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军用技术转民用推广目录(续)

2018-02-21

新技术新工艺 2018年9期
关键词:芳纶织物产业化

31红外激光探测器

【技术开发单位】上海科炎光电技术有限公司

【技术概述】该项目通过化学合成及高温处理手段, 通过提纯及掺杂稀土发光材料,选用硫化物、氟化物等稀土材料,通过化学合成及高温处理手段,控制发光材料结构及掺杂量成分,研制出彩色上转换发光材料,经微胶囊包膜等技术,完成多波段红外激光探测卡片的制备。使用透明反射层,提高红外激光探测卡灵敏度,最大限度利用红外光源,实现双面观察多波段探测卡片。其能将不可见0.7~10 μm红外激光转换为可见光,实现对多波段近红外激光探测、识别、跟踪、校对。主要解决了现有红外发光材料技术中稳定性差、探测范围小、常温易吸潮、寿命短、灵敏度低、颗粒度大和颜色单一等问题。该单位前身是中科院长春光机所发光室,现阶段是国内外最大的红外发光材料与产品的生产企业,产品正在民用领域推广应用。

目前红外发光材料有希望最先应用的领域有:手机照相机红外自动测距、激光显示、激光通信数据传输的信号放大;激光成像与激光电视;半导体激光器检测;红外激光光纤照明;激光识别;激光切割光束准值;生物成像、提高太阳能电池转换效率等。国外现阶段用于激光探测的材料已经成熟,并开始市场化销售;以此技术为契机其他新产品的研究正在向生物医学及太阳能电池领域深入产业化。

【技术指标】

制备出高灵敏度的稀土红外发光材料, 近红外激光功率0.1 mW起亮, 高亮使用寿命大于2年的激光探测卡片。实现对0.7~10 μm的红外光广范光谱探测,制备出对红外激光单波段可探测识别的发光材料探测片。研制出对980 nm波长跟踪的高灵敏度变色发光材料。具备年5万片检测产品能力。

使用稀土发光材料为主体,利用能级跃迁原理,控制材料吸收光谱位置,从而达到选择不同的激发光表现出的颜色不同,如980 nm(橙色光)及975 nm(红色光)的识别。选择适当的材料体系, 通过化学合成比例及烧结,制备出对常规使用的红外激光波段的识别,如780、808、980、1 064、1 330、1 550 和1 780 nm的识别,最远可识别2 000 nm光,可以批量生产出稳定的识别上述近红外激光光谱的产品,其可以在半导体及高功率的激光器上使用。

【技术特点】

红外上转换发光材料是诸多行业的研究及应用的基础性材料,该类材料与激光器的结合应用技术,其使用领域在许多方面,目前发展变化是极为迅速的,该类材料可以直接促进多种学科领域的技术发展与结合,其充分反映了原始创新与集成创新的结合应用。

红外激光平板电视是显示器件领域新的应用技术发展方向,现有的激光电视是以投影方式实现的,而新的一代激光显示技术是以红外上转换发光材料为技术突破口,结合现有成熟的半导体激光芯片集成技术,使之成为一种新的超高亮度、高清晰度的平面显示器件。此外,红外发光材料可以用于信息数据高速传输技术中,如对现有的光纤通信数据的检测、信号的放大,现阶段美、日等国均将该技术视为21世纪通信领域的重要发展方向。红外激光技术在军事领域中的广泛应用已是鲜为人知的,如:激光武器的检测与校对、动态激光电视制导系统的应用、车载战场激光系统的快速校对等。红外发光材料在防伪技术领域中的应用,是目前国际防伪技术应用的最新发展方向,由于材料合成技术的具有相当难度性,其产业化的复杂性使其复制成本、技术难度极高。

【先进程度】国际先进 国内独家

【技术状态】批量生产,成熟应用阶段

【适用范围】

红外发光材料国际上目前以美、德、日、法、英、以、俄为主,其早已完成了理论基础研究工作,现有工作是以其材料为核心,扩展于实际应用领域,随着激光器及半导体激光器使用技术日趋成熟,各国均抓紧抢占实用产业化前期工作,其专利申请在美国近三年,每年都有50%的增长幅度。产业化领域重点为激光平板显示器件、光电数据传输、生命医学和国防装备等,部分特殊性能产品对我国是禁止出口的。

