技术转让项目

2017-11-20 07:14
中国陶瓷工业 2017年5期
关键词:基片半透明氧化铝

技术转让项目

项目名称:环境友好型的固体氧化物燃料电池(SOFC)

项目介绍:环境友好型的固体氧化物燃料电池(SOFC)在发达国家被列为对经济繁荣和国家安全至关重要的必须发展的技术之一,其商业化的研发已取得全面突破。

当今固体氧化物燃料电池(SOFCs)的主要发展方向是将其操作温度由1000℃降低到600-800 ℃的中温化并使其商业化,解决该问题的有效方法是采用阳极支撑型结构的SOFC。大规格阳极支撑型的平板式高性能SOFC单电池的制备成为SOFC商业化的首要任务,如何廉价制备大规格阳极支撑型的平板式的高性能SOFC单电池,这是SOFC电堆能否全球范围内商业化的技术瓶颈之一。

本项目首次将水系流延制备技术(包括多层水系流延技术)和异质材料共烧技术用于平板式大规格中温固体氧化物燃料电池阳极与电解质复合多层材料的制备中。采用水系流延法制备出大面积100mm*100mm、平整度好、结构均匀、性能稳定等特性。电解质和阳极叠层共烧后,电解质烧结的相对密度为98.5%,厚度在10-20 µm。阳极孔隙率为32.5vol%、空隙分布均匀,各相分布均匀,厚度为0.5-1.0 mm,单电池平整度好,能满足组堆的需要。该项技术绿色环保,工艺简单、成本低廉,易于产业化的实施。

图1 大规格半电池

图2 大规格单电池

技术指标

工作温度:700-750 ℃;

单电池面积≥100 mm*100 mm;

电池电解质膜厚度≤20 μm;

单电池在运行条件下的开路电压达1.1 v以上;

单电池最大功率密度≥0.4 W/cm2(H2为燃料,750 ℃运行,燃料可多样化如:甲烷、乙醇等)。

投资概算

本项目计划需要投资方投资约1200万元,其中建设投资800万元,流动资金400万元,便能开展生产,在短期能收到很好的经济效益和社会效益。

市场需求

固体氧化物燃料电池的技术已经获得突破。在全球范围内将产生巨大的需求。美国三大燃料电池公司(Plug Power、Fuel Cell Energy、Ballard Power)逐步开始盈利,其股票值2013年增长138%,据调查:2013年市场(主要是美国市场)需求3.5亿美元,预测燃料电池的市场将走向亚洲和欧洲,这也将迎来更大的市场需求量。单电池在俄罗斯和其它欧洲国家需求量大,供不应求。国内市场主要是用于研发和制备示范电堆及发电系统,有一定的市场需求量。该产业是朝阳产业和欣欣发展的产业。随着该项技术的全面突破和成本的降低,其市场需求将步入快速增长的轨道。

项目名称:半透明氧化铝陶瓷

项目介绍:半透明氧化铝陶瓷泡壳及成品灯LED用半透明氧化铝陶瓷基片及组装成品灯半透明氧化铝陶瓷具有高强度、优异的耐化学腐蚀性、良好的透光性、较高的导热性等优点,在新兴光源领域得到了广泛的应用。目前,该类陶瓷产品主要应用于陶瓷金属卤化物灯、LED光源产品及高端集成电路基片。

金属卤化物灯是高强度气体放电灯之一,是大面积照明和特种场合照明的主要光源。广泛应用于商场、体育场馆、展览馆和娱乐场所等对显色性要求高的场所。早期的金属卤化物灯的灯管采用石英玻璃。采用透光性耐高温耐腐蚀的多晶氧化铝陶瓷材料以替代石英管,可以提高电弧管的工作温度,从而改善灯的各项性能,如其光效率高(85-90 lm/w)、高显色性(>90)、 寿命长(10000h)。

LED光源产品是一种新兴高效节能产品,其光效率高可达到85-100 lm/w。但是LED发光体在长期使用过程中会产生大量的热量,这些热量会积聚在发光体中,严重影响LED灯的发光性能及寿命。目前平板状LED 灯均采用普通95氧化铝基片作为散热体;但当球泡状LED发光体取代传统白炽灯中钨丝时,从散热效率及基片透光性角度,采用半透明氧化铝基片(热导率可达到38 w/k.m)可保证LED灯的各项使用性能。此外,高性能透明氧化铝基片在高端集成电路中也有较为广泛的应用。

技术指标

半透明氧化铝陶瓷泡壳技术指标:

透光率(%)>96

直线透过率(%)>30

曲折强度(MPa):370

密度( g/cm3):3.99

子晶粒径(μm):20-30

气泡含有率:陶瓷管壳中的气泡体积不能超过总体积的0.1%。

半透明氧化铝陶瓷基片性能

热胀系数(1/℃):8×10-6

介电常数:9.5-10

曲折强度(MPa):400

热导率(25 ℃)(w/m.℃):38密度(g/cm3):3.99

介电损耗:tanη=10-4(1MHz)

投资概算

半透明氧化铝陶瓷产品投资规模约为500万元,其中生产设备约为200万元,300万元可作流动资金。生产设备包括低温素烧窑(10万元每座,使用1350度,电能)、高温氢气烧结窑(80万元每座,包括窑具,使用温度1850度,电能)、各种成型设备(约30万元)、各种辅助设备(约20万元)。

市场需求

陶瓷金属卤化物灯是近s十年来出现的新型现代电光源产品,主要在以下几个方面有应用:

在商业展示照明中的应用

高光效、低热辐射、恒定的色温和出色的显色性能,使陶瓷金属卤化物灯成为商业展示和间接照明的理想光源。一些发达国家已将小功率陶瓷金属卤化物灯大量用于商业照明。

在道路照明中的应用

目前道路照明中广泛应用的是高压钠灯。陶瓷金属卤化物灯与高压钠灯相比,色温更高,光色更白,显色指数也远高高压钠灯,提高了照明的舒适度。

在投影领域的应用

目前在投影仪中广泛使用高压汞灯,采用陶瓷金属卤化物灯后,可显著提高灯具的使用寿命。

半透明氧化铝陶瓷基片主要应用于LED 光源及高端集成电路。

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