第三节 新材料
第三节 新材料
特种钢和铝镁合金材料见本志第三篇第二章冶金工业；聚酰胺（尼龙）、粘合剂见本志第三篇第四章化学工业。
一、金属基复合材料
1986～1992年，哈尔滨工业大学陈玉勇主持完成航天科学基金项目“稀土对铜合金一次结晶组织及性能的影响”，解决了铸造铜合金中稀土的添加方法及工艺参数控制问题，研制成稀土无锡耐磨硅青铜，其性能超过了ZQsn6－6－3和ZQsn10－1合金的技术性能指标，并在齐齐哈尔第一机床厂轴瓦生产上得到应用。
1988～2000年，哈尔滨工业大学赵连城等在FeMnSi（铁锰硅）合金形变应力诱发马氏体稳定化与应变恢复特性的研究中提出了“形变应力诱发”马氏体稳定化的新概念，提示了这种稳定化是影响合金应变恢复特性的内界原因，1999年获国家自然科学奖四等奖。同期，赵连城主持与法尔胜集团公司、北京卫星制造厂合作研究了形状记忆合金的微观变形机制与应变恢复特性之间的关系，研究出NiTi（镍钛）合金应用于重大工程的关键技术，并应用于“神舟四号”飞船、SJ－5和QS－1卫星，以及介入医学治疗。NiTi（镍钛）记忆合金系列产品已形成年产值1 000万元的高新技术产业，取得了良好的社会效益和经济效益，2000年获得国家科技进步奖二等奖。
1988～2003年，哈尔滨工业大学胡信国、戴长松、王殿龙、吴宁研究开发高稳定快速化学镀镍技术，并开发中磷化学镀镍溶液。该化学镀镍溶液具有良好的稳定性，使用寿命（MTO）长，沉积速度快， 镀层孔隙率低，耐蚀性好，硬度高。此后，又开发镀层具有更加优异耐蚀性的高磷化学镀镍技术和镀层硬度高、耐磨性和耐碱性好的低磷化学镀镍技术，并实现系列化镀镍溶液的商品化，其价格仅为进口同类产品的1／4～1／2。该化学镀镍工艺污染低，镍利用率高，已获得广泛的工业应用，2004年获教育部科技进步奖二等奖。
1991年，哈尔滨工业大学姚忠凯、耿林、曹利等研制可压力加工的SiCw／Al复合材料系列，并制成板材或薄壁简形构件，可在250℃温度下使用。该项技术国内首创，可应用于惯性制导器件中代替铍合金、制造遥感器件中的反射零件、制造航空航天器结构零件等领域。
1992年，哈尔滨工业大学禇德威、李宁、全成军、韩玉华等进行“电镀锌铁合金及黑色纯化技术在汽车电器上的应用”研究，研制特殊电镀铬合剂、添加剂、发黑剂等，并用其直接对镀层进行黑色钝化处理，所获得的钝化膜耐蚀性极好，钝化膜均匀、油黑发亮，大大提高钝化体系稳定性，可在5～10℃、PH1.0～3.5范围内使用。该成果可取代镀锌、热浸锌、铬系喷涂，部分电镀黑镍、黑铬，浸黑电沆涂漆等传统工艺，适于在海洋发展气候、“盐害”地区等对镀层耐蚀性要求较高的环境下使用，以及处理道路、车辆标牌等方面。
1994年，哈尔滨工业大学姚忠凯、王德尊、耿林等在国内首次用SiC／Al复合材料制造卫星遥感器中继系统底板。材料组分为20vol％β－SiC晶须增强LD2合金，用压力铸造制备材料，经切削加工制成零件。SiCw／Al复合材料经空间环境的试验考核，达到空间材料的使用规范，可作为研制空间遥感器的优选材料，为空间遥感器以及其他航天仪表的小型化、轻量化奠定良好的基础，该成果达到国际先进水平。
1994年10月～1997年3月，哈尔滨理工大学李风珍、刘兆晶、金铨等研究了铝及铝铁合金形变软化规律。其主要成果：对高纯铝（99.996％铝）当轧制率为80％以上出现加工软化现象，99.96％和99.6％铝不发生加工软化现象；用纯度99.996％铝配制的铝－2％铁合金，当轧制率为60％以上出现加工软化现象；用纯度99.96％铝配制的铝－2％铁合金，当轧制率为90％以上出现加工软化现象；室温回复是加工软化的主要原因，铁有净化律基体的作用，弥散的第二相有利于室温回复。该成果1999年获国家机械工业局科技进步奖三等奖。
1996年，哈尔滨工业大学夏立芳、马欣新、孙跃、宋学孟等研制可以全方位进行气体离子注入、金属离子注入、物理气相沉积与全方位离子注入相结合的等离子体基离子混合注入、高电压脉冲辉光放电离子等离子体基离子注入等多功能装置。该装置对复杂形状的构件，在不改变工件温度的条件下，注入气体或金属元素，使工件表面获得非晶态、过饱和固溶体或化合物，获得其他表面工程技术所不可能获得的表面层。还可以在不破坏真空的条件下静态离子混合注入和全方位动态离子混合注入，还可以实现金属等离子体源离子注入。该装置是国内真空室容积最大、脉冲峰值电压电高（100千伏）峰值电流最大、功能最多的第一台工业装置，其中金属等离子体源离子注入方法及装置获得发明专利权，处于国际领先水平。
1997年，哈尔滨工业大学杨德庄、崔约贤、董尚利等根据长征三号甲火箭发动机（YF－75）涡轮壳体组件及卫星结构波纹与减重的需要，开发Ti3Al（钛3铝）基合金的韧化工艺及成形工艺，解决了Ti3Al基合金组织控制。将薄板轧制、薄壁件超塑成形、复杂结构焊接及机加工等工艺技术，应用于Ti3Al基合金，制造出质量良好的涡轮壳体组件及波纹板实物样件。采用合理的热处理工艺，通过显微组织的控制，获得合金塑性与强度的良好组合；轧制表面平整基合金薄板；通过细晶粒组织，使Ti3Al基合金呈现良好，并完成YF—75氢氧发动机涡轮壳化体组件的焊接组装。该项研究成果可应用于各种航天器结构，成果属国内首创，达到国际先进水平。
1998年，哈尔滨工业大学韦永德、许越、白水平等开发稀土—钢纤维汽车制动器衬片。该产品采用稀土—钢纤维—自制高温树脂加多组分无机盐研制出新型磨阻材料。国家汽车质量监督检验中心对该刹车片进行台架试验、粘接强度、粘附性能、摩擦系数、磨损率进行检验，其结果均符合国家标准要求。该项研究成果于1998年10月通过省科委主持的成果鉴定，鉴定认为：稀土—钢纤维汽车刹车片产品，工艺简单，成本低，经济效益显著，便于推广；各项技术指标达到国际先进水平。
1999～2000年，黑龙江大学付宏刚、于海涛、袁福龙、池玉娟、张新等进行了钙钛矿型及改性体纳米晶体制备、结构、性能及理论研究。此项研究对PbTiO3↓及其改性材料采用不同的制备方法，改进了工艺；提出一种新的制备超细粉末材料的方法―超声喷雾热解法（FAUSP）；用拉曼散射技术对纳米晶晶格动力学进行了系统的研究，提出了铁电相变的机理；采用量子力学方法，对纳米团簇结构进行研究，揭示了材料铁电性质与电子结构之间的关系；将LaNiO3↓、La（1－x）↓Srx↓FeO3↓系纳米晶用于双功能氧电极，结果表明，它们具有良好的双向催化性能。该成果2001年获黑龙江省自然科学奖三等奖。
2001年，黑龙江大学吴谊群、左霞、宋瑛林、朱清桃、刘颖采用液相催化法，合成Pd（II）、Pb（II）等金属配合物，并研究了配料比、反应时间、反应温度及体系性质对配合物生成的影响及其规律。研究了材料的三阶非线性性质、光限幅特性及其机制，以及材料的组成、结构对金属酞菁材料三阶非线性光学性质及光限幅特性的影响及其规律，并在此基础上获得稳定性好、具有良好非线性金属酞菁材料。研究成果，为其作为非线性光学材料的应用研究提供重要的理论与实验依据，2002年获黑龙江省自然科学奖三等奖。同年，黑龙江大学霍丽华、高山、赵经贵、蔡庄、程晓丽等进行纳米氧化物及其杂化薄膜的组装、结构与敏感性质研究，设计合成以半导体氧化物为主的系列新型纳米材料及器件，并采用分子组装、形貌控制、离子掺杂和结构调控等方法，进一步提高了材料在气敏、光敏及催化等方面的性能。主要成果：利用湿化学法和LB技术首次制备具有三维有序结构的氧化铁纳米粒子超薄膜；利用分子组装技术制备具有超晶格结构的金—双硫醇、SnO2↓—TiO2↓纳米粒子交替薄膜和金属酞菁—氧化铁纳米粒子复合薄膜，以及具有沿（101）晶面取向的SnO2↓纳米粒子膜；采用溶胶－凝胶法和浸渍—提拉技术制备不同金属的系列纯氧化物及其离子掺杂粒子膜并筛选出具有较好的择优取向的金属氧化物薄膜。该项研究获得一系列具有良好光催化降解及光致变色形式的薄膜，推进了新型氧化物膜材料气体传感器的实用化进程，2003年获黑龙江省自然科学奖二等奖。
