度最高的品种。主要作为复合材料的填料应用于汽车、航空航天工业的发动机、壳体,陶瓷刀具、宇航领域的高温元件,主强轴承座、大型泥浆泵等方面。

     

    

   

  碳化硅晶须应用的先进陶瓷市场在2019年规模达到了110.68亿美元,预计2026年将达到168.83亿美元,下游市场的快速发展对上游原材料性能提出更高的需求,碳化硅晶须具有良好的发展前景。(数据来源:QYResearch)

     

    

  

  工作基础

  中科院山西煤化所于2014年启动该项研究工作,研究基础扎实,工艺路线国际首创,所制晶须产品纯度高,品质国际先进,具备进一步开展中试的技术条件。本项目首次采用碳化硅外延生长法制备石墨烯的逆向思维,以石墨烯作为碳源,稻壳作为硅源,经高温碳热还原制备得到高品质碳化硅晶须,为航空航天和精密制造等高技术领域提供了优异的复合添加材料。

      

  重要指标  

  

  知识产权情况

  本项目在碳化硅晶须制备原料、制备方法、批量化制备等关键过程均属于自研发技术,并申请专利2项,授权1项,知识产权方面无风险和隐患。     

  

  投融资与回报

  依托中科院煤化所开发的石墨烯工艺包,建成一条10吨级氧化还原法石墨烯工业示范线。项目固定资产投资1亿元,项目建成后,石墨烯成本预期可降至3000元/kg,年利润可达5000万元,有望3年收回投资。

  

  

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