| 学科专业评审组: | 机械组 | | 项目名称: | 极端工况透平动力装备表面长效防护涂层关键技术及产业化应用 |
| 提名单位: | 陕西省教育厅 |
| 提名等级: | 一等奖 |
| 提名单位意见: | 该成果聚焦极端工况透平动力装备核心部件表面防护涂层,针对涂层材料进口依赖、多维度性能相互制约、制备工艺稳定性差、产业化体系缺失等共性技术瓶颈,历经十余年产学研用协同攻关,从粉体可控创制、涂层定向制备到全流程稳定性控制全链条入手,突破了高性能涂层关键工艺与装备技术,开发了热-力-化协同诱导非平衡结构重构的高流动性粉体调控技术及制粉成套装备、宽速域高能等离子喷涂装备、基于喷涂颗粒离散抑制与全过程动态精确控制的涂层稳定性控制技术,构建了覆盖原料、工艺、装备与验证的全链条自主技术体系。项目成果已成功应用于航空航天、能源装备、工业阀门及矿山机械等领域国家重大工程。其中,涂层技术在陕鼓动力离心、轴流压缩机与高炉煤气余压透平发电装置(TRT)机组上实现批量应用,连续无故障运行时长延长3倍以上,有力提升了陕西省透平装备产业链核心竞争力;中国航发动力完成某两型航空发动机及两型燃气轮机多批次导向叶片高质量工程化制备,有效解决了叶片涂层剥落难题。项目成果产生了显著的经济效益、社会效益和军事效益,为陕西省高端装备制造产业高质量发展提供了核心技术与装备保障。成果材料齐全、规范,无知识产权纠纷,人员排序无争议,符合陕西省科学技术进步奖提名条件。 |
| 项目简介: | 

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| 客观评价: | 

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| 应用情况和效益: | 

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| 主要知识产权和标准规范等目录: |  |
| 主要完成人: | - 姓名:白宇
排名:1 行政职务:无 技术职称:教授 工作单位:西安交通大学 对本项目技术创造性贡献:白宇是项目总负责人,在3项科技创新中做出了创造性贡献,并主导完成透平三类涂层体系选材、制备与批次稳定性相关研究工作。在低成本涂层粉体材料制备技术中,提出了热-力-化协同诱导非平衡结构重构的高流动性粉体调控新思想;在高性能涂层创制与宽速域高能等离子喷涂技术中,提出了等离子体原位剪切细化诱导涂层细密化结构设计;在涂层质量稳定控制技术中,提出了喷涂过程与涂层质量关联的全流程稳定精准控制方法。总体负责本项目申报材料准备工作,在项目工作中投入的工作量占本人工作量的80%,并在10项发明专利中做出了创新性贡献。主要贡献证明材料附件编号:1-4、1-1-1~3、2-1-14、2-2-1~7、2-3-1~2。 曾获国家科技奖励情况:(1)苛刻服役工况下低成本高可靠性功能涂层的基础理论与应用开发,2025年,陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖,一等奖,排名第1;
(2)高品质低成本快熔强凝非晶-晶体粉体制备及应用,2026年,第八届全国设备管理与技术创新成果奖,一等奖,排名第2,CAPE-CXCG-2026-J-1-398。 - 姓名:郭文勇
排名:2 行政职务:无 技术职称:高级工程师 工作单位:西安陕鼓动力股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:郭文勇作为项目团队骨干,在科技创新点2和3中做出了创造性贡献,并负责推广耐磨防腐及可磨耗封严涂层在离心、轴流压缩机、TRT等产品上应用。在高性能涂层创制与宽速域高能等离子喷涂技术中,提出了一种润滑相高度弥散分布的耐磨减磨涂层制备方法,解决了严酷工况下高性能可磨耗封严涂层的工艺适配缺陷与性能制衡难题,实现了耐磨防腐涂层、可磨耗封严涂层在装备上的研制与可靠性应用,对TRT机组涂层产品的推广应用做出了重要贡献。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的80%,并在1项发明中做出了创新性贡献。主要贡献证明材料附件编号:1-1-1、1-3~4、2-1-1、2-1-9~10、2-1-14。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:黄宝庆