2001～2003年，哈尔滨工业大学王彪主持研制超大容量快速光学体全息存储材料及器件。课题组研制、生长出的各种掺杂晶体及加工出的光学体全息存储器件，已在全国4所高等院校得到应用：北京理工大学利用哈尔滨工业大学提供的LiNbO3晶体，完成“973”计划项目子课题——晶体全息存储热定影和选择性擦除的研究；清华大学精密仪器系利用哈尔滨工业大学提供的Fe：LiNbO3↓、In：Fe：LiNbO3↓、Zn：Fe：LiNbO3↓掺杂铌酸锂晶体，并结合有效的相关技术，在同一体积内实现了2 000幅人脸图像的存储与相关识别，存储密度达21Gb／cm3↑，识别速率大于4 000幅／秒；西安电子科技大学利用哈尔滨工业大学提供的系列掺杂铌酸锂晶体完成3项基金项目，获得陕西省科技进步奖三等奖。同期，哈尔滨工业大学赵万生等进行基于液中放电沉积的金属表面陶瓷层的生成方法与应用研究，研究出一种可直接应用于车间现场环境下的、在通用电火花加工机床上实现的金属表面陶瓷层生成方法，得到厚度为5～780微米的金属碳化物陶瓷层，所生成的陶瓷层与基体的结合强度高，硬度和耐磨性均较基体材料提高3～7倍以上；提出工作液中混入粉末、可提高沉积层性能和沉积速度的新方法，已在哈尔滨第二工具厂、哈尔滨汽轮机厂等得到应用，提高车刀使用寿命1倍以上；研究出针对不同金属材料的微细放电沉积方法，实现金属工件表面上的增材加工；研究出利用单脉冲放电的微细电极快速制备技术，实现100纳米半径的针尖放电沉积制作。
2001～2005年，哈尔滨工业大学黄玉东、安茂忠、李宁、刘丽、杨培霞研究了高性能材料表面化学修饰及界面作用机理。主要成果：（1）高性能增强体表面修饰：提出基于不同基体、不同界面需求的高性能增强体表面修饰准则，建立一系列稳定的、可控的高性能增强体表面修饰方法，揭示增强体表面活化、转化的作用机制。（2）金属材料表面的化学修饰：针对各种改性、修饰技术所获得的表面膜，进行结构与性能表征，建立表面修饰模型，提出表面沉积与转化机制。（3）高性能复合材料的界面作用机理：发现在复合材料界面中引入模量高于纤维和树脂基体的界面区可较大幅度提高复合材料相间应力传递和冲击能量耗散的新现象，并揭示了纳米界面相间应力传递和冲击能量耗散的作用机制，丰富了复合材料界面理论内容，此项研究成果得到美国PPG公司的认可。基于抑制溶剂在增强体表面竞争吸附的超声强迫浸渍技术已经在DF－31甲、巨浪－Ⅱ和DF－15甲等型号舰船上定型应用；3－D织物电脉冲氧化均一化改性技术已经在DF－31甲舰船工程尺寸试验件上应用。该项成果2005年获黑龙江省科技进步奖一等奖。
2002～2004年，哈尔滨工业大学韩杰才等制备高马赫数飞行器用金属／陶瓷微层板机体表面材料。利用EB－PVD方法制备了多块金属／陶瓷复合微层板，薄板厚度0.2～2.0 毫米。所制备的样件尺寸为450×450毫米的正方形。经优化后金属／陶瓷复合微层板的性能为：室温拉伸强度约为854.8兆帕；1 000℃时的拉伸强度约为117.6兆帕，延伸率约为22％。在微层板表面制备的涂层在1 100℃时的辐射系数大于0.80。利用EB－PVD技术对氧化物弥散强化（Oxide Dispersion Strengthened，ODS）镍基合金多层材料进行了研究，材料体系为NiCoCrAlY＋ Y2↓O3↓。制备的ODS高温合金多层材料的室温拉伸强度有所提高，达到1176兆帕；室温延伸率约为3％；微观组织呈现明显的层状结构。
2003年，大庆石油学院张翼、刘长海、范洪富、戴光、林玉娟等研制非晶Ni－Mo－P合金膜材。该项研究确定了Ni－Mo－P非晶态合金镀层生成的最佳酸性配方及工艺参数，研制适用于工艺参数监测的软件，为该工艺技术在油田等工业领域的应用奠定基础。该镀层可用于金属管、件和容器内外壁的防护及修复，已应用到油田油水管的防护中。该合金膜材还可以用于350℃以下的工作环境中的金属器件的保护和耐磨材料。2003～2005年，大庆油田创业金属防腐有限公司采用本项技术处理油管等管、器、件量约达到6.8万平方米，获利815多万元、税金146多万元。2005年获黑龙江省科技进步奖三等奖。
2003～2004年，哈尔滨工业大学杨春晖等完成“高功率输出新型中远红外波段非线性光学晶体磷化锗锌和砷化锗镉生长及性能研究”。磷化锌锗 （ZnGeP2↓， ZGP）和砷化锗镉（CdGeAs2↓， CGA）晶体是黄铜矿类半导体晶体中综合性能最好的，这两种晶体是所有已知的非线性光学晶体中非线性系数最高者之一。2003年1月～2004年1月，在美国斯坦福大学先进材料实验室进行ZnGeP2和CdGeAs2晶体的生长研究工作，生长CdGeAs2和CdGe（As1↓－x↓Px↓）2↓ 晶体23根，共获得测试样品110块，进行吸收系数、电子顺磁共振、电子显微探针、霍尔效应的测试，取得良好的实验结果。此外，应英国皇家学院和牛津大学的邀请，杨春晖等于2004年8～10月，在牛津大学材料系通过先进的测试仪器对磷化锗锌晶体的微观结构进行深入细致的研究，生长出晶体，其性能达到国际先进水平，尺寸长度达到10厘米。
2003～2005年，哈尔滨工业大学王福平、宋英、姜兆华、黄现礼、李文旭完成“纤维与纳米粉复合钛钡瓷微结构及空间条件下介电性研究”。本项目以材料设计为基础，利用液相法均相分散稀土元素新技术合成钡钛系复合稀土纳米粉体，并将其与介电性能优良的四钛酸钡纤维复合，制备介电常数及介质损耗可调节的微波介质陶瓷新材料。研究结果表明，钡钛系复合稀土粉体的纳米化和四钛酸钡纤维的引入对新材料的烧结及材料介电性能有很好的改善作用，其中含10％ 四钛酸钡纤维的BPT10 和BET10 试样具有良好的综合介电性能。
2004年，黑龙江大学李光明、闫鹏飞、乐征宇、高坡、高婷等合成并结构表征一系列氰基桥联的稀土过渡金属化合物。该项研究首次将有机配体杂化的稀土过渡金属配合物用于分子磁性和光诱导的分子磁性研究中，并发现该类化合物具有光诱导的分子磁性。该发现开辟了光诱导分子磁性研究的新领域，为光敏器件上的应用提供了潜在的分子磁性材料。2005年获黑龙江省自然科学奖二等奖。
同年，黑龙江大学井立强、付宏刚、史克英、辛柏福、刘克松设计合成以介孔结构为主的系列新型纳米结构无机材料，并采用金属离子掺杂、贵金属沉积、表面敏化和表面修饰等有效改性方法，进一步提高了材料在光催化和光电转换等方面的性能。同时，利用现代表征手段，揭示光生电荷行为、材料结构与性能的关系等，为有效揭示过程机制和科学地设计合成新型纳米结构材料提供有力保障。本项目共发表80篇研究论文，2005年获黑龙江省自然科学奖一等奖。
同年，黑龙江大学吴谊群、左霞、陈志敏、贺春英、叶红安等研制可录高密度数字光盘配合物记录材料。对获得的新材料测试结果表明：材料在特定的有机溶剂中具有良好的溶解性，成膜性能符合采用易实用化的旋涂工艺的要求，材料的热分解温度为300～350℃，材料薄膜电子吸收光谱在560～660纳米。薄膜的光学性能：在650纳米处的折射率为2.0～2.5，消光系数0.01～0.1。用本项目设计、合成的新材料制备的数字多用可录光盘盘片在写入／读出的激光工作波长为650纳米时，其预刻槽反射率为62％、台阶反射率为64％，达到国际标准（45％～85％）。该新材料及其制备技术具有自主知识产权。2005年获黑龙江省科技术进步奖三等奖。
