亚微米铜基

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亚微米铜基新材料,2010年由太鲁研发生产,应用新一代功能性基础金属粉体新材料-亚微米超微细铜粉及其相关衍生品。亚微米超细铜粉及其衍生产品具有极广的用途和市场潜力,除了用于传统产业升级改造外,更可满足国家重点发展的节能环保,生物医药,精密制造,新材料,新能源,节能汽车,电子通迅等七大新兴经济产业,作为拥有自主知识产权的原始性重大基础创新,世界领先。
中文名
亚微米铜基
性    质
新材料
开发时间
2010年
研发单位
太鲁

亚微米铜基铜基粉体新材料发展背景

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纯铜习惯称为紫铜,外观呈紫红色,原子量63.55,密度8.92g/cm3,熔点1083±0.2℃,沸点2576℃.
金属铜以卓越的导热,导电,质软,耐磨,耐腐,耐蚀,无磁性,抗菌与美丽色彩,以及容易与其他材料开成合金等特点,在现代工业与现代生活中起着十分重要的作用,被广泛地应用于电气,轻工,机械制造,化学,建筑,国防等各个工业领域。随着经济的快速发展,2008年我国金属铜总消费量已超过500万吨,占全球消费量的27%,位于世界首位。
铜粉是具有高科技含量与高附加值的功能性基础粉体材料,也是材料领域发展最快的热点产品之一。铜粉除具有金属铜良好的导电,导热,耐蚀,表面光洁与无磁性等优外,作为一种功能性粉体材料,铜粉广泛应用于粉末冶金,摩擦材料,含油轴承,电接触材料,导电材料,金刚石制品和机械零件等,以及新兴的石油催化剂,润滑剂,导电与装饰涂料和电磁屏蔽材料等。
市场需要方面,世界铜粉的需求量在迅速增加,每年增幅超过15%,2008年总量已经超过10万吨,以些计算,每年有超过数十亿元的市场供需缺口。
但是,铜粉的加工生产与应用技术一直是影响行业发展的主要瓶颈。由于铜粉质软,研磨加工困难,在潮湿空气中容易氧化变质,传统机械研磨法也只能生产2500目(~10um)以上的大颗粒铜粉,现在主要的生产方法有电解法和水雾法,其中电解法生产纯度高,但粒径大,武装不规则,水雾法成本高,收率低,粒子不均匀,质量不稳定。另外,很多新开发的一些生产技术,由于存在工艺复杂,电气设备要求高,投资大,产品收率低,成本高,粒子分布宽,环境污染,能耗大,质量不稳等问题,还没有成为主流技术。
目前,新开发的化学还原法只能生产级铜粉,其生产工艺还处在实验室的研究阶段,由于原料成本高,二次污染物严重,再处理困难,产品收率低,成本高,导致了产品售价奇高(每吨超微细铜粉的市场价格在150~5000万元)使客户难以接受,特别是在很多领域纳米级铜粉效果并不理想。
此外,由于超微细铜粉不像金属铜材料,在空气中容易氧化成为氧化铜,只能采用氮气保护,密封包装也影响了超微细铜粉的大规模推广与应用。

亚微米铜基2010年亚微米超细铜粉取得重点突破

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由太鲁研发的超微细铜粉粒径达到0.5~1.0微米(超过18000目),近球形,粒径均匀,纯度高(能谱分析铜含量达到99.94%以上,高于电解铜粉的99.8%),晶格稳定,抗氧化性能突出。
它有如下特点;
1,粒子细度合适;直径为0.1~3.0um,约18000目以上,突破了传统铜粉10um。
2,纯度高,可达到99.94%以上。
3,粒度分布相对集中,粉体性能好。
4,粒子球型度较好,便于分散。
5,复合抗氧化能力极强,便于储存与使用。
不但突破了长期以来金属铜粒子不能超过2500目的技术瓶颈,同时解决了纳米铜粒子在保存与使用中的难题,填补了世界超微细铜粉产业化的空白,超微细铜粉的大规模工业化清洁生产,也为超微细铜粉在相关高科技领域的应用打开了一扇方便之门,在发展节能,环保与绿色经济的新一轮大潮中,为下游产业的提升与产口性价比的提高,提供了物质基础与技术支持。
太鲁研发人员在天津大学,重庆大学,重庆市科学技术研究院,中国发明协会,重庆市发明协会专家教授大力支持下,历时4年,依托自主研发并申请国家发明专利(国家发明专利号:200810070259.8 201010225297.3 201010225280.8)的“化学循环还原合成技术”,“粒子控制与提纯技术”,“复合抗氧化技术”等核心技术,破解了超微细铜粉制备与规模化生产的系列难题,将超微细铜粉规模化生产变成了现实,成为国际上唯一能规模化工业生产亚微米铜基新材料的企业。

