碳化硅陶瓷
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碳化硅陶瓷范文第1篇
中图分类号：X741 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0175-01
一、前言
随着经济和工业的快速发展，石油化工，金属工业，机械工业，食品加工等行业也在快速发展，进而产生了大量的含油废水。据统计，世界上每年至少有500～1000 万吨油类污染物通过各种途径进入水体，它已严重影响，破坏了环境，并且危害人体健康。含油废水是一种量大面广且危害严重的工业废水，具有COD，BOD 值高，有一定的气味和色度，易燃，易氧化分解，难溶于水的特点。
近年来，膜技术作为一门新型的分离、浓缩、提纯、净化技术在各个行业得到了广泛的应用，前景十分广阔。膜材料的选择也十分重要，常用的疏水膜有聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯和聚乙烯等。亲水膜有纤维素酯、聚砜、聚醚砜、聚砜/？聚醚砜、聚酰亚胺/？聚醚酰亚胺、聚酯肪酰胺、聚炳烯腈等具有亲水基团的高分子聚合物，以及如Al2O3？，TiO2？和ZrO2等陶瓷膜等。与传统分离技术相比，膜分离具有设备简单、操作方面、分离效率高、节能等优点，是油田含油污水处理技术的重点发展方向之一[1]。
从此可以看出，膜分离技术在含油废水处理中的研究与应用相当广泛，但此方法大多都用于有机膜，虽处理效率高，但极易被腐蚀，且不耐高温、PH值适应范围窄、机械强度低、孔径分布宽、渗透率低、易水解、易污染、较难清洗再生等缺点[2]。以无机粒子，如Al2O3和掺杂稀土元素Ce的纳米SiO2的复合粒子[7]，对高分子材料进行共混改性所成的混合膜，虽极大地提高膜的亲水性。从而也提高膜的抗污染能力；但膜通量比无机膜低，清洗后通量恢复率也只有85%。
二、新型无机陶瓷膜的简介
无机陶瓷膜是固态膜的一种，是以由氧化铝、氧化钛、氧化锆等无机材料经高温烧结而成具有多孔结构的精密陶瓷过滤材料，多孔支撑层、过渡层及微孔膜层呈非对称分布，过滤精度涵盖微滤、超滤甚至纳滤。
无机膜具有耐高温、耐化学腐蚀、机械强度好、抗生性能强、可清洗性强、渗透量大、使用寿命长等特点，分离效果和清洗恢复性较好；但也存在较难清洗，难再生等缺点[5，，6]。张国胜等[9]采用0.2 μm氧化锆膜处理钢铁厂冷轧乳化液废水，通过对膜的选择、操作参数的考察、过程的优化，获得了满意的结果，膜通量100 L/（m2・h）时，含油质量浓度从5000 mg/L降至1 mg/L以下，截留率大于99 %，透过液中油质量分数小于0.001 %，并且该技术已实现了工业化应用。
陶瓷膜具有优异的热传导性、抗热震性、生物相容性、耐酸碱性、机械性能和化学惰性，以及低的热膨胀性，能够在必须承受高温和机械压力的腐蚀性环境中应用。因此，陶瓷膜除了具有无机膜的一般性能外，还具有许多一般无机膜所不具备的优点，被认为是一种无可取代各种无机膜的新型分离膜。
近年来，国内采用陶瓷膜处理油田采出水的报道也相应增加。张斌等[7]利用膜孔径为1nm的陶瓷膜处理高浓度聚醚废水并回收大分子聚醚多元醇。在跨膜压力为0.2MPa，温度43℃的条件下，渗透液中COD的去除率高达96%以上。
三、无机陶瓷膜的试验情况
本实验采用了XX公司 CFU008实验装置。此装置带有机载传感器数据记录功能及用于工业膜过滤试验的PLC控制系统。
含浓油废水先经过预处理，去除其中的可见油、油泥及其他颗粒污染物，使预处理后的废水能够达到碳化硅陶瓷膜进料的要求。
经预处理后的废水进入碳化硅陶瓷膜除油系统进行过滤处理，去除废水中的油和悬浮颗粒，以满足后续生物法废水处理工艺的要求。碳化硅陶瓷膜采用错流过滤的运行方式，废水平行通过膜表面，小分子物质透过膜，大分子被截留；被截留的物质又不断的被流体带离膜表面，这样膜不易被堵塞，设备的运行时间更长，清洗更容易。
含油废水，某石油公司提供，水质数据如下：
四、试验结果与讨论
本中试试验主要研究此超滤膜对OIW及TSS的最优处理效果。结果表明，接触角、跨膜压差及温度等对过滤有很大影响。
接触角90°，则固体表面是疏水性的，即液体不容易润湿固体，容易在表面上移动。
跨膜压差对膜通量及油水处理能力的影响，在跨膜压差增加到足够大时，由于凝胶层的逐渐形成，使得过程也随之逐渐变得与压力无关。过大的压差，还会使得油滴因挤压变形而进入并透过膜孔，致膜的截留率降低；况且提高压差需要耗费很多的能量，还会使膜体压实，膜孔增堵，也不利于反冲洗和清洗。
温度也是影响超滤膜透水率的主要因素之一。试验阶段温度升高，使超滤膜的透水率增加，温度是透水率升高的主要因素。此后，随着超滤的继续进行，浓差极化现象开始出现，凝胶层阻力的产生开始阻碍透水率的进一步升高，在温度达到60℃之前，透水率缓慢下降，认为在此阶段，温度和凝膜层阻力共同作用导致了透水率的缓慢下降。当温度继续升高，同时浓差极化现象也越来越严重，凝胶层阻力发挥主要作用，所以，超滤膜的透水率迅速下降。且温度的提高，能耗随之提高，也会对过滤膜造成一定的损害。
膜污染是任何膜分离过程中不可避免的问题。因此，运行一定时间后，就需要对膜芯进行清洗。有效的膜清洗方法对于膜应用可行性至关重要。
参考文献
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碳化硅陶瓷范文第2篇
关键词：陶瓷；装甲；材料
1 陶瓷装甲材料的性能
新材料技术在军事上的用途十分广泛，可提升武器装备的性能，在军事领域新材料技术正向高功能化、复合轻量和智能化的方向发展。陶瓷材料作为一种先进的高技术材料，它具有种高强度、高硬度、耐腐蚀、高耐磨性和重量轻的特点，不仅应用在坦克的防护上，也应用在飞机、舰船、车辆、关键部位的防弹遮蔽层和单兵作战的防护上，它的应用范围越来越广泛。实践表明，世界上许多先进坦克的防护装甲采用高性能陶瓷后，防护能力明显提高，陶瓷已经成为复合装甲不可缺少的材料之一[1]。
但是，陶瓷材料的易脆性是阻碍它应用的主要原因。目前，改进陶瓷脆性的研究已取得了较大进展，主要的途径是通过复合，提高陶瓷的强度、韧性。目前对于均质装甲的侵彻和损伤机理的研究在国内外已经发展成熟，但对于由陶瓷组成的复合装甲的侵彻和损伤机理研究相对较少，而国内在这个领域的研究也属空白，这是由于这种装甲的结构和材料的复杂性所致。
2 陶瓷装甲材料介绍
2.1碳化硅基陶瓷复合装甲材料
碳化硅陶瓷是一种高性能装甲材料。其高的动态压缩屈服强度，使弹芯在侵彻装甲板的过程中，产生大的塑性形变，消除弹芯材料，降低弹的动能，削弱弹的侵彻能力。但是，目前这类陶瓷复合装甲仍不能装备轻型装甲战车，主要原因是:
（1） 价格太高，高性能碳化硅的价格在110~220美元/kg之间；