同年，黑龙江大学赵辉、霍丽华、高山、李强、孙丽萍在纳米功能材料的合成中引入软化学合成技术，在类钙钛矿结构、萤石结构和掺杂的Cr2O3↓氧化物体系中得到具有良好离子—电子混合传导以及气敏性能的新材料，开发出纳米固体电解质和电极材料的低温水热合成新途径，并利用原位还原合成技术得到具有良好储氧能力的纳米氧化物材料。该成果2005年获黑龙江省自然科学奖二等奖。
二、无机非金属材料
1993年，哈尔滨工业大学李铭华、徐玉恒、刘劲松等完成“双掺杂铌酸锂晶体波相位共轭波增强的研究”。该技术在铌酸锂晶体中掺入过渡金属氧化物和稀土元素氧化物，选择最佳配比和工艺，用提拉法生长了双掺杂铌酸锂晶体Ce∶Fe∶LiNbO3↓、Ce∶Cu∶LiNbO3↓、Ce∶Mn∶LiNbO3↓、Ce∶Eu∶LiNbO3↓、Ce∶Nd∶LiNbO3↓和Sm∶Fe∶LiNbO3↓，具有优异的光折变效应。该成果属国际首创，双掺杂铌酸锂晶体的波相位共轭反射率、衍射效率、指数增系数等技术指标均达到国际先进水平。
1994年，哈尔滨工业大学李铭华、徐玉恒、金婵等研制压电声表面波晶体材料四硼酸锂晶体。该晶体材料广泛用于高稳定性能优异的声表面波器件，是替代石英、LiNbO3↓和LiTaO3↓等单晶的理想材料，尤其适用于航天和国防等恶劣环境下使用。本项目用硅碳棒作加热体，用提拉法从熔体中生长出优质Li2↓B4↓O7↓单晶，并加入LiF或CaO等添加剂，减小了熔体粘度，使晶体的生长速率由原来的0.3～0.5毫米／小时，提高到0.6～1.0毫米／小时。在晶体生长过程中，克服了烧结原料体积急剧膨胀等问题，生长出的晶体光学质量较好，光透性率可达94％。晶体的光透过率、机电耦合系数和延迟温度系数3项指标达国际先进水平。同年，哈尔滨工业大学李淳飞、王瑞波、宋瑛林等研制非线性反射型激光防护器件。该技术应用强激光脉冲使C60／I2／CCl4产生非线性变化，使器件从高透射状态迅速转变为高反射状态，实现C60↓／I2／CCl4↓溶液的非线性反射激光限幅。该器件用于人眼和探测器的激光防护，属国内首创。
1995年，哈尔滨工业大学雷廷权、周玉、温广武研制某型号导弹增韧陶瓷端头顶帽与连接锥。针对航天器防热部件，研究了陶瓷基复合材料的热物理性能及其在不同温度下的强度、韧性、模量与成分组织结构的关系，研制出以短纤维与颗粒复合增强增韧的具有透波型与不透波型两个系列新型陶瓷基复合材料，显著提高强度、韧性、抗热震性耐烧蚀性能。
1996年，哈尔滨工业大学李铭华、徐玉恒、赵业权等研制压电声表面波晶体材料铌酸锶钡晶体。该技术采用硅钼棒作加热体，高纯原料Sr0、Ba0、Nb2↓O3↓在最佳工艺条件下用提拉法从熔体中生长出铌酸锶钡（SBN）晶体，在SBN晶体中掺入CeO2↓和CuO2↓，生长出Ce∶Cu∶SBN晶体，具有优良的光折变性能，是一种全新的掺杂光折变材料。该成果首创Ce∶Cu∶SBN晶体，SBN的机电耦合系数、延迟度系数指标达到国际先进水平。同年，哈尔滨工业大学张亮生、张洪喜、曹文珍等完成声表面波（SAW）器件新材料掺杂铌酸锂（LiNbO3↓）单晶的生长与应用研究。该技术通过掺杂改性生长出直径42毫米×50～80毫米的优质LiNbO3↓晶体，其均匀性和介电特性均匀达到设计指标，并用该掺杂晶体制作了声表面波滤器和延迟线。试验及使用结果表明，用掺杂LiNbO3↓制作的器件除了具有高于纯LiNbO3↓器件的机电耦合系数和压电系数外，其延时温度系数有明显的降低。该成果属国内外首创，达到国际领先水平。
1996～2000年，黑龙江省机械工业研究所研制开发微型汽车粉末冶金缸套，可替代国内一般通用汽车的铸钢缸套，产品强度、致密度等技术指标达到国内先进水平，产品已用于微型汽车发动机上，年产量达1万件以上。
东北超微粉制造有限公司在国内首先生产高性能硅基纳米陶瓷粉，1997年建成国家级火炬计划项目气相一步法合成纳米硅基陶瓷粉生产线并正式投入生产，此生产线的投产使中国成为继美、日两国之后世界上第三个能够生产硅基纳米粉的国家。该公司主要生产纳米基硅、氮化硅、碳化硅、碳氮化硅复合粉，产品性能达到国际先进水平。
同年，哈尔滨工业大学尹钟大、朱景川、向兴华等开发制备陶瓷／金属功能梯度材料的粉末冶金、等离子喷涂、复合电沉积及其组合成形工艺技术，并采用这些技术研制ZrO2↓－Ni、ZrO2↓－NiCoCrAlY、ZrO2↓－Ni／Cu及SiC－（Ni－P）等一系列功能梯度材料，提供了各种形状尺寸的功能梯度材料样品。该项研究在功能梯度材料的制备工艺技术、材料的组织结构分析及热震性能的研究达到国际先进水平，材料的组织沉积与等离子喷涂综合工艺技术为国际首创。
1997～1999年，哈尔滨理工大学郭英奎、俞泽民、孙文里等采用高纯、超细Al2↓O3↓粉末做基本材料，添加第二相WC超细粉提高断裂韧性，制备高弹性模量的WC－Al2↓O3↓复合陶瓷材料。该项研究创新之处在于添加高弹性模量的第二相WC，提高了整体复合陶瓷的弹性模量，由此提高了WC－Al2↓O3↓复合陶瓷的力学性能，使得该材料具有优良的耐磨性。并研究开发了复合陶瓷刀具材料及其热压烧结工艺。该材料曾经作为架线轮在哈尔滨变压器厂试用，比原金属架线轮寿命提高3倍以上。2005年获黑龙江省科技进步奖三等奖。
1999～2002年，哈尔滨理工大学吉泽升、俞泽民、孙荣滨等开发了稀土硼铝共渗膏。该技术利用热处理方法对材料表面进行改性，从而提高材料的使用寿命。该膏剂由富硼原料B4↓C、Al粉，添加适量稀土经特殊工艺制造而成，具有性能稳定、渗速快、渗层深，膏剂涂层易清除、不粘结，工件表面保持光洁等优点，并可实现局部渗，渗后可得FeB、Fe2↓B双相层，硬度HV1 600～2 000，具有高的耐磨性、耐蚀性和抗热疲劳性能，适合于各种钢材的热处理，特别是在冲击力不大的冷作、热作模具上应用，可成倍提高使用寿命。该技术已应用于挤压模具、冷拉模具、碾压辊、压缝辊及压铸模等模具上，提高模具使用寿命2～3倍 ，取得良好的经济效益。哈尔滨市已有6家企业应用该技术，该成果2002年获黑龙江省科技进步奖三等奖。
2001年，哈尔滨工业大学周玉、宋佳明、王玉金对碳化物增强钨基复合材料进行较为系统的应用基础性研究，制备TiC、ZrC增强钨的两个系列复合材料，通过对其力学性能和热物理性能测试、组织结构分析、热震烧蚀模拟试验及对材料在极端条件下热震损伤行为的温度和应力场的计算机数值模拟，优化筛选出满足固体火箭发动机喷管喉衬用的ZrC／W复合材料。已制备出喉衬模拟件，并进行了台架试车试验。
