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新型光电材料与器件
东南大学
2021-04-13
新型能谷光子晶体
一种新型能谷光子晶体。利用其内禀的能谷自由度，在不依赖自旋轨道耦合效应前提下，实现了能谷附近的能带劈裂，从而提出了类比电子能谷霍尔效应的光学赝自旋-路径关联传输，即光子能谷霍尔效应。通过分析该普通光子晶体内的手征量，实现了赝自旋能流的单向传输。更为有趣的是，文章还在单一体系中，对能谷和拓扑两个自由度进行独立调控，实现了全新的拓扑光子界面态。研究表明，实现有效的拓扑光场调控，将有利于更多基本量子物理问题的实验证实；同时，也为下一代光信息传输和处理，尤其是在光自旋和轨道角动量运用等方面，带来了新的有益启示。
中山大学
2021-04-13
新型静电飞行器
微型飞行器小体积、轻质量、高机动，能够在狭小空间执行拍照、探测和运输等特种任务，在国民经济领域拥有广泛应用前景。然而，此类飞行器普遍存在飞行时间短的痛点问题，尤其当重量小于10克时，其飞行时间一般不超过10分钟。这是因为目前微型飞行器的发动机驱动部件一般采用传统的电磁电机，而电磁电机在微型化后转速高、发热大，能量转化效率急剧下降，甚至降到10%以下。微型电磁电机效率下降后，如果采用供电方便的自然太阳光作为能量来源，受限于太阳能电池的面积，很难满足飞行需求。
为了解决上述难题，北航科研团队从微型发动机的原理方面寻求突破，提出一种新的静电驱动方案，研制出了在微小尺寸下转速低、发热小、效率高的微型静电电机，并首次实现了微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行，在微型飞行器的发展进程中具有里程碑意义。
该飞行器主要由静电发动机和超轻质高压电源组成，具备低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）优势，首次实现了微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行。
静电发动机的核心是静电电机，它是一种依靠静子和转子间的库仑力来产生连续旋转运动的新型微型电机，具备结构简单和无需绕组的优势，其高电压（千伏级）、低电流（微安级）的工作特性也使其在工作过程中发热少且无明显红外特征。相比传统电磁电机，静电电机表现出了颠覆式的效率和功耗特性，在小质量（5克以内）情况下，其能量转化效率可达传统电磁电机的10倍以上，产生相同升力所需功耗仅为电磁电机的1/10以内，因此即便采用小尺寸太阳能电池，也可以为微型飞行器提供飞行所需功率。
电机虽然效率高、功耗低，但仍需要千伏级高压电流来驱动，然而传统高压电源由于体积和重量过大，无法搭载在微型飞行器上。因此团队还针对飞行应用场景，研制了千伏级超轻质高压电源，主要包括太阳能电池和升压电路两部分，其中升压电路可以在1.21克的重量下，将太阳能（或锂电池）输入的低压直流电，转换为4 - 9千伏的高压直流电，相比美国斯坦福大学研发的同类技术升压比提高了92%。
在微型静电电机和超轻质高压电源的助力下，本项目研发出的飞行器整机仅有巴掌大小（翼展20厘米），重量比一张A4纸还轻（4.21克），尺寸和重量分别是此前世界最小、最轻太阳能飞行器的1/10和1/600。更进一步，团队还提出一款翼展8毫米，质量9毫克的超微型静电飞行器，飞行功耗不到1毫瓦，展示了静电电机在飞行器进一步微型化中的巨大潜力。
北京航空航天大学
2024-07-19
新型径向流动反应装置
反应装置是化工厂的核心，而径向反应装置气体流通路径短、压降小、可使用小颗粒催化剂等优于传统固定床反应装置的技术特征，在苯乙烯、催化重整、芳烃异构和歧化等化工装置上被广泛应用，但技术十分复杂。
本项目在对径向反应装置进行长期分析和深刻的理解后，经过大型冷模试验研究、计算机模拟和工程放大，从理论上、结构上和关键技术上进行了突破，发明了大型化的新型径向流动反应装置。实践证明发明的大型径向流动反应装置运行平稳节能，各项技术指标达国际先进水平。
（?）发明了催化剂自封式结构，在催化床封造成轴向和径向的二维流动，消除滞流区，提高催化剂利用率，简化结构，国内外首次应用于负压脱氢装置；
（?）发明了新型离心式Π型径向流动技术，流体由始端控制，催化床层的流场优化，国际上首次应用于催化重整；
