二、推荐项目

（一）先进材料领域

11.低摩擦碳基薄膜技术与电离分离PVD镀膜设备一体化

【技术开发单位】中国科学院兰州化学物理研究所

【技术概述】碳基薄膜具有高耐磨、低摩擦、强耐腐蚀的特点，可以有效降低机械运动部件摩擦磨损和腐蚀，保障机械设备的高可靠和耐磨、耐蚀服役寿命。但是碳基薄膜应力高、脆性大和结合力差等缺点，以及装备与工艺研发“两张皮”的问题，阻碍了其工程化应用。固体润滑国家重点实验室项目团队针对上述问题，发明了双金属微掺杂、多级纳米结构调制和原位生成类富勒烯纳米碳增韧等手段和方法，突破了碳基薄膜三大国际难题。针对低摩擦碳薄膜产业化过程中工艺装备结合的技术瓶颈，发明了自布气阳极辅助、电磁约束辅助磁控溅射等手段，集成多种自主PVD技术手段，创制了“电磁约束辅助阳极磁控溅射/PECVD复合沉积系统”，破解了我国先进固体润滑薄膜技术和产业化生产装备发展"两张皮"的现状，实现了多批次批量生产一致性，相关技术已经应用到发动机活塞连杆/挺柱凸轮轴、燃油喷射系统、数控机床导轨等领域。

【技术指标】摩擦系数0.01～0.10；结合力HF1-HF2；硬度8-30GPa；镀膜体积580（mm）x500（mm）。

【技术特点】该项目基于兰州化学物理研究所纳米润滑课题组超低摩擦碳薄膜核心技术，具有绿色环保的特征，可以显著降低运动副摩擦阻力，提供机械系统使用寿命。

【先进程度】国内领先

【技术状态】部分成果国家技术发明二等奖、甘肃省技术发明一等奖、甘肃省自然科学二等奖，已经实现产业应用。

【适用范围】适合于运行温度低于400，无油、贫油和固液复合润滑环境

【专利状态】授权发明专利11件，实用新型3件。

【合作方式】合作开发：与其他单位合作进行技术开发、市场开拓等，并共享新产品有关权益。

技术服务：利用技术为其他单位提供设计开发、难题诊断及技术攻关、设备及生产线研发、工程设计等服务

【预期效益】摩擦部件是机械系统的核心基础零部件，摩擦消耗掉世界约1/3的一次能源，磨损致使大约60%的机器零部件失效，国际能源署、美国能源部将低摩擦技术列为重点发展技术。机械运动部件摩擦磨损导致的能耗高、可靠性差、服役寿命短等问题严重制约了我国装备制造业的性能提升与市场竞争力，国家相关规划强调发展低摩擦共性技术。在国家973、863、自然科学基金等项目的持续支持下，历经10年产学研用联合攻关，突破了低摩擦碳薄膜的结构调控、轴承钢表面低温（<150℃）制备、工艺与装备一体化集成等关键技术，实现了在汽车发动机零部件、系统、整机的产业化应用。该成果解决了国际上碳薄膜不能在开放大气环境下实现超低摩擦的技术难题，降低碳摩擦系数1-2个数量级；首次突破了薄膜低温高结合力沉积技术（≤150℃），解决了低摩擦碳薄膜在工业界广泛使用的轴承钢表面不能商业化应用的窘境。应用，本项目发明装备及工艺技术，可以实现在发动机活塞环、气门、挺柱、凸轮轴、活塞销等关键部件，燃油喷射系统柱塞、针阀等部件，飞机液压助力转向系统、涡轮压缩系统、航天系统轴承、飞轮、力矩陀螺等系统关键部件低摩擦碳薄膜制备及应用。

【联系方式】张斌0931-4968005/18009400808

12.500吨级芳纶Ⅲ产业化技术

【技术开发单位】四川中蓝晨光化工有限公司

【技术概述】

芳纶Ⅲ是具有杂环结构的三元共聚对位芳香族聚酰胺纤维，由对苯二胺、对苯二甲酰氯、含有杂环结构的二胺（M3）等三种单体共缩聚得到的，故称芳纶Ⅲ。中蓝晨光通过多年的科技攻关，已攻克芳纶Ⅲ工程化技术难题，建成20t/a芳纶Ⅲ生产装置并开车投产，产品性能居国内领先水平，具有系列自主知识产权，已申20余项发明专利和获得多项奖励。芳纶Ⅲ产品已被成功用于我国固体火箭发动机壳体材料，使我国摆脱了战略武器用关键原材料受制于人的不利局面，实现了军用关键材料的自主保障。

图1芳纶Ⅱ与芳纶Ⅲ在化学结构上的区别

经过严格军工定型的生产技术本身存在生产效率较低，生产成本高的缺陷，难以在其它军用和民用领域取得规模性应用。因此，2013年起，中蓝晨光通过工艺优化、提高纺丝效率以降低成本，成功开发出了低成本芳纶Ⅲ纤维，将产品应用成功拓展到民用领域，完成了在个体/单兵防护应用领域的考核，已形成示范应用的包括军队头盔、“金蝉甲”警用防弹衣等。

【技术指标】

中蓝晨光目前已建成芳纶Ⅲ纤维的低成本技术产业化生产装置，并实现对下游用户的稳定供货。经用户测试（表1所示），中蓝晨光芳纶Ⅲ纤维的强度已经达到俄罗斯Armos纤维的性能指标，性能远远优于国外芳纶Ⅱ纤维的性能。芳纶Ⅲ拉伸强度范围为4.7~5.5GPa，比芳纶Ⅱ纤维（Kevlar、Twaron、Technora）高出30~50％，超过高强型碳纤维T700水平；芳纶Ⅲ弹性模量的范围是150~180GPa，仅次于钢丝和碳纤维；且芳纶Ⅲ密度仅为1.43~1.45g/cm3，真正属于轻质高强材料。

