产品详细介绍

金属玻璃（又称非晶合金）是指在固态下原子排列具有短程有序而长程无序，并在一定温度范围内保持这种状态相对稳定的金属合金。近十几年来，块体金属玻璃的发展更是其发展过程的一个里程碑，使得金属玻璃作为结构材料成为可能。 与传统晶体材料相比，块体金属玻璃很高的强度、大的弹性极限（2%～3%）及良好的耐腐蚀性等突出优点。正是由于其独特性能，使得块体金属玻璃在体育用品、电子、医学及国防等领域得到了越来越广泛的应用。 本项目开发了一种短流程、适合于大规模工业生产、并能获得完全清洁复合界面的金属玻璃包覆金属丝复合材料的连续制备设备与工艺。 设备构成为，由真空系统、预热系统、加热系统、冷却系统、牵引机构组成。牵引机构上下各有一个导轮，两导轮竖直方向相切，且下部导轮与电机相连，可以将制备的丝直接缠绕起来，实现连续生产；冷却装置紧置于坩埚下部，保证包覆的合金液快速凝固形成金属玻璃。 工艺过程为：将按照名义成分配好的合金先用电弧炉熔炼成均匀的母合金，然后将母合金和金属丝装在底部带有小孔的坩埚中，金属丝一端自内而外穿过坩埚的小孔，在加热炉中重熔母合金并保温，然后通过牵引机构由电机带动下拉浸渍在熔体中的金属丝，使其表面均匀浸渍一层合金液，在穿过加热区后通过冷却介质快速冷却形成金属玻璃，最终获得具有较高强度与延伸率的金属玻璃包覆金属丝复合材料。 技术特点：金属丝可以选用具有较高熔点及较高强度的钨丝，金属玻璃合金可以选用具有较强玻璃形成能力及较好力学性能的锆基合金体系。电机牵引拉丝速率为1-5mm/min,冷却装置的冷却速率为所吹氩气流速1-5m/s。 已申请专利：张勇，陈晓华，陈国良，张兴超，王自东，“一种金属玻璃包覆金属丝复合材料的连续制备设备与工艺”，中国发明专利申请号：200710120355.4，专利申请时间：2007.08.00，专利公开日：2008年3月12日。

热释电红外气体传感器是指采用热释电薄膜材料制备的敏感元件，利用极性气体的对特定红外光谱的吸收特性，采用郎伯比尔定律实现对气体浓度的测量分析的传感器，其核心元件是热释电薄膜敏感元。 主要功能与应用领域：热释电红外气体传感器是一种新型的传感器，它可以自我抑制零点漂移，具有精度高、选择性好、灵敏度高、测量范围宽、寿命长，不中毒，不依赖氧气等特点。与传统的半导体型、催化燃烧型和电化学型气体传感器相比，技术优势明显因此，特别适合红外气体传感器逐渐在各种气体监控网络中的应用。 图1 含有双Si杯微桥绝热结构的器件示意图 图2红外气体监测器样机 特色及先进性：本团队采用纳米自缓冲层技术制备的热释电薄膜材料具有高热释电系数的特点。通过自缓冲层技术控制热释电薄膜与电极之间的界面特性，实现热释电薄膜的择优取向生长，制备了低漏电流密度、高热释电系数的热释点薄膜材料，掌握了红外气体传感器核心元件的材料生长、器件设计与加工的核心技术。 技术指标：热释电系数大于1x10-6Ccm-2K-1，器件探测率大于1x108cmHz1/2W-1。 能为产业解决的关键问题和实施后可取得的效果：本成果目前主要应用于有毒、有害等危险气体的监测，在工业生产监控、矿山安全、环境保护等领域，应用前景广阔。功能完善、系统兼容性好、经久耐用、长期稳定性好、测量精度高、校正周期长的便携式气体检测仪和红外气体检测传感器，替代催化燃烧型产品和进口红外产品，提高现有气体监控系统的稳定性和可靠性，提升装备性能，防范工业生产中违规气体排放、危险气体如瓦斯等导致的安全生产事故的发生，同时改善现有安全监控系统、检测仪器维护量大的问题。

本项目采用自主研制的含污废热回收装备（耐污垢可清洗组合式栅板换热器），实现了高效节能换热器激光焊接（无模具）工艺制造技术，使换热器快速成型制造产业化。以高端节能创新技术，设计体积小的组合式栅板换热器，适应高耗能行业不同节能工艺和场地的需求，实现换热器的高效和可清洗功能；促进高耗能行业节能技术更新、设备和生产工艺的改造，显著地提高高耗能行业的能源效率，实现节能降耗的目标。耐污垢可清洗组合式栅板换热器可以使换热器传热能力增加10％～20％，壳程阻力下降50～70%，将大幅度提高换热器的节能潜力，实现节能25～35%。该换热器利用污垢形成机理，在线适时清洗，使换热器始终处于高效工作状态。该设备是适用于钢铁厂冲渣水余热回收、造纸厂黑液余热回收、 烟气余热回收等余热利用以及其它类似场所的通用换热器。