亚微米铜基铜基在国家十二五 七大新兴产业中的作用

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一,节能环保
1,修复保护发动机与运转机械,实现节能减排;
2,处理水中细菌污染,保护水资源;
3,作为燃烧催化剂,用于城市垃圾焚烧处理,降低燃烧温度,形成含铜肥料;
4,大幅增加发动机与机械设备使用寿命,实现设备再造,节约大量资源;
二,新能源
通过自动磨合修复风力与水力发动机运转部分,减少摩擦,明显提高风力与水力发电效率,降低成本,产生更多自然纯洁的绿色能源,满足生产与生活需求。
三,新材料
集合工业铜粉的金属特性与纳米铜粉的粉体性能,成为新一代功能性基础金属粉体新材料,广泛应用于传统产业的升级改造与新产品的开发,解决原来无法解决的一些重大技术难题。
四,信息技术
亚微米超微细铜粉具有良好的导热,导电性能,与油性,非油性材料混合,可以实现液体信息传输。
五,高端装备制造
1,作为研磨修复铜膏,用于设备的精密研磨与精加工;
2,通过发动机的磨合修复,在摩擦金属面上形成耐磨铜合金保护层,提高发动机的加工精度与相关性能指标。
六,生物医药
1,亚微米铜粉具有较高的活性与杀菌性能,可以顺利穿过人体细胞自动进入人体不同区域,弥补人体铜的自然流失,作为高性能催化剂促进人体免疫酶的合成,提高人体免疫能力,抑制老年痴呆及体质性疾病的产生;
2,亚微米超微细铜粉可以高效杀死细菌病毒。
七,新能源汽车
1,提供清洁便利的绿色能源;
2,与润滑油搭配使用,变滑动摩擦为滚动摩擦,减少摩擦阻力,增加新能源汽车的运行里程。