目前已成功研制并开发出红外上转换发光材料与红外激光检测板。该产品能将各种不可见红外波段光束转换成可见光,如用于各类半导体激光器的红外光检测, 红外发光二极管发射光跟踪, YAG等大型激光器光束校对。并已用于红外防伪材料,其可以印刷涂抹于纸张、塑料、纤维制品表面,主要用于商品、商标证券等的防伪,其识别只要通过红外线遥控器或半导体激光器即可。产品具有结构简单、响应灵敏、使用寿命长、安全性能好和应用范围广等特点。该类产品对红外光束可有效的实现探测、跟踪、识别和校对,适用于科研、医疗、光纤通信、工业加工和军事国防等领域。

该研究的材料体系分为稀土硫化物、稀土氟化物和稀土氧化物,粒度为0.4~50 μm或块体,上述红外发光材料与红外器件使用功率 0.1 mW 即可起亮,其发光强度与红外器件功率成一定的正比增长关系,有效激发波段可在700~1 500 nm。

【获奖情况】2015年度获得国家发明二等奖, 2014年度获得北京科技进步二等奖,2014年度获得中华医学科技二等奖。以该项目为基础其他应用在2003年度获得吉林省科技进步二等奖,1996年度获得中科院长春分院科技二等奖,1995年度获得国防国家发明三等奖。

【专利状态】该项目是在国家863、973、科技部重大专项等长时间持续支持下得以完成前期的理论、预研、实验室制备等技术,该项目我公司拥有相关授权中国国家发明专利15项、美国国家发明专利1项。

【合作方式】许可使用;允许其他单位根据范围、时限、数量等约定条件使用相关技术成果和专利。

【预期效益】

红外上转换发光材料是诸多行业的研究及应用的基础性材料,该类材料与激光器的结合应用技术,其使用领域在许多方面,目前发展变化是极为迅速的,该类材料可以直接促进多种学科领域的技术发展与结合,其充分反映了原始创新与集成创新的结合应用。

红外激光平板电视是显示器件领域新的应用技术发展方向,现有的激光电视是以投影方式实现的,而新的一代激光显示技术是以红外上转换发光材料为技术突破口,结合现有成熟的半导体激光芯片集成技术,使之成为一种新的超高亮度、高清晰度的平面显示器件。此外,红外发光材料可以用于信息数据高速传输技术中,如对现有的光纤通信数据的检测、信号的放大,现阶段美、日等国均将该技术视为21世纪通信领域的重要发展方向。红外激光技术在军事领域中的广泛应用已是鲜为人知的,如:激光武器的检测与校对、动态激光电视制导系统的应用,车载战场激光系统的快速校对等。红外发光材料在防伪技术领域中的应用,是目前国际防伪技术应用的最新发展方向,由于材料合成技术的具有相当难度性,其产业化的复杂性使其复制成本、技术难度极高。

该项技术可以直接用于各类半导体激光器或红外发光二极管的红外光识别,YAG等大型激光器光束的跟踪,生物蛋白质或核酸芯片的载体检测,光线通信中红外信号的校对等。其已应用于科研、生化、通信、工业加工、军事国防和防伪技术等领域。

制备的纳米红外发光材料已经应用于生物试剂盒中,完成多项国家生物检测任务,项目所涉及生物活性物质的连接是与军事医学科学院微生物流行病研究所,检测设备是与中科院上海光学精密机械研究所联合完成。本企业与其共同拥有的知识产权还包括生物试剂盒及检测设备的制造技术。我们在实验室已经完成了对SARS、炭疽、鼠疫、癌症的检测,正在申请癌症文号。还在开展丙型肝炎、爱兹病、毒品等检测研制工作。2008年在北京奥运会生物检测系统中成功应用。

现有激光探测片国际价格为670元/片,我们产业化基本价格为200元/片,潜在销售数量每年有10万片的市场空间。同时可以建立我国自主知识产权体系。

【联系方式】

联系人:郑岩

电 话:021-57767561/13311868228

32年产50吨F-12纤维产业化及织物设计、加工技术

【技术开发单位】中国航天科工集团第六研究院四十六所

【技术概述】通过开展年产50吨F-12高性能芳纶纤维聚合、纺丝和后处理工艺技术研究及F-12纤维织物的设计、加工技术研究,实现F-12高性能芳纶纤维和织物的产业化,在军用(如航空、航天等)和各类民用领域实现国产高性能芳纶纤维的规模化应用。

【技术指标】

1)F-12纤维:可根据军民两用领域的不同需求,设计、制备多种线密度规格的纤维,其主要技术指标如下:拉伸断裂强度≥3.5 GPa;弹性模量≥120 GPa(或根据用户需求进行调控);断裂延伸率≥2.6%。