（2） 脆性使陶瓷装甲系统抗多发弹攻击能力差。该陶瓷装甲遇弹丸撞击时发生碎裂，常常使相邻陶瓷也发生破坏，降低整体陶瓷装甲系统的抗弹能力。为此美国FMC公司采用氮化铝和碳化硅复合，成功地解决了上述问题。复合体系充分利用了氮化铝的低价格，因为氮化铝的价格仅为碳化硅的三分之一。而且，加入氮化铝后，其复合体系的烧结温度降低，这种双重作用，使之成本价格相应于碳化硅大大下降。另外，通过选用合适的粉末，严格控制烧结温度和时间，可有效地改善复合体系的微观结构，提高韧性及抗弹性能。
2.2氧化铝基陶瓷复合装甲材料
氧化铝陶瓷由于其低价位，普遍应用于装甲系统，但其强度性能差，有待进一步提高。目前，主要是用碳化硅和氧化锆进行增强增韧。有研究表明:碳化硅晶须增强氧化铝复合材料的拉伸强度为7GPa，杨氏模量为700GPa。而基体的剪切强度和杨氏模量分别为164GPa和426GPa。显然，增强后杨氏模量提高了60%,其抗热性能也得到了大大提高。当温差变化大于627℃时，其抗弯强度没有大的变化。而基体当温度变化大于127℃时，强度大大下降,当温度高达1000℃时，复合材料的韧性下降较小。这是因为氧化铝与碳化硅晶须复合后，韧性得到提高的结果。氧化锆增强氧化铝主要是通过氧化锆颗粒的相转换来达到提高复合材料韧性的目的。其增强效果略大于碳化硅晶须增强。与碳化硅(晶须)/氧化铝复合材料相比，氧化锆(颗粒)/氧化铝表现出更优良的抗热冲击性。
2.3氮化钛和氮化铝复合的装甲材料
据1995年资料报道，美国麻省GTE产品公司，正在对以氮化钛为主要原料的复合陶瓷进行研究，即氮化钛/氮化铝、氮化钛/氮化硅、氮化钛/氧化锆复合体系，复合工艺为低温热压或烧结。产品容易成形，适合于制备各种复杂形状的陶瓷件。研制的复合陶瓷杨氏模量大于400GPa，压缩强度小于5.5GPa，比较适用于厚装甲体系，以抵抗大口径钨及贫铀弹的攻击。
3 陶瓷复合装甲防护的发展方向
复合装甲包括两层含义，一是装甲用复合材料制成，二是装甲采用了复合结构。复合材料种类有很多，有陶瓷类材料，有纤维类材料，还有其它非金属类材料。复合结构为在钢装甲间夹着按一定比例和厚度配置的陶瓷、铝合金和纤维等抗弹材料的多层结构，各层材料、厚度、连接方式、细微结构和形状等的不同组合可获得不同的防护效果。复合装甲的特点是由其制作材料及结构形式确定的，而复合材料及复合方式是根据使用要求选定的。例如，T-72坦克的车体首上装甲是用中间填有玻璃纤维的复合装甲制成的，该装甲对付破甲弹的效果比较显著，对付穿甲弹的效果就不如陶瓷装甲好。美国MIAI坦克使用的贫铀复合装甲，其中间夹层是用提炼核燃料后的核废料制成的，该装甲具有极高的抗穿甲弹性能。
陶瓷复合装甲的应用使主战坦克的防护性能发生质的变化，其防护能力与装甲钢相比成倍提高，例如60年代的主战坦克的防护能力相当于200mm均质装甲钢；80年代采用了陶瓷复合装甲，其正面防护分别达到了400mm(针对穿甲弹)和600mm(针对破甲弹)以上；90年代陶瓷复合装甲的抗弹能力仍在提高。复合装甲的出现使得主战坦克能够进入21世纪，复合装甲已经成为现代主战坦克的主要标志。陶瓷复合装甲的广泛应用是与它的特点分不开的，相对于均质装甲，陶瓷复合装甲主要具备如下特点:质量轻、厚度小、性能可设计、结构可变、可采用模块化和箱式设计，因此，它的应用范围更广泛，发展前景更被看好。
4 结 语
不同的装甲材料对反装甲武器的攻击有着不同的反应。某种单一均质材料构成的装甲通常只对防护某种反装甲武器有效，很难对各种反装甲武器都有效。所以，为了能够同时防护不同种类和性能的反装甲武器，利用不同性能的材料复合，成为由多种材料构成的复合装甲，进而达到最佳的综合抗弹效果。陶瓷复合装甲材料将朝着比强度高、防护系数高、、抗腐蚀、抗高温和抗氧化作用的方向发展，但其固有的易脆、断裂强度低、难加工和价格昂贵等缺点，也为应用带来了不便之处。
参考文献
[1] 沈峰. 车辆和人体防护材料的研究进展[J]. 兵器材料科学与工
程, 1999, 22 (6):53-57.
碳化硅陶瓷范文第3篇
关键词 氮化硅晶须，结构性能，制备方法，应用现状
1引 言
晶须是在人工控制下生长的一种高强度胡须状单晶体。其直径小，纯度高，没有或很少有内部缺陷，强度和模量接近于理想晶体的理论值。因此，晶须增强的复合材料具有达到高强、高韧的潜力，因而受到高度重视。
近年来，关于碳化硅晶须的研究较多，但氮化硅晶须相对于碳化硅具有更加优良的耐高温、高强度、高模量、低膨胀和良好的化学稳定性[1]，其作为轻金属、玻璃和陶瓷的重要增强组元日益受到重视[2]。本文在介绍晶须生长机制的基础上分析了氮化硅晶须的结构特点及物化性能，介绍了氮化硅的制备方法并阐述了其应用现状，并对其今后的发展作了展望。
2晶须生长机制
晶须是一种特殊的一维晶体，其生长具有特殊性。国内外有关晶须生长机理的报道并不多，同时，针对不同的工艺原料和制备方法，晶须的生长机理更是多种多样。
2.1 VLS生长机制
晶须的VLS生长机制是晶须生长的最重要机制。该机制认为，系统中存在的触媒是气体原料和生成的固体产物之间的媒介。形成晶须的气体原料通过气-液界面输入到小液滴中，小液滴成为含有晶须气体原料的熔体。当熔体达到一定的过饱和度时，便析出晶体，并沉积在液滴与基体的界面上。随着气体的连续供给，晶须连续生长，将小液滴抬起，直至停止生长。最后液滴残留在晶须的顶部，构成VLS机制的晶须形貌。按照该机理生长的晶须，可通过控制触媒液的性质、位置、种类、化学组成等来控制晶须的生长。
2.2 螺旋位错生长机制
当体系中引入杂质时，其螺旋位错的台阶为晶须的成核及生长提供了能量“优惠区”，使得在很低的过饱和度下晶须就能生长，并保持边缘的光滑。因此，按照此机制在用液相法或气相法合成晶须时，常向体系中引入杂质。
2.3 其他生长机制
根据不同的晶须制备方法，其生长机理还会有其他方式，如添加毒化剂限制扩散的液相生长机制、在外场作用下的液相或气相生长、在一定温度梯度场下的蒸发沉积生长（气相沉积）机制等。总之，目前关于晶须的生长理论还不是非常完善与精确，受到其合成原料、制备工艺等的限制。
3氮化硅晶须的结构特点及其物化性能
3.1 结构特点
目前，相对于碳化硅晶须，氮化硅晶须显微结构的研究并不多。氮化硅晶须有2种晶型：α-Si2N3和β-Si2N3。两者都属六方晶系。一般认为α-Si2N3属低温稳定晶型，β-Si2N3属高温稳定晶型。但目前还没有观察到β-Si2N3向α-Si2N3的晶型转变。
在氮化硅晶须生长的过程中，有研究表明其生长具有方向性，且α-Si2N3和β-Si2N3有所差异[3]。α-Si2N3晶须可沿、和方向生长。其中沿方向生长α-Si2N3晶须的一侧有大量的微小结晶体；生长方向为的α-Si2N3晶须的一侧有大量的复合面缺陷；生长方向为的α-Si2N3晶须的中间有芯，两侧有平行于（0001）面的缺陷。β-Si2N3晶须的生长方向为，且晶须中几乎观察不到任何缺陷。
3.2 物化性能[4]
与碳化硅晶须相比，氮化硅晶须具有较高的强度，通常其拉伸强度可达13.8GPa，是碳化硅晶须的5倍。还具有高弹性模量（390GPa）、低膨胀系数和良好的化学稳定性。用氮化硅晶须作为增强体时，晶须性能及要求因基体的不同而不同。