亚微米铜基亚微米铜基应用及产品

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亚微米铜基润滑修护油(PJ-130)为节能减排与发展低碳经济提供核心技术与产品支撑
亚微米铜基润滑修护油液PJ-130系是一种高科技新型产品。
亚微米铜基润滑液PJ-130系列产品,作为发动机摩擦修复与润滑保护领域新一代高科技复合润滑材料,自2009年9月面世以来,经过了大量的企业用户和个体用户的数千辆汽车应用试验,以及中国汽车工程研究院的专业检测认定,充分证明该新型科技产品不仅使用安全可靠,而且节能减排增效明显。
PJ-130不仅具备现在市场上各种润滑油的润滑与减磨功能,更具备独特的摩擦修复与铜基润滑保护功效,是润滑油品质提升历史上的又一次重大飞跃。
PJ-130产品作为一种高科技应用型新产品,其产业化应用的独特性主要体现在:
一、PJ-130产品在基础理论上突破了传统“润滑油”的单一“润滑减磨”功效,而将其直接转变为“摩擦修复”,攻克了摩擦学与应用领域最基础的课题,为节能减排提供了核心技术与新产品支撑。
目前,世界上有近50%的一次性煤炭石化能源被白白浪费在了摩擦损耗中,有50%的重大安全事故直接或间接是由机械摩损造成的,每年更有大量的机械设备与装置不是因为空气氧化,而是由于机械磨损被迫报废,所造成的能源与资源的巨大浪费是不可计数的,更加剧了对气候与自然环境的严重破坏程度。
早在上世纪六十年代形成的摩擦学属于一门交叉科学,摩擦、润滑与磨损作为摩擦学的三大基础课题,其中如何解决摩损一直是工程与材料学不断寻求解决的难题。现在,人们已经习惯了使用润滑油来减少磨损、保护发动机,但是润滑油只能延缓发动机的磨损,却无修复与保护功能,所以即使用当今最好的润滑油,用于世界最好的车发动机的润滑,发动机最终还是要不断磨损并最后导致报废,这种现象似乎已经被人们所习惯并认可。
PJ-130利用亚微米铜粉质软、粒子小、高活性、高粘附性、易导热性等特点,借助摩擦产生的高温、高压环境,逐步形成铜合金修复保护层,改摩擦损耗为摩擦修复,实现了机械摩擦与润滑保护根本性质的逆转,属于重大基础技术进步。
按照润滑经济学的概念,一旦摩擦润滑技术有实质性的突破,投入产出比将高达百倍以上,这远远高于现在正常的经济投入与收益比.由于摩擦修复与润滑保护几乎涉及所有行业,特别是在发动机精加工与保护领域,PJ-130在发动机及工业行业所带来的影响将是巨大的,所产生的效益更是不可限量的。
PJ-130的推广使用,在本质上是为新发动机精加工与旧发动机铜合金修复和润滑保护提供了一条新的精加工技术与铜基保护新材料,特别是利于减少尾气排放,这对我国发动机行业赶超世界先进水平与产品出口提供了更好的技术选择。
二、PJ-130铜基润滑修护油液产品与普通润滑油产品在润滑机理上的本质区别明显。
目前,无论是国产润滑油还是国外进口润滑油,均是用基础油加七大类添加剂调和而成。虽然合成基础油较矿物油在耐久性与稳定性方面有明显的提高,润滑油也从SF级逐步发展到了SL、SM甚至SN级,说到底润滑油只有润滑减磨效果而没有修复功能。所以,这些改进只属于产品质量的优化,属于量的提高,而不是质变,不同品牌之间的竞争只是品牌、质量稳定性与服务之间的竞争与差异,在质量上没有根本性的差异。
亚微米铜基润滑修护液的问世给人们带来新的希望,也引起了人们的不断重视。
PJ-130不仅是在组分上引入亚微米铜基新材料及其它材料,在功能上更具有实质性的突破。PJ-130除了具有普通润滑油的滑动摩擦,减少磨损功用外,利用亚微米铜基材料的诸多特性,借助摩擦产生的高温高压环境条件,在发动机运行过程中逐步实现自动摩擦修复与润滑保护的有机统一。特别是经过一定时间的充分磨擦修复后,会达到系统磨损与自动修复的最佳平衡,发动机的综合性能会恢复并达到最佳水平,真正实现节能减排与发动机寿命的大幅提高。所以PJ-130远不是润滑油从SN到SO级的升级,而是产品质量与功能的重大提升。
另外,现在市场上的各种润滑油添加剂只有发动机摩擦金属面保护作用,一是无法与金属面有效结合成为合金层,关键是修复量不够,不能减少磨损间隙。PJ-130具备铜合金修复功能,与发动机基体充分结合,提供修复要求厚度所需要的材料。
三、PJ-130与普通润滑油在实际应用上也有五大显著区别。
使用亚微米铜基润滑液较使用普通润滑油相比,会发生如下明显变化:
