【技術開發單位】中國科學院上海硅酸鹽研究所

　　【技術簡介】中國科學院上海硅酸鹽研究所從1987年開始，在國內率先開展高性能碳化硅陶瓷的研究。在國家“十一五”“863”計劃支持下，在國內率先開展新型碳化硅陶瓷熱交換部件的研究開發；2009年成功研制出碳化硅陶瓷熱交換管，主要性能達到國際先進水平。2010年成功研制出1500mm長碳化硅陶瓷熱交換管，2012年開始建立3000mm長碳化硅陶瓷熱交換管的中試生產線。
　　碳化硅陶瓷在熱交換領域的應用主要特點在于其高導熱和全面的耐腐蝕性能。對于這種長管、薄壁結構來說，必須采用擠出成型和常壓固相燒結工藝實現。
　　對于B-C固相燒結體系來說，實現其在水基漿料中的分散是較為困難的。特別是納米碳黑的水基分散是公認的技術瓶頸。上海硅酸鹽研究所在碳化硅陶瓷領域的長期技術積累，解決了這個難點，將納米碳黑進行表面改性，能夠實現其在碳化硅漿料中的均勻分散。
　　另一方面，高純碳化硅陶瓷水基擠出成型的關鍵在于合理的粉體處理工藝。均勻分散、高流動粉體和高塑性泥料是關鍵。基于碳化硅陶瓷在航空、航天等領域的粉體處理核心技術，引入到水基擠出成型工藝中來，順利實現了碳化硅陶瓷熱交換管的擠出成型。
　　最后，對于長管、薄壁碳化硅陶瓷熱交換管的高溫變形控制是至關重要的。上海硅酸鹽研究所在各種碳化硅光學部件復雜形狀的精密加工技術、可靠的低應力燒結保證了碳化硅熱交換管的高溫燒結。

　　【技術特點】碳化硅陶瓷熱交換管的生產技術特點在于國產化粉體改性處理、連續化水基擠出成型、自動化干燥和無變形高溫燒結等整套裝備和技術。該技術的優勢在于生產連續化、自動化和高效率。
　　國內目前尚無掌握高性能碳化硅陶瓷熱交換管的研制廠家，特別是長度1500mm以上的制備技術沒有取得突破。國際上僅有法國圣戈班公司具備碳化硅陶瓷熱交換管的生產能力。
　　從產品性能指標上看，上海硅酸鹽所碳化硅陶瓷熱交換管的主要性能指標與國際公司相當；從技術成熟度來說，法國圣戈班公司已實現碳化硅陶瓷熱交換管的商業化生產，全套生產線已經完善。上海硅酸鹽所尚處于中試放大研發階段，但已經小批量研制出1500mm長度碳化硅陶瓷熱交換管，正在進行3000mm長中試生產線的建設，并且建立了相關企業技術標準，完成了行業技術標準的起草工作；從產品價格上來說，國外產品無論在原材料還是人力成本上均處于劣勢，國產碳化硅陶瓷熱交換管在產品價格方面具有較明顯的優勢。

　　【技術指標】
密度：³ 3.05 g/cm3；徑向抗壓強度：³ 400MPa；斷裂韌性：³3.5 MPa×cm1/2

熱導率：³ 120 W/m×K；熱膨脹系數（室溫～1200℃）：4.0～5.0×10-6·K-1；外徑尺寸：15～40mm；長度：3000mm；壁厚：1.5～4.0mm；國產碳化硅陶瓷粉體：平均粒徑d50£ 0.5 μm，純度³ 99%，成本£ 200元/公斤。

　　【技術水平】國際先進

　　【可應用領域和范圍】電力、鋼鐵、冶金、化工、機械、紡織等工業領域熱交換器及冷凝器核心部件，特別適用于耐高溫、耐高壓、耐強酸強堿腐蝕、耐高速氣流沖刷、耐顆粒磨損等苛刻工況條件。

　　【專利狀態】已獲得專利3項，申請專利4項。

　　【技術狀態】小批量生產階段

　　【合作方式】合作開發

　　【投入需求】項目首期總投資1.6億元人民幣。

　　【轉化周期】2年

　　【預期效益】目前對節能減排和環保的要求越來越高，高溫、高壓、強酸堿腐蝕環境下的熱交換市場需求越來越迫切。碳化硅陶瓷換熱器是一種新型高性能換熱器，它綜合利用了碳化硅陶瓷的高強度、耐高溫、高導熱和全面的耐酸堿腐蝕特性，一旦取得推廣應用，其帶來的經濟效益和社會效益都將是巨大的。據相關統計預測到2015 年石墨換熱器的潛在市場容量200 億元以上，氟塑料和貴金屬換熱器分別在100 億元左右。假如其中即使有20%的碳化硅陶瓷換熱器取代，2015年碳化硅陶瓷換熱器的市場容量達80 億元以上。

　　【聯系方式】黃政仁  021-52414901/13918091890