排名:3 行政职务:室主任 技术职称:高级工程师 工作单位:中国航发动力股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:黄宝庆作为项目团队骨干,在科技创新点2和3中做出了创造性贡献,负责航空发动机及燃气轮机热障涂层的批次稳定性制备与工程化应用。围绕航空发动机及燃气轮机热障涂层的稳定化制备,开展了热障涂层从粉体材料到航空发动机/燃气轮机两机整机集成的全流程工程化关键技术攻关,并完成了两型航空发动机及两型燃气轮机多批次导向叶片的高质量工程化制备指导,对项目热障涂层工程化落地应用的推动具有创造性贡献。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的80%。主要贡献证明材料附件编号:1-3~4、2-1-2、2-1-14。 曾获国家科技奖励情况:(1)高温可磨耗复合梯度涂层技术,2016年,中国航空学会科学技术奖,三等奖,排名第7,编号无;
(2)燃机涡轮导向叶片自动化涂覆技术及应用,陕西省职工优秀科技创新成果奖,金奖,排名第3,编号无;
(3)爆炸喷涂制备高温自润滑刷式封严涂层技术,陕西省航空学会科学技术奖,三等奖,排名第5,HKJ2021-003-03。 - 姓名:荀鹏
排名:4 行政职务:部长助理 技术职称:高级工程师 工作单位:西安陕鼓动力股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:荀鹏作为项目团队骨干,在科技创新点3中做出了创造性贡献,负责喷涂过程与涂层质量关联的全流程稳定性控制方法研究。针对喷涂成型过程中涂层质量批次稳定性大等难题,协同提出了喷涂过程与涂层质量关联的全流程稳定性精准控制方法研究,构建了工艺数据库-熔滴沉积行为-涂层服役性能的内禀关系,对推动涂层工程化落地应用具有创造性贡献。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的80%。主要贡献证明材料附件编号:1-3~4、2-1-1、2-1-9~10、2-1-14。
曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:王玉
排名:5 行政职务:无 技术职称:副教授 工作单位:西安交通大学 对本项目技术创造性贡献:王玉作为项目团队骨干,在科技创新点2中做出了创造性贡献,主要负责揭示等离子体原位剪切细化诱导涂层细密化结构新机制。针对传统等离子喷涂存在颗粒-射流交互机理模糊、热动力参数调控区间窄、微观组织可控性差的技术短板,在高性能涂层创制与宽速域高能等离子喷涂技术中,提出了兼具相稳定的自增强多模式纳米结构、高结合的同/异质多界面毫米级厚质热障涂层以及纳米尺度柱/孔/非晶结构热障涂层等制备方法。并负责本项目申报材料的准备工作,在项目工作中投入的工作量占本人工作量的80%,并在9项发明专利中做出了创新性贡献。主要贡献证明材料附件编号:1-1-2~3、1-3~4、2-1-14、2-2-1~7、2-3-1~2。 曾获国家科技奖励情况:(1)苛刻服役工况下低成本高可靠性功能涂层的基础理论与应用开发,2025年,陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖,一等奖,排名第2;
(2)高品质低成本快熔强凝非晶-晶体粉体制备及应用,2026年,全国设备管理与技术创新成果奖,一等奖,排名第7,CAPE-CXCG-2026-J-1-398。 - 姓名:谷臻
排名:6 行政职务:无 技术职称:副教授 工作单位:西安交通大学 对本项目技术创造性贡献:谷臻作为项目团队骨干,在科技创新点1中做出了创造性贡献,负责攻克透平防护涂层高性能、低成本粉体可控制备关键技术及制粉成套设备。针对国内高端透平装备关键部件表面用三大类核心防护涂层粉体长期依赖进口、价格昂贵、供货受限,以及国产粉体组分偏析、结构缺陷多、性能不稳定、适配性差等产业痛点,开发了多系列低成本、高稳定性、工况适配型国产化专用粉体材料,实现核心涂层材料完全自主可控、成本大幅下降、综合性能优于进口同类产品,从源头解决供应链安全与制造成本难题。并负责本项目申报材料的准备工作,在项目工作中投入的工作量占本人工作量的70%。主要贡献证明材料附件编号:1-3~4、2-1-14、2-3-2。 曾获国家科技奖励情况:高品质低成本快熔强凝非晶-晶体粉体制备及应用,2026年,全国设备管理与技术创新成果奖,一等奖,排名第1,CAPE-CXCG-2026-J-1-398。 - 姓名:祖佳豪
