项目成果/简介:该团队制备了一种负载氧化镍(NiO)纳米晶粒的聚合物氮化碳(g-C3N4, CN)二维纳米片新材料，通过构建具有金属性的Ni-N键形成高导电界面，大幅提高了催化效率，该策略拓展至其他的过渡金属氧化物(Co3O4、Fe2O3、CuO等)也获得了成功。同时，该团队还开发了过渡金属基层状蛇纹石结构的纳米催化剂，进一步实现高效电催化。通过设计合成不同比例的Co、Ni基蛇纹石CoxNi3-xGe2O5(OH)4纳米片，调节材料的电子能带结构和导电特性，有效加快了催化效率，在碱性和中性条件下均表现出比传统过渡金属氢氧化物和商业RuO2更优异的催化活性和稳定性。 此外，该团队以二维金属-有机框架（2D MOF）纳米片为前驱体制备了新型二维复合纳米催化剂。通过引入吡啶作为抑制剂，借助溶剂热反应和热处理制备了氮原子掺杂的Ni-Ni3S2@碳复合纳米催化剂，大幅度提高了催化性能，为二维金属-金属硫化物@碳多元复合材料的合成提供了新的思路。

在巡检条件下，实现多物理量融合的钢轨病害动态检测技术。采用复合电磁技术检测材料表面和内部的宏观伤损；采用巴克豪森技术测量缺陷产生前的残余应力、材料状态改变、表面早期伤损；应用相控阵超声技术检测钢轨内部缺陷，并实现焊缝的精确定位及智能化全尺寸高效检测。实现覆盖诸如钢轨（含焊缝）等重大设施及新型材料全尺寸、全寿命周期的健康状态综合检测。高速铁路损伤检测：实现80-350km/h的高巡检速度下对轨道不同阶段损伤的检测，提高轨道安全性；智能制造质量检测：实现新型加工、增材制造中加工质量无损检测，提高智能制造的加工水平；结构智能健康监控：实现钢轨、桥隧、航空航天设施关键部位故障状态监控，提高重大设施寿命。技术优势巡检试验转台的速度提升至350km/h，填补了国内350km/h速度等级巡检试验转台的空白。首次在国内研究了350km/h高速及不饱和状态下铁磁性材料动态磁化过程机理。采用电磁、涡流、图像等无损检测核心关键技术，研究各种材料的伤损缺陷对检测信号的影响，克服使用环境、高速运动对检测系统的影响，在高速及重载铁路应用条件下，对服役钢轨表面、亚表面以及一定深度的裂纹缺陷损伤进行快速巡检，构建高速钢轨裂纹巡检设备，实现对铁路钢轨裂纹缺陷形貌参数等相关数据信息的快速获取、损伤程度判别，并进行故障预警和寿命评估。研究基于复合电磁效应、超声波、激光、图像融合的钢轨巡检及实时分析技术，实现病害特征识别与缺陷重构。通过分析铁磁性材料磁化过程，抑制巡检中检测探头的振动、提离效应、材料属性以及使用环境对钢轨表面检测结果的影响；基于多物理量数据的融合分析，精确识别钢轨缺陷产生前的残余应力、早期伤损等多种病害。通过使用超声技术实现焊缝精确定位及全断面相控阵高效检测。应用范围:（1）获得国家科技部重大科学仪器开发专项重大科学仪器开发专项“在役钢轨缺陷综合检测监测设备开发与应用”、国家自然科学基金委员重大科学仪器开发专项“钢轨接触疲劳及裂纹多物理高速巡检监测技术攻关”铁路总公司重大课题“高铁钢轨浅表层缺陷快速检测关键技术研究及装备研制”等项目支持。（2）作为关键核心设备应用于中国铁路总公司新一代国产大型高速钢轨探伤车GTC-80，累计巡检里程已达1万公里以上。发现各类型缺陷，如裂纹，剥离，磨损等400多例，通过了铁路总公司的关键技术鉴定，实现进口重大装备替代。（3）30km/h的双轨电动探伤机器人，集成环境感知、智能巡检、大数据处理与无线传输等功能，实现无人监控下的长距离自主运行，用于城市轨道巡检，已应用于南京地铁、西安地铁等。（4）智能制造质量检测技术应用于宝武集团宝日冷轧钢板厂（世界最大冷轧钢板生产线）钢板加工性能在线自动检测。（5）结构智能健康监控技术应用于京沪高铁CRTS-Ⅱ型轨道板健康监控（上海铁路局科技进步一等奖）、金温高铁沿线光纤监测（全国首例）、贵广客专K75+431双线特大桥沉降监测、芜湖地铁1、2号线安全监控系统；（6）挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛特等奖，创青春全国大学生创业大赛金奖，第一届中俄工业创新大赛二等奖。