2)F-12纤维织物:可根据军民两用领域的不同需求,设计、加工多种面密度规格、多种组织结构的纤维织物,其技术指标依据不同组织结构、不同面密度而不同。

【技术特点】F-12纤维及织物产业化技术全部由46所自主开发,掌握F-12纤维及织物制备的核心技术,拥有全部自主知识产权。

【先进程度】国际先进、国内领先

【技术状态】批量生产、成熟应用阶段

【适用范围】

F-12高性能芳纶纤维可广泛应用于军民两用领域,主要有航天、航空、浮空器和个体防护等领域,具体情况如下。

航空领域:1)替代进口芳纶,F-12纤维在武装直升机领域实现了国产芳纶的全面应用;2)应用于航空飞机发动机包容环的国产化研制工作中;3)以F-12纤维为基础材料研制成功了军用飞机阻力伞带和无人机结构件,开始全面推广应用。此外,F-12纤维正在开展飞行员头盔、减速伞绳、军用雷达罩复合材料、球星充气雷达反射面等产品的研发试验,前景良好。

航天领域:1)F-12纤维可作为内绝热和外防热材料应用于多个导弹型号发动机的研制;2)可应用于固体火箭发动机的壳体缠绕。

浮空器领域:F-12纤维织物以其轻质高强的特性可应用于飞艇囊体材料的制作和加工,目前2个直径30 m的浮空器已分别在新西兰和**基地成功进行了临近空间的放飞试验。

防弹防护领域:F-12纤维及织物以其轻质、高强、耐冲击的优良特性可广泛应用于高端防弹衣、防弹头盔、防护装甲等防护材料的设计、加工和制作。

高端体育领域:可应用于高端乒乓球拍的设计、制作和加工。

防割手套:用F-12纤维加工的防割手套,可达到欧盟标准的最高防护级别。

高空救援绳:F-12纤维以其轻质高强的特性可广泛应用于高空救援。

【获奖情况】F-12纤维产品及其制备技术先后获得多项奖励和荣誉,具体情况如下。

1997年,《F-12纤维用特殊单体的合成研究》获得国防科学技术进步三等奖。

1999年,《F-12高强有机纤维研究》获得国防科学技术进步二等奖。

2009年,《F-12高性能纤维中试研制工艺技术》获得中国航天科工工艺创新优秀项目一等奖。

2009年,《F-12纤维纺丝、后处理工艺技术研究》获得全国“神华杯”第二届中央企业青年创新优秀项目奖。

2010年,F-12纤维被国家科技部、环保部、商务部和质量监督检验检疫总局四部委联合授予“国家重点新产品”证书。

2013年,《F-12高强有机纤维产业化关键技术研究》被国家科技部授予“国家火炬计划产业化示范项目”证书。

2014年,《年产50吨的F-12纤维产业化技术》获得呼和浩特市和内蒙古自治区科技进步一等奖。

2015年,《含杂环的芳香族聚酰胺纤维(F-12纤维)50吨/年产业化技术》获得中国纺织工业联合会“纺织之光”科技进步二等奖。

2015年,技术发明专利《含杂环的芳香族共聚酰胺聚合物的合成方法》获得呼和浩特市知识产权局的专利产业化奖励。

2015年,《F-12高性能纤维及其织物产业化技术》荣获第四届“中国创新创业大赛军转民大赛”优秀项目奖。

【专利状态】F-12纤维的制备属于46所自主开发的技术,从研制到产业化已走过了20多年的历史,46所掌握其核心制备技术,拥有全自主知识产权,目前拥有4项F-12纤维制备的授权专利发明技术。

【合作方式】合作开发技术服务

1)合作开发。与F-12纤维和织物等下游用户展开技术合作与攻关,共同开展F-12纤维及其织物的应用技术研究,不断扩大F-12纤维制品在军民两领域的应用范围。

2)技术服务。为F-12纤维用户提供应用技术服务,提高F-12纤维的应用性价比。

【预期效益】F-12纤维及其织物可广泛应用于军、民两用领域,市场年需求量的规模可达数百吨,其对高端芳纶的需求量在数十吨至上百吨,而F-12纤维属芳纶家族中的高端产品,其产业化技术的实现不仅可以解决国内军、民两用领域对国产高端芳纶的迫切需求,还可以填补国内高端芳纶制备技术的空白,而该项目年产50吨F-12纤维及其织物可实现产值2亿至2.5亿,能够为企业带来可观的经济效益和良好的社会效益。

【联系方式】

联系人:冯艳丽

电 话:18147113672

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