本发明提出一种接触式机械振动条件下增材制造方法，通过在电弧送丝增材制造或者激光送粉熔化增材制造的过程中，同步引入一定频率的机械振动，使零件处于一种微振动状态，通过机械振动作用于增材制造过程中形成的微小液态熔池，起到细化晶粒，使组织变得更加均匀和减少甚至消除气孔、夹杂及未熔合现象。同时振动作用于刚凝固的金属，使振动产生的应力和增材制造过程中产生的残余应力叠加产生局部塑形变形，达到减小增材制造零件的残余应力和变形的

本项目主要解决此市场痛点，将3D打印技术和液压系统相结合，设计一套轻量化的液压机械臂，特别适用于航空航天、军工、勘探、安防、排爆、物流搬运等特种机器人领域。对比同体积和质量的电驱动马达，扭矩可增加4倍以上。 一、项目进展 已注册公司运营 二、企业信息 企业名称 上海埃曼机器人有限公司 企业法人 唐锋 注册时间 2021.8.19 注册所在省市 上海 组织机构代码 91310113MA7B0CQ912 经营范围 机器人及其配件的研发、销售 企业地址 上海市宝山区上大路668号 获投资情况 EFG天使基金 三、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 唐锋 材料科学与工程/冶金工程 2020.09 黄梦婷 材料科学与工程/冶金工程 2020.09 刘翔 材料科学与工程/冶金工程 2020.09 四、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 王江 材料科学与工程 教授 陈超越 材料科学与工程 讲师 五、项目简介 目前市面上使用的机械臂、机器人95%以上为电机驱动，存在负载小，抗干扰能力差，续航短的问题，难以满足人们对负载日益增长的需求。而液压驱动的机械臂、机器人在相同功率下可以提供更大负载，对外界干扰不敏感，但同样存在一些问题，比如液压执行机构和液压元器件体积大，质量大，漏油，散热差等，因而很少被采用。在大负载、移动式机器人领域二者难以兼顾。 本项目主要解决此市场痛点，将3D打印技术和液压系统相结合，设计一套轻量化的液压机械臂，特别适用于航空航天、军工、勘探、安防、排爆、物流搬运等特种机器人领域。对比同体积和质量的电驱动马达，扭矩可增加4倍以上。 从最初的结构设计就采用增材制造思维，打破传统加工工艺的限制，因而设计更加多样化。然后将关键液压元器件也采用轻量化设计，金属3D打印工艺加工，部分液压元件外壳可进一步与机械结构件集成，使整体更加轻量化，简洁化。 团队目前已为中电X所开发一套原型机，产品于2021年7月交付，目前在开发第二代产品。今年1月与浙江大学机械工程学院签订三年合作开发协议，开发一款用于军工的机械狗腿部关节等项目。