4氮化硅晶须的制备方法
氮化硅晶须的制备方法分气相法、液相法、固相法三种。常用的方法有直接氮化法、化学气相沉积法、碳热还原法、卤化硅气相氨分解法、自蔓延法等。
曹阳等[2]采用等离子体气相反应法制备的无定型氮化硅超细粉末作为原料，通过在1450℃氮气气氛下，2h的热处理，使无定型氮化硅转为α相氮化硅，并生长出α-Si2N3晶须，实验分析证明所得到的α-Si2N3晶须直径为50～200nm，无明显缺陷，其晶体生长方向为。
周建春等[5]采用二氧化碳和石墨为原料分别在1200～1300℃和1250～1400℃流动氮气中制备了α-Si2N3晶须和β-Si2N3晶须。分析发现α-Si2N3晶须表面光滑，有大量缺陷，且有很多分叉晶须；但β-Si2N3晶须的表面光滑，看不到缺陷，分叉的晶须也很少。
Yang W Y等[6]用PTSZ为先驱体制备出梳形和羽毛形的氮化硅晶须，其直径为200～300nm，长度为800～ 1200nm，主干晶须沿向生长，支干晶须沿方向生长。该晶须按照固-液-固机理生长。
5氮化硅晶须的应用现状[4]
晶须强化增韧被认为是解决材料高温韧性的有效方法，既可保持基体材料的主要特色，又通过晶须改善了其性能，而且与连续纤维强化增韧相比，晶须增韧的工艺更为简单，因此，各种先进复合材料对晶须的需要量不断增加。用氮化硅晶须作为增强体时，与碳化硅晶须增强陶瓷基复合材料相类似，复合材料的性能会因基体的不同而不同，也相应就有了不同的用途，广泛应用于航空、航天、机械加工与制造等领域中。
氮化硅晶须与石英玻璃具有良好的物理相容性，其复合材料具有优异的力学性能。采用外加晶须的方法研究氮化硅晶须增强熔石英材料的性能，发现补强后的熔石英材料的热膨胀系数小，具有良好的抗热震性，且热震后的强度较高。但同时又有研究表明氮化硅晶须和石英玻璃在高温下易发生化学反应而使基体严重破坏，妨碍了该材料在高温下的使用。
氮化硅晶须增韧碳化硅陶瓷复合材料中，既保留了碳化硅陶瓷优良的耐高温、抗蠕变、抗氧化、抗化学腐蚀、耐磨等性能，又具有比碳化硅陶瓷更高的强度和韧性，最高使用温度可达1400℃以上，且二者有良好的物理相容性，化学性质相近，界面的结合力较强。但该复合材料界面控制困难，成本高。蔡海荣等[7]利用化学激励燃烧合成了Si2N3/SiC复合粉体，Si2N3形貌以晶须为主，研究表明，加入SiC作稀释剂，可明显降低反应体系的温度，阻止先期生成的Si2N3分解及Si的熔融团聚，有利于反应程度的提高。
氮化硅晶须增韧氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷及玻璃等其它基体的复合材料时，其基体性能都不同程度地得到了改善。氮化硅晶须补强氮化硅陶瓷，由于增强体与基体的同质性，使两者具有很好的物理和化学相容性，材料的复合性能得到较好的发挥[8]。毕玉惠等[9]通过分析粘度、ζ-电位等参数，研究了烧结助剂、分散剂、粘度剂等对含有α-Si2N3晶须陶瓷浆料的粘度的影响，并确定了最佳的工艺参数，制备出具有一定固相含量，流动性和稳定性良好的适合流延工艺的陶瓷浆料。顾建成等[10]采用原位高位生长的方法，利用β-Si2N3增强BAS基体复合材料，发现氮化硅晶须能有效地提高其强度和断裂韧性。
6结 语
晶须作为一种新型的增强材料，因其优良的性能在复合材料中得到了广泛应用。晶须的生长机理研究还不完善，制备技术也有待进一步研究，以提高晶须的产率，适应商品化生产的要求。同时，生产成本也是关注的热点，可从选择廉价的原料入手，促进技术更新，从而充分利用资源，促进晶须增韧复合材料工业的发展。
参考文献
1 Hockin H..K.Xu,Iannet B.Qouglas T.Smith,et al.Effects of different whiskers on the reinforcement of dental resin composites[J].Dental Material,2003(19):359～367
2 曹阳,齐龙浩,潘伟.α-Si2N3晶须的制备与分析[J].硅酸盐通报,2003,5:89～91
3 周延春,常析,周敬等.氮化硅晶须显微结构的研究[J].电子显微学报,1994,2:90～94
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5 周延春,陈声崎,夏非.氮化硅晶须的制备与显微结构[J].人工晶体学报,1994,23(2):151～155
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7 蔡海荣,田士勇,李江涛等. 化学激励燃烧合成Si2N3/SiC复合粉体的研究[J].硅酸盐学报,2003,31(3):316～319
8 徐永东,张立同,张湛.晶须增强氮化硅陶瓷自生复合材料[J].复合材料学报，1995,12(1):43～49
碳化硅陶瓷范文第4篇
论文摘要本文针对我国走可持续发展道路以及循环经济的战略,分析了废旧磨具的物资状况,提出了废旧磨具的再生技术路线,并探索了废旧磨具再生的市场前景;
1前言
随着社会的发展,资源的有效利用已成为人们日益关注的焦点;资源的获取途径有开采;储备和再生三种;面对全球资源枯竭;国内资源紧张的目前状况,我国必须放弃单纯的储备“原生态”资源的狭窄思路,转而走“再生资源”之路,这也是我国搞循环经济必须面对的一个新问题;和“储备”资源相比,“再生”资源可能是解决目前我国能源困境的一种有效途径;
如何实现废旧物资的再生已成为科研开发的重要课题之一;大批废旧磨具的回收再利用则是磨料;磨具行业的探究热点;
2废旧磨具市场状况
在机械加工行业,由于磨床结构设计;制造和技术方面的要求,磨削加工所用的磨具不可能完全被消耗,总会剩余约占磨具总质量1/3的残留量;另一方面,磨具生产企业由于生产工艺及过程控制不当,往往会产生一些废品(即便控制得当,也会产生大约1%的废品);据统计,我国磨具年产量约20万吨,每年产生的废旧磨具近万吨,虽然一些技术工作者根据自身企业情况对废旧磨具进行了有效利用,但仍有相当数量的废旧磨具被当作垃圾处理掉;
近年来,磨料价格一直居高不下,节约和利废是当务之急;此外,从资源的角度来看,磨具的生产制造所用的基础原料,如铝矾土;石英;长石;粘土等都属于天然矿藏,经长期开采,其资源已相当有限;因此,磨具生产制造行业必须积极寻找新矿源;杜绝资源浪费;发展可再生资源;废旧磨具的再生将是磨具行业技术工作者不容回避的攻关课题;
3废旧固结磨具再生技术