1、利用PJ-130中亚微米铜粉的高粘附性能,保护发动机,并提高发动机易启动性;
2、利用亚微米铜粉的弹性间隔保护作用,将保护发动机金属面将不再直接磨擦;
3、普通润滑油是滑动摩擦,使用PJ-130后变为亚微米弹性铜球滚动摩擦,摩擦系数大大减少,摩擦动力损失也明显降低,摩擦产生的热量也少的多;
4、PJ-130利用亚微米铜粉提高润滑油的导热性,将摩擦产生的少量热量快速带走,保持粘温性与较强动力输出,可保护长距离、高负荷、频繁启动等极端状况下汽车的动力与行驶安全性;
5、利用亚微米铜粉及铜合金的保护作用,即使运行20000公里后,润滑油仍保持较好的粘度与棕红颜色,而不是普通润滑油的灰黑色。
四、PJ-130使用方法简单方便
用最简单办法解决最复杂的难题,这既是哲学的概念,也是现代商务中的“功效学”概念。PJ-130在使用最显著的特点之一,就在它的“解决复杂问题的简便性”。
使用PJ-130前只要认真检查并用柴油严格清洗发动机里面的油垢与积碳,将PJ-130充分混合均匀后,按照润滑油正常方式添加即可。
添加PJ-130后,运行到5000、10000、15000、20000公里进行例行检查并补加。
一般情况下,添加PJ-130运行到15000公里后基本完成发动机的铜基修复,到30000公里发动机处于最佳平衡状态,动力、节油、减排与噪音降低效果会很好地展现出来。
10000-20000公里换机油后,处于很好地保护状态,按照每5000公里例行检查。
五、PJ-130使用已获得五大效果验证。
添加PJ-130铜基润滑修护油液后,开启发动机,空挡运行10分钟效果逐步展现出来,观察发动机噪音与振动会明显下降,怠速下降更明显,尾气汽油味道也会发生明显变化,发动机动力逐步提升,运行1000公里后这五大效果会更加明显与稳固,节油效果也会逐步体现出来。
随着发动机不断自行修复,发动机性能参数将进一步优化,发动机性能恢复并逐步达到最佳状态,甚至可以超过出厂时的水平。
对于新车可解决发动机磨合安全性这一行业性难题,提高加工精度,缩短磨合周期,减少磨损量,发动机性能也会得到进一步提高。这对于像北京、广州这些限购新车与尾气排放强制达标的城市,使用PJ-130进行旧车修复与保护,会给客户带来很多实际价值。
太鲁科技最早使用PJ-130的北京现代伊兰特1.6排量手动档车,已经4.8万公里没有换润滑油,总行驶里程已经超过17.8万公里,添加PJ-130后一直使用90号汽油,送重庆汽车尾气检测站检查,尾气排放均低于标准数值90%左右,减排效果非常明显。
六、使用PJ-130A产生的效益分析
1、安全可靠:亚微米铜粉质软,颗粒小于3微米,可顺利通过滤芯,不会伤害发动机;
2、降低润滑油采购成本:使用PJ-130可连续运行30000公里以上不换机油,低于进口润滑油每公里润滑油运行成本,更低于市场复合润滑油的费用;
3、节约燃油与燃气,产生巨大直接经济效益:重庆市某出租车公司正在做试验,节气率在4%到30%不等,如果使用90号汽油替代93号汽油,按照重庆市价,可节约5.3%;
4、间接效益明显:增加动力,降低噪音与振动,减少发动机维修费用;
5、社会效益显著。“黄牌”变“绿牌”,减少尾气排放,增加发动机寿命,解决大量制造新汽车的宝贵资源。
七、让用户直接可观察到产品品相。
用户能直接看到亚微米铜粉的棕红颜色,看到亚微米铜基材料良好的悬浮性能,这也是与普通润滑油与其它润滑油的明显区别。
八、市场前景展望
PJ-130应用于汽车发动机的摩擦修复与铜基润滑保护,这是摩擦润滑基本理论与基础润滑材料的一次重大创新,将会对汽车维护,对当前世界节能减排与资源、气候保护将起到巨大的推动作用,将充分体现科学技术是第一生产力的巨大魅力。
在后危机时代,在世界节能减排与发展低碳经济的重大竞争中,通过亚微米铜粉这种具有广泛用途的功能型基础润滑材料的科技开发与工业化生产,可为国家十二五规划中重点发展的七大新兴产业中的“节能减排产业”发展提供核心技术支持和示范性新产品支撑,PJ-130对传统汽车工业的产业升级也会起到巨大的作用。
PJ-130产品有作为一家 “以科技创新促产业报国,用先导技术惠国利民”为理念的重庆太鲁科技公司这样的新成长型企业做支撑,将不断会用更新的升级换代技术推进该新产品升级换代,以满足社会可持续向前发展的新要求。
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