1 成果简介 微波耦合加热移动物体的过程，在数学与物理的建模上，通常认为是极其复杂的过程，普通人员很难掌握，另外，模拟仿真计算还极其耗时。为解决此问题，我们利用运动的相对性原理和不同物理量(电磁场、温度场和流场)在不同坐标系之间转换，提出了一种计算微波耦合加热移动物体的数值计算方法。此法具有操作过程简易，计算精度高且耗时少的特点，理论上，此计算方法还适用于微波耦合电磁搅伴器时的加热过程计算。 2 关键技术 从物理场的角度而言，微波加热是一个典型的多物理场问题，主要涉及的是电磁场与温度场能量的转换与传导，以及流场（如周围空气）与加热物之间的共扼传热。 在现代工业与科研中，广泛应用微波加热。如《Science》和《nature》，分别在 2016 与 2018 年，刊登了利用微波制作石墨烯技术。但由于微波最大的缺陷，就是加热的不均匀性，又极大地影响了微波的应用。为了改善加热的均质性，通常使加热物运动，如旋转或采用磁搅伴器。微波治疗肿瘤，被国际医学界称为绿色疗法，肿瘤细胞死亡最可能萎缩和死亡在 42.5℃～43.5℃之间，温度低了则治疗肿瘤无效，而温度高了，又会损伤周围健康器官，由于在人体上操作，故要非常谨慎的，所以又限制了微波应用。若能有一种快速预测的计算方法，能立即得到加热的温度场分布，则是一个非常有意义的事！ 针对移动物体的微波加热，传统模型计算极其复杂，只有少量专业研究人员会计算，一般人员很难掌握，同时计算又极其耗时。本方法在此方面进行了大胆的探索。 3 知识产权及项目获奖情况 发表了一篇 SCI 论文，专门论述了该方法，详见：PU GUANGYi, PU CHENG XI, J. WANG, C. F. SONG, “A method for coupled microwave heating process and heat transfer simultaneously of moving objects,” Journal of Food Processing and Preservation, vol. 42, no.1,e13468, 2018. DOI: 10.1111/jfpp.13468. 4 项目成熟度 该方法计算工作量小，计算方便，且精度高，适合加热运动物体或电磁搅拌装置，或同时加热运动物体及有电磁搅拌的情况。现在 CAD 与 CAE 技术发展非常迅速。所以，理论上可以直接利用这些商业软件进行建模与计算。 5 投资期望及应用情况； （1） 微波治疗肿瘤方面。由于微波能够穿透到肿瘤内部，直接“杀死”肿瘤细胞，理论上，远比高能射线如γ射线效果好，且对人体副作用小。先前没有广泛使用，原因之一是不好控制加热的不均匀性。若能在治疗之前，先预先计算出加热物温度场分布，即预测出温度场的分布，则可以控制微波直接“杀死”肿瘤细胞。 （2） 石墨烯的过程制作。 （3） 食品及其他工业与科研的应用。 