固结磨具由磨料和结合剂两部分组成,经过配料;混料;成形;干燥;烧结或硬化而成;磨料主要包括刚玉系和碳化硅系两大类,是由基础原材料铝矾土;石英等经高温冶炼而成;磨料主要起磨削功能;结合剂主要起粘结磨粒;保持磨具硬度和强度的功能;在磨具制作和使用过程中,磨粒的物理化学性能并没有发生本质的变化,仍然保持其固有特性;当废旧磨具破碎加工后,每个颗粒都包含一定量的磨粒和结合剂,再生磨粒仍可保持其固有的磨粒特性;磨具根据加工工件的工艺要求分成不同类别,在制作过程中所用的磨料材质;结合剂的种类和用量也各不相同;因此,废旧磨具回收后要先分类,再处理摘要:按结合剂种类将磨具分为陶瓷结合剂;橡胶和树脂结合剂三大类;再按磨料材质分为白刚玉;棕刚玉;微晶刚玉;单晶刚玉;铬刚玉;绿碳化硅;黑碳化硅等;不同结合剂的废旧磨具处理方法各不相同摘要:对于树脂;橡胶结合剂的磨具要按磨料材质分类,然后投入焚烧炉焚烧,以便除去树脂;橡胶结合剂,这样处理后磨料性能基本没有变化,仍可按一级磨料被重新使用;陶瓷结合剂类磨具处理方法截然不同;由于陶瓷结合剂是无机化合物,在磨具高温(约1350℃)焙烧过程中玻化,已牢牢附着在磨料表面,很难用简单的物理;化学方法将其分离;但将陶瓷磨具物理破碎后形成的新磨粒,其磨削;自锐性能基本不会改变,因此,可以将陶瓷磨具按磨料材质分类后进行破碎;分级,并对再生磨料进行配方试验,重新制成磨具加以利用;
4废旧磨具再生的应用前景
碳化硅陶瓷范文第5篇
痴心报国
1938年，张立同出生于四川重庆，童年那段国破家亡的逃难经历，在她幼小的心灵中刻下深深的烙印。1956年，她考入北京航空学院热力加工系。毕业后，家在北京的张立同却选择了西北工业大学，全力投入到艰苦的材料科学研究领域，一干就是40多个春秋。
上世纪70年代初，发达国家已将一些重要的涡轮叶片生产由锻造改为无余量熔模精密铸造，叶片的工作面无需加工就可达到所要求的尺寸精度和表面光洁度。而当时我国的熔模铸造技术还十分落后，即使增加抛光余量的叶片，变形报废率仍高达百分之三十至五十。强烈的爱国精神和忧患意识，使张立同勇敢地承担了“高温合金无余量熔模精密铸造叶片新工艺研究”攻关课题。
经过半年不分昼夜的工作，她从获得的数万个数据分析中，找到了叶片变形规律，成功地攻克了困扰航空熔模铸造生产十几年的刚玉型壳高温变形问题。采用她创造的工艺铸造技术，中国制造出了第一个无余量叶片。
1976年，我国引进英国斯贝发动机专利，其中陶瓷型壳材料、模料和陶芯分属另三个厂家专利，需再花上百万美元去买。张立同毅然地承担起国家这项急需的攻关项目。
那时，地震天灾和人祸使得不少生产部门处于瘫痪状态。但“国家需要”的号令鼓舞着她去克服困难。为了寻找材料的定点厂，她跑遍了铜川矿区，没有设备仪器，自己研制。一天深夜在实验室，因为过度劳累，一不小心被喷出的高温蜡糊住了双眼，眼球被烧伤。可是第三天，眼伤未愈，她又扎进了实验室。凭着这种拼命精神，张立同带领课题组经过一千多个日日夜夜的奋战，用铜川上店土型壳材料铸造成功我国第一批高精度、低粗糙度的低压一级无余量空心导向叶片。外国公司的专家以怀疑的态度将上店土型壳材料、模料和叶片带回国鉴定。在精确的测试数据面前，专家们信服了。从此，我国的熔模铸造水平进入了国际先进行列。
呕心沥血
根据国际航空航天材料的发展趋势和多年从事高温陶瓷材料研究的实际经验，1987年，张立同凭着一个优秀科学家特有的敏锐，果断地提出了发展航空航天高温结构陶瓷的新方向。两年后，张立同作为高级访问学者来到美国NASA空间结构材料商业发展中心实验室，承担了美国未来大型空间站结构用连续纤维增韧陶瓷基复合材料的探索研究工作。她带领美国研究生，用一年半时间研究出三种低密度、高比强、高比模的陶瓷基复合材料，并通过了空间环境试验。该中心主任沃廉斯教授惊喜地说：“张立同教授的才能和工作效率令人吃惊！”
国外研究经历坚定了她发展“具有类似金属断裂行为的连续纤维增韧高温陶瓷基复合材料”的决心和占领这一高技术领域的信念。1991年，张立同怀着报效祖国的强烈愿望带着国外的研究成果回到西北工业大学。
万事开头难。张立同带领课题组在经费十分困难的情况下，因陋就简自制了一台热压机。1992年冬天，西安的天气格外寒冷，为了调试热压炉，他们在冰冷的实验室度过了春节。
正当张立同和同事们艰苦攻关的关键时刻，下海经商的风气又给张立同课题组带来了新考验。她发动大家进行了热烈讨论：“我们要发挥群体力量去赚钱，积累资金，稳定队伍，等待机遇发展陶瓷基复合材料”。团结就是力量。他们采取“航空为本、重点突破、军民两用”的发展策略，很快就在高温陶瓷材料的应用开发上取得了很好的经济和社会效益。利用开发新产品获得的20万元，自行研制了一台小型设备，由此拉开了“碳化硅陶瓷基复合材料研究”的序幕。
碳化硅陶瓷基复合材料的研究虽有了进展，但在把实验型技术与设备向工程型转化时，遇到了意想不到的困难。几乎使张立同课题组对CVI工艺丧失信心！1995年，国际CVI碳化硅陶瓷基复合材料的技术鼻祖Naslain教授被盛情邀请到西工大，希望能给予点拨和指导。Naslain教授在看过他们研制的设备后，毫无表情地说了两句话：“我掌握CVI工程化技术花了20年，你们至少要用10年”。
勇攀高峰
张立同课题组的师生夜以继日地干在实验室，却做不出一炉性能合格的试样。不怕失败，就怕没有恒心，没有创新！在三年的时间里，他们先后做了四代CVI设备，试验了400余炉次，又是一个“一千个日日夜夜”。1998年底，第一批性能合格的试样终于制出。接着，碳化硅陶瓷基复合材料制造工艺与设备的一系列核心关键技术也被全面突破，材料性能达到国际先进水平，并获得了六项国家发明专利，形成了具有自主知识产权的制造工艺及设备体系，我国第一个超高温复合材料实验室从此诞生。中国一跃成为继法国和美国之后，第三个全面掌握碳化硅陶瓷基复合材料CVI制造技术及其设备的国家。
碳化硅陶瓷范文第6篇
关键词：抛光砖废渣；泡沫陶瓷；发泡；体积密度
1 引言
抛光砖在建筑陶瓷产品中占比约50 %，抛光砖在磨削抛光过程中，磨削量可达0.3～0.5 mm，从而产生大量的抛光砖废渣。其成分主要是产品表面被磨削的氧化铝、氧化硅等陶瓷料和抛光磨料中的碳化硅、氯化镁水泥及有机树脂等[1-2]，由于其含有可发泡物质，因此难以大规模回收利用于陶瓷砖的生产中。据测试统计，生产1 m2抛光砖可产生约1.5 kg的抛光废料，磨头损失约0.5 kg，因此，每平方米抛光砖将产生2.0 kg左右的废料，每年国内抛光砖生产所产生的废渣可达上千万吨，这些废料大量堆积会造成严重的环境污染问题。
目前国内外对陶瓷抛光废料的综合利用主要为：替代部分原材料以用于生产内外墙釉面砖、陶瓷仿古砖[3]、多孔陶瓷[4-6]和免烧陶粒[7-9]等。
本文分析了抛光砖废渣的各项理化性能，并通过正交实验得到了抛光砖废渣制备泡沫陶瓷的较优工艺配方，以期为有效利用抛光砖废渣提供基础数据和应用参考。
2 实验内容
2.1 实验原料
本实验采用的抛光砖废渣由广东天弼陶瓷有限公司提供，原料粒度小于200目。
2.2 实验表征方法
本实验采用荷兰Panlytical公司Xpert PRO 型X 射线衍射仪检测抛光砖废渣物相组成；采用NETZSCH STA 449C 型综合热分析仪测定抛光砖废渣TG曲线；采用德国ZEISS公司EVO18 型扫描电子显微镜对抛光砖废渣形貌进行观察；采用TOMMI型光学热膨胀仪对样品进行可视化观察；根据国家标准GB/T 3810.3-2006，用煮沸法与体积法共同校准测试泡沫陶瓷的体积密度；采用美国Instron 公司5567 型万能材料试验机测定抗压强度；采用高倍率光学体视显微镜对待测样品进行气孔形貌及均匀性的显微观察。
