我国现有电力设施在40.5～12kV 电压等级的产品中，真空开关占据主要位置，而真空触头材料又是真空开关的关键材料，是直接影响产品质量的关键因素。本项目主要进行了高压真空开关用铜铬合金触头材料制造工艺的优化，提高了触头材料性能研究，解决真空熔铸方法的工艺、成分偏析及组织不均匀问题、铜铬合金中铬粒子的细化问题以及合金废料回收利用问题。采用真空熔铸方法，解决了高压真空开关用铜铬合金触头材料铸造产生的成分偏析及组织不均匀问题，得到的显微组织细化、成分均匀化，尤其是合金中Cr粒子的细化问题，大幅度提高耐电压强度，同时又能保持铜的高导电性，触头的小型化才有实现的可能。本方法还能回收利用生产废料，因此生产工艺更为环保。而且生产成本大大降低，性能还有所提高。

"精准开关：在各种用电器具上，当它的电流一超过，电源就切断，过流当量，可达千分之几。在交流电流线路上，电压的精准控制 "

本项目采用真空熔铸方法，解决了 Cu-Cr 合金铸造产生的成分偏析及组织不 均匀问题，得到的显微组织细化、成分均匀化，尤其是合金中 Cr 粒子的细化问 题，大幅度提高耐电压强度，同时又能保持铜的高导电性，触头的小型化才有实 现的可能。本方法还能回收利用生产废料，因此生产工艺更为环保。而且生产成 本大大降低，性能还有所提高。本项目制备的触头材料,性能与国内外同类产品 相比,在导电性,均匀性,组织细化等多方面全面领先。

非线性光学开关材料是非线性光学材料的一个重要分支，指的是在某种外界条件（如：光、热、化学环境变化等）变化下，能够在非线性光学 “开”、“关”两种状态间切换的物质。先前的大多数研究主要集中于液态材料，但其易失谐以及不稳定等特点，使得液态开关材料难以获得实际应用。而固态非线性开关材料具备非线性性质优良、性能稳定、易于调控等优势；但是目前具备固态非线性开关特性的材料却还很匮乏，这是因为其不仅要求其结构构筑基元是强响应非线性活性基团，而且环境变化下具备基元间对称性的可逆重排特性。目前，已经报道的固态非线性开关材料在状态间切换依赖于材料本身的相变温度Tc，正因如此，已报道材料只能在一个固定温度点下使用，这严重限制了固态非线性材料在温度响应方面的应用。 2018年吴立明课题组从理论上预测具不对称性的单氟磷酸根PO3F2-有望成为新的DUV NLO功能基团，并提出氟磷酸盐可作为深紫外非线性光学材料；进而通过实验合成获得(NH4)2PO3F，NaNH4PO3F∙H2O，(C(NH2)3)2PO3F等新型单氟磷酸盐深紫外非线性光学材料，并对其非线性光学性能进行了系统研究。（Chem. Mater. 2018, 30, 7823-7830.）。对其中非线性晶体材料(NH4)2PO3F相变特性深入研究发现：该化合物可在温度变化下发生低温相（P21/n、无非线性信号）和高温相（Pna21、有非线性信号）的相互转变。通过单晶结构表征分析证实，该相转变需要克服氢键网络重排的能垒。基于此，该工作提出，如果能调控(NH4)2PO3F中的氢键结构，有望实现对该化合物相变能垒和相变温度的调控。据此，该工作利用K+与NH4+的半径相似但不存在氢键环境的特点，设计合成了一系列化合物Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0.0 – 2.0)。研究表明，随着K+含量x的增加，由于Kx(NH4)2-xPO3F结构中氢键网络不断被削弱，发生相转变所需克服的能垒也逐步降低，在材料性能上则表现为非线性开关激发温度Tc的不断降低。因此，通过调控材料中K+离子的含量，固态非线性开关材料Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0 – 0.3)可实现激发温度Tc在270–150 K大温度范围内的连续可调。这是首次实现对固态非线性开关材料激发温度的调控，并且根据K+离子含量的控制，可实现在120摄氏度范围内的宽温度连续可调。通过理论计算高温相与低温相的自由能证实当K+含量高于30%时，由于氢键结构的过度削弱，该相转变消失，这与实验结果相符。该工作系统深入地探究了内部微观结构与宏观非线性光学开关性质之间的内在机制，不仅打破了传统非线性开关局限在特定温度的壁垒，而且为今后研究氢键机制作用下调控宏观性质提供了有益的参考。