在碳化物特种材料方面，牡丹江市是中国磨料磨具行业的发源地之一，碳化硅、碳化硼等硬质材料的生产规模和工艺水平均处于国内同行业前列。基于此，2002年经国家科技部批准建立国家火炬计划牡丹江碳化物特种材料产业基地。2002～2005年，通过实施多项国家和省级火炬计划项目，基地内企业产品品种由单一的碳化硼发展为碳化硅、碳化硼、特种陶瓷材料及其制成品等十几个品种。碳化硅、碳化硼因其独具一格的性能和特点，保持着特有的优势，碳化硼生产能力达3 000吨，占世界总产量的46％，可按用户要求生产大块，各种粒度段、混合粒度段的产品，还可以生产碳化硼陶瓷制品及其相关制品，基地企业生产的硅硼粉体材料占世界市场的40％，占国内市场的80％。碳化硅生产方面，基地发展成世界最大的绿碳化硅粉体材料生产和出口基地，年出口量达2万多吨，占世界市场的60％，绿碳化硅、碳化硼的技术装备和工艺技术在国内同行业均处于领先地位。其中，绿碳化硅生产企业采用国际先进水降和溢流提纯工艺，不仅提高工效达40倍，将粉体的粒径精细度又提高了1％，而且解决了该材料生产工艺中存在的环保问题。基地企业，还研制开发了碳化硼精细陶瓷，年产3万件，占世界总量的15％，占国内总量的80％；承担并完成国家、省、市多项科技计划项目，其中牡丹江金刚钻碳化硼有限责任公司与清华大学共同研制生产“863”计划项目“高温气冷核反应堆碳化硼控制棒”。2002年，该企业独立承担“863”计划项目的子课题“核反应堆芯块”得到国家科技部100万元的科技经费支持。
三、高分子材料
1990～1993年，黑龙江省塑料工业科学研究所孙奇志、罗声远等对聚烯烃膜、片制品与含可聚合有机活性单体混合溶液进行表面接枝改性，使聚烯烃制品具有表面接枝级性，大大提高自身之间或与金属及其他材质间的粘接性能，在塑料／金属、塑料／塑料等复合材料制造及塑料彩印、零部件电镀处理、粘结等领域得到应用。该项成果1995年获黑龙江省科技进步奖三等奖。
1991～1993年，黑龙江省塑料工业科学研究所戚克学、李华阳等研制光致聚合感光树脂，该产品是一种具有较高感光分辨率的聚合材料，用于制造光致聚合柔性弹体印刷版，具有印刷质量好、使用寿命长等特点，可替代价格昂贵的进口产品，用于报纸、广告、塑料彩印包装材料等印刷，还可用于制造光致抗蚀剂、感光油墨及涂料等产品，填补国内激光照排印刷领域一项空白。该制品性能指标与进口产品相同，并且针对进口柔性弹体印刷版使用有机显影液成本高、毒性大等缺陷，自主研制碱性水溶液代替国外一直使用的有机显影液。该成果1995年获黑龙江省科技进步奖三等奖。
1993年，哈尔滨工业大学胡信国、王殿龙、肖永秀雅等采用复合电沉积方法获得铝合金／稀土胶体复合镀层，具有硬度高，抗挠蚀性能好，抗变色能力强，接触电阻小等优点，比纯银镀层节银50％，比Ag／La2↓O3↓复合镀层节银20％，是一种理想的新型节银电接触材料。该工艺技术国际首创，性能指标达到国际先进水平。
1997年，哈尔滨理工大学研制新型酚醛片状模塑料（PE－SMC），同年9月通过省科委组织的专家鉴定。PE－SMC是用已加入增调剂、填料、内脱模剂和偶联剂等组分的酚醛树脂糊浸渍短切玻璃纤维，经熟化而成。该新型酚醛SMC模压制品，具有耐热、力学性能优异、尺寸稳定、表面光洁、阻燃、低烟、低毒雾等特点，是建筑、交通运输、船舶和航空航天等领域使用的一种更为安全可靠的聚合物基复合材料。该校还研究开发了一种低粘度、低水含量的含羧荃的新型酚醛树脂，用该树脂制备SMC具有机械自动化水平高、可连续大批量生产、生产工艺和制品储存稳定等特点。由于它们是以片状卷装形式提供、故储存、运输和使用极为方便，用户只要按规格剪裁和层叠装入模具，即可模塑或传递模塑压制不同规格的产品。
1999～2001年，黑龙江省塑料工业科学研究所王岩、张成武等研制金属骨架塑料复合管，该产品耐温、耐压、耐腐蚀、使用寿命长，主要用于冷热水或食品、化工等流体输送。采用独特的多层包覆工艺技术，使相同或不同塑料材质的内外层与金属骨架中间层牢固结合为一体，大大提高了耐压等级，长期耐温指标达到95℃，完全可代替铝塑复合管或不锈钢管，成本降低近40％，已广泛应用于有耐压、耐温要求的城市供暖、高层建筑给水和酸碱等化工腐蚀性液体输送等领域。主要性能指标：公称压力：1.6～3.8兆帕；爆破压力：≥公称压力×3.0；管材规格：直径20～150毫米；耐腐蚀性：良好；线膨胀系数：12～15×10－5米／米·℃；介质温度：＜95℃；使用寿命：50年。2004年获黑龙江省科技进步奖三等奖。
2004年，齐齐哈尔大学杨玉林、范瑞清、张文治、王雅珍、马立群运用分子设计进行无机功能材料的复合、自组装、剪裁、杂化，以及材料结构与性能关系的研究，有机分子的介入控制无机功能材料的合成，从而改变无机组分的微观结构。通过无机组分和有机分子界面的相互协同作用，设计合成具有特殊结构和性质的无机功能材料。利用金属配合物的金属离子和配体的可调性来设计和合成出高效的蓝色有机发光材料，为低驱动电压、宽视角、低成本、高亮度、可大面积显示的新一代的平板显示技术提供技术储备。先后获得10例新型镓系微孔材料、14个吡啶二亚胺金属配合物。2005年获黑龙江省科技进步奖三等奖。
四、玻璃钢／树脂基复合材料及制品
（一）树脂基复合材料工艺设备
1988～1992年，哈尔滨玻璃钢研究所开发了连续纤维增强高性能热塑性树脂及复合材料复合工艺技术与工艺装备。针对热塑性复合材料成型工艺特点，提出“热装配”工艺概念，把连续纤维增强热塑性复合材料复合工艺划分为“层内复合”与“层间复合”两个工艺阶段，建立了浸渍、拉挤、缠绕、热固结等工艺理论模型，用于指导工艺研究。解决了等压浸渍、凸凹辊纤维分散、气动加压热固结等技术关键，攻克了小纤维张力（﹤100克）控制、预浸带恒温热固结等技术难点，分段加压拉挤模具设计、加热旋转芯模技术取得突破性进展，在国内首先研制出熔融浸渍机组、热塑性拉挤装置、“原位固结”缠绕装置等工艺装备。应用这些装备研制的CF／PEEK预浸带性能达到英国ICI公司APC－I性能，开发的CF／PEEK拉挤制品达到英国ICI公司拉挤产品水平，其工艺技术达到国际先进水平，1999年获国家建材局科技进步奖二等奖。
“八五”期间，在国家“八五”科技攻关计划的支持下，哈尔滨玻璃钢研究所研制二轴缠绕机和三轴缠绕机，并陆续开发了具有自己知识产权的FW—500、FW—300、FW—2400等系列大型管道缠绕机和HB／LJ—2 600大型拉挤机、小型系列拉挤机。HB／LJ－2 600型复合材料拉挤成型机是利用连续纤维经浸润树脂，通过加热模具，连续拉挤成型复合材料管、棒及各种型材的特殊工艺设备，首次在中国解决了利用PC机对拉挤工艺程序、加热模具温度及机器工作参数调整显示控制，液压驱动及液压分流速度平衡，气动进给及切割等技术问题。该机组结构合理，性能先进，运行可靠，操作方便，成本低廉，填补中国大型复合材料拉挤成型设备的空白， 1996年获国家建材局科技进步奖三等奖。
2002年，哈尔滨玻璃钢研究院（原哈尔滨玻璃钢研究所，2002年更名）研究开发 “四轴二工位复合材料压力容器生产线”，并开发了用于复合材料压力容器的四轴二工位计算机控制缠绕机。
（二）玻璃钢制品及树脂基复合材料
1983～1987年，哈尔滨玻璃钢研究所研制鱼雷发射装置玻璃钢管体和玻璃钢高压气瓶，用于发射反潜鱼雷及同口径的其他小型鱼雷。玻璃钢高压气瓶是发射鱼雷的动力气瓶，采用高强度玻璃纤维湿法缠绕成型，使用耐高温性能和气密性好的氯化丁基橡胶内衬及高刚度可溶性砂芯模，既保证了工艺要求又降低了成本。玻璃钢管体和玻璃钢发射气瓶首次在中国鱼雷发射装置上使用，填补国内空白，为发展中国轻型鱼雷发射装置系列打下基础，1991年获国家科技进步奖三等奖。
1984～1987年，受中国科学院高能物理研究所委托，哈尔滨玻璃钢研究所研制北京正负电子对撞机存储环对撞段复合材料束流管、北京谱仪中心漂移室碳复合材料内筒、外筒及主漂移室内筒4种部件。对撞机束流管位于谱仪最内层，直接与直径200米的存储环相串联，其作用是与存储环一起维持一个高真空环境，保证在环内高速运行的正负电子不受任何其他物质的干扰，当正负电子对撞后，产生的新粒子能顺利地透过管壁被谱仪接受，要求部件必须有尽可能薄的壁厚，以利粒子透过，要有足够的刚度、强度、耐热性、气密性，以维持一个特定的环境。经实际应用证明，研制的结构件在高辐照下工作正常，为碳复合材料高辐照环境下的应用开辟了新领域，1998年获国家建材局科技进步奖三等奖。