2.3 抛光砖废渣的主要理化性能
2.3.1 成分分析
本实验用抛光砖废渣的化学组成如表1所示。从表1可知，抛光砖废渣中所含的MgO含量比坯料偏高，这主要是因为抛光砖废渣中含有一定量的由于抛光磨头磨损而引入的氯氧镁水泥，在其加热过程中发生分解反应，释放出水分和HCl气体，最终产物为MgO。
图1所示为抛光砖废渣的XRD图谱。由图1分析可知，该物质晶相主要由石英相组成，并含有部分的莫来石相，还含有少量的氢氧化镁和氯化镁水合物，即氯氧镁水泥。石英相与莫来石相是抛光瓷质砖时产生的陶瓷砖粉料，而氯氧镁水泥是在抛光瓷质砖时被抛掉的磨头屑引入的。
2.3.2 显微形貌观察
对抛光砖废渣进行SEM显微形貌观察，如图2所示。抛光砖废渣的形貌不规则，颗粒表面凹凸不平，粒径较小，大多介于0.2～15 μm之间，表现出典型的瘠性料显微特性。这是因为抛光砖废渣主要是由SiC抛光磨头抛光瓷质砖产生的抛光废屑，因而其形状不规则，表面凹凸不平；且磨头中的SiC粒度较细，所以抛光产生废屑粒度较细。
2.3.3 热分析
抛光砖废渣的热重曲线如图3所示。由TG曲线可知，室温到200℃之间的烧失量为0.75%，主要是物理吸附水的挥发；在200～600℃之间的烧失量为1.29%，主要是结构水的脱附以及氢氧化镁、氯氧镁水合物的分解；在600～1200℃之间的烧失量为0.41%，主要是有机物的烧失和SiC的氧化反应。整个过程烧失重量为2.45%，与表1化学成分分析结果基本一致。由此可见，在抛光砖废渣中有机物含量比较少，也进一步验证了抛光砖废渣的XRD物相分析结果：其晶相主要由石英和莫来石组成。
2.3.4 热膨胀分析
为验证导致抛光砖废渣发泡的主要物质，将抛光砖废渣压制成直径为2 cm、高为1 cm的圆柱体状的样品放入TOMMI光学热膨胀仪中，观察不同温度下样品膨胀情况，如图4所示。实验测试条件为：样品从室温快速升温到1200℃，升温速率保持10℃/min，1200℃时保温5 min。同时绘制该样品升温过程中的直径与高度方向的热膨胀曲线，如图5所示，其中曲线1为直径变化曲线，曲线2为高度变化曲线。
由图5可知，从室温升温到800℃的过程中，样品体积基本无变化，直径与高度方向尺寸变化较小；炉内温度达到800～1130℃过程中，样品开始呈现收缩趋势，1000℃以上试样宽度与高度方向尺寸出现明显收缩，这是因为坯体内出现低熔物，颗粒排列逐渐紧密，造成体积收缩；从1130℃左右开始，样品由收缩转为膨胀趋势，并在1200℃保温过程中，试样直径与高度方向尺寸仍继续膨胀，这是由坯体内反应释放出气体并在坯体硅酸盐液相中冲出孔洞造成的体积膨胀。由此可知，样品发泡起始温度约为1130℃。由此得到的泡沫陶瓷发泡温度区间为后期烧成温度参数的制定提供较好的参考依据。
抛光砖废渣中可能引起发泡的物质有碳化硅、氯氧镁水合物以及有机高分子树脂。其中，氯氧镁水合物分解产生气体的温度在160～600℃之间[10]，而由图4可知，此温度区间样品尺寸并未发生显著改变，故可排除氯氧镁水合物为泡沫陶瓷发泡的主要物质；有机树脂一般在800℃以下就分解完全排出，而由图4可知，泡沫陶瓷体积开始显著膨胀的起始温度已经高于1100℃，故也可排除有机树脂为泡沫陶瓷发泡的主要物质。因此验证出抛光砖废渣中的主要发泡物质只有可能为抛光磨头中引入的碳化硅颗粒。
2.3.5 正交实验内容设计
通过前期大量基础性实验探索，得知利用抛光砖废渣制备泡沫陶瓷时，烧成温度、保温时间、升温速率以及磨头废屑的添加量为主要影响因素。为探讨得到较优因素配方，考察指标为泡沫陶瓷的体积密度、孔径大小以及抗压强度，故采用正交实验来优化。
3 正交实验分析
3.1 正交实验方案设计
本实验每个因素设置3个水平，暂不考虑交互作用的影响，选用如表2所示正交表L9（34）来安排实验。其中，A因素代表烧成温度，B因素代表保温时间，C因素代表升温速率，D因素代表磨头废屑添加量。根据正交实验设计，实验方案与实验结果如表3所示。
3.2 正交实验结果分析与讨论
正交实验结果分析如表4所示。通过极差计算可知：
（1） 体积密度指标分析
四个因素对实验结果影响的主次程度依次为磨头废屑添加量（D）、烧成时升温速率（C）、保温时间（B）和烧成温度（A）。
以制备低体积密度的泡沫陶瓷为优，磨头废屑添加量（D）因素选择水平2或3，升温速率（C）因素选择水平2，保温时间（B）因素选择水平2，烧成温度（A）因素选择水平1或3，综合分析并考虑节能环保，得到优方案为D2C2B2A1。
即采用2 wt%的磨头废屑添加量、3℃/min的升温速率、20 min的保温时间和1170℃的烧成温度可得到体积密度较低的泡沫陶瓷。经实验验证，此种工艺参数条件下制备的泡沫陶瓷体积密度为0.35 g/cm3，符合优方案的分析结论。
（2） 孔径指标分析
四个因素对实验结果影响的主次程度依次为烧成温度（A）、磨头废屑添加量（D）、升温速率（C）和保温时间（B）。
3.3 抗压强度指标分析
四个因素对实验结果影响的主次程度依次为升温速率（C）、保温时间（B）、烧成温度（A）和磨头废屑添加量（D）。
以制备高抗压强度的泡沫陶瓷为优，升温速率（C）选择水平3，保温时间（B）选择水平1，烧成温度（A）选择水平1，磨头废屑添加量（D）选择水平1，得到优方案为C3B1A1D1。经实验验证，此种工艺参数条件下制备的泡沫陶瓷抗压强度为2.7 MPa，基本符合优方案的分析结论。
4 结论
（1） 通过XRD物相分析及热分析可知，抛光砖废渣中晶相主要由石英和莫来石组成；热膨胀分析表明，以抛光砖废渣为原料的泡沫陶瓷发泡起始温度约为1130℃，因此验证了抛光磨头中引入的碳化硅为主要发泡物质。
（2） 通过正交实验探索可知，对泡沫陶瓷的体积密度影响主次程度依次为磨头废屑添加量、烧成时升温速率、保温时间和烧成温度。综合泡沫陶瓷体积密度、抗压强度、气孔均匀性等分析，采用2 wt%的磨头废屑添加量、3℃/min的升温速率、20 min的保温时间及1170℃的烧成温度为较优配方和烧成制度，可制得体积密度为0.35 g/cm3的泡沫陶瓷。
参考文献
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碳化硅陶瓷范文第7篇
自航空喷气发动机发明以来，技术人员们便一直纠结于不断提升的涡轮前温度与不断落伍的高温合金这对矛盾体。为了让热端部件承受更高的温度，人们采取的对策是各种型号的镍基高温合金，到定向结晶多晶叶片，再到单晶叶片，还绞尽脑汁在叶片内部挖出迷宫般的微小通孔，其目的无非是让叶片能够承受更高的工作温度而不至过早报废。虽然工程师们一直依靠各种合金解决涡轮材料问题，但他们无时无刻不想颠覆金属材料的热端垄断地位！如今通用电气（GE）航空分部研制的陶瓷基复合材料（CMC）就是朝着这个目标去的。
