基于新型纳米磁性液体的高速零泄漏旋转密封技术

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成果单位：清华大学

合作方式：面议

所处阶段：其他

关键词：汽轮机组航空航天石油化工纳米磁性液体高速密封制备技术密封结构发热控制离心力管理

成果评价

总得分（满分100）

资本强度（满分0）

该成果得分：0

团队介绍

团队介绍：清华大学磁性液体研究团队专注于解决关键零部件设计技术中的基础问题，同时响应国家在高端装备及能源安全方面的需求。依托清华大学摩擦学国家重点实验室，团队拥有全面的密封和轴承实验设备，以及先进的磁性液体制备和分析仪器。团队集科研、产品开发与制造于一体，与国内外知名高校和企业建立了长期合作关系，致力于磁性液体制备、密封装置、传感器、阻尼减振器及教学设备等产品的研发与制造。其生产的磁性液体密封产品已广泛应用于各类真空设备，并受到国内外用户的好评。团队技术力量雄厚，汇聚了中国工程院院士、长江学者特聘教授等高层次人才80余人。领军人物介绍：李德才，中央军委装备发展部及科学技术委员会多项重要项目的专家，荣获教育部“长江学者”特聘教授称号，入选“新世纪百千万人才工程”国家级名单，享受国务院政府津贴，并被认定为“科技北京”领军人才及北京市突出贡献科技人才，获北京市教学名师、优秀教师、宝钢优秀教师特等奖和全国模范教师等称号。他主持60余项省部级以上科研项目，包括国家一号工程和载人航天预研专项，获国家技术发明二等奖2项及省部级奖6项。长期致力于机电液磁一体化研究，尤其在磁性液体传感器、阻尼器、密封技术等领域发表220余篇论文（SCI、EI收录150余篇），出版3部专著，参编多部教材，申请近200项专利（已授权99项），专利成果广泛应用于国防和国民经济。

小果解读

核心问题

在高速旋转机械设备中，传统密封技术往往因高转速产生的巨大离心力和摩擦热而导致密封失效，造成泄漏问题，严重影响设备的安全性与效率。特别是在汽轮机组、航空航天及石油化工等关键领域，对高速零泄漏密封技术的需求尤为迫切。

解决方案

本研究成果通过研发新型纳米磁性液体，并创新设计密封结构，成功实现了线速度高达70.65m/s的高速磁性液体密封技术。该技术利用磁性液体的独特磁性和流动性，在高速旋转条件下形成稳定的磁性密封屏障，有效抵御了高离心力作用，同时减少了摩擦热生成，显著提升了密封的稳定性和耐久性。通过优化磁性液体制备工艺和密封结构设计，确保了密封效果的高效与可靠。

竞争优势

该技术首次在国内外实现如此高速的磁性液体密封，填补了相关领域的技术空白。其独特的纳米磁性液体配方和创新的密封结构设计，赋予了该技术卓越的密封性能和长期稳定性。在实际应用中，已成功应用于国家重大工程项目的汽轮机组，展现了出色的工程实践价值。同时，其在航空航天、石油化工等领域的广泛应用前景，也预示着该技术将引领高速密封技术的新一轮革新与发展。

成果描述

成果公开日期

20250327

所属产业领域

高端装备与制造-关键零部件

产品设计方案

高转速承受能力（超30,000r/min）、零泄漏特性、低摩擦损耗、长寿命、高可靠性、无污染、严密密封性、最佳扭矩传递、停机无影响及良好的自愈合能力。该技术荣获多项国内外大奖，包括国家技术发明奖二等奖、教育部技术发明奖一等奖及日内瓦国际发明展银奖，彰显了其卓越性能和行业影响力。

市场分析

市场前景：该技术已广泛应用于核能、航天、航空、船舶等领域，解决了高速密封难题，推动了密封行业的技术进步，并对环保、安全生产及节能减排做出了重大贡献。与行业传统技术相比，在密封线速度、抗转轴摆动量、泄漏率及使用寿命等关键性能上实现了显著突破，展现了行业领先水平，被国际同行誉为引领行业发展。-

当前进展

主要功能：该磁性液体密封技术，具备对气体、蒸气等污染物的严密封闭能力，适用于高线速度和高温环境，拥有相关知识产权。-

转化现有基础

落地应用：落地应用方面，该技术已在北京科理科仪技术有限公司、北京创世威纳科技有限公司等国内外上百家单位成功应用，取得了显著的经济效益和社会效益。代表性应用包括为中国船舶集团有限公司第七一九研究所完成高速密封任务，以及解决北京科理科仪技术有限公司真空机组的高速旋转密封难题。

转化合作需求

目前，该技术团队正积极寻求技术推广合作，以期进一步拓展应用范围，提升行业影响力，为更多领域提供高效、可靠的密封解决方案。

摘要

该技术在国内外首次实现了线速度可达 70.65m/s的高速磁性液体密封技术。从磁性液体制备和密封结构设计等方面，解决了高速工况下磁性液体密封发热造成的温度过高和转速高离心力过大导致的密封失效问题。该技术已应用于国家重大工程项目的某种型号的汽轮机组中，此外在航空航天、石油化工等领域也有着广泛的应用前景。