非线性光学开关材料是非线性光学材料的一个重要分支，指的是在某种外界条件（如：光、热、化学环境变化等）变化下，能够在非线性光学 “开”、“关”两种状态间切换的物质。先前的大多数研究主要集中于液态材料，但其易失谐以及不稳定等特点，使得液态开关材料难以获得实际应用。而固态非线性开关材料具备非线性性质优良、性能稳定、易于调控等优势；但是目前具备固态非线性开关特性的材料却还很匮乏，这是因为其不仅要求其结构构筑基元是强响应非线性活性基团，而且环境变化下具备基元间对称性的可逆重排特性。目前，已经报道的固态非线性开关材料在状态间切换依赖于材料本身的相变温度Tc，正因如此，已报道材料只能在一个固定温度点下使用，这严重限制了固态非线性材料在温度响应方面的应用。 2018年吴立明课题组从理论上预测具不对称性的单氟磷酸根PO3F2-有望成为新的DUV NLO功能基团，并提出氟磷酸盐可作为深紫外非线性光学材料；进而通过实验合成获得(NH4)2PO3F，NaNH4PO3F∙H2O，(C(NH2)3)2PO3F等新型单氟磷酸盐深紫外非线性光学材料，并对其非线性光学性能进行了系统研究。（Chem. Mater. 2018, 30, 7823-7830.）。对其中非线性晶体材料(NH4)2PO3F相变特性深入研究发现：该化合物可在温度变化下发生低温相（P21/n、无非线性信号）和高温相（Pna21、有非线性信号）的相互转变。通过单晶结构表征分析证实，该相转变需要克服氢键网络重排的能垒。基于此，该工作提出，如果能调控(NH4)2PO3F中的氢键结构，有望实现对该化合物相变能垒和相变温度的调控。据此，该工作利用K+与NH4+的半径相似但不存在氢键环境的特点，设计合成了一系列化合物Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0.0 – 2.0)。研究表明，随着K+含量x的增加，由于Kx(NH4)2-xPO3F结构中氢键网络不断被削弱，发生相转变所需克服的能垒也逐步降低，在材料性能上则表现为非线性开关激发温度Tc的不断降低。因此，通过调控材料中K+离子的含量，固态非线性开关材料Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0 – 0.3)可实现激发温度Tc在270–150 K大温度范围内的连续可调。这是首次实现对固态非线性开关材料激发温度的调控，并且根据K+离子含量的控制，可实现在120摄氏度范围内的宽温度连续可调。通过理论计算高温相与低温相的自由能证实当K+含量高于30%时，由于氢键结构的过度削弱，该相转变消失，这与实验结果相符。该工作系统深入地探究了内部微观结构与宏观非线性光学开关性质之间的内在机制，不仅打破了传统非线性开关局限在特定温度的壁垒，而且为今后研究氢键机制作用下调控宏观性质提供了有益的参考。

开关电器是电力系统安全稳定经济运行的重要保障。随着电力系统输配电容量的不断提升，对开关电器的开断容量提出了更高的要求，电弧特性及其控制是实现开关电器大容量开断的关键，然而传统的电弧控制技术已很难实现开关开断容量的有效提升，这也是国际开关电器领域的前沿和挑战性难题。本项目历时10余年，针对开关电器大容量开断，从基础理论研究、关键技术攻关、产品工程化研发三个层面进行了深入系统的研究，取得了具有系列自主知识产权的成果，并在国内外得到广泛推广应用，取得了显著的经济社会效益。