1 成果简介 微波耦合加热移动物体的过程，在数学与物理的建模上，通常认为是极其复杂的过程，普通人员很难掌握，另外，模拟仿真计算还极其耗时。为解决此问题，我们利用运动的相对性原理和不同物理量(电磁场、温度场和流场)在不同坐标系之间转换，提出了一种计算微波耦合加热移动物体的数值计算方法。此法具有操作过程简易，计算精度高且耗时少的特点，理论上，此计算方法还适用于微波耦合电磁搅伴器时的加热过程计算。 2 关键技术 从物理场的角度而言，微波加热是一个典型的多物理场问题，主要涉及的是电磁场与温度场能量的转换与传导，以及流场（如周围空气）与加热物之间的共扼传热。在现代工业与科研中，广泛应用微波加热。如《Science》和《nature》，分别在 2016 与 2018 年，刊登了利用微波制作石墨烯技术。但由于微波最大的缺陷，就是加热的不均匀性，又极大地影响了微波的应用。为了改善加热的均质性，通常使加热物运动，如旋转或采用磁搅伴器。微波治疗肿瘤，被国际医学界称为绿色疗法，肿瘤细胞死亡最可能萎缩和死亡在 42.5℃～43.5℃之间，温度低了则治疗肿瘤无效，而温度高了，又会损伤周围健康器官，由于在人体上操作，故要非常谨慎的，所以又限制了微波应用。若能有一种快速预测的计算方法，能立即得到加热的温度场分布，则是一个非常有意义的事！ 针对移动物体的微波加热，传统模型计算极其复杂，只有少量专业研究人员会计算，一般人员很难掌握，同时计算又极其耗时。本方法在此方面进行了大胆的探索。 3 知识产权及项目获奖情况 发表了一篇 SCI 论文，专门论述了该方法，详见：PU GUANGYi, PU CHENG XI, J. WANG, C. F. SONG, “A method for coupled microwave heating process and heat transfer simultaneously of moving objects,” Journal of Food Processing and Preservation, vol. 42, no.1,e13468, 2018. DOI: 10.1111/jfpp.13468. 4 项目成熟度 该方法计算工作量小，计算方便，且精度高，适合加热运动物体或电磁搅拌装置，或同时加热运动物体及有电磁搅拌的情况。现在 CAD 与 CAE 技术发展非常迅速。所以，理论上可以直接利用这些商业软件进行建模与计算。 5 投资期望及应用情况 （1） 微波治疗肿瘤方面。由于微波能够穿透到肿瘤内部，直接“杀死”肿瘤细胞，理论上，远比高能射线如γ射线效果好，且对人体副作用小。先前没有广泛使用，原因之一是不好控制加热的不均匀性。若能在治疗之前，先预先计算出加热物温度场分布，即预测出温度场的分布，则可以控制微波直接“杀死”肿瘤细胞。 （2） 石墨烯的过程制作。 （3） 食品及其他工业与科研的应用。 

塑性精密成形是坯料在外力作用下，使金属在模具中发生塑性变形而成为所需形状、尺寸和性能的产品加工过程。该工艺能够解决材料切屑加工困难、加工量大、材料利用率低等问题，既减少了人力物力的浪费，又提高了产品的尺寸精度和使用性能。 1、铝合金、钛合金等温精密模锻工艺应用 某型号飞机铝合金法兰盘无斜度、无余量等温精锻件，图1所示，该锻件通过一次性成形达到零件外形设计尺寸，内孔和外形无须机械加工。 图1 铝合金法兰盘精密成型件 某型号飞机Ti-1023钛合金护板接头等温精锻件，图2所示，该等温精锻件外形无余量，为简单毛坯一次成形。   图2 钢板焊接件及钛合金精锻件 某型号Ti-1023钛合金摇臂等温精锻件，图3所示，已通过装机试飞测试，属于无斜度无余量精锻件。                                                                          图3(a) 钢摇臂机加件     图3(b) 钛合金摇臂等温精锻件 图4所示为某型号发动机TC6钛合金等温精锻件摇臂和指针。研制的钛合金等温精锻件的复杂程度处于国内领先水平。 图4 钛合金等温精锻件 2、液态模锻（挤压铸造）工艺应用 该工艺可解决铝合金小型复杂结构件的精密、高效的成型问题。针对气泵上盖零件，图5所示，实现了一模成形（多）两件、带侧孔抽芯、钢镶嵌件等工艺特点，简化了原加工工艺，降低了制造成本。 图5 气泵上盖液态模锻件 与某军工厂合作完成了多功能炮弹壳体液态模锻工艺研究，图6所示，炮弹毛坯内孔不加工，材料利用率大幅提高，加工工时大幅度下降，炮弹试验件经靶场试验测试满足设计要求。 图6 气泵上盖液态模锻件 某航空仪表电器厂传感器法兰盘，图7所示，材料为Ly12，采用液态模锻技术制取通用毛坯，替代原工艺采用的挤压棒料直接加工，可加工出8种尺寸规格的零件，降低了材料消耗，缩短了加工周期，节省了加工费用，已实现批量生产。 图7 气泵上盖液态模锻件 电器安装基板，如图8所示，材料为6063铝合金，采用液态模锻技术，实现了一模成形两件，将原数控加工的槽沟一次成形，尺寸达到设计要求，简化了该零件的加工工艺，缩短了加工周期，提高了生产效率。 图8 电器安装基板液态模锻件 3、铝合金精密冷挤压工艺应用 变形铝合金薄壁深筒“液压锁缸体”零件，图9所示，原工艺采用棒料直接加工而成，加工难度大、材料利用率低；利用冷挤压技术直接成形，挤压件要求外形及内孔不加工，表面质量要求高，通过工艺及模具设计优化，零件尺寸精度均达到设计要求，内外表面均不需要加工。 图9 液压锁缸体挤压件 手机电池用铝壳毛坯，图10所示，一次冷挤压成形工艺，铝壳壁厚0.3mm，外形尺寸可按要求设计，同时解决了挤压件的表面质量问题，所开发的工艺可用于成型矩形的各种尺寸规格手机电池铝壳。 图10 手机电池壳挤压件 铝合金电器屏蔽罩，图11所示，截面尺寸29×43mm，长度160mm，壁厚1.2mm，采用简单毛坯一次性挤压成形，表面质量好，尺寸精度高。 图11 铝合金电器屏蔽罩挤压件

