学科专业评审组:机械组
项目名称:异质材料界面冶金调控精密钎焊关键技术与装备
提名单位: 中共陕西省委军民融合发展委员会办公室
提名等级:二等奖
提名单位意见: 该成果面向航空航天、核工程及功率电子等重大装备对异质材料精密连接的迫切需求,发明了异质钎焊构型化复合钎料设计与制备、界面冶金反应路径选择性调控、多工序协同精密钎焊技术及装备,解决了异质母材钎料适配性不足、界面多相反应难以控制以及复杂构件制造精度与一致性差等难题。研制的系列复合钎料、精密钎焊工艺及专用装备已应用于液体火箭发动机推力室、航空发动机尾喷管构件及火警探测器、卫星功率模块、空间核反应堆电源组件等关键产品制造,成果创新突出。该项目获授权国家发明专利37项,制定团体及企业标准2项,发表SCI论文112篇;培养国家级领军1人次、国家级青年人才3人次,省部级人才4人次,博士研究生9名、硕士研究生34名。相关成果获得中国材料研究学会科学技术奖一等奖、中国有色金属工业科学技术奖一等奖等科技奖励,在10余家单位的20余种产品中实现应用,近三年新增销售收入约7.09亿元,取得了显著的经济效益、国防效益和社会效益。成果材料齐全、规范,无知识产权纠纷,人员排序无争议,符合陕西省技术发明奖提名条件。
客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权目录:

主要完成人:
  1. 姓名:陈海燕
    排名:1
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:该项目总负责人,负责总体技术路线设计、关键技术攻关、成果集成及应用推广。提出了异质钎焊构型化复合钎料设计思想,发明了陶瓷基复材/镍基高温合金夹芯钎料制备技术,对第1项技术发明做出贡献;提出了界面反应路径调控方法,对第2项技术发明做出贡献;构建了多工序协同精密钎焊总体技术体系,对第3项技术发明做出贡献。支撑材料:主要知识产权1、7,科技奖励(其他附件2.13、2.16)。
  2. 姓名:付伟
    排名:2
    行政职务:系主任
    技术职称:教授
    工作单位:哈尔滨工业大学(威海)
    完成项目时所在单位:哈尔滨工业大学(威海)
    对本项目技术创造性贡献:发明了面向陶瓷、石墨等低活性材料的活性复合钎料及低温连接方法,阐明了活性元素在固液界面的润湿、扩散和反应行为,对第1、2项技术发明做出贡献;研发了能场辅助界面调控及精密钎焊工艺,参与多工序协同连接技术开发,对第3项技术发明做出贡献。支撑材料:主要知识产权3-6,科技奖励(其他附件2.15)。
  3. 姓名:王鹏程
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:发明了钎料功能组元和颗粒增强构型化复合钎料,提出了功能组元表面阻挡层调控方法,实现了钎料热膨胀特性、界面反应和接头残余应力协同控制,对第1项技术发明做出贡献。支撑材料:主要知识产权1,科技奖励(其他附件2.13)。
  4. 姓名:宋晓国
    排名:4
    行政职务:院长
    技术职称:教授
    工作单位:哈尔滨工业大学(威海)
    完成项目时所在单位:哈尔滨工业大学(威海)
    对本项目技术创造性贡献:发明了陶瓷、石墨及金属间化合物用系列复合钎料和连接方法,对第1项技术发明做出贡献;研发了超声辅助、真空复合精密钎焊技术及装备,对第3项技术发明做出贡献。支撑材料:主要知识产权2-6,科技奖励(其他附件2.14)。
  5. 姓名:郭伟
    排名:5
    行政职务:系副主任
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:建立了异质材料钎焊温度场、应力场和界面反应过程的数值分析方法,阐明了钎料构型、热循环及材料物性差异对界面应力和构件变形的影响规律,为界面反应路径及工艺窗口确定提供了理论依据,对第2项技术发明做出贡献。支撑材料:主要知识产权8-10,科技奖励(其他附件2.16)。
  6. 姓名:潘兆义
    排名:6
    行政职务:主任
    技术职称:研究员
    工作单位:西安航天发动机有限公司
    完成项目时所在单位:西安航天发动机有限公司
    对本项目技术创造性贡献:负责该项目技术在液体火箭发动机异质材料热端构件中的工程验证与型号应用,提出了大型铜/钢/钛流道构件钎料预置、精密装配、热循环和变形协同控制方法,参与专用工艺及装备工程化,对第3项技术发明做出贡献。支撑材料:科技奖励(其他附件2.13)。
主要完成单位情况:
  1. 单位名称:西北工业大学
    单位贡献:项目第一完成单位,负责项目总体构思、技术路线设计、关键技术攻关、成果集成与组织实施。(1)提出异质钎焊界面构型化设计思想,发明了构型化复合钎料设计与制备技术,突破均质钎料成分功能单一、界面反应与残余应力难以兼顾的技术瓶颈,实现钎料组元、空间构型与界面功能的协同设计。(2)揭示异质钎焊多组元、多相界面反应与组织演化规律,发明了界面冶金反应路径选择性调控技术,实现脆性反应相生成、界面元素迁移和接头残余应力的协同控制。(3)建立异质材料多工序协同精密钎焊方法,完成关键工艺、专用工装及质量控制技术集成,推动项目成果在陶瓷/金属、复材/金属及金属/金属等典型异质构件中的应用。相关成果构成项目第1、7、8、9、10项主要知识产权的核心理论和技术基础。

  2. 单位名称:哈尔滨工业大学(威海)
    单位贡献:项目主要完成单位,负责活性复合钎料、界面活化调控、能场辅助精密钎焊及专用装备研发。(1)发明了面向陶瓷、石墨等难润湿材料的活性复合钎料及界面反应调控方法,实现界面反应层连续性及组织均匀性的有效控制。(2)发明了激光表面活化、反应金属化和超声能场辅助界面调控技术,建立活化状态、元素扩散与冶金反应路径之间的关联,解决异质材料连接中界面润湿困难、脆性反应相易连续生长等问题。(3)研制了表面活化、超声辅助及真空封接等多工序协同精密钎焊装备,形成材料表面处理、界面活化、真空钎焊和过程调控相衔接的工艺装备体系。相关成果对项目第2-6项主要知识产权均作出了重要贡献。

  3. 单位名称:西安航天发动机有限公司
    单位贡献:项目主要完成单位和工程应用单位,负责提出液体火箭发动机异质材料构件的工程需求,开展工艺适配、装备应用、产品试制、可靠性考核及型号验证。(1)针对液体火箭发动机热端构件材料体系复杂、流道结构精密、钎焊面积大及服役条件苛刻等特点,参与建立大尺寸热力组件界面调控与多工序协同精密钎焊技术方案。(2)开展钎料装配、温度场控制、加压约束、变形控制及焊后质量评价等关键工艺研究,推动构型化复合钎料和界面冶金反应路径调控技术向复杂构件制造转化。(3)完成相关技术在大尺寸热力组件中的工程验证和型号应用,满足设计与服役要求。相关成果为项目第1、2、3项技术发明点的工程成熟度、应用可靠性及推广价值提供了重要支撑。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处