在日常生活和工业生产中，寻求热物理性能优良的冷却介质并发展新型的强化换热和流动控制技术成为提高能源利用效率与节能减排的重要途径和有效手段。而液态金属流体(如镓、镓锡、镓铟锡和锂铅等)由于其对流换热系数高、液相温区宽、耐极限热流密度能力强、特定工况下材料相容性好及易于进行电磁控制等诸多优点备受关注。如电磁冶金、芯片散热、熔融3D金属流体打印、镍基合金焊接等。与常规流体相比，液态金属流体与电磁场相互作用可产生洛仑兹力，进而实现对不同流动区域的定向主动控制。磁钝体阵列作为涡流发生器对换热的促进作用要强于孤立磁钝体，当雷诺数< 500时磁钝体阵列尾迹是稳定的，虽然这些涡流对换热有促进作用，但换热性能综合因子<1;当雷诺数=600时磁钝体阵列尾迹的不稳定性对换热的促进更强一些。因此可以考虑用磁钝体阵列作涡流发生器来强化换热。

热释电红外气体传感器是一种新型的传感器，它可以自我抑制零点漂移，具有精度高、选择性好、灵敏度高、测量范围宽、寿命长，不中毒，不依赖氧气等特点。与传统的半导体型、催化燃烧型和电化学型气体传感器相比，技术优势明显因此，特别适合红外气体传感器逐渐在各种气体监控网络中的应用。

成果与项目的背景及主要用途： 随着经济的飞速发展和生活消费水平的提高，城市生活垃圾大量增加,垃圾 的堆放不仅占用大量土地，而且严重地污染环境，破坏生态平衡。 目前城市生活垃圾采用的处理方法多为：填埋处理、堆肥、焚烧与热解。综 合环境、经济、社会等各方面效益考虑，卫生填埋法工艺简单但占用大量土地， 而且周围环境恶劣，对复原土地的使用和填埋后可能的污染问题也值得推敲。堆 肥法只能处理垃圾中的有机质，垃圾必须经过分拣，肥料可以肥田植树,美化环 境。焚烧法处理垃圾速度快，无害化减量化彻底，但其排放污染情况严重，对人 类健康构成威胁。热解法可为人类提供清洁能源，方便生活，具有广泛前途，但 对垃圾热值的要求较高。 天津大学在天津市科委的支持下，研制的新型城市生活垃圾热解处理装置填 补了国内空白，国际上也刚刚开始研究。在长期实验的基础上开发出第三代垃圾 热解处理装置。 技术原理与工艺流程简介： 热解法也称为裂解法,是把有机废弃物在无氧或贫氧条件下加热 600～900℃, 用热能使化合物的化合键断裂,由大分子量的有机物转化成小分子量的可燃气体、 液体燃料和焦碳的过程。垃圾的热解处理是利用其中有机废物成分的热不稳定性， 在无氧或缺氧的条件下加热，使之在高温下分解，最终成为可燃气、液态焦油和 少量炭状残余物形式的过程。这是一种清洁的处理方法，且减量化程度高。这种 技术与焚烧法相比温度较低,无明火燃烧过程，重金属等大都保持原状在残渣之 中,可回收大量的热能。尤其是此种方式具有二恶英产生的逆条件,较好的解决了 垃圾焚烧技术的最大难题。 天津大学研制的新型垃圾热解资源化处理技术,其装置采用固定床炉型, 属 151天津大学科技成果选编 于上吸式热解制气。供给一定量的空气和水进入反应器,使废物部分自燃,生成热 量将支持热解反应。在垃圾热值足够高时，整个过程可以自动连续运行而无须外 界热量供应。工艺将氧化、还原、裂解及相关技术有机结合,垃圾依次经过干燥 层、干馏层、还原层和氧化层,与气体在逆向运动中进行充分热交换,在不增加烘 干设备和前分选处理设备的情况下对垃圾进行资源化处理,将有机废物在较高温 度下转变为气体燃料,热值接近城市煤气热值,经净化回收装置可加以利用。剩余 物仅为 5 %～8 %的无机灰。900 ℃ 的最高处理温度可基本消灭任何病菌,达到 无害化的处理效果。 成果水平及主要技术指标： 针对不同生活垃圾日处理量可定制不同处理能力的装置设备，以日处理量 15 吨生活垃圾的热解处理设备为例： 1．垃圾热解处理装置每日处理 15 吨生活垃圾，可产生约 2500~3000 立方米 可燃气（前期的试验已经获得此数据），热值约 2000 大卡/立方米（已经检验部 门验证）； 2．垃圾处理后产生 5-8%左右体积的固体无机物，拟用做为小区花草的养殖 土； 3. 垃圾处理过程产生的二恶英低于国际最低标准 0.1ng TEQ/m3，我国制定 的标准是 1.0 ng TEQ/m3。 应用前景分析及效益预测： 以 15 吨装置为例，设备每年产生的经济效益分析指标： 1．15 吨装置的全年生活垃圾处理量为 5,000 吨（按 330 天计算），可获得 825,000m3 的可燃气，折合人民币 40 多万元（按 0.5 元/m3 计）； 2．全年 5,000 吨垃圾就地处理可节省运输车辆 6,000 台次/年，节省交通费 用约 30 万元（按 50 元/台车计）； 3．全年节省垃圾处理费用 15 万元（按 30 元/吨垃圾计）。 每年总计产生经济效益约 85 万元。 主要设备：设备本体、控制系统、垃圾存储仓、垃圾上料系统及相应的附属 设备等； 152天津大学科技成果选编 153 主要原材料及来源：金属、自控； 设备投资：每台 15 吨垃圾处理量的设备约计价格 100 万元； 总投资：总计消耗费用约 116 万元，估计两年运行即可收回成本。 合作方式及条件：技术转让