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坡面地质动力灾害柔性防护结构理论、技术及应用
本项目发展了柔性防护系统性能设计与提升技术，建立了“力平衡+”设计方法，开发了首套自主知识产权的商业化设计软件，发展了多元化的防护产品技术，与欧洲现有技术相比，最大防护性能提升4.5倍。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
柔性防护结构在坡面地质灾害作用下将经历大滑移、大变形等运动特征，在力学上属于强冲击作用下高度非线性动力问题，理论求解难度大。团队系统研究了坡面地质动力灾害柔性防护结构理论、技术及应用，取得了下列创新性成果:构建了防护网系统的多柔体非线性动力学模型，发展了柔性防护系统非连续动力学计算理论，可实现多元化柔性防护系统产品的性能精确预测与解析:研究了柔性防护系统关键结构部件的环境腐蚀损伤力学行为及系统性能劣化评价方法，揭示了网片累积损伤演化规律，为柔性防护系统动力损伤后的剩余承载力评价 系统运维阶段的生命评估、可靠性评价提供基础;构建了多场、多尺度、多介质耦合动力学模型，实现了对泥石流、水石流、碎屑流柔性拦截动力学过程模拟;提出了综合“空间+时间”的4D柔性防护理论。
发展了柔性防护系统性能设计与提升技术，建立了“力平衡+”设计方法，开发了首套自主知识产权的商业化设计软件，发展了多元化的防护产品技术，与欧洲现有技术相比，最大防护性能提升4.5倍。
研发了成套柔性防护结构足尺冲击试验装备，在试验能力、试验尺度、试验精度等三个方面实现全面超越;建立了标准化试验测试技术与方法，包括部件及系统试验与性能评价方法;提出了差异化设防目标和系统设计分级准则，相关成果入编两部行业标准，建立起覆盖产品、检验试验及工程建设全链条的柔性防护技术国家标准体系，相比欧洲目前的产品技术标准领先1代;开展了多项标尺性试验，累计试验次数超过300次，是欧洲该领域标志性试验的3倍，积累了大量的原始试验数据，与欧洲70年的技术发展相比，支撑了中国在该领域十年内实现理论、技术与产品研发的弯道超车。
西南交通大学
2022-09-13
高强韧金属结构材料的外物理场改性技术
提高金属结构材料的强度和韧性对拓展材料的应用领域具有重要意义，特别对于颗粒增强铝基复合材料，其具有高的比强度、比刚度、耐磨、耐疲劳、低热膨胀性、低密度、高微屈服强度、良好的尺寸稳定性和导热性等优异的力学性能和物理性能，在航空航天和轨道交通领域有广泛应用前景，是新型结构材料中的新生中坚力量。本项目在掌握了颗粒相设计、复合材料熔体制备、铸造、挤压和热处理工艺的前提下，以低温场和电磁场为加工途径，通过调控低温处理时的降温速度、处理时间、处理温度和循环次数，调控电磁场强度、磁场作用时间等参数，对固溶时效态的
江苏大学
2021-04-14
轻质高强全焊结构泡沫铝合金夹复合芯板
结构材料轻量化是目前国民经济、国家重大需求的重大挑战，材料结构功能一体是新材料的重要发展方向。
轻质高强泡沫铝合金复合夹芯板以超轻质的泡沫铝合金为芯层，与铝合金面板实现冶金结合，具有比重小，高刚度，高阻尼减振，高能量吸收的特点，同时实现与阻燃、电磁屏蔽功能兼容性，在先进交通、航空航天领域具有广泛的应用前景。通过可调控的芯层泡沫铝合金孔结构，复合夹芯板的实现了同等质量钢板6倍的高刚度，同时比重仅与水接近，该成果已经应用于我国重要装备制造。
北京科技大学
2025-05-21