表1：几种芳纶的力学性能比较

【技术特点】

中蓝晨光基于前期在千吨级芳纶II干湿法工程化制造技术、20吨/年芳纶Ⅲ湿法纺丝技术上积累的丰富开发经验，开发出了低成本制备技术，通过优化聚合物结构及其制备技术，采用干湿法凝胶纺丝工艺技术，将芳纶Ⅲ纺丝速度提高3-5倍。同时，进一步开展了大丝束化纺丝技术研究，通过优化纺丝组件设计，实现了单纺位200～300tex股纱的纺制，性能水平与75～100tex股纱一致，即股纱线密度提高了3倍。

【先进程度】国际先进

【技术状态】小批量生产、工程应用阶段

【适用范围】

芳纶Ⅲ具有轻质高强、抗冲击、高韧性、耐磨等优异性能，被广泛应用于航空航天、个体及公共安全防护、高强绳索、光缆增强、耐摩擦制品等方面，如飞机次受力结构、防弹衣、防弹头盔、复合装甲、隔爆装置、高压容器、轮胎增强、刹车片等。通过中蓝晨光芳纶Ⅲ纤维低成本制备技术，可实现国产芳纶Ⅲ纤维制造成本低于1000元/kg，实现芳纶Ⅲ纤维“高质低价”，增强自身市场竞争力，为国产芳纶Ⅲ纤维真正产业化以及其制品真正规模化应用奠定基础。

表2：芳纶Ⅲ部分应用领域需求

以芳纶Ⅲ纤维在防护领域的市场情况为例：

（1）在军队头盔上的装备

2015年，军委后勤部军需装备研究所（原总后军需所）因第三代单兵防护系统轻量化需求，采用中蓝晨光低成本200Tex芳纶Ⅲ纤维，试制了小批量“15盔”，并亮相“9.3大阅兵”，较原先列装的“03盔”相比，在减重的同时实现了防弹、防破片能力的显著提升。2016年初已将“15盔”在武警部队示范装备。未来“15盔”除了在武警的应用外，未来可能将在陆军全面列装，将替代“03盔”，至少有12万顶的年需求量，即对芳纶Ⅲ纤维的量能需求将达到80吨/年。

（2）“金蝉甲”警用防弹衣

2016年5月，公安部一所下属中天锋公司使用中蓝晨光200tex芳纶Ⅲ纤维制成无纬布（UD），推广应用于警、民用防弹产品，注册商标为“金蝉甲”防弹衣，实现了大幅减重。2016-2017年，“金蝉甲”防弹衣已经为G20峰会特警配备，同期配发新疆喀什、云南边防等特殊地区使用，采购量为3-5吨/年。因为“金蝉甲”防弹衣的卓越性能表现，有望在公安部装财局完成定型、列装、配发，年需求量将十倍级增长。

同时，芳纶Ⅲ在防刺、防爆方面的应用市场也有极大的开发潜力。未来，随着芳纶Ⅲ纤维在防护领域的深入应用，将推动我国军警用装备产业供给结构向中高端升级；提升我国军警用装备国产化水平,其市场容量巨大，完全可能实现百吨级年用量，经济与社会效益显著。

【获奖情况】

项目技术共计获省部级以上奖励10项，其中获国家级3项，省部级奖7项（具体见如下列表）

【专利状态】

项目技术共计授权专利21项，其中发明专利17项，实用新型4项。

【合作方式】技术转让许可使用合作开发技术服务

根据高性能芳纶Ⅲ应用市场需求情况，考虑规模经济性、筹资能力、管理水平、项目建设难易程度等方面因素，决定采取长期规划、分布实施的发展战略，逐步扩大生产规模的发展战略。目前已完成项目一期生产线技改技措及工艺研发，总投资700万元；第二期将总投资4000万元，用于一期扩产计划，年产芳纶Ⅲ纤维100吨；第三期将总投资25000万元，用于二期扩产计划年产芳纶Ⅲ纤维500吨。整个三期工程建成后，可实现销售收入3亿元以上，年平均利润总额达6000万元。

【预期效益】

芳纶Ⅲ作为一种综合性能最好的轻质高强材料之一，集优越的抗弹性、轻量化、隐身和结构于一体，能广泛应用于我国新一代武器装备的研发和生产中，满足战略武器、航天航空、高端防弹、船舶航海等领域的迫切需求，对增强我军作战能力、提高国际竞争力有重要战略意义。

现中蓝晨光是国内唯一可大批量稳定供货的芳纶Ⅲ纤维生产厂家，且纤维成本降低后，与同档次高性能纤维产品竞争上有较大的性价比优势。例如，芳纶Ⅲ防弹\刺性能优异，同样的防弹\刺等级下，其制品可实现比芳纶Ⅱ（防弹级）减重30%以上，这意味着：在军用上，可大大提高单兵作战能力；在民用上，内穿式防弹衣可做得很轻薄，使穿着者轻松、自如、协调。当前，在国内外严峻的反恐防暴形势下，对此类防弹\刺制品的市场需求越来越大，随着本项目技术付诸运营，实现芳纶Ⅲ的大幅降价，其民用化成为可能。根据市场调研，低成本芳纶Ⅲ纤维用于军队头盔、警用防弹衣等的年需求量达百吨级，按市场规模150t/a计算，可实现年产值1.8亿元的销售收入，年利润达到2500万元以上，经济效益明显。

【联系方式】王煦怡028-85557992/15756259728