1984～1989年，哈尔滨玻璃钢研究所研究开发电力电子行业用水、超纯水反渗透装置玻璃钢制品。反渗透组件压力容器与超纯水贮罐采用复合结构，在结构设计中以控制应变为主，具有轻质高强，防腐性能好，防渗透措施可靠等优点。反渗透组件压力容器在工作压力下长期使用不渗透不冒汗，端部连接和密封安全可靠，失效压力大于使用压力的6倍，最高压力达到25兆帕以上，耐介质腐蚀等。超纯水贮罐的主要技术指标为：长期使用不污染超纯水，水气空间不长微生物，在静水压加10千帕气压下长期使用不渗漏等。该制品替代进口，打破了此类产品一直依赖进口的局面，社会和经济效益显著，1991年获国家建材局科技进步奖三等奖。
1984～1990年，哈尔滨玻璃钢研究所研制600兆瓦汽轮发电机玻璃钢锥环。600兆瓦汽轮发电机玻璃钢锥环系采用缠绕成型工艺制造成坯料经机器加工成满足设计尺寸要求的制品，采用湿法缠绕工艺技术的玻璃钢锥环，其各项技术经济指标和总体技术水平超过了从美国西屋公司引进的玻璃钢锥环的水平。该成果在哈尔滨大电机研究所得到应用，1993年国家建材局科技进步奖三等奖。
1986～1990年，哈尔滨玻璃钢研究所研制大口径玻璃钢管道生产线的全套技术与设备，包括成型管道的纤维缠绕机、与管道相配合的管件成型设备和系列化芯模。玻璃钢管道直径≥400毫米，工作压力≥1兆帕，耐多种介质腐蚀，重量轻，内壁光滑，可广泛用于石油化工、原油运输、注水系统、湿法冶金、矿山井下排水、城市下水等做腐蚀性介质的运输管道，以及农业灌溉，城市供水系统管道。经应用证明，管道性能可靠，无渗透，不腐蚀，无盐的结晶与沉淀，施工时起吊、运输方便，管道全部应用国产材料，在国内首次解决了大口径玻璃钢管道的原材料国产化问题。首次应用水力脱模技术，为大口径玻璃钢管道批量生产的脱模工艺提供比较先进的手段，同时解决了快速连接及密封等技术问题，各类标准达到20世纪80年代中期国际同类产品水平。该成果在海口市火电厂、连云港市玻璃纤维总厂得到应用，1992年获国家建材局科技进步奖二等奖。
1986～1996年，哈尔滨玻璃钢研究所康子与、刘其贤、孔庆宝、田开谟、王文达等完成“风云二号卫星新型复合材料结构件与EPKM固体上面级复合材料壳体制造技术研究”，研制风云二号气象卫星天线支撑筒、开口圆柱筒、支杆、撑杆和隔热垫板5种结构件均是卫星的主承力结构的重要关键部件。经过模样、初样和正样3个阶段的研制，通过了静力震动试验和热真空高低温循环等试验考核。经过近2年的卫星运行证明，用碳环氧复合材料制造的卫星主承力结构件满足了卫星主承力结构的使用要求，是比较理想的首选材料，为碳环氧复合材料的应用开拓了新领域。研制的EPKM卫星近地点变轨发动机壳体直径1.7米，是中国当时最大的固体上面级发动机壳体，通过了国际卫星发射规定的一系列试验，连续2次完成外星发射任务。壳体技术性能及其制造技术填补国内空白，达到国际先进水平，2000年获国家科技进步奖二等奖。
1987～1993年，哈尔滨玻璃钢研究所研制110千伏～5 000千伏合成绝缘子拉挤芯棒。绝缘棒是合成绝缘子的机械承载及电气内绝缘的主要部件，绝缘棒由拉挤工艺成型，其突出优点是充分发挥了产品的纵向抗拉强度和抗弯强度以及绝缘性能，具有重量轻、体积小强度高、运输安装方便、不易破碎、损耗少，防护能力强等特点，运行中不用清扫、维护，并可避免污染。该成果1995年获国家建材局科技进步奖三等奖。
1988～1996年，哈尔滨玻璃钢研究所研制xx型导弹防热部件与发动机壳体用复合材料。研制的放热部件和壳体复合材料应用于机动型中程战略导弹弹头热防护系统、弹底隔热与第二级发动机壳体。在发动机复合材料研制中，解决了反喷管结构及开孔补强等关键技术，以及新型绝热结构在发动机壳体上的应用技术，比传统材料减重10％；产品制造精度保障和检测技术，保证了170余项精度要求。复合材料在xx型导弹上的成功应用确保了总体型号的如期定型，满足了国防急需，1999年获国家科技进步奖二等奖。
1989～1990年，哈尔滨玻璃钢研究所研制SPTM－14近地点发动机玻璃钢燃烧室壳体。解决了壳体结构设计、工艺方案优化、芯模刚度、受拉裙的材料、结构、裙与壳体之间的连接、4种不同材料的界面粘接技术、可靠性技术及结构试验、壳体尺寸精度及位置精度等一系列技术关键。壳体各项技术指标满足飞行要求，SPTW－14的飞行成功，使中国在国际卫星发射市场的竞争能力提高到一个新的水平。此后，中国承接的外国卫星发射合同，一律采用中国研制的近地点发动机，不再由卫星发射委托方提供，该项目1993年获国家科技进步奖二等奖。
1990年，哈尔滨玻璃钢研究所研制火箭发动机耐烧蚀FRP衬套及发射管，这是中国武器系统的两个重要部件，是树脂基复合材料在防空武器系统中的一次成功应用。火箭发动机耐烧蚀衬套是火箭发动机燃烧室与发动机壳体间的隔热部件，保证发动机金属壳体具有足够的结构强度。发射管是发射机构中的主要部件，起着贮存和发射的双重作用。不仅要求其有良好的气密性，而且在发射过程中，保证射手的人身安全，发射管采用纤维缠绕成型技术，充分发挥了材料的结构强度，产品质量达到国外同类产品水平，1995年获国家建材局科技进步奖三等奖。
1992～2004年，哈尔滨玻璃钢研究所研制航空应急动力系统芳纶高压氮气瓶。该成果提出的金属内衬芳纶高压氮气瓶的“预应力”的设计思想，有效地解决了薄壁金属内衬的疲劳寿命的瓶颈技术，为薄壁金属内衬复合材料气瓶的应用奠定了坚实的基础；研制的高性能混合环氧树脂体系，满足了应急动力系统的高低温、大温差环境和宽带随机振动要求；研究的不同材质的金属接头与薄壁铝内衬的连接技术，可广泛应用于复合材料压力容器的设计制造。航空用芳纶高压氮气瓶在中国首次应用于飞机上，它的研制成功，推动了复合材料高压容器在中国航空航天领域的应用，2005年获黑龙江省科技进步奖二等奖。
1995～1998年，哈尔滨玻璃钢研究所研制三次采油用聚丙烯酰胺（PAM）、FRP供液管汇及贮罐，主要用于油田三次采油注入站和配制站贮存、运送和注入PAM水溶液。其中，玻璃钢贮罐由6台70立方米卧式罐组成一整体，罐的首尾相连，每个罐筒身底部开5～6个出液孔，高架使用。PAM、FRP供液管汇由输送管道、供液干管和多个供液支管（32个）以及集气包等组成。PAM、FRP供液管汇、贮罐具有不使聚合物降解、耐腐蚀、易于制造、安装和维护、价格低廉等优点。玻璃钢贮罐及管汇代替了不锈钢制品，节约工程造价2／3以上，经济效益显著，1999年获国家建材局科技进步奖三等奖。
1995～2000年，哈尔滨玻璃钢研究所研制中星22号卫星芳纶复合材料天线承力锥和天线展开机构。中星22号卫星天线承力锥和天线展开机构是卫星的大型高性能关键结构件和复杂的机构件，芳纶复合材料天线展开机构和天线承力锥具有结构效率高，在空间激烈交变的温度环境下尺寸稳定，减振性能好，低温不脆裂，耐辐照寿命长，介电损耗小，不干扰天线正常工作等特点。研制过程中主要解决了大型薄壁芳纶纤维复合材料成型工艺技术、芳纶复合材料的冷加工技术、运动机构精确导向定位技术、整体形位尺寸精度控制技术和符合空间环境要求的基体配方等技术关键。经使用证明，研制的天线承力锥和天线展开机构的动、静力学性能和电气性能均达到了卫星天线的设计要求，并在正样卫星上使用。该天线是中国首次自行研制的大型可展开UHF天线，技术水平达到20世纪90年代国际先进水平，解决了中国在卫星上使用大型可展开螺旋天线的技术难题，2002年获黑龙江省科技进步奖二等奖。该项技术还可在卫星电池板展开及动力帆上应用。
