[00034329]基于红外定向辐射的大面积快速加热技术

一、项目简介 快速加热技术在国防与民生工业中具有广泛应用，如耐高温材料与结构极端环境模拟、有色金属高效熔铸、快速均匀热处理、现场回火去应力、大面积烘干等。目前，美国在红外定向快速加热技术方面，已初步形成面向高端制造业特殊热处理需求的产业群；日本则基于该技术在科研仪器领域形成了一批特殊设备。我国的红外定向快速加热技术仍主要用于军工领域，现有的民用相关设备技术指标低、仅能满足低端制造业部分需求，高端制造业领域存在巨大的应用需求和发展空间，包括：工业级与科研级特种高温炉（大气、真空、惰性气体等）、用于高端机械装备制造的现场回火去应力设备、铝合金等有色金属高效熔炼炉与热处理炉、飞机表面大面积快速除冰车等。 二、产品性能优势 目前，本项目基于红外定向快速加热技术拟研制4款专用设备。 1.移动式现场回火去应力设备 以燃气轮机大型叶片现场回火去应力为例，目前，工业上仍采用燃气火焰加热方法，其加热面积小、温度均匀性差、难以精确控温。在研的该设备具有加热均匀性好、控温准、可模块化拼接的优势。美国NASA有类似设备，但仅用于航空发动机等尖端制造业；国内尚无同类产品。现场回火去应力是许多工业中产品加工过程中不可或缺的步骤，应用前景广阔。 2.铝合金铸锭的大型红外快速熔炼炉 现有方式以电阻丝加热、燃气火焰加热为主，加热效率低（升温10-20℃/min）、能耗高、控温精度差。而红外线辐射的电磁波波长与铝合金吸收波长相匹配（0.76-100μm）,共振性吸收加热特性显著，因此，采用红外线辐射加热铝合金是最好的方式。目前，根据西南铝集团的具体技术需求，正研制“铝合金铸锭的红外快速熔炼炉”，预期可提高熔铸效率（升温100℃/s）、降低能耗（电 --320-- 西安交通大学国家技术转移中心 费）。国内尚无产业化的同类产品。 3.大型铝合金管件的红外热处理炉 现有方式以电阻丝加热+热风循环为主，加热均匀性差、效率低、能耗高。由于红外线波长与铝合金吸收波长匹配吻合好，因此是最佳加热方法。目前，根据西南铝集团的具体技术需求，正研制“大型铝合金管件的红外热处理炉”，预期其热处理均匀性将大幅提升。国内尚无产业化的同类产品。 4.工业级与科研级特种红外高温炉（中小型） 中小型高温炉是工业生产与科研中最常用的设备之一。目前的高温炉基本均采用硅钼棒、硅碳棒作为加热体，升温速率慢、无法实现变温环境模拟，且不同气氛环境难以共用。在研的“工业级与科研级特种红外高温炉”，具有快速升温、变温模拟、定制红外加热波段、红外反射涂层保温、气氛可调（一台设备同时实现大气/真空/惰性气体等）的优点。目前美日等国已发展出部分相关的专用高温炉，我国仍是空白。 三、市场前景及应用 产品优势如上所述。目前，在移动式现场回火去应力设备上，已获得我国动力装备骨干企业东方汽轮机有限公司的意向订单；在铝合金铸锭的大型红外快速熔炼炉、大型铝合金管件的红外热处理炉上，已与西南铝集团开展联合研发并获其意向订单。 四、技术成熟度 □实验室阶段工程化阶段□产业化阶段 本项目的技术基础已获2018年陕西省国防科技进步奖励，原型产品已得到东方汽轮机有限公司、航天11院、航天771所、北京大学等多个国防单位、高校院所的应用和高度认可。在研的四款设备是前期技术基础的拓展和应用，技术成熟度高、可行性强，已得到相关合作单位技术主管的认可。 申报国家发明专利六项: [1]2018102467505一种液体冷却夹层的卤素灯与模块化平面加热装置[2]2018102467628一种模块化气膜冷却卤素灯平面加热与冷却装置 --321-- 西安交通大学国家技术转移中心 [3]201811369110X六自由度并联石英灯自适应复杂曲面加热装置[4]2018113691082六自由度串联石英灯自适应复杂曲面加热装置[5]2018113678887模块化多功能石英灯挂载架 [6]2018113678834一种大面积静态石英灯模块化可调加热装置获奖一项： 2018年陕西省国防科技进步三等奖 五、合作方式 □联合研发□技术入股□转让授权（许可）面议