（?）发明了高均匀度的径向流体均布技术：导流锥设计技术、双流道优化组合技术、催化剂支承结构技术等，从而保证了乙苯脱氢和催化重整的薄催化床层内流体均布；
（?）发明了快速喷射流混合器技术，适应超短停留时间，满足苯乙烯反应装置对反应介质高度混合要求；
（?）发明了高温再热器技术，反应器体外逆流换热，减少负压空间，解决热膨胀，高温蒸汽入口温度下降，降低高温材料的使用温度、制造难度和设备费用；
（?）开发了反应装置的新放大方法。
华东理工大学
2021-04-13
新型飞轮储能装置
本成果涉及的飞轮储能装置基于永磁偏置磁悬浮轴承与双凸极电机集成化技术，永磁偏置磁悬浮轴承能够实现对转子位移的主动控制，且具有较小的能量损耗，适合应用于转子质量重、转速高的飞轮储能系统中。双凸极永磁电机采用永磁体来提供励磁磁场，具有较高的效率和较大的转矩，且转子结构简单，适合高速运行。鉴于两者都是采用永磁体来提供静态磁场这一共同特点，本项目提出了利用同一永磁体同时为磁悬浮轴承提供偏置磁场，为电机提供励磁磁场的思路。此外，鉴于混合励磁双凸极电机能发挥永磁高效与电励磁方便调节磁场的优势，使电机在电动运行情况下保持较高效率的同时，扩大调速范围；发电运行时，又能够实现宽转速范围内的稳压输出。
南京工业大学
2021-01-12
用于预测多元拼合靶材制备的薄膜成分的预测方法
一种用于预测多元拼合靶材制备的薄膜成分的预测方法
一、项目分类
显著效益成果转化
二、成果简介
现有物理气相沉积（PVD）制备多元薄膜材料采用合金靶材作为靶源，生产过程中，薄膜成分的调控范围受安装的合金靶材的成分比例的限制。如果预期获得纳微复杂结构的复合薄膜，按照常规技术路线需要上百块成分连续变化的合金靶材，这显然是无法实现的。同时，采用合金靶材制备某些多元薄膜时，需要特高纯度的或极端成分比例的靶材作为靶源，这类特殊靶材以现有技术难以制造。
为此，本发明研发出一种用于预测多元拼合靶材制备的薄膜成分的预测方法，利用本发明技术有助于新材料的研发和促进半导体器件、切削刀具涂层等高新技术的发展。
武汉理工大学
2022-08-12
一种高效高精度复合増材制造方法及装置
本发明公开了一种高效高精度复合增材制造方法及装置，采用 激光束与电子束复合实现。在高能束与金属粉末作用的过程中，激光 束扫描熔化表面轮廓的金属粉末，保证零件表面具有较好的表面质量； 电子束高速熔化内部粉末成形零件内腔，以达到最快的成形效率。装 置包括下部包括铺粉辊、工作台、送粉缸和工作缸；上部包括电子束 发生装置、激光束发生装置、底板、二根导轨、二根横梁、同步带轮 和伺服电机。电子束发生装置、激光束发生装置分别作为一
华中科技大学
2021-04-14
双层壁材芳香微胶囊整理剂的制备方法及其应用
公开了一种双层壁材芳香微胶囊整理剂的制备方法及其应用，由密胺-甲醛树脂囊壁包覆薰衣草精油囊芯物而制成芳香微胶囊，此芳香微胶囊与作为外层壁材的具有粘合性的VAE溶液混合从而生成具有双层壁材的芳香微胶囊整理剂，采用浸轧法将双层壁材芳香微胶囊整理剂对棉织物进行香味后整理，芳香微胶囊通过其具有良好粘合性的外层壁便牢固地固着在棉织物纤维上，使棉织物的留香持久。
天津城建大学
2021-01-12
一种电弧增材与铣削复合加工方法及其产品
本发明公开了一种电弧增材与铣削复合加工的方法，包括：(1)将需要加工零件的STL三维模型进行分层切片及路径规划，生成相应的G代码，然后导入至电弧增材和铣削加工复合装置中进行加工；(2)控制焊枪的开关，氩气的开关以及复合装置的运动，来进行电弧增材制造；(3)当使用焊枪堆积达到需要铣削加工的阈值时，暂停电弧增材加工，同时G代码控制焊枪相对于铣刀抬高，成形件移动至铣刀下方进行轮廓和顶面的铣削加工；(4)如果加工满足结束条件，结束加工，获得加工零件；否则转到步骤(2)，循环执行。本发明还公开了相应的产品。本发明可以使得电弧增材与铣削复合加工能够有效融合，加工效率高，加工零件的精度以及形貌尺寸控制更好。
华中科技大学
2021-04-14
一种制备纳米金属氧化物及纳米金属粉的方法
本发明公开了一种制备纳米金属氧化物及纳米金属粉的方法，在二甲苯中使用纳米硫酸钾对金属氧化物前驱体颗粒进行分散并隔离，离心沉淀后，将烘干物进行高温煅烧分解，水洗后可得到分散的纳米金属氧化物。将煅烧产物在还原气氛中二次煅烧，水洗后可得分散的纳米金属粉。本发明可以快速批量制备出分散性好、结晶完善的纳米金属氧化物或纳米金属粉。
东南大学
2021-04-11