1995～2004年，哈尔滨玻璃钢研究所陈辉、林再文、康子与等与北京玻璃钢研究设计院、南京玻璃纤维研究设计院、中国建筑材料科学院合作研制“神舟五号”载人飞船用先进复合材料主承力结构，包括推进舱变轨发动机承力截锥组件、气瓶安装支架组件和轨道舱姿控发动机安装支板组件、返回舱结构支板、波导元件、伸展天线等重要承力结构。在研制过程中，解决了复合材料结构优化设计技术、高性能热熔预浸料制备技术、大型复杂静力载荷模拟实验技术，研制适用于空间技术要求的高性能环氧树脂体系，发明低成本对模成型工艺技术，解决了薄壁大开口复合材料结构因固化热应力和固化收缩应力而引起的尺寸变形、精度控制、开口补强及变截面区域不连续应力传递的技术关键；研制满足飞船减重及承载要求的3种碳纤维复合材料承力结构组件，具有高承载、高刚度、质量轻的特点，使飞船的重量减轻30％以上。其中推进舱承力截锥组件属于大尺寸、薄壁、大开口复合材料结构，是当时国内航天器上使用的尺寸最大、开口最大的碳纤维复合材料主承力结构件，是国内外首次在载人飞船上使用的大开孔碳纤维复合材料结构，也是技术难度最大、尺寸精度最难保证的一种复合材料薄壁壳体结构。已经提供的多套产品通过地面静力试验和各项环境试验，通过了“神舟”一号、二号、三号等多次飞行考核，以及“神舟”五号、六号载人飞行考核。该成果2004年获国家科技进步奖二等奖。
1997年，哈尔滨玻璃钢研究所在完成“七五”和“八五”科研攻关项目“玻璃钢抽油杆研制与开发”“大尺寸拉挤玻璃型材的研制”的基础上，研制接触轨玻璃钢绝缘保护罩，先后完成材料体系研究、结构设计、模具加工与制造、工艺试验和性能检测等多项研究，试制出玻璃绝缘保护罩。其电气绝缘强度、耐燃性、吸水率和力学性能等均达到德国西门子公司提供的技术指标。该复合材料部应用于中信公司总承包的伊朗德黑兰地铁工程。此后，又为北京地铁、广州地铁的建设提供满足性能要求的接触轨玻璃钢绝缘保护罩，并获专利权。
高性能地面雷达天线罩是高性能地面雷达的配套装备，用于民航、气象及军事等领域的高性能雷达天线价格昂贵，大部分是引进的设备，对工作环境的要求比较苛刻。2000年哈尔滨玻璃钢研究所在国内首次研制C波段雷达天线罩（直径7米），2001年又研制成L波段航空管制雷达天线罩（直径11米），产品经过中电集团南京十四所实测，技术水平接近国际同类产品先进水平，标志着哈尔滨玻璃钢研究所在电性能设计、结构性能设计、模具制造、产品成型工艺等方面的研究已处于国内领先地位。高性能雷达天线罩在国内市场已得到认可，占民航、气象系统每年新增订货的20％（此前国内民航系统几乎全部依赖进口），替代了进口产品。该产品获专利权1件（专利号为：ZL2003201052617），并获航天部科技进步奖三等奖。
水处理用玻璃钢压力壳体由于其重量轻，耐腐蚀性能好，价格较低，已广泛用于电子电力、医药、食品饮料、海水淡化及污水、西部地区苦咸水处理。2004年，哈尔滨玻璃钢研究院开发研制反渗透装置用玻璃钢压力壳体，获专利权2件（专利号分别为：ZL00212602.8、ZL00212601.X）。
哈尔滨玻璃钢研究院通过研究SMC片材制作工艺和模压机理及工艺技术，解决了SMC片材配方和制造工艺，自行建成SMC片材生产线。2003年，研究开发SMC系列模压电表箱及电控箱，2004年建成24万套SMC模压电表箱的生产线。产品主要用于国家电网（包括农电网、农垦网、农林网和城市网）改造工程和机械、电气等行业，产品具有耐腐蚀、重量轻、耐电性优良、造型美观、价格经济合理、寿命长、安装方便等显著优点，是传统金属电表箱、电控柜等产品的理想替代品。
五、碳石墨材料
1986年，哈尔滨电碳研究所研制T901激光石墨，其性能达到或超过日本、美国同类产品水平，同年9月通过省级鉴定。T901激光石墨是为发展中国氩离子激光器而研制的一种放电管石墨材料。产品纯度高，密度大，强度高，异性比小，材质均匀细腻，因而，在工作中耐离子轰击，溅散小，基本不掉灰，不出现黄烟，性能稳定可靠。
1987年，哈尔滨电碳研究所研制TDQ21航空电刷、T401同性石墨、T801F石墨防爆膜。其中，TDQ21航空电刷是国家机械委员会军工配套局“七五”重点科技攻关项目，是为国产直八直升机JF－9电机配套的一种新型电刷，其性能指标达到了法国同类产品R21电刷的水平，同年通过国家机械委员会鉴定；T401同性石墨用于电火花精加工，具有电极磨耗小、加工稳定、精度高等优点。其主要性能指标达到了日本IG－11、ED－2电火花精加工用石墨电极水平，同年通过省级鉴定；T801F石墨防爆膜具有材质均匀、耐腐蚀、热稳定性好、爆破压力准确等优点，该材料应用于电站电流互感器、六氟化硫封闭式断路器及炼油厂添加剂生产管道、反应釜的装置中，达到保护整个装置安全的目的。其适应额定安全压力范围较宽，可形成0.2～11千克力／平方厘米膜体，使用性能达到法国同类产品水平，同年通过省级鉴定。同年，哈尔滨电碳厂研制J113电刷、C27碳滑板。J113电刷是为美国卡特公司研制的新型汽车电刷，各项性能达到美国的要求，已向美国出口；C27碳滑板是为宝山钢铁公司初轧厂引进日本自动运转天车配套产品，达到日本同类产品水平，取代进口产品。
1988年，哈尔滨电碳研究所叶广楼等研制M206炭石墨抗磨材料。该材料适于做各种离心泵、水轮机、反应釜的密封环，真空泵、鼓风机的旋转滑片，潜水电机、平板玻璃引上机和各种仪表的轴承。该产品采用超细粉为原料，具有良好的自润滑性，热膨胀系数低，结构致密，机械强度高，良好的导热性能和抗腐蚀性能。其主要技术性能指标已接近德国同类产品EK210水平。同年，哈尔滨电碳研究所蔡克辉等开发D323海洋钻井平台直流驱动电机用电刷。该电刷适用于海洋钻井平台直流驱动电动机，也适用于陆上同类型钻井直流驱动电动机及牵引电机、轧钢电机等。D323海洋钻井平台电刷经特殊处理，能承受较大的冲击震动。在亚热带海洋环境中进行实际工况试验，经电工产品环境适应性检测证明，产品符合“三防”（湿热、霉菌、盐雾）要求。电刷采用分瓣结构型式，具有良好的换热性能和耐磨性能。用户认为，D323电刷完全可以取代美国T593及T900电刷，达到美国GE公司同类产品水平。
1988～1989年，哈尔滨电碳研究所张春勇、赵洪举、赵晓旭、张尚武研制散装水泥罐车空压机用耐高温（≤250℃）M301炭塑复合滑片。M301炭塑复合滑片主要用于无油润滑旋转滑片式空气压缩机及无油真空泵上，是这2种机械设备的关键部件。该产品采用高分子材料作粘合剂，具有强度高、抗冲击性能好、耐磨性强、耐热性能好等特点。各项指标达到了德国同类产品V1298水平，填补国内空白。M301炭塑复合滑片的研制成功，使南京压缩机厂引进技术实现了国产化。该产品1993年获机械工业部科技进步奖三等奖。