排名:7 行政职务:无 技术职称:讲师 工作单位:西安交通大学 对本项目技术创造性贡献:祖佳豪作为项目团队骨干,在科技创新点2中做出了创造性贡献,负责建立粉体-涂层结构遗传与性能传递关系并完成高性能涂层的定向创制。依据项目原创提出的等离子体原位剪切细化新方法,突破传统喷涂单一热沉积成型思路,构建涵盖封严、耐磨、热障全系列透平防护涂层的微纳层级结构与弥散相精准适配调控新体系,建立了“粉体-涂层结构遗传与性能”传递关系,对本项目的高性能涂层创制做出了创造性贡献。并负责本项目申报材料的准备工作,在项目工作中投入的工作量占本人工作量的60%。主要贡献证明材料附件编号:1-3~4、2-1-14。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:梁忠效
排名:8 行政职务:中心副主任 技术职称:正高级工程师 工作单位:中国航发动力股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:梁忠效作为项目团队骨干,在科技创新点3中做出了创造性贡献,主要负责主导航空发动机及燃气轮机热端部件涂层考核与适配技术,对推动涂层部件级性能的考核与可靠性验证做出重要贡献。在项目工作中投入的工作量占本人工作量的60%。主要贡献证明材料附件编号:1-3~4、2-1-2、2-1-14。 曾获国家科技奖励情况:(1)荣获2014年度中国航空协会三等奖,排名第6,编号无;(2)荣获2024年度中国航空发动机集团有限公司三等奖,排名第5,2024029J-R05;(3)荣获2026年度陕西省航空学会二等奖,排名第3,编号无;(4)荣获2026年度中国航空发动机集团有限公司三等奖,排名第7,编号无。 - 姓名:席生岐
排名:9 行政职务:董事长 技术职称:教授 工作单位:陕西智奇开物新材料有限公司 对本项目技术创造性贡献:席生岐作为项目团队骨干,在科技创新点1中做出了创造性贡献,主要负责高性能、低成本粉体成分设计。依据热-力-化协同诱导非平衡结构重构的粉体调控新技术,系统揭示粉体失效机理、均质化机制与成型调控规律,为实现高端透平装备防护涂层粉体国产化制造的推动做出创造性贡献。在项目工作中投入的工作量占本人工作量的60%。主要贡献证明材料附件编号:1-3~4、2-1-4,2-1-6、2-1-14、2-3-2。 曾获国家科技奖励情况:(1)高品质低成本快熔强凝非晶-晶体粉体制备及应用,2026年,全国设备管理与技术创新成果奖,一等奖,排名第3,CAPE-CXCG-2026-J-1-398;
(2)第七届全国设备管理与技术创新成果一等奖;
(3)新世纪优秀人才支持计划。 - 姓名:代芳
排名:10 行政职务:无 技术职称:工程师 工作单位:西安陕鼓动力股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:代芳作为项目团队骨干,在科技创新点3中做出了创造性贡献,主要负责TRT机组防护涂层批量制备与检测。在项目工作中投入的工作量占本人工作量的60%。主要贡献证明材料附件编号:1-3~4、2-1-1、2-1-14。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:杨岐平
排名:11 行政职务:无 技术职称:高级工程师 工作单位:西安陕鼓动力股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:杨岐平作为项目团队骨干,在科技创新点3中做出了创造性贡献,主要负责TRT机组防护涂层工程应用验证。在项目工作中投入的工作量占本人工作量的60%。主要贡献证明材料附件编号:1-3~4、2-1-1、2-1-14。 曾获国家科技奖励情况:(1)4000立方米以上大型高炉配套用轴流压缩机及TRT智能发电装置,2011年,西安市科学技术奖,一等奖,排名第2;
(2)大型高炉能量回收发电装置,2011年,中国机械工程学会节能及绿色工业科研成果奖,三等奖,排名第1. - 姓名:胡江波
排名:12 行政职务:无 技术职称:高级工程师 工作单位:中国航发动力股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:胡江波作为项目团队骨干,在科技创新点3中做出了创造性贡献,主要负责热障涂层批次稳定制备工艺优化与工艺数据库建立。在项目工作中投入的工作量占本人工作量的60%。主要贡献证明材料附件编号:1-3~4、2-1-2、2-1-14。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:原红星