2015年巴黎航展上，通用电气展出了CMC喷气发动机涡轮叶片。美国正在验证的新一代ADVENT自适应循环发动机采用的诸多先进技术，就包括通用电气的CMC材料，这在某种程度上解释了何以ADVENT首次试车就创下了航空喷气发动机有史以来最高工作温度纪录。GE技术人员表示，被称做“超级陶瓷”的CMC材料强度堪比金属，但重量却只及后者的三分之一。最令发动机设计人员兴奋得抓狂的是，CMC能够在1 450摄氏度环境中工作――这一指标比最棒的高温合金还高出许多。尽管这些数字指标看来无比诱人，但CMC材料的量产困难也是横亘在技术人员面前的一道障碍，如今GE正准备建立新的CMC工厂，解决量产难题。
在CMC美妙前景的背后，是GE技术人员近20年的不懈努力。从2000年开始，GE便开始在2兆瓦燃气轮机上测试CMC涡轮导向器。2007年通用电气航空分部开始考虑把CMC应用于航空发动机，先是在F136军用涡扇发动机上应用CMC涡轮导向器，接着又在CFM新一代LEAP商用飞机发动机内采用CMC静子部件。
2015年，GE开始在GE9X商用喷气发动机上测试CMC高压涡轮叶片和燃烧室部件，结果表明对发动机性能提升作用明显。但最令美军感兴趣的自然还是ADVENT：其上安装了GE首批CMC低压涡轮叶片，这是意义非凡的创新――意味着CMC材料由静入动，逐渐胜任更为严苛的高温高压高载荷工作环境。CMC转子带来的好处则显而易见：转子重量大幅降低，工作离心力相应锐减，这意味着涡轮叶片安装盘、发动机主轴都可随之“瘦身”。而由于耐高温性能更优，冷却部件可相应减少，这让发动机重量减少的同时还能更高效地利用进气，有效提升发动机推力并降低油耗。
CMC究竟是什么？说到底，它是用特殊工艺生产的高技术复合材料。比如GE在发动机上使用的CMC，便是将碳化硅纤维以特殊结构形式与碳化硅基底材料结合的产物，最后的制成品表面再施加特种涂层。其性能特点就是，强度像金属，重量像塑料，耐高温像陶瓷，却不像瓷器那样易碎。
碳化硅陶瓷范文第8篇
成立于1999年的浙江红剑集团有限公司是一家集团化管理、多元化经营的大型民营企业。经过十余载的滚动发展，目前红剑集团的总资产达到了30多亿元，产业涉及化纤主业、节能环保两个领域，主营各类涤纶DTY、FDY、POY产品，特色产品包括涤涤复合丝，荧光增白丝，再生切片纺POY/DTY 、各类专用涤纶等。
2013年，涤纶长丝行业发展低迷，处于深度调整期。在严峻的行业形势下，红剑集团坚持以人为本，通过不断创新思维，用精细化的管理理念，打造了一套规范化的管理体系和制度流程， 建立了完善的产品开发管理体系。产品开发着重以满足客户需求和提高效率的应用性技术为突破口，聚焦提升品质，优化工艺，丰富产品性能，提高产品差异化率，赢得了良好的口碑。
精细管理 内部挖潜 推行“经营单元模拟核算”
2013年，国内涤纶长丝行业延续了不景气行情， 随着产能进一步释放，产品价格走弱，市场竞争异常激烈，如何度过难关，是业内每家企业共同面临的考验。
在本刊记者随中国纺织工业联合会产品开发贡献奖调研组实地采访红剑集团时，集团管理层的几位高管一致表示，红剑之所以能在严峻的市场形势下做到产销稳定，经营基础向好，集团推出的“经营单元模拟核算”管理新举措功不可没。
红剑集团下属杭州红剑聚酯纤维有限公司总经理洪升告诉记者，近年来，集团非常重视绩效管理，出台了一系列内部激励措施，着重向内部挖潜要效益。一是实施了“红剑集团技术中心奖励办法”，调动全体工程技术和产品开发人员的工作积极性。仅2013年，集团就投入50多万元资金，奖励对减亏增效、提值降耗做出突出贡献的新产品开发和技术技改等24个项目；二是针对集团全员的“经营单元模拟核算”；三是针对中高层管理岗位，从“勇于承担，全局观念，严于律己，提升服务”等 4 个维度来施行品行考评。
“经营单元模拟核算”是红剑集团于2012年8月开始实施的创新管理举措。集团通过倡导“人人都是经营者”来实现全体员工共同参与经营，将每个员工都纳入到一个经营单元中，独立经营和结算，使每个人的收益都直接与自己的工作质量挂钩，充分调动员工的积极性、主动性、创造性和责任心，强调立足岗位找问题、想办法。通过建立责任到单元的流程和对质量、成本、损耗、效率的管控，确立与市场挂钩的部门核算制度，向生产要效益，向管理要效益，向团队要效益。在实现工作效率提高、企业效益增加、员工收入提升的同时，也为员工搭建了更好展示自我的舞台。
提到“经营单元模拟核算”，洪升向记者介绍这样一个事例：红剑集团有一批从日本进口的卷绕设备，由于到了一定的使用年限，设备上伺服变频器的一块卡件频繁出现故障，向日本厂家订购每块需要 3 万多元，不仅价格昂贵，而且采购周期长达 9 个多月，将严重影响正常生产。为此，公司技术人员自发成立了项目攻关小组，通过不断摸索钻研和外部协作，以极低的费用成功修复了故障，为公司节约了大量资金，公司也因此向项目组发放了 3 万元奖励金。洪升颇有感触地说：“自从集团开始推行‘经营单元模拟核算’以来，员工的工作态度大为改观，质量意识、成本意识和责任心明显提升，类似的案例层出不穷。”
红剑集团下属杭州红山化纤有限公司总经理沈惠英深有同感。她表示，集团实行“经营单元模拟核算”制度，实现了企业、员工、客户多赢的局面，企业效益提升了，员工的收入增加了，客户的满意度也大大提高。沈惠英感慨地告诉记者：“公司以往每年接到客户的‘黑经’问题质量投诉多达10多起，2012年8月开始实行‘经营单元模拟核算’以后，有关“黑经”的质量投诉当年就下降到了 7 起，2013年更是降至1 起，由此引起的质量赔款从2011年最高时的23万元下降到2013年的7 000多元。”
提升装备水平 优化产品结构
我国虽然早已是世界最大的化纤生产国，但国内化纤行业在整体发展水平上与国际先进水平仍有较大差距，正面临着转型升级的压力，加快培育差别化纤维、高新技术纤维等新增长点，是我国化纤行业由大变强的必由之路。
红剑集团总裁助理兼营销中心总监韩建国表示，红剑集团近年来投入了大量的资金来提升装备水平，以提高产品质量，优化产品结构。记者在红剑采访的当天，适逢红剑聚酯纺丝五车间日产50 t FDY的F16线正式开机投入运行。该生产线引进了目前世界上最先进的欧瑞康巴马格的技术和设备，采用Wings卷绕系统，最高卷绕速度可达5 500 m/ min。与标准的纺丝牵伸工艺相比，该系统简化和缩短了生头的流程，操作更简便，产量更高，同时可以节省25%的能耗。
近年来，红剑集团通过积极引进人才、内部培养、校企合作等模式，建立了一支老中青相结合、具有较强专业素质和研发能力的团队。自2011年至今，集团纤维技术研发中心开发了150 D/49 f网络抗黄变丝（重网）（DTY）、150 D/96 f*3荧光增白丝（DTY）、300 D/98 f高沸水收缩率FDY合股丝、抗紫外线涤纶低弹丝75 D/72 f、FDY胖瘦丝150 D/49 f、支化改性轻质防漏绒羽绒服专用纤维（规格40 D/72 f）等一系列支化改性涤纶产品及特种产品。
