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高功率密度燃料电池薄型金属双极板及批量化精密制造技术
项目成果/简介:2019年上海市技术发明特等奖燃料电池“高功率密度、大功率输出、长寿命运行、低成本制造”是长期制约燃料电池汽车规模化推广的国际难题，变革燃料电池核心部件，采用金属双极板替代现有石墨双极板，是破解难题的有效途径。上海交通大学来新民教授团队历经十余年研发，与上汽集团、新源动力、上海治臻等企业开展产学研合作，发明了薄型金属双极板设计与制造新方法、新工艺和新装备。主要发明如下：1、提出了“岛群-流道”复合的大规模并联流场均匀分流原理，解决了现有叉分流道分流的过约束问题，创建了错层密封的冲压单极板背对背焊合方法，发明了薄型金属双极板“两板三场”新构型。2、揭示了大面积超薄板细密流道的成形回弹及焊接变形规律，建立了细密流场成形及焊接的残余应力分析模型，发明了极板多步成形误差补偿与激光焊接变形抑制技术。3、提出了“非晶碳耐蚀-石墨微晶导电”的涂层性能综合原理，探明了石墨微晶纵向生长机制；提出了非晶碳沉积过程伴生石墨微晶生长的控制方法，发明了非晶-微晶复合涂层及其磁控溅射制备技术。4、发明了耐蚀导电复合涂层的多腔连续磁控溅射等工艺装备，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔溅射的金属双极板生产装备系统，创建了我国首条金属双极板批量化生产线。本项目获授权中国发明专利37项，申请PCT专利5项，牵头和参与制订国家标准13项，发表SCI论文91篇(全球双极板主题论文数第一)。开发的金属极板在国内率先通过5000小时车载工况寿命考核，在国内金属极板市场上占主导地位；成果应用于我国首辆金属极板燃料电池轿车与客车、首个上汽P390型115kW车用全功率电堆开发，为上汽、东风、长城等国内金属极板燃料电池汽车开发提供了自主可控的核心技术。金属双极板金属双极板连续冲压成形 金属双极板多工位连续激光焊接金属双极板多腔连续磁控溅射工艺装备金属双极板生产知识产权类型:发明专利 、 其他技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:国家高技术研究发展计划、上海市科技创新行动重大项目等
上海交通大学
2021-04-10
工信部：我国制造业综合实力、创新力、竞争力迈上新台阶
7月26日，工业和信息化部举行“推动制造业高质量发展，夯实实体经济根基”新闻发布会。工业和信息化部规划司司长王伟、副司长姚珺，科技司副司长任爱光，运行监测协调局副局长王文远出席发布会介绍相关情况，并答记者问。
工业和信息化部规划司
2022-08-01
大尺寸高承载复合材料-金属组合多级智能化结构的设计与制造
以目前航空航天、陆海空等军种的军事装备上主承载结构的轻量化为主要研发目的，通过高性能材料组合、多尺度优化以及智能化控制等来实现结构轻量化、提升军事装备作站效能的目的。同时研发的轻量化结构可以用于新能源汽车、工程机械以及空间结构上，从而实现汽车与机械的节能减排、桥梁与建筑的更大跨越能力等。针对上述情况，做了如下研究：研究复合材料与金属组合的多级智能化结构的多尺度设计方法，解决复合材料与复合材料之间以及复合材料与金属之间高效连接技术，研发高性价比的复合材料构件，研究适
南京工业大学
2021-01-12
一种聚氯乙烯用无毒钙锌复合热稳定剂及其制造方法
研发阶段/n本发明提供一种聚氯乙烯用无毒钙锌复合热稳定剂及其制造方法，以镁盐、铝盐为基本原料，在体系中添加表面活性剂，采用模板共沉淀法，合成一种改性镁铝水滑石，其分子通式为［Ｍｇ１－ｘＡｌｘ（ＯＨ）２］ｘ＋Ａｘ／ｎｎ－.ｍＨ２Ｏ（０．２≤ｘ≤０．３３）。它提高了镁铝水滑石的结晶规整性和晶粒尺寸，且在ＰＶＣ中分散性好，由一价或二价的有机或无机酸根离子代替通用的碳酸根离子，增加了与ＰＶＣ受热产生ＨＣｌ的交换速度，提高了ＰＶＣ热稳定性。本发明将改性镁铝水滑石与有机酸钙、有机酸锌、有机酯、石蜡复合，调控对Ｐ
湖北工业大学
2021-01-12
面向先进制造的材料与整体结构多功能化创新设计技术及应用
该成果用于考虑材料--结构--工艺--性能的多因素和多层次相互影响的材料和整体结构多功能化设计建模、材料、机械产品和建筑结构创新设计开发, 以及提供复杂载荷工况下增材制造材料和整体结构多功能化创新设计技术与软件系统。该成果在增材制造产品和建筑结构创新设计方面具有高效和高性能及低成本优势。 该成果在国家”863”和多项国家自然科学基金的支持下取得一系列创新性研究成果: (1) 发明了一种基于材料破损约束的连续体结构拓扑设计建模及优化设计方法; (2)发展了多载荷工况下多相材料结构的拓扑优化设计方法;(3) 研制了涉及静、动力学要求的柔性机构创新设计技术;(4) 提出了解决应力集中和奇异问题、最大应力波动问题、分析和计算量大问题和病态载荷工况问题等的关键技术; (5)打通了技术工艺, 开发了长度尺寸控制和多个制造工艺要求的约束表征及模型化技术;(6)发展了复杂载荷环境下结构静、动力学性能要求的拓扑优化的灰度单元抑制方法和考虑边界光滑化的结构优化模型化方法；(7)在国内, 率先研发了考虑智能制造约束的功能特征空间布局和支撑结构构型的复杂集成结构优化技术和与软件系统;(8)率先研发了多功能化材料的创新设计技术;(9) 研制了整体结构多功能化创新设计技术平台和工业应用技术。
