为了进一步突破结构色领域的瓶颈，研究团队设计了一种由Si超表面产生的新型结构色。色域面积达到了97.2%的Rec.2020。同时将空间分辨率提高到至衍射极限，不影响色彩的均匀性和展示。Si超表面首次实现了优异结构色的所有关键参数。这一进展有望为结构色在动态显示、光学安全和信息存储等领域的商业化应用带来新途径。

陶瓷基板由于具有热导率高、耐热性好、高绝缘、耐腐蚀、抗辐射等技术优势，广泛应用于功率半导体和高温电子器件封装。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 电子封装是将构成半导体器件的各个部件（芯片、基板和导线等）按规定要求合理布置，通过贴片、打线与焊接等工艺，达到保护芯片，实现器件功能的目的。随着芯片功率的不断增加和封装集成度的不断提高，散热成为影响器件性能与可靠性的关键。对于半导体器件而言，通常温度每升高10℃，器件有效寿命降低30-50%。由于芯片一般贴装在封装基板（又称电路板、线路板）上，因此，基板除具备基本的机械支撑与布线（电互连）功能外，还要求具有较高的导热、耐热、绝缘、耐压能力与热匹配性能。目前常用封装基板主要分为树脂基板（印刷线路板、PCB）、金属基板（MCPCB）和陶瓷基板。其中，陶瓷基板由于具有热导率高、耐热性好、高绝缘、耐腐蚀、抗辐射等技术优势，广泛应用于功率半导体和高温电子器件封装。

针对目前国内成形磨齿机床在加工工艺软件设计方面的缺陷进行改善。自主开发了包括截形计算、齿轮常用数据库、随机测量、轴交角优化等系列功能的程序包，开发出高端齿轮成形磨齿机，掌握齿轮成套磨削的核心技术。

开发了多种结构的纳米复合催化材料，用于高性能的电解水制氢电极材料。

成果与项目的背景及主要用途：统计资料表明，80-90%焊接结构断裂事故是由疲劳失效引起的，由于焊接接头的焊趾处的应力集中和残余拉伸应力作用，焊接接头疲劳强度大幅度地低于基本金属的疲劳强度。虽然结构按疲劳规范设计，仍然发生一些整体结构的过早疲劳失效，造成巨大的经济损失，甚至是人身伤亡事故。由于焊接接头焊趾是疲劳裂纹引发部位，如果对该部位实施适当的处理，使残余拉伸应力转变为压缩应力和减少应力集中，这将有利于延缓疲劳裂纹的产生，具有巨大的社会效益和经济效益。本项目是在国家自然科学基金的支持下完成的，从超声波冲击、相变应力应用、等离子喷涂等三方面提出了三种改善焊接结构疲劳性能的新技术，研制发明了相应的装置、焊接材料和喷涂技术。这些方法可以方便地应用到桥梁、采油平台、船舶、飞机、机车车辆、压力容器及管道等工况、野外施工和高空现场作业的场合，其应用前景是十分乐观。 技术原理与工艺流程简介： 1）超声冲击方法改善焊接结构疲劳性能的基本工作原理为：通过超声波发生器将电网上的工频交流电转换成超声频的交流电，用以激励声学系统的换能器。换能器将电能转换成同样频率的机械振动，在机架所提供的一定压力作用下，将该超声频的机械振动传递给工件上的焊缝，使以焊趾为中心的一定区域内焊接接头表面产生足够厚度的塑性变形层，从而达到改善接头几何外形，降低应力集中程度、调节其应力场沿厚度方向的分布状况，最终达到改善焊接接头疲劳强度的目的。 2）相变应力应用改善焊接结构疲劳性能的基本工作原理：利用开发的相变应力焊接材料使焊缝金属冷却中产生的相变应力，抵消焊接残余拉伸应力并获得压缩应力，最终达到改善焊接接头疲劳强度的目的。 3）等离子喷涂改善焊接结构疲劳性能的基本工作原理：利用等离子在焊趾部位喷上结合性能良好的涂层材料来改善接头的应力集中状态，最终达到改善焊接接头疲劳强度的目的。技术水平及专利与获奖情况：整体研究达国际先进水平；已获国家发明专利3 项，在申请国家发明专利 5 项；2004 年度天津市自然科学一等奖，2002 年获教育部发明二等奖。 应用前景分析及效益预测：接头焊趾及焊跟部位是焊接结构承受疲劳载荷的薄弱环节，改善焊趾和焊根部位的疲劳性能将提高整个结构的疲劳性能。使用超声波冲击、相变应力及等离子喷涂等这些新技术可以大幅度地改善焊接结构的疲劳寿命，显著降低焊接结构破坏事故的发生几率, 进而节约焊接结构的用钢量和资金，增加焊接结构的安全裕度，防止因焊接结构发生意外疲劳破坏事故给国家和人民财产的经济损失，因此具有广阔的应用前景及产生巨大社会效益和经济效益的可能。 应用领域：可以应用到桥梁、采油平台、船舶、飞机、机车车辆、压力容器及管道、水轮机、火箭发动机、汽车制造等诸多领域。 

Al2O3/Cu复合材料是在铜基体中引入了细小弥散分布的增强相Al2O3粒子的一种铜基复合材料。由于化学稳定性和热稳定性好的Al2O3颗粒的存在，使该复合材料在保持铜基体优越的导电、导热性能的同时具有高的室温和高温强度和硬度。在电阻焊电极、集成电路引线框架、微波管结构和导电材料、高速列车架空导线、热核实验反应堆、连铸机结晶器等方面具有广阔的应用前景。所开发出的Al2O3/Cu复合材料新型合成工艺在保证传统工艺内氧化、还原彻底性和烧结致密性的前提下简化了工艺过程降低了生产成本。将Al2O3/Cu复合材料点焊电极在汽车焊装线上进行了装机试验，其使用寿命为传统Cr-Zr-Cu电极的3倍以上。

