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跨尺度微纳表面结构高精度测量关键技术及系统
本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。
本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量；
2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度；
3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。
图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图
图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图
华中科技大学
2023-05-12
跨尺度微纳表面结构高精度测量关键技术及系统
本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。
本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量；
2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度；
3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。
图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图
图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图
【技术优势】
本成果项目研制了具有我国自主知识产权的白光干涉原子力探针扫描测量仪等系列微纳表面结构测量仪器，并通过了国家计量院组织的仪器性能和软件的检定测试，纳米尺度原子力垂直测量范围超出国际商用仪器10倍以上，水平动态范围达国际领先水平。
【技术指标】
本成果项目提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，建立跨尺度传感方法，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量。同时，发明的白光干涉原子力探针扫描测量方法与现有商用原子力显微镜相比，垂直测量范围提高10倍，分辨率优于0.01nm。
华中科技大学
2023-05-15
新型复合材料夹芯结构关键技术、产品研发及应用
项目团队经过10多年技术攻关，发明了创新型格构增强复合材料夹芯结构，以泡沫和轻木为芯材，以复合材料为面层及格构腹板，制备出系列复合材料梁、板、柱及实体构件。 显著优点：高抗力、高延性、高耐候。解决难点：将真空导入工艺引入超大/异型构件的成型制造，攻克了树脂浸渍及流动的精准控
南京工业大学
2021-04-14
超高尾矿坝结构隐患电阻-面波综合法超前探测技术
针对超高细粒尾矿坝存在的松散泥质软弱夹层、初期坝裂缝等结构性安全隐患，构建基于多源信息融合的尾矿坝结构隐患电阻-面波综合法超前探测技术体系，提出反映坝体典型结构隐患分布范围、规模及埋深等的概观评价预测模型。
北京科技大学
2021-04-13
历史建筑结构检测与加固和建筑节能改造技术
历史建筑结构检测与加固和建筑节能改造技术
上海理工大学
2021-01-12
北京大学深研院潘锋团队在调控超结构基元提升锂电池正极材料性能取得重要进展
锂电池已经在手机、电动车和大规模储能广泛应用。商业化的锂离子电池正极材料主要是依赖于价格相对昂贵的钴（Co）和镍（Ni）元素的钴酸锂（LiCoO2）和高镍三元（NCM）正极。
北京大学
2022-07-08
超快高储能柔性器件
本项目以制备超快高储能柔性器件为导向，建立基于界面纳米复合材料的新技术。通过水热法和电化学方法在柔性导电基底上构建纳米阵列/金掺杂二氧化锰的三维纳米复合电极，作为正极；通过水热法和热处理法在柔性导电基底上生长多孔氧化铁纳米复合材料，作为负极，组装全固态薄膜器件。利用纳米复合材料的多方面优势加速电子/离子在活性材料中的传递，进而达到超快高储能的目的。基于纳米复合材料的全固态薄膜器件可展现出超快充电能力（10 V/s），比常规电容器的充电时间快10-100倍。这是国际上基于金属氧化物赝电容薄膜型超级电容器研究领域的一个重大突破。此外，本项目以开发超快超柔储能器件为导向，开发了一种热力学诱导自发组装和原位掺杂结合碳热还原的方法来实现石墨烯纳米筛粉体和薄膜的宏观可控制备，解决了传统石墨烯材料纵向物质传输差的局限。通过控制碳热温度，可以调节石墨烯纳米筛表面的孔密度，即孔径大小可控（10~100 nm）。与传统石墨烯薄膜电极相比，石墨烯纳米筛表面丰富的孔结构使得其作为电极材料时拥有更大的比表面积，而且电解质离子可以在垂直于平面的轴向上传递，缩短了离子传输路径。
华中科技大学
2021-04-10
直喷超细水合CaO粉烟气脱硫
火电厂烟气脱硫技术目前国内外约有上百种工艺，但是有实际应用价值的仅十几个工艺。“炉内喷钙尾部活化” (LIFAC) 技术是芬兰在 20 世纪 80 年代发明的一项技术，其特点是初投资少，占地面积小，系统简单，运行费用低，在较低的 Ca/S 比的条件下可达中等脱硫效率 (70-80%) ，比较适合于我国现役火电机组脱硫改造。“直喷超细水合 CaO 粉烟气脱硫”技术是在 LIFAC 技术基础上进行改进，它的特点是用锅炉废水在高压下水合 CaO ，使之形成水合石灰［ Ca(OH)2 · CaO ］，并在特殊的雾化方式下使之形成 10 μ左右的超细水合石灰颗粒，直接将其喷入锅炉炉膛进行脱硫。该方法炉内脱硫在 Ca/S ≈ 1.6 条件下，脱硫率达到了 78% 。预计在配水膜、布袋除尘后可以达到 85% 左右的脱硫率。可以去掉 LIFAC 的尾部活化和烟气再热系统。大大地降低了初投资。按目前价格计算投资成本约为 250 元 / 千瓦，不大于电站投资 5% ， Ca/S 比＜ 1.6 ，达到脱硫率 70-80% 。
上海理工大学
2021-04-11
MZR系列超微细振动磨料机
本系列振动磨料机主要用于各种矿物类超微细固体颗粒的制备生产。基于超微颗粒的塑性变形特征，本机型以适当的加载和激励方式，使颗粒释放塑性变形能而断裂细化。因此，与国内外同类技术相比，本机型可节能30-40%，降噪40%左右，节约介质70%左右。本机型有效地抑制了亚谐波和高次谐波振动，具有稳定性强，可靠性高等优点。其主要技术指标 (以石灰石及磨料机规格82升为例): 1.作业方式：干法连续(无分级) 2.入料颗度：≤1000μm 3.出料颗度：D90≤10μm 4.产量：40-50kg/h 5.比功率消耗：≤85kwh/t
上海理工大学
2021-04-11
高档超精密磨床及LED划片装备
为满足光电通讯、光学、信息等产业中小口径非球面光学玻璃透镜模具产业化的需求，研制了小口径非球面光学玻璃透镜模具超精密数控复合机床,具备纳米级精度斜轴镜面纳米磨削、斜轴磁流变研抛、在线测量补偿加工等功能，为小口径非球面光学透镜模具的产业化制造提供可靠的装备支撑。分辨率10nm，主轴回转精度50nm；加工对象为微小非球面透镜及模具；加工口径10mm以下；加工面形状精度：PV小于300nm ，工件表面粗糙度小于Ra10nm。应用领域包括集成电路（IC）、发光二极管（LED）、光学光电、MEMS、NTC、塑封件（QFN、BGA）、电子陶瓷、通讯、医疗器械等，能切割硅晶圆、砷化镓、陶瓷、石英、PCB板、LED芯片、玻璃、铌酸锂、氧化铝、蓝宝石等。GUI交互界面。具备接触式测高及非接触式测高，刀痕检测，具有切割深度自动补偿，刀片破损补偿功能，能保证切割质量。
湖南大学
2021-04-11