用超细APT制备纳米钨粉
1.项目简介：《用超细APT制备纳米钨粉的研究》由我校余世鑫教授主持与江西省崇义章源钨制品有限公司联合研究，并由该公司工业试生产成功。该项目经过课题组人员的共同努力和卓有成效的研究，取得了重大突破。2003年11月28日江西省科技厅组织专家鉴定组对该项目进行了鉴定。2.技术特点：本项目采用精细化工技术，依据相转移合成法的原理，采用独特的离子交换高峰液的处理技术、固液分离技术和结晶晶形控制技术，生产出超细颗粒仲钨酸铵(APT，费氏粒度 1～10μm)。然后在通用的回转管炉煅烧和四管炉还原，采用露点-70℃的高纯氢气和粉末钝化技术，制得纳米钨粉。其生产表明，与等离子法、流态化还原法等相比，采用该技术生产纳米钨粉具有设备投资少、成本低、规模生产易控制、重现性好的特点。易于实现工业化生产。该项目采用的工艺技术独特、新颖、可行，属国内首创。
武汉工程大学
2021-04-11
新型超晶格激光器系统
基于“介电体超晶格”制备技术，开发了一套适合量产的超晶格材料制备工艺。超晶格材料在激光非线性波长变换、量子纠缠源产生、声学滤波换能等领域有重要应用。以超晶格材料为核心材料，开发出红光、绿光、蓝光、准白光、钠黄光、皮秒锁模以及中红外等多种新型激光器。
南京大学
2021-04-10
超材料自由或实时调控
近年来，超材料虽然取得了长足发展，但仍存在一些瓶颈问题：1)基于等效媒质超材料的新物理现象和新应用需要挖掘；2) SPP超材料一直是物理学家的领地，以验证新物理现象为主；3) 超材料对电磁波的凋控大多是静态的，一旦制备成型其功能即被㈣化，+能实时地调控电磁波。为解决上述问题，该项对微波超材料进行了系统性研究。 在等效媒质超材料方而，提出并制备了柱坐标系下各向异性零折射率超材料，突破了h然界域小辐射单元（电偶极子和磁偶极子）双定向辐射的限制，实现了完美的电磁波全向辐射及高效空间功率合成。提出•种三频段超材料完美吸波器，可在三个设计频段实现电磁波在大角度范围内、 对极化不敏感的近乎完美吸收。基于变换光学原理，提出一种低损耗电磁幻觉器件，可按照需求有0的地操控0标对电磁波的雷达散射特征。提出并制备了宽带、低损耗的全介质超材料放人透镜，打破衍射极限的限制，实现了超分辨率的微波成像。该研究促进了等效媒质超材料的发展。
东南大学
2021-04-11
关于自旋超流基态的研究
研究小组首先利用激光分子束外延技术生长了具有原子级别平整度的反铁磁Cr2O3薄膜，是电荷的绝缘体。采用非局域自旋输运的技术，用热方法在铂电极和Cr2O3薄膜界面注入自旋流、产生自旋压，在另外一个铂电极处利用铂的自旋霍尔效应测量自旋流的输运（图A）。实验数据显示在低温下自旋输信号出现饱和现象，对应着自旋导的饱和，也就是零自旋阻效应；即自旋超流基态的最重要基本性质之一（图B）。在此基础上，该研究小组又系统研究了不同自旋输运距离下自旋超流的输运现象，证明了自旋在该自旋超流基态可以进行长距离的输运，并且其随输运距离的关系与自旋超流态输运理论预言一致（图C）。该工作是是自旋超导态领域研究的一项重大突破，势必推动自旋超导态的快速发展，为研究基于自旋玻色子的玻色爱因斯坦凝聚的基础物理研究提供了实验平台，并为新型量子自旋器件，如自旋流约瑟夫森结等，奠定了实验基础。图：自旋超流基态的重要实验证据。（A）非局域自旋输运测量示意图。用热方法在左边铂电极和Cr2O3薄膜界面注入自旋流，在右边铂电极处利用铂的自旋霍尔效应测量自旋流的输运。（B）自低温下自旋输信号出现饱和现象，反映出自旋超流基态的零自旋阻效应。（C）自旋信号随其随输运距离的关系与自旋超流态输运理论预言一致。