1989年，哈尔滨电碳厂开发ND5内燃机车电机用电刷、Z3565铁青铜石墨含油轴承、大型高纯石墨G304等3种新产品，并通过鉴定。其中：ND5内燃机车电机用电刷各项技术指标基本过达到美国同类产品水平，取代了美国进口ND5机车原配电刷，1992年该产品获黑龙江省科技进步奖四等奖；Z3565铁青铜石墨含油轴承适用于汽车、拖拉机的起动机、家用电器微电机及其他机械设备，该产品填补国内空白，性能指标达到瑞典和苏联同类产品水平，年产值达174万元，获利30万元以上；大型高纯石墨G304主要用于大型硅单晶炉的加热器、隔热罩和稀有金属熔炼坩埚、硬质合金烧结托板、光导纤维拉管炉等生产线的大型石墨器件，该产品主要性能指标接近日本标准JIS7221和美国同类石墨HLM（实物测试）水平，填补国内空白。同年，哈尔滨电碳研究所开发DX201E碳纤维复合电刷、M304复合石墨滑片等5种新产品，并通过鉴定。其中：DX201E碳纤维复合电刷系机械电子工业部技术发展基金项目，该产品适用于大型轧钢主电机，具有抑制火花能力强、耐磨性好、使用寿命长等特点，由于采用了新材料、新工艺，填补国内电刷产品系列的空白；M304复合石墨滑片具有较高的韧性和较大的抗弯曲强度，较好的耐磨性、运转时产生的噪音较低等特点，适用于中、小型无油滑片式旋转真空压缩复合气泵和压缩机等，可以替代联邦德国埃贝公司生产的FE65型滑片，填补国内空白。
1989～1991年，哈尔滨电碳研究所曲胜久、王喜贵、张拥军、周美龙、张克信、蔡克辉研制一O九工程鱼雷发动机配气阀座新型复合材料M209G。一O九工程鱼雷浸银石墨阀座工作在环境温度为1 350℃的高温缺氧燃气中，燃气压力为22兆帕，相对转速 4 200转／分左右，线速度高达10米／秒，磨件材料为TZM合金，并在无润滑剂的干磨状态下作密封件用，且要求一次工作450秒不破裂。M209G浸银炭石墨材料能满足这样苛刻工作条件，具有优异的高温动态强度，即抗热冲击、抗机械振动并兼有耐磨、密封和自润滑性的多功能材料，达到设计要求。M209G除用于鱼七鱼雷发动机配气阀座外，扩大应用到中国新设计的鱼六鱼雷配气阀座。M209G因其优良的耐高温、耐磨、自润滑、导电、导热和可加工性，可在航天、航空、机械、电器等新技术领域做耐高温烧蚀部件，高温机械密封部件及超导电机、机器人用高性能电刷等，还可推广应用于制备新型浸铝、铜、镍等炭石墨材料，为发展中国高性能浸金属炭石墨材料开辟了新途径。该产品1996年获国家科技进步奖三等奖。
1989～1993年，哈尔滨电碳研究所曲胜久、王喜贵、周美龙、朱恒玉、温洪驰研制T705高密高强石墨。T705石墨主要用于固体火箭发动机烧蚀套、固定体石墨环、喉衬前后石墨环、石墨帽等部件，具有良好的抗热震性能与耐烧蚀性能。T705石墨其静态性能与使用性能居国内领先，达到美国同类产品ATJ石墨的水平，成为中国大、中、小型固体火箭发动机用石墨的主要产品，已用于巨浪一号、红旗六十三号、迎击八号、东风十一、东风二十一甲、东风二十一号等固体发动机的喷管喉衬、固定体等耐烧蚀部件。该产品1997年获国家科技进步奖二等奖。
在国家重点工程大秦电气化铁路试运行期间，采用国外引进的粉末冶金滑板，造成铜接触网线磨损严重，为2.8毫米／万架次。按此推算，4～5年后全路网线需更换1次。这将造成运输线巨大损失。1991年，为了解决上述问题，国务院重大技术装备领导小组，将“大秦线用受电弓炭滑板”的研制课题列入“八五”国家重大技术装备科技攻关计划。1991～1994年，哈尔滨电碳厂迟春阳、王家襄、陈振山、苏以翊研制大秦电气化铁路AT供电系统C203C浸金属炭滑板。C203C浸金属炭滑板自身寿命为7万～10万公里，是原进口滑板的3.5倍。该滑板对导线的磨损为0.05毫米／万架次，导线磨损比原进口滑板减少近56倍，使铁路接触网使用寿命延长至80年。浸金属炭滑板只有少数发达国家才能生产。C203C浸金属炭滑板的研制成功，填补国内该项技术的空白。C203C浸金属炭滑板是电气铁路接触网不可缺少的关键摩擦件，装配在牵引电力机车受电弓上，列车高速运行状态下导入电能。1994年获铁道科学院科技进步奖一等奖，1996年获国家级新产品证书。
1992年，哈尔滨电碳厂研制开发4种新产品并通过鉴定，其中：MSUU528型机械密封材料，是为螺杆式制冷压缩机组配套开发研制的新型机械密封材料，具有结构设计合理、性能稳定、安装操作方便、通用性强等特点，应用于KF125、KA15、KA16、KA20等系列螺杆泵制冷机组上，性能指标达到国内领先水平。部分产品随主机出口泰国、马来西亚、菲律宾、澳大利亚、新西兰等国家；M224高温密封抗磨材料，该产品具有抗高温、抗腐蚀、密封性能好等特点，用于石油、化工等行业，具有非常广泛的推广价值。其性能指标达到了英国摩根公司的EY9106产品水平，填补国内空白；T1701碳—陶质电阻棒，用于钢铁工业及其高压供电分流电阻器上，保证电压电流平衡与稳定。具有耐热性、耐高功率、稳定性好等特点，其性能指标达到了日本、俄罗斯同类产品水平，填补国内空白。同年，哈尔滨电碳研究所研制的2种新产品通过技术鉴定。其中，T624人造金刚石用石墨，是为从德国引进的5 000吨级合成金刚石设备及二面顶压机而研制的粗颗粒高强度金刚石用新型石墨材料，具有性能稳定、转化率高、合成粒度粗等特点。合成效果达到了德国产品EK48技术水平，填补了国内二面顶压机合成金刚石专用石墨的空白；T706高纯高密石墨，是为进口和国产气体分析仪配套而研制的新产品，具有高纯度、强度高、密度高等特点，性能达到了德国产品EK50技术水平。
1994年，哈尔滨电碳厂研制4种新产品并通过鉴定。其中：MSB598型机械密封材料，是为喷油螺杆式制冷压缩机开发研制的新型密封材料，其结构简单，轴向安装尺寸小，拆装方便，密封性能可靠，通用性强。摩擦副材料选用碳石墨对合金钢辉光离子氮化组对，填补中国密封摩擦副的一项空白；D229轧钢电机电刷，是为了替代进口，节约外汇而研制的新产品，其性能优良，可在换向器表面形成良好的氧化膜，减小对换向器的磨损，性能指标接近英国摩根公司的EG227轧钢电机电刷水平；J190金属石墨电刷，是为钢铁公司在酸雾及电镀液等恶劣环境条件下使用而研制的抗磨损、腐蚀电刷，替代了日本帝国公司和法国罗兰公司的进口电刷；Z2200铜石墨轴承，应用在纺织厂定型机上，它性能可靠，抗磨损，耐腐蚀，接近美国同类产品水平，取代了进口。
1994～2003年，哈尔滨电碳厂张启彪、刘重德、梁世林、王立松、陆学东等研制M210石墨密封材料。M210石墨密封材料是根据哈尔滨电碳厂与中国01单位沈阳410厂于1994年签订的科研试制协议而研制的，属“九五”国家重点军工科研项目，用于新型战斗机系统—“10A”航空发动机主轴承腔圆周密封、附件传动轴端密封。课题组解决了材料的密封性、材料的耐磨性和材料的初始氧化性。该材料满足了发动机的工作条件、密封性能及300小时寿命要求，工作可靠性较高，达到国外同类产品的先进水平。
1995年，哈尔滨电碳研究所开发两种新产品并鉴定。其中：TD23ZX航天电机用电刷，是国家重点工程直流电机的配套电刷。该产品无论是在高空运行，还是在湿热环境中，性能均能满足电机的使用要求，并且具有换向性好、磨损小、使用寿命长等特点。其性能及使用寿命居国内领先水平；T707石墨材料，是配合兵器工业及民用产品发展需求研制的新产品。该产品具有体积密度高、结构均一、机械强度高、耐烧蚀等特点。