本工艺采用染整废水集中处理，把棉、毛、丝、麻、毛巾、床单、丝织等各种各样的染整废水集中在一起进行处理。①稳定了水质，有利于生产管理；②对处理系统中一群混合的微生物来说，多种多样的营养可以培养多种多样的细菌，提高了系统的处理效率；③大规模集中处理具有规模效应，克服了各厂单独处理废水时，由于水质波动而引起的冲击以及污泥膨胀、处理效果不佳、处理成本高等弊病。特别是染整废水生物处理后排出的剩余污泥，一般采用化学处理，将含水率99％的剩余污泥浓缩至含水率为98~97％，然后投加大量无机化学凝聚剂、高分子混凝剂、石灰进行机械脱水成含水率70~80％的泥浆、泥饼，外运填埋或是焚烧。一般很难找到出路，且易造成二次污染。 本成果在集中处理的基础上，提高单元处理设备的能力，把一个曝分成三段，通过改变污泥负荷来控制污泥指数，减少剩余污泥产生该成果获中国纺织总会科技进步三等奖。

极端环境制造技术是指在外场辅助作用下的材料制造技术。利用外场提供的极强能量与物质的超常交互作用，实现强能场与被加工材料之间的能量传递与转化，从而获得常规条件下难以实现的高性能材料。中科院理化所采用超重力燃烧合成极端制造技术，为高性能难熔金属材料提供制造技术和工艺。

一、项目简介碳酸钙作为一种优质填料和白色颜料，广泛应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨、医药等行业。虽然我国石灰石资源丰富, 分布广泛, 但质量良莠不齐，直接影响了轻质碳酸钙产品的质量。如果石灰石的镁、铁含量过高，会导致碳酸钙产品的碱度高、白度低、镁含量高，将其添加在塑钢中会导致粘度增大、拉伸电流升高，最终造成塑钢制品发黄等后果。本技术以低品位（特别是镁、铁含量高）的石灰石为原料，采用降镁增钙的新工艺生产轻质碳酸钙、活性微细碳酸钙及纳米碳酸钙。该工艺产品除满足橡胶、塑料、造纸、涂料等行业外，更适合于诸如塑钢等对白度、镁含量有特殊要求的行业。二、项目技术成熟程度  该技术成熟，已有工业应用，就该技术已申请发明专利： 一种降镁增钙的沉淀碳酸钙生产工艺。申请公布号：CN103880058A，申请号：2014101150133。三、技术指标采用该技术生产的产品满足甚至高于相应产品的国家标准。四、市场前景我国石灰石资源丰富，碳酸钙产品用途极为广泛：塑料工业是目前碳酸钙用量最大、使用最广、技术最成熟的行业。塑料工业中碳酸钙主要用作填充剂，填充量一般在5%-30%，填入塑料中可增加塑料体积、降低产品成本，提高塑料的尺寸稳定性、硬度和刚性，改善塑料的加工性能、耐热性和散光性能。 造纸行业是碳酸钙最具开发潜力的市场。世界上在纸张中碳酸钙的填充量约为纸张重量的20%-40%。碳酸钙加入纸张涂覆料中可以提高涂覆层的光泽、白度、不透明度、油吸收性、平滑度、抗老化性、耐菌性等。由于纳米碳酸钙添加到纸中具有良好的透气性，是高档制品的理想填料，如女性用卫生巾、婴儿用尿不湿、卷烟用纸等。碳酸钙是橡胶工业中使用最早、用量最大的填充剂，填充量一般在5%-75%。碳酸钙大量填充在橡胶制品中，可以增加制品的体积，节约昂贵的天然橡胶和降低成本。碳酸钙在涂料中的应用研究表明，用纳米碳酸钙填充涂料可以提高涂料的柔韧性、硬度、流变性和光学性能。将其添加到胶乳中，能对涂料形成屏蔽作用，达到抗紫外线和防热老化的作用，增加涂料的隔热性。碳酸钙在油墨中的填充量一般在5-40%。由于纳米碳酸钙在油墨产品中能体现出优异的分散性和透明性、极好的光泽和遮盖力及优异的油墨吸收性和高干燥性，因而被广泛用于高档油墨中作为填料。还可以被用作硅酮胶的增强剂，能极大地提高硅酮剂的拉伸强度、模量性能和硬度。此外，碳酸钙还广泛应用于制药、生物发酵、日用化工等行业，随着碳酸钙制备和表面修饰技术的进一步发展，碳酸钙的使用范围将更加广阔，应用前景将更辉煌。五、规模与投资需求  生产规模根据厂家要求而定。年产1万吨产品投资100—150万元人民币，自动化程度越高，投资数额越大，且受市场影响价格会有波动。六、生产设备  主要设备包括：石灰窑、化灰机、碳化塔、压滤机、干燥机、包装机等。七、效益分析 每1万吨产品年利润150—1000万元人民币。受市场影响价格会有波动。九、合作方式技术转让。