排名:13 行政职务:无 技术职称:高级工程师 工作单位:中国航发动力股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:原红星作为项目团队骨干,在科技创新点3中做出了创造性贡献,主要负责热障涂层失效分析、设计制造与性能评价。在项目工作中投入的工作量占本人工作量的60%。主要贡献证明材料附件编号:1-3~4、2-1-2、2-1-14。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:赵斯雨
排名:14 行政职务:副总经理 技术职称:无 工作单位:宝鸡市新福泉机械科技有限公司 对本项目技术创造性贡献:赵斯雨作为项目团队骨干,在科技创新点2和3中做出了创造性贡献,主要负责新型耐磨防腐涂层材料制备与技术推广。在项目工作中投入的工作量占本人工作量的60%。主要贡献证明材料附件编号:1-3~4、2-1-5、2-1-8、2-1-14。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:张庭扬
排名:15 行政职务:总经理 技术职称:无 工作单位:洛阳铭天再制造科技有限公司 对本项目技术创造性贡献:张庭扬作为项目团队骨干,在科技创新点2和3中做出了创造性贡献,主要负责涂层专用喷涂设备的研制、涂层制备与再制造工程化应用。在项目工作中投入的工作量占本人工作量的60%。主要贡献证明材料附件编号:1-3~4、2-1-3、2-1-7、2-1-14。 曾获国家科技奖励情况:无
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| 主要完成单位及创新推广贡献: | - 单位名称:西安交通大学
单位贡献:西安交通大学是本项目的第一完成单位,负责本项目的顶层设计、技术论证、组织协调。
科技创新贡献:主要负责承担涂层微观机理探索与原创材料体系设计。具体包括:(1)开发了热-力-化协同诱导非平衡结构重构的高流动性粉体调控新技术;(2)解决了传统粉体制备依赖热力学平衡路径、难以兼顾性能与成本的固有瓶颈;(3)实现了热障涂层用粉体材料、耐磨防腐涂层用粉体材料、可磨耗封严涂层用粉体材料等三类高性能粉体的低成本制造技术。
应用推广贡献:本项目面向国家重大需求与面向经济主战场,所开发的多元稀土共稳氧化锆热障涂层用粉体材料、耐磨防腐涂层用粉体材料、可磨耗封严涂层用粉体材料已成功推广应用至西安陕鼓动力股份有限公司、中国航发动力股份有限公司等国内骨干企业,覆盖航空发动机关键热端部件、离心压缩机、轴流压缩机、高炉余压能量回收透平机组(TRT)等我国重大装备的防护应用。经工程化应用验证,大幅降低设备检修频次、备件更换及运维支出,显著提升了我国高端透平装备的市场竞争力与产品附加值。项目的实施打通了从基础研究到工程应用的全链条,为我国透平动力装备热防护、耐磨封严涂层材料体系实现自主可控与产业化落地筑牢了核心材料根基,综合经济效益与社会效益突出。
- 单位名称:西安陕鼓动力股份有限公司
单位贡献:西安陕鼓动力股份有限公司是本项目的主要成员单位,全面承担了本项目封严、耐磨防腐高性能涂层材料在透平整机上的制造集成、工程应用验证与产业化推广工作。
科技创新贡献:(1)实现了高性能涂层在透平整机关键部件上的集成制造,将本项目研发的耐磨防腐涂层及可磨耗封严涂层高性能粉体材料,成功集成应用于高炉煤气余压回收透平发电装置(TRT)、轴流压缩机等核心透平装备的关键部件制造中;(2)攻克了大尺寸复杂构件涂层均匀性控制、涂层与基体界面适配性工程化难题,有效解决了单一涂层无法兼顾防腐与耐磨性能的技术瓶颈;(3)完成极端工况下的长周期工程应用验证,相关涂层应用在TRT机组连续无故障运行时长延长3倍以上。
应用推广贡献:围绕能源装备制造,为冶金、石油、化工、电力、环保等国民经济各领域提供轴流压缩机、离心压缩机和TRT等重大核心装备,相应涂层产品已销往全球100多个国家和地区,成功应用在3000余台机组上,广泛应用于太原钢铁集团有限公司、广西南国铜业有限责任公司、俄罗斯北方钢铁集团等国际知名钢铁企业,有效打破了国外企业在特大型高炉高端透平装备领域的技术和产品垄断,为我国透平动力装备涂层材料体系的自主可控与规模化工程应用提供了坚实支撑。
- 单位名称:中国航发动力股份有限公司
单位贡献:中国航发动力股份有限公司是本项目的主要成员单位,全面承担了本项目航空发动机热端部件涂层考核与适配工作。
科技创新贡献:(1)攻克了导向叶片热障涂层易剥落的核心技术瓶颈,从工艺源头有效抑制了涂层剥落倾向;(2)建立了热力耦合苛刻服役工况下的加速试验考核平台,可高效评价涂层在极限工况下的失效模式与寿命极限;(3)形成了涵盖涂层失效分析、设计制造与性能评价的全链条创新体系,为导向叶片等离子喷涂热障涂层技术实现标准化、高质量提供坚实的理论支撑与工程指导。