研发阶段/n内容简介：在国内，八十年代以前，绝热保温材料是以天然矿物等纤维质为代表，改革开放后是以聚苯乙烯等塑料泡沫有机质为代表。目前，我国绝热保温热塑性弹性体泡沫材料主要以阿乐斯等几个中外合资公司生产，产品质量存在品种单一,泡孔不均匀,合格率低等缺陷，为西方发达国家九十年代初的水平。本项目以热塑性树脂PVC和橡胶弹性体(如NBR、EVA等)为主体材料共混，得到橡胶弹性体为分散相、热塑性树脂为连续相材料的共混胶，采用挤出发泡技术，制备低密度热塑性弹性体泡沫材料。该泡沫材料不仅强度高、密度低，表面光滑

开发了生态修复型多孔混凝土材料，提供了其在生态河岸利用的一揽子方案。 1.研发了修复型多孔混凝土材料的核心配方、配比设计以及力学强度、孔隙率、渗透性、生态适宜性等性能优化技术与成型工艺； 2.研发生态岸线、边坡防护与透水城市下垫面的多构型、模具及其成型关键技术，保障堤岸稳定性，营造植物生成活空间； 3.研究河湖生态岸线、道路边坡、城市透水下垫面的特定生境 植物筛选、群落植建与复合生态修复技术。

本发明提供了基于聚烯烃或基于热塑性聚氨酯弹性体的可陶瓷化阻燃高分子复合材料，该复合材料按重量份计，包括如下组分：聚烯烃类树脂或热塑性聚氨酯弹性体30-40份，成瓷填料25-45份，无卤阻燃剂20-30份，协效阻燃剂 1-5份，增塑剂1-3份，抗氧剂0.5-2份，交联剂0.02-0.15份，所述成瓷填料包括低软化点玻璃粉和硅酸盐矿物填料。本发明还提供了该复合材料在电缆领域上的应用。本发明复合物可在600-1000oC范围内形成致密的陶瓷化产物，形成的陶瓷化产物具有良好的高温强度和阻燃性能，在常温下也具有良好的力学性能。

本发明公开了一种丙烯酸镁-超细水泥双液复合灌浆材料。灌浆材料主料分为A、B组分，其中A组分的成分及重量配比为：超细水泥：水：活性氧化镁：粉剂萘系高效减水剂：硅粉=100：50-100：0-5：0.5-1.5：2-5，B组分的成分及重量配比为浓度为36%-40%的丙烯酸镁溶液：氯化钙：三乙醇胺：过硫酸钠=10-30：0.5-3：0.1-0.5:0.01-0.05。本发明是采用聚合物与超细水泥复合而成的灌浆材料，具有可灌性好、凝结时间可调、浆液结石强度高等优点。本发明在破碎松散地层固结、地基改良、建筑物基础加固等领域具有广泛的应用前景。

项目研究背景： 当前，美国、日本等国家采用 T1200\T1800 等材料进 行了大量研究，也取得了相应的技术成果，但因其成本高、成型难度大， 使其应用收到限制。 对吸波碳纤维缠绕压力容器成形必须进行精确的复合 材料结构设计及可靠性的准确预报，以确保其成形质量，其工艺工程十分 复杂，它涉及许多设计变量。 研究内容 ：对吸波碳纤维缠绕压力容器成形研究主要内容为： 1、采用价格相对低廉的 T7

项目组围绕航空航天领域对高性能树脂及先进结构/功能一体化复合材料的迫切需求，在国家重点项目支持下，从分子结构出发，发明了三种含芳杂环结构的新型双马单体，在国际上创制了服役温度介于280～350℃可调控的系列耐高温双马树脂，比国内外同类产品高40～114℃；发明了优化复合材料界面结构与性能的在线低温等离子体调控技术，其高性能有机纤维复合材

复合材料三维数字化工艺设计与仿真软件（CPSD）源于军工科研项目，是一款集成在全三维数字化环境下的集工艺设计与仿真于一体的软件系统，解决复合材料零件铺层工艺设计模式改进、精细化水平和设计效率提升的问题。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 复合材料三维数字化工艺设计与仿真软件（CPSD）源于军工科研项目，是一款集成在全三维数字化环境下的集工艺设计与仿真于一体的软件系统，解决复合材料零件铺层工艺设计模式改进、精细化水平和设计效率提升的问题。该软件集复合材料零件的模具型面生成、铺层工艺设计、仿真分析、工艺验证及可制造性评价等功能于一体，具有高效铺层设计、高精度仿真和全过程三维数字化、可视化、知识化、集成化的特点，为实现复合材料零件的数字化设计制造一体化提供有力支撑。航天、航空、汽车、能源等行业大量采用复合材料零件，需要专业的基于三维模型的复合材料快速设计与制造软件，实现从经验的手工设计到全三维数字化设计的转变，从而提升复材零件的智能制造水平。

针对富锂锰基正极材料电压衰减问题，通过理论计算阐明了表面氧优先析出机制及对应的表面重构动力学，并提出了硫改性稳定多阴离子的技术方案，研究成果发表于Nat. Comm.，申请国际专利1项。