针对活性污泥法负荷能力较差，运行不够稳定、易产生污泥膨胀、曝气池中的生物浓度低等问题，我们利用微生物集群效应的EPS（Extracellular polymeric substance）形成移动床生物膜反应器工艺，并发现了优良生物活性泡沫载体填料。利用表面改性的方法实现了载体所特有的反应性功能基和活性基团可与微生物肽链氨基酸残基作用，形成离子键结合或共价键结合，将微生物和酶固定在载体上。移动床生物膜反应器工艺具有污泥浓度高、高环境抗性和耐受性占地面积小、基建投资低、运行成本低、具有多样性等优点。

依据业主提供的参考资料，现有生产线废水：气态间苯二甲腈（IPN），气态间苯二甲腈（IPN）经过一系列过程后，在薄壁柜里形成固态产品，用水将此固态产品冲洗至浆料槽后离心，离心出水即为废水主要来源之一；生产尾气主要为氨气和氰氢酸以及少量产品和其他杂质，用水进行循环喷淋，而此循环喷淋水即为废水的另一来源，两股废水合流后。新建生产线废水:新建工程生产工艺除捕

项目针对机械产品关键零部件的主要加工工艺特点，展开加工过程能耗与 碳排放影响因素和影响规律分析，提供典型加工工艺（车削、铣削、镗削、磨 削等）的能耗与碳排放计算、建模方法与数据报告。从工艺规划的角度，研究 产品设计数据、工艺设计数据、企业资源数据、环境影响数据的关联关系，构 建机械产品绿色工艺基础数据体系及相关数据库，实现环境影响数据与 CAD/ CAM/CAPP 系统数据的无缝连接，为产品加工工艺环境性能改善及集成管理提 供支持。具有网络化、开放式数据库接口和绿色工艺相关基础数据积累平台， 可以开展机械产品绿色工艺评价、反馈、优化，为企业开展绿色工艺评估提供 支撑数据平台和工具。

微纳米结构成形是光电子制造中的核心工艺之一。压印光刻克服了传统光学光刻中光学衍射效应的限制，是一种经济、高效、高分辨的结构成形方法。 正在探索的压印工艺方法包括：UV-NIL、模板电诱导自组装纳米成形、电润湿驱动纳米压印等。   正在探讨压印光刻的应用领域包括：集成电路(IC)、微机电系统(MEMS)、生物微流控、光波导、光或磁存储、有机光电子、平板显示等器件的制造。