1996年，哈尔滨电碳厂研制两种新产品：TJ25航空电刷，是为QF－24航空起动发电机而研制的高性能航空电刷，该电刷采用新材料、新工艺，具有配方合理、产品性能稳定、寿命长等特点，达到国内同类产品领先水平；S8电刷是为引进的水轮发电机和汽轮发电机组而研制的石墨基多孔电刷，主要用于水轮发电机和汽轮发电机集电环，该产品达到无火花运行，集电环氧化膜建立良好，可满足水轮发电机组安全、稳定、可靠运行。产品性能达到了德国E5634产品水平。同年，哈尔滨电碳研究所研制的M213TF石墨密封材料于1996年9月通过部级鉴定。该材料用于运载火箭发动机涡轮泵轴端面密封，该产品工艺先进、性能稳定可靠，达到国内领先水平及国际同类产品水平。同年，由哈尔滨电碳研究所、东新电碳股份有限公司和哈尔滨电碳厂共同完成国家“八五”重点配套科研项目“提高航空电刷性能的研究”，1998年4月通过机械工业部军工司组织的鉴定。技术性能：使用寿命由原来200小时提高到500小时以上，使用温度由原来的180℃提高到200℃，使用高度由原来的1.8万米提高到2万米以上。经测试主要性能达到国外同类产品的技术水平，已投入使用，为航空电刷增加了新品种，满足了航空电机延寿配套需要。研制的成品型号TJ26，1999年经1年的扩大应用试验研究，稳定了工艺，获得用户的认可并批量订货。该项成果2000年获黑龙江省科技进步奖二等奖。
1999年，哈尔滨电碳研究所利用引进的俄罗斯电刷生产技术、设备，研制生产新型航空电刷，其寿命可与电机相同；研制生产铁路提速列车牵引电机用TMC、TMD两种型号电刷，静态性能指标接近国外DE—7电刷水平，使用效率良好，其中TMC2000年通过省级鉴定。
“09Ⅲ”工程是国家重点军工项目，是中国自行设计研制的新一代核潜艇，为了适应新型核潜艇的作战要求，2000年哈尔滨电碳研究所研制“09Ⅲ”屏蔽泵用石墨轴承材料。“09Ⅲ”型艇主泵屏蔽电机用石墨轴承是“09Ⅲ”型艇反应堆主循环泵的关键部件，它直接关系到潜艇主动力泵系统乃至整个艇的安全运行。同年，哈尔滨电碳研究所李杰、刘重德、邵泽钦、张克信、梁世林研制M209F石墨轴承材料，具有机械强度高，韧性好，自润滑性好，耐磨损，使用寿命长等特点，经模拟试验、使用寿命考核试验及在工程样机上试用，其各项性能均达到设计标准，完全满足了使用要求。M209F石墨轴承材料不仅可以满足“09Ⅲ”型和“09Ⅳ”型潜艇的配套需要，它作为一个新型的石墨抗磨材料，还可以广泛应用于民用工业领域，作为磁力驱动泵、潜水屏蔽电泵的轴承和机械密封装置的石墨密封环，尤其是在国内大规格石墨轴承和石墨密封材料比较短缺的情况下具有较好的推广价值和广阔的市场应用前景。
六、新型建材
1988年，双鸭山东方墙材工业有限责任公司（以下简称双鸭山墙材公司）从法国OCI公司引进煤矸石烧结空心砖一次码烧工艺技术及设备。在技术输出方多次派专家调试均没有成功的情况下，该公司依靠自己的技术力量，攻克挤出成型、窑炉焙烧等技术难关，特别是攻克了连欧美国家也没有做到的利用煤矸石热值，采用全内燃烧结空心砖、不外投燃料的技术难关，成为世界首家掌握特大断面现代化隧道窑、全内燃、超热值焙烧控制技术的企业，创造了“制砖不用土，烧砖不用煤”这一国际领先新技术，并取得自主知识产权。自1991年投产至2005年，已累计生产煤矸石空心砖9.8亿块，综合利用煤矸石265万吨，节约土地126.8亩，节约燃煤4.82万吨，减少煤矸石自燃过程中排放的各种有害气体3 332万立方米，形成了典型的制砖循环经济模式。该生产线从此成为全国资源综合利用的示范样板，1999年获国家科技进步奖二等奖。1999年经国家发改委批准该公司启动煤矸石烧结空心砖技术及设备产业化项目建设，2001年该项目成功实施后该公司具备了年产80台套8 000～12 000万块煤矸石空心砖设备生产能力。
1992～1993年，黑龙江省建材工业研究所（以下简称省建材所）孙国良、李秀成、杨松、乔拥军、韩世涛等开发复合硅酸盐水泥。该产品采用增钙液态渣作水泥混合材，降低了水泥厂生产成本，每年为企业增加效益30万元，每年可节约排污费20万元。可增产水泥9万吨，节约水泥厂建设资金5 000多万元。
1993年，双鸭山墙材公司研制JZX70／60－38型双级真空挤砖机，并安装于引进生产线，取代进口设备进行了工业性试验。1993年9月通过国家建材局组织的科技成果鉴定，鉴定认为，设备生产能力、挤出压力及主要易损件寿命处于国内领先地位，填补国内用硬质低塑性原料生产空心砖的空白。1994年该挤砖机被国家科委等五部门评为国家级新产品，1997年被国家建材局评为全国建材行业“八五”重点技术改造优秀项目，1998年获中国专利技术博览会金奖。
1997～1998年， 省建材所韩世涛、孙国良、孙凤彬、张凤麟、崔丽英等开发双掺沸腾炉灰生产普通水泥技术。鸡西矿务局水泥厂在使用该项技术，即解决了生产的原料问题，又处理了大量煤矿废渣，利废、节能环保。性能指标：双掺沸腾炉灰生产普通水泥是利用沸腾炉灰代替粘土配料，利用沸腾炉灰的火山灰活性作混合材，掺入适量石膏，制成普通水泥。该项技术获黑龙江省科技进步奖三等奖。
1998～1999年，省建材所王福林、孙凤彬、唐宝林、兰宏伟、孙国良等开发反射增强复合硅酸盐保温涂料。该产品在100℃的散热面上涂该产品，每使用1立方米可减少能耗1.13×109千焦／年。该产品干容重轻、浆体体积收缩率小、导热系数低、耐热温度高。该产品属国内新产品，技术指标达到国内先进水平。获黑龙江省建材行业科技进步奖二等奖。
双鸭山墙材公司与国家建材局西安墙材研究设计院、中国建筑东北设计院和鞍山热电厂合作，利用大掺量粉煤灰加入少量改性添加剂（或粘土）生产烧结空心砖，工业性试验取得成功。粉煤灰烧结空心砖各项质量指标达到国家标准，已具备工业生产条件。该公司开发的“高掺量粉煤灰烧结空心砖成套设备”2003年被评为国家优秀火炬计划项目，并获黑龙江省科技进步奖三等奖和黑龙江省优秀新产品奖。
2002年，双鸭山墙材公司研制烧结空心砖（多孔砖）二次码烧工艺设备，该成套设备适用于粉煤灰、尾矿、粘土等高干燥敏感性原料制砖，改变了中国二次码烧工艺中上、下架码坯工序靠手工操作的落后状态，提高坯体干燥质量。开发了计算机自动控制上、下架码坯系统，该系统由14台设备组成自动化流水生产线，已在安徽马鞍山钢铁公司、鹤岗热电厂和七台河热电厂生产线上成功运转，效果良好。2004年，二次码烧工艺设备获黑龙江省科技进步奖三等奖，2005年被评为黑龙江省优秀新产品二等奖。
2002年，双鸭山墙材公司投资7 044万元建成利用工业固体废弃物烧结高档装饰砖项目。该项目技术装备实现了部分德国引进、部分自主创新二者有机结合，形成年产6 000万块标砖的能力，填补国内非瓷烧结装饰砖的空白。2004年下半年，该公司开发3大系列、8种颜色、上百种规格的高档彩色烧结装饰砖产品，并且产品被推荐在北京奥运工程和重大工程项目中使用。在生产工艺方面，当时引进的生产工艺是采用轻柴油外燃烧砖，成本非常高，经过不断探索，2005年改进了外燃烧结砖工艺，实现了内燃焙烧装饰砖，大幅度地降低了生产成本，全年节省燃油支出1 000多万元。该产品环保渗水、节能节地；呼吸性好、保湿宜居；强度高、使用长，抗压强度≥70兆帕、抗冻融，耐候性极佳。该产品已在国内4个直辖市、省会城市等30几个城市奥运会自行车场馆道路、首都博物馆道路等几千个项目中应用，并出口至日本、俄罗斯、蒙古等国家。
2002～2003年，黑龙江省建材工业规划设计研究院（原省建材所，以下简称省建材院）孙国良、车德富、阎跃臣、杨宏印、王洪强等开发石灰石硅酸盐水泥。该产品已经在哈尔滨钢飞水泥公司正式投产。仅从石灰石原料这一项，该企业每年获经济效益146万元。性能指标：熟料中氧化镁含量不超过5％，水泥中三氧化硫含量不超过3.5％，方孔筛筛余不超过10％ ，水泥比表面积大于350平方米／千克，初凝不早于45分钟，终凝不迟于10小时。
2004～2005年，省建材院王福林、孙国良、于长江、杨洪印开发了水泥助磨剂。提高台时产量10％～20％。节省熟料用量10％。已有20家水泥厂使用该产品，产品质量达到国家建材行业标准JC／T667—2004《水泥助磨剂》技术指标要求。
