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新型磁致伸缩材料与应用
一、 项目简介磁致伸缩材料具有磁致伸缩大、能量密度高、响应速度快等特点，在功率换能器、精密控制系统、传感器等方面得到广泛应用。针对磁致伸缩材料存在的制备工艺复杂、难于制备复杂形状及高频特性差等问题，提出一种方法来制备磁致伸缩材料。应用制备的材料研制了换能器与传感器等，在企业和大专院校得到应用。二、 项目技术成熟程度已完成实验工作，进入中试阶段，部分产品得到应用。三、 技术指标取向Tb-Dy-Fe合金样品在40 kA/m磁场下的磁致伸缩为1000×10-6。粘结Sm-Dy-Fe合金样品在低磁场下具有较高的磁致伸缩数值，当磁场为100 kA/m时,磁致伸缩可达265×10-6。Fe-Ga合金样品在10 kA/m磁场下的磁致伸缩为260×10-6。获得实用新型专利，已申报发明专利。四、 市场前景材料在功率换能器、精密控制系统、有源消振及传感器等方面得到广泛应用，市场前景广阔。五、 规模与投资需求根据生产规模确定。六、 生产设备真空熔炼炉、模具、压机等。七、 效益分析按每年生产4吨计算，可获利约1500-2000万，八、 合作方式面谈。九、 项目具体联系人及联系方式王博文， 翁玲： 电话：022-60204363；E-mail: bwwang@hebut.edu.cn
河北工业大学
2021-04-11
基于POMs的新型储能材料
POMs开放式的结构适合大的金属阳离子（比如Na+、Mg2+等）的快速传输，单个多金属氧酸盐团簇处于纳米尺寸（1～5nm）在发生可逆的多电子的电化学氧化还原反应的时候能够保持其团簇结构的稳定，从而实现稳定的高能量密度和高功率密度；该类材料易于设计合成，易于回收，是未来极具发展潜力的新型储能材料。首次报道了Li7[V15O36(CO3)]作为锂离子电池正极材料在1.9-4.0 V的电压窗口范围能发生稳定可逆的14个电子的反应，表现出250 mAh g-1的放电比容量，而且依然能够保持Li7[V15O36(CO3)]团簇结构的稳定。展示出POMs材料作为储能材料的应用潜力。同时，后续的研究发现{V15O36(CO3)}团簇中，由于不同位点的钒展示出不同的电化学性能，对金属锂表现为不同的氧化还原电位，因此{V15O36(CO3)}团簇展示出同时作为正极和负极的潜力，作为锂离子对称电池，在100 A g-1的电流密度下仍然能够提供高达51.5 kW kg-1的能量密度。同时在1 A g-1的电流密度下循环500周，容量保持率仍然在80%以上。显示出POMs材料良好的结构稳定性和循环性能。进一步的研究表明， {V15O36(CO3)}团簇不仅具有良好的储锂能力，而且作为钠离子电池材料也显示出优异的性能。 {V15O36(CO3)}团簇作为钠离子电池正极材料能够释放240 mAh g-1的容量，全电池的能量密度可以达到390 Wh kg-1（Adv. Mater. , 2015, 27, 4649–4654; Adv. Energy Mater. 2017, DOI: https://doi.org/10.1002/aenm.201701021）。
厦门大学
2021-04-11
新型重金属离子吸附材料
在十月召开的十七届五中全会上，党中央多次强调了：“建设资源节约型、环境友好型社会；发展循环经济，加大环境保护力度，加强生态保护体系建设，增强可持续发展能力。”这说明，当前我国环境治理工作的重要。发展循环经济，除了资源节约，更重要的是环境友好，因为这涉及到子孙后代的健康和国民身体素质的优劣。随着我国经济的快速发展，环境的污染越加严重，特别是有毒重金属的污染不仅蔓延到江河湖泊地下水，也已渗入到植物、动物，因此通过食物、药物已影响到国民的健康及生命。有毒重金属污染的治理较为理想的方法是：即可去除污染的重金属，使污染的水达标排放；又可将重金属资源循环再利用；其三，用以处理重金属的材料也可循环多次使用，从而达到“三循环”，实现最大资源化。本成果可根据具体污染源，设计专一性的重金属离子吸附材料，该材料可高效专一性吸附所涉重金属离子，使污染水质达标排放后，所吸附的重金属离子可选择性解吸附使重金属离子资源回收再用，而所用吸附材料也可再生重复使用。应用领域: 废水中重金属离子的吸附与回收利用