含压缩、拉伸、扭转、剪切、弯曲各一件。

CS2350M双恒电位仪是基于常规单通道CS350M 型电化学工作站拓展的产品，可以实现2个通道同步测试，搭配旋转环盘电极（RRDE）使用，各通道独立，可以实现不同参数、不同电分析方法的独立使用，软件友好，可以实现组合编程功能。具体应用于： 1）电合成、电沉积（电镀）、阳极氧化等反应机理研究； 2）电分析化学研究、电化学传感器的性能研究； 3）新型能源材料、先进功能材料以及光电材料的性能研究； 4）金属材料在不同介质（水/混凝土/土壤等）中的腐蚀研究蚀性评价； 5）缓蚀剂、水质稳定剂、涂层以及阴极保护效率的快速评价。 1、硬件参数指标   2，3，4电极体系 双恒电位仪，双通道独立使用 电位仪电位控制范围：±10V 恒电流控制范围：±1.0A 电位控制精度：0.1%×满量程读数±1mV 电流控制精度：0.1%×满量程读数 电位分辨率：10mV(>100Hz), 3mV(<10Hz) 电流灵敏度：<1pA 电位上升时间：<1mS(<10mA),<10mS(<2A) 参比电极输入阻抗：1012W||20pF 电流量程：2A～2nA, 共10档 最大输出电流：1.5A 槽压：±21V   CV 和LSV扫描速度：0.001mV～10000V/s CA和CC脉冲宽度：0.0001～65000s 电流扫描增量：1mA @1A/mS 电位扫描时电位增量：0.076mV @1V/mS SWV频率：0.001～100KHz DPV和NPV脉冲宽度：0.0001～1000s AD数据采集：16bit@1MHz, 20bit @1KHz DA分辨率：16bit, 建立时间：1mS CV的最小电位增量：0.075mV 低通滤波器：8段可编程 电流与电位量程：自动设置 接口通讯模式：网口   2、电化学阻抗功能指标   信号发生器： 频率响应：10mHz~1MHz 频率精确度：0.005% 交流信号幅值：1mV~2500mV 信号分辨率：0.1mV RMS 直流偏压：-10~+10V DDS输出阻抗：50W 波形：正弦波，三角波，方波 正弦波失真：<1% 扫描方式：对数/线性，增加/下降   信号分析器： 最小积分时间：10mS 或循环的最长时间 最大积分时间：106个循环或者105S 测量时间延迟：0~105秒 直流偏置补偿： 电位自动补偿范围：-10V~+10V 电流补偿范围：-1A~+1A 带宽调整(Bandwidth) ： 自动或手动设置，共8级可调   3、CorrTest测量与控制软件主要功能 第一通道软件功能 稳态极化：开路电位测量（OCP）、恒电位极化（I-t曲线)、恒电流极化、动电位扫描（TAFEL曲线）、动电流扫描（DGP） 暂态极化：任意恒电位阶梯波、任意恒电流阶梯波、恒电位阶跃、恒电流阶跃 计时分析：计时电位法（CP）、计时电流法（CA）、计时电量法（CC） 伏安分析：线性扫描伏安法（LSV）#、线性循环伏安法（CV）、阶梯循环伏安法（SCV）#、方波伏安法（SWV）#、差分脉冲伏安法（DPV）#、常规脉冲伏安法（NPV）#、常规差分脉冲伏安法（DNPV）#、差分脉冲电流检测法（DPA）、双差分脉冲电流检测法（DDPA）、三脉冲电流检测法（TPA）、积分脉冲电流检测法（IPAD）、交流伏安法（ACV）#、二次谐波交流伏安（SHACV）、傅里叶变换交流伏安【标#号的方法包括相应的溶出伏安分析方法】 交流阻抗：电化学阻抗～电位控制模式、电化学阻抗（EIS）～时间扫描、电化学阻抗（EIS）～电位扫描（Mott-Schottky曲线）、电化学阻抗～电流控制模式 腐蚀测量：动电位再活化法（EPR）、电化学噪声（EN）、电偶腐蚀测量（ZRA）、氢扩散测试 电池测试：电池充放电测试、恒电流充放电、恒电位间歇滴定（PITT）、恒电流间歇滴定（GITT） 其他：圆盘电极测试以及转速控制、溶液电阻测量（IR降）、溶液电阻正反馈补偿（IR补偿） 第二通道软件功能 稳态极化：开路电位测量（OCP）、恒电位极化（i-t 曲线）、恒电流极化、动电位扫描（TAFEL 曲线）、动电流扫描（DGP） 暂态极化：任意恒电位阶梯波、任意恒电流阶梯波、恒电位阶跃（VSTEP）、恒电流阶跃 计时分析：计时电位法（CP）、计时电流法（CA）、计时电量法（CC） 伏安分析：线性扫描伏安法（LSV）、线性循环伏安法（CV） 电池测量：电池充放电测试、恒电流充放电、恒电位间歇滴定（PITT）、恒电流间歇滴定（GITT） 其他：圆盘电极测试以及转速控制、溶液电阻测量（IR降）、溶液电阻正反馈补偿（IR补偿） 通道二可选配功能：交流阻抗功能   交流阻抗：电化学阻抗～电位控制模式、电化学阻抗（EIS）～时间扫描、电化学阻抗（EIS）～电位扫描（Mott-Schottky曲线）、电化学阻抗～电流控制模式 4、仪器配置 1）仪器主机1台； 2）CorrTest测试与分析软件1套 3）电源线1条 4）网口通讯线1条 5）电极电缆线2条 6）模拟电解池2个（仪器自检器件）