大粒径硅溶胶是一种重要的无机胶体材料，以其独特的物理化学性质在多个领域得到广泛应用。 一、定义与特性 定义：硅溶胶是一种含有二氧化硅（SiO2​）的胶体溶液，通常呈现为透明或半透明的液体。大粒径硅溶胶指的是粒径在100纳米以上的硅溶胶，其粒径范围可以从100纳米到500纳米不等。 特性： 物理性质：大粒径硅溶胶具有较高的粘度和良好的流动性，能够在高温和高压环境下保持其性能。 化学性质：硅溶胶无毒无味，耐高温、耐酸碱，具有稳定的物理和化学性质。 光学性能：大粒径硅溶胶具有较好的光散射能力，可以在涂料中产生优良的遮盖效果，提升涂料的遮盖力和白度。 机械性能：干燥后能形成坚韧的薄膜，具有一定的耐磨性和耐化学性。 二、制备方法 大粒径硅溶胶的制备方法多种多样，常见的包括： 溶胶-凝胶法：通过控制反应条件，如温度、pH值和反应时间等，调节硅溶胶的粒径和分布。是目前应用最广泛的一种方法。 离子交换法：也称粒子增长法，以水玻璃为原料，通过离子交换反应去除杂质，生成聚硅酸溶液，再经处理得到大粒径硅溶胶。 水热合成法：在高温高压条件下合成硅溶胶，能够获得较为均匀的颗粒分布。 直接酸化法：采用稀水玻璃，经离子交换树脂去除杂质，制备活性硅酸溶胶，再加热保温、直接酸化，控制反应条件使晶粒长大，得到大粒径硅溶胶。 三、应用领域 大粒径硅溶胶因其独特的性质，在多个领域展现出广泛的应用前景： 涂料行业：作为填料和增稠剂，改善涂料的流动性和刷涂性能，提高涂层的附着力和耐磨性。其透明性也适用于透明和半透明涂料的生产。 建筑材料：作为粘结剂，提高水泥和砂浆的强度及耐久性，改善建筑材料的抗渗性能。在混凝土中加入适量的大粒径硅溶胶，可以增强混凝土的抗压强度和耐磨性。 电子行业：用于电子封装材料和绝缘体，提高材料的热导性和电绝缘性，减少电子元件之间的干扰，提高电子设备的性能和可靠性。 陶瓷材料：作为添加剂，改善陶瓷的成型性和烧结性能，增强陶瓷制品的强度和韧性，提高陶瓷产品的表面光洁度和色泽。 橡胶行业：作为填充剂和增强剂，提高橡胶的耐磨性和抗老化性能，改善橡胶的加工性能，降低加工难度，提高生产效率。 纸张和纺织行业：作为涂布剂和助剂，提高纸张的光滑度和印刷适应性，改善纺织品的手感和强度，提高纺织品的耐水性和耐污性。 环境保护：作为吸附剂，有效去除水中悬浮物和重金属离子，改善水质。在土壤改良方面也展现出一定的应用前景。 化妆品行业：被广泛应用于粉底、遮瑕膏等产品中，提供良好的滑爽感，使化妆品在涂抹时更加顺滑，且不易出现结块现象。 四、使用注意事项 在使用大粒径硅溶胶之前，应准备好所需的工具和材料，包括搅拌器、量筒、喷枪等。 注意施工环境，高湿度环境可能导致涂层干燥不良，而低温环境则可能延长干燥时间。 在大规模应用前，建议进行小面积的兼容性测试，确保硅溶胶与基材之间的相容性，避免因不兼容造成的涂层脱落或起泡。 使用后应及时清洗工具和设备，避免硅溶胶固化在工具上，影响下次使用。 五、总结 大粒径硅溶胶以其独特的物理化学性质，在涂料、建材、电子、陶瓷、橡胶、纸张、纺织、环境保护及化妆品等多个领域展现出广泛的应用前景。随着科技的不断进步和生产工艺的改进，大粒径硅溶胶的应用范围和潜力将进一步拓展，为各行业的发展提供更为强大的支持。

目前世界上已进行的研究与开发工作结果表明，与传统晶态合金材料相比，块体金属玻璃材料在多项使用性能方面具有十分明显的优势，主要表现在：块体金属玻璃具有较高的强度(～2GPa)、大的弹性极限（2%～3%）、高的耐磨性及良好的耐腐蚀性等突出优点。正是由于其独特性能，使得块体金属玻璃在体育用品、电子、医学及国防等领域得到了越来越广泛的应用。 多孔材料是一类由连续固相骨架和孔隙组成的材料。多孔材料尤其是金属多孔材料具有较高的比强度和比表面积，起着结构支撑、减震缓冲、分离过滤、催化载体及生物医学植入体等各种各样的作用。尤其是当把金属玻璃做成多孔材料时，还能极大地提高其室温塑性，因为孔隙能够限制剪切带的扩展，可以阻碍、转移、甚至开动新的剪切带，从而改变剪切带的分布，促使形成多个剪切带，相应提高了整体塑性，其机理与金属玻璃基复合材料中金属或陶瓷增强相提高整体塑性是一样的道理。兼具高比强度及耐磨耐腐蚀性的多孔块体金属玻璃有着十分诱人的应用前景，例如，作为生物医用材料，用于人工骨骼，将可能成为晶态钛合金多孔材料强有力的竞争对手。 本项目开发了一种电化学腐蚀金属丝制备多孔块体金属玻璃的新型方法。该方法简单易于实现，制备的多孔块体金属玻璃孔隙分布状态、孔径大小及孔隙率均可以设计，材料的结构和性能均匀。