GaN系列材料具有低的热产生率和高击穿电场，是制作大功率电子器件的重要材料。利用GaN材料制造的功率管拥有承受大电流、耐高压、抗辐射，耐高温而且开关速度快的特点，非常适用于高功率微波器件。随着5G毫米波通信、工业4.0和新一代雷达的发展，这种功率微波器件将会得到更广泛的应用。但是，对于这种半导体器件的负载开关驱动提出了非常高的要求。要求负载开关驱动封装尺寸小，便于大阵列集成。并且对可靠行的要求也极高。智能功率集成电路（Smart Power Inte

本发明公开了一种激光触发真空开关及其触发系统装置。激光 触发真空开关包括密闭壳体、第一电极主件、第二电极主件。第一电 极主件包括燃弧电极、第一电极法兰、第一电极平台、聚焦镜。第二 电极主件包括燃弧电极、第二电极法兰、第二电极平台、靶电极。触 发系统装置主要包括计算机、转换器、开关电路板、激光器和激光触 发真空开关。激光触发真空开关的工作电压高达 30kV，工作电流高达 500kA，不存在以往电脉冲触发高压隔离困难、触发稳定性差、使用寿 命短等问题，能有效降低激光触发能量，改善开关器件的延时与抖动。触

工矿企业自动控制系统中大量使用的行程开关、限位开关、保护开关、检测开关等是对生产车间中机器旋转(或直线)运动零部件或产品等进行行程、限位、保护、检测和位置自动控制的重要开关。当运动的物体移动到指定位置时，在机械力撞击的作用下使开关发出断开或接通动作信号，完成相关设备或机构进行所需要的动作控制。由于机械力对开关的撞击使机构易折断和磨损以及接点在断开时承受很高的自感电势作用下产生弧光使接点过早烧损，导致开关的备件消耗量很大。甚至由于动作失灵，造成停工、停产、人身伤亡及设备重大事故，多年来是工厂生产中的老大难问题。 磁感应接近开关经过多年的研究，已成功应用于生产中，解决了上述难题。它的使用方法是：当被检测物体接近到一定距离时，不需要接触就能发出开关动作或高低电平信号，是一种在一定距离内检测黑色金属有无的传感器，能够直接驱动负载(如接触器、电磁阀、继电器和PLC等)。由于它具有无机械磨损、灵敏度高、动作可靠、重复定位精度高、操作频率快、耐振动、防水和寿命长等优点，可直接取代控制系统中有触点、易磨损、寿命短的行程开关、定位开关、保护开关、位置开关、检测开关等，广泛用于冶金、机械、矿山、交通、轻工等部门各种控制系统，进行自动限位、自动定位、安全保护、逻辑控制、自动检测、自动计数、自动计量及流水作业等。 1995年国家专利授权。2000年通过教育部专家鉴定，其成果达到国际先进水平。获2000年冶金科技进步二等奖和北京市科技进步三等奖，成为河北省安全生产委员会推荐产品。 已形成600余种产品，在数十家企业生产中应用，受到用户好评。

随着技术的发展，对航空航天用开关电源的重量、体积、效率和可靠性提出了更高的要求。为了满足这要求，本项目旨在研究开关电源的软开关技术，以实现开关电源的高效率、高功率密度和高可靠性。 技术特征 1、研究了Buck变换器、Boost变换器、四管Buck-Boost变换器、全桥变换器、谐振变换器等常用开关电源拓扑的软开关技术。 2、提出了适用于第三代宽禁带器件的电力电子变换器的架构，即“预调节器+DCX-LLC谐振变换器”和“DCX-LLC谐振变换器+后调节器”的两级式结构开关电源，以大幅提升开关电源的效率和功率密度。