南京工业大学
2021-04-13
全固废新型建筑材料
工业固体废渣的有效处置、生态环境污染的源头治理、新老建筑物的节能降耗、海绵城市建设中的排水蓄水、美好城市建设中的路面装饰及传统建材生产对土地资源的消耗等，是国民经济和社会持续发展迫切需要解决的重大问题。本成果以尾矿（黑色金属尾矿、有色金属尾矿、稀贵金属尾矿和非金属尾矿）、燃料废渣（粉煤灰、煤矸石、石油焦等）、冶炼废渣（钢铁冶金渣和有色金属冶金渣）、建筑垃圾、水处理污泥及工业粉尘等工业固体废渣为主要原料，制备建筑物隔热保温隔声用泡沫陶瓷、海绵城市建设用透水陶瓷、裸露路面及建筑物装饰用陶瓷板等新型建筑材料制品，提供全固废或以工业废渣为主要组成的新型建筑材料的产业化技术与方案。
根据不同尾矿、燃料废渣、冶炼废渣、建筑垃圾、水处理污泥等工业固废的化学组成与物相特点，利用各废渣化学组成间的协同-互补-相克原理，通过组成的科学设计和工艺控制，实现工业废渣的最佳组合、最大化利用和高附加值利用；通过化学键合和物理包埋技术，实现对废渣中可能存在的重金属离子的固溶与固封，使制品不产生二次污染。其中，泡沫陶瓷的固废含量为100wt%，体积密度0.37-0.61g/cm3，气孔率78.3-88.5%，抗压强度2.9-8.1MPa，抗弯强度1.4-4.3MPa；透水陶瓷的固废含量为100wt%，透水系数4.68×10-2cm/s，抗压强度72.3MPa，抗弯强度13.3MPa；陶瓷板的固废含量为100wt%，体积密度1.96～2.01g/cm3，最高抗压强度346.5MPa。
优势：（1）原材料优势：以工业废渣为原料，无需消耗化工原料及矿产与土地资源；（2）技术优势：利用各废渣化学组成间的协同-互补-相克效应及固溶-固封技术，既可实现废渣的最佳组合、最大化利用，又可赋予制品优良的综合性能，还可降低烧结温度与时间，从而减少制备过程的能源消耗与排放。（3）其它优势：与有机泡沫材料相比，无机泡沫材料耐高温，无安全隐患；与免烧结泡沫水泥相比，烧结泡沫陶瓷的强度高，使用可靠性强。
中南大学
2022-12-15
新型橡胶材料一一杜仲胶
内容介绍： 杜仲胶与天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、乙 丙橡胶等之一、二共混、硫化得到硫化胶，其滚动阻力和生热在已知轮 胎用胶中是最低的。通过改变配方中杜仲胶的含量，可以获得性能优异 的弹性体。该弹性体最大的特点是：滚动阻力小、动态压缩生热低、耐 疲劳性能优异，同时耐磨性和抗湿滑性也很好，具有轮胎行驶性能的较 佳综合平衡，是发展航空、越
西北工业大学
2021-04-14
新型多门控超导纳米线逻辑器件
为了追求极限性能，越来越多的电子系统需要在低温条件下工作。例如，在量子计算机、高性能传感器、深空观测以及一些经典信息处理系统中，通常使用工作温度为2K甚至是mk温区的低温器件，从而在噪声、速度和灵敏度等方面实现接近量子极限的性能。对于这一类低温系统，信号读取与处理通常采用两种方式：第一种是采用超导数字电路SFQ（单磁通量子技术）来实现高性能计算和处理；第二种是将信号传送至几十K的温区，再采用低温CMOS技术对进行信号处理。然而，不论采用何种技术路径，数字电路的功耗都必须控制在极小范围之内，从而保持极低温的工作环境，维持低温器件的高性能。随着应用需求的提高和低温阵列器件规模的扩大，低温电子系统性能受到信号处理和传输技术的制约，急切需要新的方案进行解决。 图1. (a) 采用超导纳米线结构实现的12门控或逻辑门；(b) 超导纳米线数字编码器芯片照片。