长沙理工大学
2021-04-13
一种适用于动态法测量火焰温度的热电偶及其制造方法
本发明公开了一种适用于动态法测量火焰温度的热电偶，包括两根热电偶丝、偶丝结点、绝缘套管、保护套管和补偿导线，偶丝结点由两根热电偶丝焊接而形成，偶丝结点呈圆片状；两根热电偶丝分别为上热电偶丝和下热电偶丝；上热电偶丝和下热电偶丝与偶丝结点接触点的切线的夹角为 30～60°；上热电偶丝和下热电偶丝分别穿过绝缘套管的两个进丝孔后与保护套管上的两补偿导线连接。本发明采用圆片状的偶丝结点，能降低热电偶丝的导热损失，减小偶丝结点的热惯性及温度不均匀性，减少热电偶对火焰的干扰以及火焰内颗粒在热电偶表面的沉积，提高测温的准确度和灵敏度，以便快速准确地得到火焰温度。
华中科技大学
2021-04-13
一种超大长径比深孔类零件的金属增材制造方法
本发明公开一种超大长径比深孔类零件的金属增材制造方法， 首先通过金属增材制造沉积一层金属，然后铣削成平面，最后钻孔加 工孔径，形成“沉积金属，铣削平面，钻孔成形”的工艺过程。其特 点是在增材制造每层金属的过程中进行深孔的加工，变深孔加工为厚 度约 1～3mm 的浅孔加工，因而可以有效地解决直径小到 1mm 的超大 长径比深孔无法加工的问题，避免了传统深孔加工中切削散热难、刀 具易走偏等技术难题，制造成本较低，零件成形
华中科技大学
2021-04-14
一种激光重熔扫描碳化物弥散增强铝合金的快速制造方法
本发明公开了一种激光重熔扫描碳化物弥散增强铝合金的快速 制造方法，包括以下步骤：(1)在计算机上建立零件三维模型，然后将 所述零件三维模型转成 STL 格式并导入到激光选区熔化成形设备中； (2)将铝合金粉末和碳化物粉末混合，然后采用球磨机进行球磨混合均 匀；(3)将球磨后的混合粉末转移到激光选区熔化成形设备里，在惰性 气体保护下，根据三维模型数据对混合粉末进行成形；(4)采用线切割 工艺将成形的零件从所述基板上分离
华中科技大学
2021-04-14
一种短纤维增强热固性树脂复合产品的 3D 打印制造方法
本发明公开了一种短纤维增强热固性树脂复合产品的 3D 打印制 造方法，包括以下步骤：1)制备适用于选择性激光烧结 3D 打印技术的 复合粉末；2)采用选择性激光烧结技术成形具有孔隙的形坯；3)将形坯 放入液态热固性树脂前驱体中进行浸渗后处理：3.1)配制粘度在 100mPa·s 以下的液态热固性树脂前驱体；3.2)将形坯浸入液态热固性 树脂前驱体中，让形坯的上端露出液面，以使形坯孔隙中的气体排出； 4)从液态热固性树
华中科技大学
2021-04-14
面向生物医药和精细化工绿色高效制造的微流控技术
1. 痛点问题
化学工业是我国国民经济的支柱产业，集中于生产基础和大宗化工原料，而面向高端制造业和战略性新兴产业的产品，其比重不足10%。化工产业正受到国外技术壁垒和国内消费结构升级及生态环境保护要求提高的多重压力，需要加快转型升级，迈向高端化和绿色化。
针对传统医药中间体、精细化工生产设备技术革新的研究方向，微反应器和微流控技术的研究和应用成为国内外研究机构的研究热点。微反应器和微流控技术自上世纪九十年代提出，就受到学术界和产业界的广泛关注。微反应连续化生产技术是一项在新世纪中具有革命性的技术，是生物、化学、化工等交叉前沿的方向；2009年，25家国际著名跨国公司和研究机构将微化工技术列入化工产业发展新方向，联合启动了构建所谓灵活、快速、未来化工厂的“F3计划”。医药中间体、精细化工产品由于产量小，目前普遍采用传统的反应釜等设备，单批次生产，存在原料利用率低、污染排放量大,生产过程安全性较差，难以适应可持续发展的需要。解决医药中间体、精细化工生产的环保、安全、效率等问题，是目前广大中小型生产企业实现跨越式发展的关键。
2. 解决方案
微反应器/微流控技术：以微结构元件为核心，在微米或亚毫米受限空间内进行的流动、传递和反应过程，它通过减小体系的分散尺度强化混合、分散与传递，提高过程可控性和效率，以“数量放大”为基本准则，将实验室成果可靠地运用于工业过程，实现大规模生产。
目前，微反应器/微流控技术已经从研究阶段向工业化生产阶段发展，相关技术及产品的应用正处于快速增长的阶段，在生物医药、化妆品、环保等领域，都有着广泛的应用需求。采用微反应器成套技术，在实现化学品生产的连续化同时，具有低能耗，高效率，低排放，高安全性等一系列优势。
1) 本项成果基于微化工技术，结合先进的生产装备自动化技术，提供面向生物医药制造领域的绿色高效的微流控技术生产方案。
2) 同时，结合先进智能制造技术，可以构建全自动的集成化工艺平台，实现智能化、绿色化的生产工艺及装备的整体应用。
清华大学
2021-09-08