 新型固体润滑剂层状金属磷酸盐材料具有具有类似于传统固体润滑剂二硫化钼、石墨的层状结构。该产品作为固体润滑剂添加到润滑脂中，通过合理的基础油复配技术，独特的工艺和配方设计，制备的润滑脂产品具有杰出的极压、耐磨、宽温润滑性能，满足多水、多尘和复杂工况的需要。技术指标： Cu-α-ZrP(Cu(OH)2Zr(HPO4)2· 2H2O)是浅蓝色粉末，粒径分布均匀， 在 400-600nm 范围。 作为固体润滑剂添加到锂基润滑脂中， PB（N） 值为 980N（加入量为 5.0 wt %），在同等条件下，比添加 MoS2 润滑脂的 PB 值高 58.8%，表现出优良的润滑性能。 

新型电测井的关键技术 应用上述关键技术，本项目组先后完成了多个新型电测井仪器的优化设计和论证，硬件电路的研制，后续数据处理的研制，仪器系统的研制： 三分量感应测井仪；微电阻率扫描成像仪；油基泥浆微电阻率扫描成像仪；阵列感应测井仪；随钻电阻率测井仪；阵列侧向测井仪 通过下井测试和应用表明这些测井仪器的测井效果都达到了国际上先进仪器的水平，证明了本项目所研发的关键技术的先进性和适用性。 三维感应测井仪下中海油服科索1井 三维感应测井仪下新疆轮台的一口井 三维感应测井仪

电解、电镀、电铸、污水处理、腐蚀阴极保护等电化学工程中阳极不可缺少。近来，产品的质量、特别是生产的高速化的需求，长寿命的不溶性阳极的应用急剧扩大。从节能、节约材料、不污染环境等对于所谓“绿色材料”的要求，长寿命且能使电极反应活化能降低即具有电化学催化性能的不溶性阳极被广泛需求。新型不溶性阳极是在钛基体上涂覆具有高电化学催化性能的贵金属氧化物涂层，涂层中并含有高稳定性的阀金属氧化物。新型不溶性阳极具有高电化学催化性能，寿命与铅阳极相当，析氧过电位比铅合金不溶性阳极低约0．5 V，节能；稳定性高，不污染镀液；重量轻，易于更换。新型不溶性阳极的析氧过电位也比镀铂不溶性阳极低，寿命提高1倍以上。 我国制造汽车、建筑、家电及食品饮料容器用涂镀层钢板高速电镀锌、高速电镀锌锡生产线在我国有20余条，其中13条高速电镀锡生产线用不溶性阳极全部为进口。而这些生产线使用氧析出过电位大电化学催化性能低的铅合金、铸铁、铂等不溶性阳极，存在镀液污染。此外，常规电镀、电解污水处理等方面毒性的铅合金不溶性阳极还被使用。所以，高效析氧不溶性阳极在电化学工程方面有良好的应用领域。  

本项目组先后完成了多个新型电测井仪器的优化设计和论证，硬件电路的研制，后续数据处理的研制，仪器系统的研制： 三分量感应测井仪；微电阻率扫描成像仪；油基泥浆微电阻率扫描成像仪；阵列感应测井仪；随钻电阻率测井仪；阵列侧向测井仪