其中的轻质防漏绒羽绒服专用纤维是在支化改性聚酯熔体的基础上进行的创新，该纤维密度大，线纤度小，能够有效防止羽绒服内羽绒的漏出，质感据称与蚕丝接近，作为混纤成分可以达到蚕丝无法达到的独特丰满度，产品投放市场后反响良好，得到了客户的广泛认可，市场潜力巨大。
创新营销 保持快销模式
行情低迷的2013年，涤纶长丝业内企业库存普遍偏高，但红剑集团在下半年却能做到产销平衡，基本保持零库存状态。个中原因，韩建国给出了答案：“面对行业阶段性的困难，我们积极改变经营策略，向专业化和功能性开发延伸，实现了生产经营联动模式，重点在解决客户需求上下功夫，通过深化服务、提高产品质量和附加值来赢得客户。同时，通过创新营销模式，建立区域销售制，保持快销模式，加快生产周转，降低原料库存、产品库存，达到了控制经营成本和降低风险的目的。”
苦练内功 厚积薄发
管理是企业发展的基石，只有提高管理水平、员工素质和员工凝聚力才能为企业的发展提供源源不断的动力。多年来，红剑集团始终坚持“创新为魂、民主为道”的核心理念，践行“为红剑同仁谋福祉，让客户做简单”的企业宗旨，不断创新思维，以企业文化引领，苦练内功，着力管理转型，走出了一条独具特色的红剑之路。
近年来，红剑集团已跻身“中国化纤企业50强”，“红化”商标被评为“中国驰名商标”，集团多年保持了“中国民营企业500强”和“中国制造业企业500强”的地位。2012年，集团实现主营业务收入近52亿元，盈利能力在行业内处于领先地位。
浙江日发：致力创造机电“数字科技”
在国内纺机行业，浙江日发纺织机械股份有限公司（以下简称“日发纺机”）已成为享有高技术知名度和市场美誉度的纺织设备专业制造商。继2011年首次获得“中国纺织工业联合会产品开发贡献奖”后，2013年日发纺机再获殊荣，成为当年获此奖项的 5 家纺机企业之一。
自2002年成立以来，日发纺机已成功开发出加捻、纺纱、织造、针织等四大纺织系统，包括倍捻机、转杯纺纱机、针织圆机、紧密纺纱机、喷气织机、剑杆织机等六大系列的上百种产品，应用领域涉及棉纺、毛纺、绢纺、麻纺及其混纺行业，产品销往国内外多个国家和地区，综合竞争实力一直位居行业前列。
科学的研发管理 铸就成功的产品
要开发出成功的产品，离不开科学的研发管理，日发纺机技术总监吕永法对此深有体会。据介绍，公司成立伊始就引入了科学的研发管理体系，从研发的组织管理、项目调研、立项标准，到项目的准备、总体设计、详细设计、试制、市场导入等各个阶段，公司都制定了科学、合理、完善的管理细则。
吕永法举例道：“在新产品研发的立项上，我们严格遵循几个标准，一是产品的市场规模要达到 5 亿元以上，并且年增长率达到15%以上；二是材料增值率要达到60%以上，以保证合理的利润；三是项目 3 年内可以实现产业化；四是产品可以取得市场和技术上的领导地位。”
工欲善其事，必先利其器。据吕永法介绍，日发纺机近年来累计投入2 000多万元，在国内纺机行业率先引入了美国参数技术公司（PTC）旗下的CAD/CAM/CAE一体化三维设计软件Pro/E。作为当今世界主流的CAD/CAM/CAE软件，Pro/E给日发的产品设计和生产制造提供了强有力的系统保障。
“科学的研发管理保证了我们各类产品在技术和市场上的领先地位。日发纺机目前涉及的纺纱、加捻、针织、机织等四大类产品，在市场上都处于行业第一或第二的地位。纺纱设备方面，我们有国内唯一量产的全自动转杯纺纱机RS40，卷绕机械的横动速度达到了目前国际最先进的水平。”吕永法自豪地表示。
致力创造机电“数字科技”
近年来，为了更好适应市场竞争，占领纺机制造的前沿阵地，日发纺机以科技创新为依托，积极与中国科学院及浙江大学、东华大学、浙江理工大学等科研院所合作，组织实施合理化工程和计算机集成制造系统（CIMS）工程；在设计方法与理念上不断调整，推出纺机领域的最新成果，确保日发纺机在国内的领先地位。
据吕永法介绍，日发纺机在2013年更新了技术路线图，产品研发的总体方向朝着智能化及节能方向发展，以单锭驱动替代集体驱动、数控横动替代机械横动，所有设备都预留网络接口，具备联网功能。
在即将于上海举行的2014中国国际纺织机械展览会暨ITMA亚洲展览会（ITMA ASIA+CITME 2014）上，日发纺机将携带RS30C半自动转杯纺纱机、RS50高速半自动转杯纺纱机、RS40全自动转杯纺纱机、精密络筒机、无缝内衣机、直捻机等众多创新产品亮相。其中首次展出的精密络筒机，横动次数在行程152 mm时可达1 050次/min，卷绕线速度达2 200 m/min，性能达到国际先进水平；无缝内衣机将重点展示无人化工厂的概念，车间的设备可通过无线网络连接至平板电脑上，操作人员可以远程监控制设备运行情况，生产数据直接汇总到管理电脑上。
日发纺机正致力于创造崭新的“数字科技”理念，以“协助客户实现数字化工厂的梦想”为使命，在未来的整机生产中，建立“人流、物流、信息流”的互动平台，实现科技、环境、制造的和谐统一。
苏州赛力菲：成功实现连续碳化硅纤维产业化
苏州赛力菲陶纤有限公司（以下简称“赛力菲公司”）是国内首家进行耐高温连续碳化硅系列纤维研发和生产的企业，公司自2005年成立以来，始终坚持“自主研发、自主生产、自主创新”的宗旨，成功实现了耐高温连续碳化硅纤维的产业化。
近年来，随着我国国防和空间技术、现代核能、海洋工程、新能源等领域的快速发展，对各种高性能新材料的需求日渐迫切。碳化硅纤维是多晶陶瓷纤维，具有高比强度、高比模量、耐高温、抗氧化、抗蠕变、耐化学腐蚀、耐盐雾等优点，是多领域迫切需要的高性能纤维材料。
自主研发 打破日美长期垄断
先驱体转化法制备耐高温连续碳化硅纤维技术由日本东北大学矢岛圣使教授等人于1975年开始研发，日本碳素有限公司于1983年实现了工业化生产。目前国际上只有日本和美国等极少数国家掌握该技术，由于其涉及敏感的军事应用，日美等国长期以来一直对我国实行严格的技术封锁和产品出口限制。
上世纪70年代末，我国开始研制自己的碳化硅纤维，以国防科技大学冯春祥教授为首的科研团队经过艰苦探索，于1991年建成了国内第一条连续碳化硅纤维实验生产线。
2005年，在江苏省和苏州市政府的推动下，耐高温连续碳化硅纤维实施产业化开发，苏州赛力菲陶纤有限公司成立并落户苏州新区。公司聘请了冯春祥教授为总工程师，组建了一支实力强大的科研团队，先后建成省级、国家级工程中心，并与中科院纳米所共同组建联合实验室。通过艰苦攻关，自主研发，赛力菲公司掌握了可纺性陶瓷先驱体的合成、500孔纤维大丝束脆性纤维的连续成形、低氧含量不熔化以及获得均质微晶结构的烧结工艺等核心技术，并实现了关键核心装备自制，成为国内首家实现连续碳化硅纤维生产的企业，一举打破了日美等国长期以来对该类军事敏感材料的技术封锁和产品垄断。
贯通产业链 成功实现产业化
赛力菲公司总经理田秀梅在接受记者采访时坦言，由于国外长期的技术封锁和产品禁运，公司在自主研发过程中遭遇了重重困难。碳化硅纤维产业链包含了从聚二甲基硅烷（PDMS）到聚碳硅烷（PCS）、碳化硅纤维、纤维制品。日本的碳化硅纤维产业链，由信越公司、宇部公司、碳素公司、三菱重工等 4 家公司合作完成。而在赛力菲公司，从技术、基础原材料、生产设备到产品，这一切都通过艰苦努力自主开发完成。