应用推广贡献:自2017年起,中国航发动力股份有限公司全面推进工程化落地应用,持续迭代优化并实现规模化生产,已成功完成某两型航空发动机及两型燃气轮机多批次导向叶片的高质量工程化制备,大幅度降低了涂层返修率及全生命周期运维成本,显著提升了航空发动机热障部件的可靠性与经济性,有效提升了我国航空发动机热端部件涂层的自主保障能力,经济与国防战略价值极为突出。
- 单位名称:陕西智奇开物新材料有限公司
单位贡献:陕西智奇开物新材料有限公司是本项目的主要成员单位,主要承担了新型涂层材料与粉体中试验证工作。
科技创新贡献:(1)建成了高品质耐磨防腐涂层用粉末中试验证平台,建立了涵盖机械合金化、等离子球化、粉体分级与收集的全流程中试验证线;(2)突破了短时机械合金化与等离子球化协同工艺,实现了组元在粉末颗粒内部的纳米尺度均匀混合与高球形度、高致密度涂层用粉末的稳定制备;(3)建立了粉末“制备-表征-涂层应用”的完整评价体系,为高熵合金-碳化物耐磨防腐涂层等新型涂层材料的工程化应用提供了可靠的数据支撑与工艺参数包。
应用推广贡献:自2023年起,成功批量制备出适用于腐蚀环境的耐磨耐蚀专用合金球化粉末,月产量稳定达3吨,累计生产球形合金粉末110吨。产品在粉末球形度、粒度分布、流动性等关键指标上均达到行业先进水平,所制备的高品质球形合金粉末已成功应用于3D打印高熵合金涂层领域,在增材制造与表面工程领域实现广泛应用,有效替代进口同类产品与降低下游用户的原材料成本,已在苏州明万新材料科技有限公司实现应用。通过工艺优化与装备自主设计,单台等离子球化设备采购成本较市场同类产品低120万元,运行能耗减少200kW,每公斤粉末利润较传统工艺提升54.7%,经济效益显著。
- 单位名称:宝鸡市新福泉机械科技有限公司
单位贡献:宝鸡市新福泉机械科技有限公司是本项目的主要成员单位,主要承担了新型涂层材料制备与推广。
科技创新贡献:(1)协助西安交通大学开发出高性能重防腐涂层、内孔耐磨防腐涂层及高硬耐磨熔覆层等核心防护涂层技术,协助研制的特种高性能重防腐涂层产品在致密性、结合强度及耐盐雾腐蚀等关键指标上达到行业领先水平;(2)协同西安交通大学攻关厚质热障涂层在高强化柴油机应用中的可靠性制备技术,该项目获军科委“国际首次”认定,涂层隔热性能、界面结合强度及热稳定性能全面达标;(3)协助西安交通大学完成TRT叶片耐磨防腐涂层的制备与推广应用。
应用推广贡献:实现联合研发的高性能重防腐涂层产品规模化推广,广泛应用于航空航天、新能源、石油化工等领域,并在宝鸡石油机械有限责任公司大规模应用;同时,在西安交通大学带领下,协助攻关的厚质热障涂层制备技术及其在高强化柴油机上的成功应用,充分验证了本技术体系在极端工况下的可靠性与适用性,有力支撑了我国高端动力装备关键零部件的自主防护能力提升,经济与国防战略价值显著。
- 单位名称:洛阳铭天再制造科技有限公司
单位贡献:洛阳铭天再制造科技有限公司是本项目的主要成员单位,主要承担了负责涂层制备与再制造工程化应用。
科技创新贡献:(1)实现了对热障涂层孔隙率的精准调控转化技术应用,对不同工艺参数下的喷涂粒子飞行速度及粒子表面温度的优化与测量,实现了对热障涂层孔隙率的精确控制;(2)开发出适用于工业阀门球体及阀座的高压防腐涂层加工工艺,有效解决了涂层在严苛工况下孔隙率难以精准调控与复杂型面修复再制造的技术难题。(3)突破氧化钛陶瓷涂层核心性能指标,成功将涂层孔隙率控制在1%以下、结合强度提升至78 MPa,核心性能指标达到国际领先水平。
应用推广贡献:经过规模化应用验证,累计加工涂层阀门超过10000台(套),运行稳定可靠,完全替代了此前依赖进口的涂层方案,覆盖冶金行业用高压耐酸球阀、高温高压耐磨球阀及大口径耐腐蚀球阀等全系列产品。纽托克流体控制有限公司应用后单台(套)节约涂层成本约0.3万元,年节约采购成本300万元,四年累计节约1200万元;生产周期由原进口方案最长120天缩短至45天以内;因涂层质量提升,阀内件更换频率明显下降,年维修成本较应用前降低约30%,且四年运行期间未发生因涂层质量问题导致的失效事故,充分验证了涂层技术在大规模工业化生产中的成熟度与可靠性。
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| 完成人合作关系说明: | 完成人合作关系说明:1
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