北京大学
2021-04-11
超洁净石墨烯制备的研究
石墨烯因 其 优异 的性质而 被 誉为 “ 材料之王 ” ， 在诸多 领域有着广阔的应用前景， 但 距离 真正实现产业化 还存在诸多 问题和挑战 。制备决定 未来， 高品质 石墨烯薄膜的 可控 制备 一直是学术界和业界关注的 重点 。 化学 气相沉积法（ CVD ） 以 其优良 的 可控性和可放大性被 公认 为最具前景的石墨烯 薄膜 制备方法， 经过 近十年的发展， 虽然 在单晶尺寸上 取得 了诸多突破性进展， 但 CVD 石墨烯的性能 和 理想 水平 仍然有不 小 的差距 ， 这一问题已经困扰石墨烯领域很久 。 该研究首次 揭示了 CVD石墨烯 的本征污染问题，提出气相反应调控的方法，分别使用泡沫铜辅助催化和含铜碳源实现了超洁净石墨烯的制备（ Nat ure Commun . 2019 , 10 , 1912 ； J. Am. Chem. Soc. 2019 , 141 , 7670 ）。 对于已存在 本征污染的石墨烯薄膜，他们 巧妙地 使用 二氧化碳 对其进行刻蚀 ，而不引入额外缺陷，从而成功 制备出大面积的超洁净石墨烯薄膜，该 方法与普通CVD工艺完全兼容 （ Angew . Chem. 2019 ,10.1002/ange.201905672 ）。 同时 ，他们探究 了本征污染物与石墨烯之间的相互作用，发展了基于活性炭的界面力调控方法，成功实现了石墨烯的表面清洁（ Adv. Mater. 2019 , e1902978 ） 。
北京大学
2021-04-11
新型超细干粉灭火剂
目前，磷酸二氢铵超细灭火剂是市面实现生产及应用的少数冷气溶胶灭火剂，但也存在原材料成本过高，吸水性强，导致其生产过程复杂，产品成本很高。因而很难大规模推广和使用。氢氧化镁 [Mg(OH) 2 ] 是一类高效阻燃剂，在约 350 o C 温度下发生热分解反应，分解吸收热为 84.1 kJ/mol ，高吸收热值可显著降低燃烧物的表面温度。分解生成的 MgO 固体在燃烧物表面形成一层固体保护层，防止复燃；释放出的水蒸气不但可稀释燃烧物表面附近 O 2 ，还吸收一定热量，降低燃烧物表面温度。研究结果表明超细氢氧化镁粉体熄灭油池火是物理和化学灭火机理综合作用结果，其灭火时间明显短于普通磷酸铵盐干粉。超细 Mg(OH) 2 是一种高效灭火剂，生产原料来源丰富，制备工艺成本较低，对生产设备无腐蚀，与传统干粉基料相比更加符合 “ 绿色 ” 环保要求，具有很广阔的应用前景。
西安科技大学
2021-04-13
超细/ 纳米 WC 基复合粉
原创性开发出 WC 基复合粉末的制备技术，粒径分布为 60-500nm，成分为 WC-Co，WC-Co- Cr，WC-η 等含量可调。技术特色和优势为： （1）使用常规设备，显著简化了工艺路线和缩短了生产周期，且具有能耗低、排放少、节能环保的 突出特点，低成本、短流程。（2）复合粉的粒度及分布可控，物相纯净，易于控制缺碳相和游离碳。（3）粘接相在WC 基体中分布均匀，解决了纳米相极易团聚的问题。（4）复合粉热力学性质稳定，在加热中不易突发晶粒粗化。（5）技术路线的特点和要求易于实现工业产业化。超细/ 纳米WC 基复合粉是耐磨损耐腐蚀硬质合金防护涂层、高性能硬质合金块材生产的关键原料。
北京工业大学
2021-04-13