赛力菲公司通过在苏州、宿迁、镇江等地多点布局，贯通整个产业链，目前公司可实现年产先驱体原材料30 t、陶瓷先驱体聚碳硅烷10 t、连续碳化硅纤维 2 t、连续碳化硅纤维编织物5 000 m2、陶瓷―金属复合材料精密构件50万件，成功实现了耐高温连续碳化硅纤维产业化。
助力国防伟业 应用前景广阔
耐高温连续碳化硅纤维是高推重比航空发动机不可或缺的耐高温、低密度热结构材料，在航空用陶瓷基复合材料中具有不可替代的地位，同时在民用领域如冶金高温碳套、柴油发动机废气处理、隔热高温微粒过滤材料等均有广泛应用，具有巨大的商业应用价值。
2013年1月，赛力菲“年产5吨级聚碳硅烷的制备技术”和“年产吨级连续碳化硅纤维的制备技术”通过了江苏省国防科学技术工业办公室组织的科技成果鉴定，以中国工程院院士孙晋良为组长的专家组一致认定，制备技术具有新颖性，工程化技术水平处于国内先进水平；连续碳化硅纤维项目对打破国外封锁、提高我国国防武器装备水平，具有非常重要的意义。
据田秀梅介绍，赛力菲的产品目前已成功应用于我国航天航空等军工领域，销售收入逐年翻倍增长，年产10 t的连续碳化硅纤维产业化基地目前正在建设中。同时公司也在积极地进行民用领域的应用研发，目前已经与宝钢公司签订了战略合作协议。相信在不久的将来，赛力菲的产品作为高温热结构材料和耐腐蚀材料将被广泛应用于冶金、电力、环保等众多领域。
江苏金龙：以科技创新占领市场制高点
近年来，随着劳动力成本的快速上升和纺织企业招工难问题的凸显，电脑横机凭借在效率上的绝对优势，成为针织企业解决用工不足困扰的有利武器，2008 ― 2011年期间，国内电脑横机市场经过了一轮高速发展期，顶峰时全国各种规模的电脑横机生产企业数量超过了300家。
然而，在国内毛衫企业手摇横机经历过大面积的更新换代之后，从2012年开始，国内电脑横机市场逐渐趋于饱和，市场竞争异常激烈，产品价格不断下滑。受市场影响和企业自身创新技术、售后服务、产品质量等因素的制约，陆续有中小规模的企业退出市场，电脑横机生产企业数量锐减。
在此背景下，2013年中国纺织工业联合会产品开发贡献奖获奖企业中，以设计、开发、制造电脑横机为主的江苏金龙科技股份有限公司（以下简称“金龙科技”）显得格外瞩目。近年来，江苏金龙加强科技创新，凭借高品质的产品、良好的市场口碑、高效益的市场运作及产品服务体系，其主导产品“龙星”牌多功能电脑横机赢得了大量优质客户的青睐，在激烈的市场竞争中稳稳占据了一席之地。
清晰定位 明确目标
随着人们生活水平的逐步改善，毛衫设计出现了逐步向外衣化、个性化、高档化发展的趋势，这种趋势对生产工艺和设备也提出了更高的要求，普通电脑横机的功能已经不能满足需求。采用高档电脑横机来引导市场并获取更高附加值的毛衫生产企业越来越多。电脑横机由经济型向高性能发展是必然趋势，中、高端电脑横机将成为市场的主流。
国内高端电脑横机市场曾长期被德国STOLL（斯托尔）和日本岛津（SHIMA SEIKI）等进口产品所垄断。因此，开发出功能齐全、生产效率高、系统可靠稳定并且可编织不同针距效果织物的电脑横机，是电脑横机的发展方向，也是国内针织行业的迫切要求。
金龙科技坚持以进口替代为目标，在核心技术方面瞄准国际先进水平，在产品应用技术方面力争达到或超过国际先进水平。公司始终遵循“科技创造未来”的发展理念，把提高产品的可靠性、稳定性、先进性作为公司的经营目标，为用户提供高效、优质的增值服务。
加强研发体系建设 提升产品开发能力
科技创新是企业发展的动力。金龙科技历来重视技术研发工作，每年将上年销售收入的4.0%左右用于研发投入。公司始终坚持走产、学、研联合发展之路，先后与天津工业大学、北京服装学院、江南大学、武汉纺织大学、惠州学院、常熟理工学院等一批有针织专业特长的高校建立了长期的战略合作伙伴关系，并成立了电脑横机研发中心和研究生工作站。
2010年，中国针织工业协会在金龙科技设立了“中国针织电脑横机应用技术研发中心”；2011年，中国纺织机械器材工业协会在公司设立了国内首家“中国纺织机械行业电脑横机研发中心”。同时，公司还拥有江苏省企业技术中心和省级工程技术研发中心。通过这些工作平台发挥的作用，金龙科技的产品开发能力和人才队伍建设得到了快速发展。公司目前拥有一支实力强大、专业内类齐全的研发团队，同时聘请了宋广礼、冯晓天等多位国内著名的针织行业专家、教授主持、参与企业的技术研发工作。
在加强科研队伍建设和搭建高水平科研平台的同时，金龙科技建立了清晰的技术研发流程和完善的产品开发管理体系，以保证科技成果顺利实现产业化。
坚持自主创新发展 打破国外技术垄断
2009年，金龙科技通过自主创新成功研制出“LXC-252SCV型可变针距电脑横机”，该机型的机械执行系统、控制系统软件、花型设计系统软件三大核心技术成功打破了国外垄断，拥有自主知识产权，获得了10项国家专利，其中 4项为发明专利。
此新产品开发过程中，金龙科技与天津工业大学合作，成功开发了国内独创的电脑横机用轨道式自行装配生产线。此装配流水线采用程序分析和计算机仿真技术，应用柔性式非同步轨道传输，实现人、机、料、法、环、测的有机组合，以满足多系列、多品种电脑横机产品的装配技术要求。与此同时，公司大胆进行工艺创新，从日本引进了高精度插片数控双面磨加工设备，保证了产品品质。
“LXC-252SCV型可变针距电脑横机”可以织出多种针距的编织效果，花型种类非常丰富，编织效率较高，编织物的质量达到进口产品的编织水平，完全可以替代进口。产品投放市场后，反响热烈，客户反馈良好。2011年，在中国纺织工业联合会组织的新产品鉴定中，“LXC-252SCV型可变针距电脑横机”被认定达到了国内领先、国际先进的技术水平；2012年11月，该产品获得了中国纺织工业联合会2012年度科技进步二等奖。
“LXC-252SCV型可变针距电脑横机”的成功研制，对于提升国内电脑横机的设计、制造水平，促进产业发展和推动行业技术进步有着积极意义。
近年来，公司紧密围绕市场需求，积极拓宽新产品开发领域，成功研发了3D鞋面编织机。据金龙科技党总支副书记周万群介绍，该技术颠覆了传统的鞋面制造技术，生产过程环保省料，自动化程度高，编织出的鞋面具有轻薄透气、合脚、可定制等特点，推出后深受客户欢迎。此外，公司最近还成功研发了智能服装吊挂系统，目前已经实现了小批量生产。
创新营销模式 全力开拓市场
在电脑横机市场竞争日趋激烈的环境下，金龙科技及时调整经营思路，推行产业链营销模式。公司加大了新产品的营销力度，拓宽销售渠道，完善售后工作，巩固国内市场，积极开拓海外市场，呈现出双轮驱动的销售格局，市场占有率稳步提升。
在国内市场上，金龙科技销售和售后服务网络覆盖全国，间接管理300多名销售和售后服务人员，与1 000余家针织规模企业长期保持稳定的业务关系。公司通过整合前期开发、中期制造、后期服务的产业链，构建了垂直整合与水平分工的合作体系，具有较为突出的综合营销竞争优势。