针对此问题，南京大学吴培亨院士领导的超导电子学研究所团队，赵清源教授和康琳教授课题组设计出新型多门控超导纳米线逻辑器件(superconducting nanowire cryotron, nTron)，并利用此器件搭建经典二进制数字编码器；在1.6K的温度下，成功实现数字信息编码，总功耗小于1微瓦(10-6瓦)。同时，他们还利用此编码器对超导纳米线单光子探测器阵列实现数字化读出，为低温阵列探测器的信号读出和处理提供第三种解决方案。图2. 超导纳米线逻辑芯片实现对单光子探测器阵列的数字化读取。半导体数字电路，经历了从电子管、晶体管、混合集成电路至大规模集成电路的发展过程。每一代技术的升级变革，其核心推力都是基础逻辑器件的更新换代。前沿技术领域对超导电子器件的应用需求，也正将超导电子技术推向数字化的发展时代。南京大学吴培亨院士团队基于超导纳米线技术，开展了新型超导逻辑器件(nTron)的研究工作。nTron为单层平面器件，利用局部超导相变，实现高速低功耗的开关逻辑。
南京大学
2021-04-11
新型硅基环栅纳米线MOS 器件
已有样品/n在主流硅基FinFET集成工艺基础上，通过高级刻蚀技术形成体硅绝缘硅Fin和高k金属栅取代栅工艺中选择腐蚀SiO2相结合，最终形成全隔离硅基环栅纳米线MOS器件的新方法。并在取代栅中绝缘硅Fin释放之后，采用氧化和氢气退火两种工艺分别将隔离的“多边形硅Fin”转化成“倒水滴形”和“圆形”两种纳米线结构。
中国科学院大学
2021-01-12
新型储氢材料 、 全固态锂离子电池材料
本团队先后承担了北京市自然科学基金项目二项、国家自然基金项目二项以及国际合作项目一项。针对氢燃料汽车的氢储存问题，目前研发出了新型镁基复合储氢材料，其储氢量（达 6.0wt.%以上）已经超过美国能源部所要求的储氢量指标（5.5wt.%），具备了实际应用价值。在全固态锂离子电池材料研究领域，本团队还与加拿大西安大略大学孙学良院士合作，开展新型全固态锂离子电池材料研究。目前通过界面改性显著提高了全固态锂离子电池的高倍率放电性能及寿命，相关成果发表在《ACS AppliedMaterials & Interfaces》等期刊上。一种高容量储氢材料；一种高容量长寿命全固态锂离子电池材料的改性技术。
北京科技大学
2021-04-13
稀土上转换发光纳米材料
稀土上转换发光纳米粒子能将近红外光转换成可见光，并拥有诸多优点，如低毒性、高化学稳定性、优异的光稳定性、窄带发射和长的发光寿命等。特别是红外光作为激发光源带来了许多优势，如较深的光穿透深度、对生物组织几乎无损伤、生物组织不会发光（无背景荧光）等，因而在生物应用上倍受青睐，可以应用于生物标记、细胞成像、病变检测等。
北京交通大学
2021-02-01
纳米硬质涂材料制备和应用
模具是现代工业中不可缺少的关键装备之一，市场潜力巨大。为避免模具过早失效，模具型腔及相对运动件表面必须具有高硬度及自润性，以达到耐磨、减磨、耐蚀及抗疲劳的作用。因此,表面强化技术是充分发挥模具潜力、提高其使用寿命的一条行之有效的途径，它是国内外模具工业与技术的主要发展方向之一。为此,东南大学研究了镀液配方中主盐、还原剂、络合剂、稳定剂、分散剂等对模具表面镀层的硬度、耐磨性、结合力、表面光洁度、耐腐蚀性等的影响规律，优化的纳米改性层硬度为HV900以上，纳米改性层与模具基体结合力大于150MPa，处理后表面光洁度不低于处理前；处理前后表面厚度变化小于30mm；纳米改性后塑料成型模次提高30%以上。 /line此外，采用先进的反应磁控溅射离子镀方法，研究开发了Ti－Al－C－N系纳米复合硬质涂层，系统研究了碳含量，铝含量，氮流量，沉积温度和偏压对涂层微观结构和性能的影响。研究表明涂层的性能与微观纳米结构密切相关，通过工艺参数优化后的纳米复合TiAlCN涂层具有HV2400的显微硬度，同时具有0.2的低摩擦系数，并且具有良好的膜基结合性能和抗氧化性能。
南京大学
2021-04-10