土遗址是指人类活动遗留下的由土和以土为主的遗迹和遗物。我国土遗址很多，遍布全国各地，由于自然环境恶劣，许多土遗址的状况较差急待保护。 国内外对于土遗址的保护，可采取的措施包括改善环境、防止地下水的影响、防止生物的破坏，以及本体的化学加固等手段。其中土体的化学加固是解决土遗迹本身强度低，不耐水，容易崩散而采取的有效措施。 对于土体的化学加固，国内外经常使用的材料有：有机硅材料、无机的硅酸钾材料（PS材料），非水分散体材料等。 其中有机硅材料在西亚和南美的一些土遗址的保护中得到应用，但是由于毒性和固化容易受环境影响，在国内没有得到应用。 硅酸钾材料（PS） 是敦煌研究院开发的加固材料，在西部地区的土遗址加固中效果良好，可增加土体的抗雨水冲蚀和风沙磨蚀能力。使用的案例有吐鲁番的交河古城，高昌古城，酒泉的破城子古城，宁夏的西夏王陵等遗址。 对于中国东部的土遗址加固和保护，需要开发新有效的保护材料，满足目前大量遗址需要原地展示的需求。因此自1998年起，北京大学考古文博学院不可移动文物保护课题组，以此为研究任务，开发了有机硅改性的丙烯酸树脂非水分散体材料，成功的用于东部地区的土遗址保护工程，取得了良好的保护效果。这种材料处理的土样在重量增加很少的情况下就有较好的加固效果。加固后颜色变化不大，孔隙率变化小；透气性降低小，土样的抗压强度提高。经过处理的土样在耐水能力上表现优异，1%以上浓度加固剂的土样可在水中长期浸泡，非常稳定。应用案例 近年来，课题组负责的项目多以遗址类的本体保护为主，自2003年的湖南里耶遗址保护开始，分别应用到了很多的考古遗址保护。主要有晋侯墓地车马坑本体保护工程（2013）、哈民忙哈遗址本体保护（2013）、临淄战国车马坑遗址本体保护（2014）、内丘邢窑遗址本体保护工程（2018）等，均采用非水分散体材料对遗址进行加固。 晋侯墓地1992年发现，K1车马坑清理后发现殉车总数48辆，这是目前国内已发掘的商周时期车马坑殉葬车子最多者。晋侯墓地车马坑遗址状况基本完好，但是仍有很多的病害，最严重的病害是开裂和附属文物的错位和无依托。因此，北京大学考古文博学院和敦煌研究院合作进行了车马坑遗址本体保护方案的编写，并与河北文物保护中心实施了晋侯墓地车马坑本体保护工程。哈民忙哈遗址，迄今为止在内蒙古乃至东北地区发现面积最大的一处大型史前聚落遗址，具有重要的考古和历史价值。北京大学考古文博学院编写了哈民忙哈遗址本体保护方案，并与河北文物保护中心实施了哈民忙哈遗址本体保护工程。本次保护的对象包括13个房基遗址，合计面积500平方米。遗址保护土体和人骨部分，使用SD-528乳液制作的非水分散材料，环己酮作溶剂对土体进行整体加固，加固深度10厘米，提高强度和耐水能力；对于人骨的保护，采用SD528溶液混合土作为人骨的修补材料，人骨及周围土体均采用从低到高浓度的PVB溶液进行加固。合作方式 非水分散体加固材料经过多年的研究和应用，证明是合适有效的土遗址加固材料，可以进行技术咨询与技术服务，并可以参与遗址本体保护项目。

近些年LED照明技术革命引起世界各国的普遍重视，市场潜力巨大，其中LED封装胶是LED应用的关键材料之一，其主要功能在于负载荧光粉并为供芯片提供足够的保护，使其发光更亮、更持久。封装胶材料对LED芯片的功能发挥具有重要的影响，散热不畅或出光率低均会导致芯片的功能失效，目前市场上高端LED封装胶主要由道康宁、信越等国外公司垄断。 本项目研制了新一代LED封装胶，并建立了新的胶联理论和方法，解决了以往封装胶合成过程中需要金属催化剂而引起的金属残留问题，提高了封装胶材料的性能和寿命，相对于现用的市场上的国外标杆产品，北航自主开发的新一代LED封装胶在耐老化性能、抗黄变性能方面通过了更为苛刻的实验测试，且原材料成本低廉，极具市场竞争力。