可以量产/n成果简介:有关资料显示，21世纪我国城市地下空间开发利用的广阔市场，我国将有20多座城市建设地铁，一般采用盾构掘进机施工，正在建设中的深圳地铁和南京地铁采用盾构掘进区间隧道；广州地铁2号线、上海地铁3号线、北京地铁5号线均采用的是盾构法施工。直径4-6m的地铁盾构的需求量约达40多台，铁路隧道有部分采用TBM掘进机，在这10年内直径8.6m的TBM掘进机需求量约为6台。水电隧道将有相当一部分采用TBM掘进机，直径4m的TBM掘进机的需求量约20台。其他城市管道的建设，直径1.5—5m的盾

1. 痛点问题 液压往复密封作为航空液压系统的关键基础，其泄漏导致的液压系统减能或失效，轻则影响航空装备的完好率，重则造成飞行事故。关于往复密封的研究距今已有了80多年的历史，现该技术的理论模型和实验仿真等在低压、低速工况下的研究已较为成熟。然而近几年随着主机装配性能的不断提高，往复密封的研究也要往保证高压高速下密封性能和密封寿命的方向突破，高压高速的严苛工况给往复密封技术提出了更高的要求。 往复密封技术是涉及材料学、机械学、力学、摩擦学及传热学等多个学科的综合性密封技术，对于往复密封系统中的摩擦力和泄漏量等物理量的测量本身就有一定难度，在高压高速的工况下测量的难度会更大；不仅如此，想要控制系统内的高压，并且让活塞杆有较稳定的高速运动，在实现上也有技术难度；另外，高压高速的艰难工况会给密封系统带来较为严重的温升，由密封界面的摩擦导致的大量摩擦生热，只能通过活塞杆和实验缸体内的油液运走，所以对于这样的高压高温系统，必须要设计合理的冷却系统控制密封界面和实验缸体内的温度。 2. 解决方案 为了使实验装置能够成功模拟高压高速的恶劣工况，并解决在此工况下的测量难题，本发明提供一种高压高速往复密封实验测试平台的方案和结构设计，整套实验设备以实验缸体为核心，配套提供高速往复运动的驱动装置、进行系统降温的冷却装置，并且将实验缸体浮动式安装以准确地测得密封圈摩擦力。 本发明通过组合偏心轮、导杆、直线轴承等传动装置，形成了曲柄滑块机构，实现了活塞杆的往复高速运动，将直线轴承布置在缸体两侧，可以有效地平衡导杆传递给实验杆的力矩，同时可以通过设计偏心轮的转动惯量，平衡高速往复运动所带来的惯性冲击；将整个缸体浮动安装，并用力传感器将其与机架相连，实现了密封圈摩擦力的测量。

项目背景：1.加氢站超高压压缩机属于氢能基础建设领域核 心装备的核心零部件，密封件的密封性能和使用寿命对压缩机的 安全可靠性和效率等起到至关重要的作用，密封件的耐压性能、 自润滑特性与耐磨性能决定了压缩机的最高压力等级。2.超高压 氢气无油润滑密封的主要难点和技术瓶颈是：超高压、无油润滑、 超高压差气爆三个极限工况的叠加。超高压密封泄露率往往难以 保证，摩擦力大，造成温度超过使用极限，可导致密封部件快速 失效。氢气压缩机密封部件完全处在无油润滑状态下服役，对材 料的自润滑特性和耐磨性能提出严峻挑战，常规动密封材料摩擦 系数高且使用寿命短。超高压差气爆可导致密封材料内部气爆损 坏，导致极短时间内密封失效。 所需技术需求简要描述：1.在 90 MPa 氢气工况下，动密封 泄露率低于 0.4%；2.在 90 MPa 氢气工况下，动密封件使用寿命 超过 1000 h；3.在 90 MPa 氢气工况下，动密封件能适用于完全 无油润滑工况，能够保证油气隔离，不污染氢气。  对技术提供方的要求:1.具有国内固体润滑材料及密封材料 研发机构、橡胶材料研发机构，具备固体润滑材料、密封材料和 橡胶材料的研发设计能力；2.具备完善的样品成型及制作能力，拥有完善的产品分析、成型、测试、检测装备。 

本发明涉及一种透平机械密封进口旋流发生器，同轴的静子和转子之间形成逆旋腔，导流栅设置在逆旋腔内；逆旋腔沿工质流动方向依次分为渐扩段和渐缩段；逆旋腔的上游设置有齿尖诱导槽；齿尖诱导槽用于将泄漏流以特定径向偏转角进入逆旋腔，并与逆旋腔的渐扩段扩大延伸方向相匹配，该装置通过“压力能→轴向动能→逆旋动能”三级能量转换，突破了传统阻旋栅单一被动阻挡策略的局限性，提升周向流动的调控效果，强化密封流体激振抑制性能。

基于CMOS工艺，设计了大量射频、毫米波收发机和频率源芯片； CMOS 90nm 60GHz 接收机芯片，集成片上天线，传输效率优于IBM芯片90%； CMOS 90nm 21dBm 60GHz功率放大器，性能优于Hittite商用GaAs芯片； CMOS 60GHz 移相器芯片，为开发毫米波相控阵芯片奠定良好基础；

项目成果/简介:目前锂离子电池的能量密度已经越来越不能满足其在电动汽车、智能手机和大规模储能方面的应用。锂离子电池的能量密度低主要是因为所采用的正负极材料的比容量较低，尤其是负极材料石墨，其理论比容量为 372 mAh/g。目前研究最多的、最具有商业化前景的负极材料为硅基负极材料，其理论比容量为 4200 mAh/g，是石墨的十倍以上。据招商证券预计，硅基负极材料在 2020 年的市场使用量接近于 5 万吨，销售额接近于 50 亿。 然而硅基材料在充放电过程中较大的体积变化率（>300%）限制了其商业化应用，较大的体积变化导致极片碎裂以及电解液在材料表面持续分解，从而造成其循环性能剧烈下降。另外，硅基材料为半导体，其导电性较差，从而导致硅基负极材料的倍率性能较差。如何解决硅基负极材料这两大缺点是普及硅基材料在锂离子电池应用的关键。 陈永胜教授课题组结合在纳米技术和石墨烯材料领域的专长，经过近 10 几年的研究，采用低成本的原材料、易工业化的工艺技术制备了石墨烯包覆的硅基负极材料，主要技术创新点包括：1）采用独特的、具有自主知识产权的纳米技术将大粒径的硅粉进行纳米化处理，纳米化大大缓解了硅在充放电过程中体积变化的问题，从而从根本上解决了硅基负极材料循环性能差的问题；2）石墨烯包覆则充分发挥了石墨烯导电导热性能好、机械性能优异、电化学性能稳定等特点，改善了材料的锂离子扩散性能和电子导电性，大大提高了功率特性； 14隔绝了硅与电解液的直接接触，抑制副反应造成的电解液分解和材料侵蚀，提高了首次效率，延缓了使用过程中的寿命衰减；进一步减缓了充放电过程中硅的体积变化，维持材料结构的整体稳定性，极大地提升了循环特性。效益分析:陈永胜教授课题组发明的石墨烯包覆硅基负极材料，从制备过程上讲，具有工艺简单、成本低廉、易工业化的特点；从性能上讲，具有比容量高、稳定性好、压实密度大等优点，与高比容量正极组成的锂离子电池的能量密度是当前商业化锂离子电池能量密度的数倍以上。

目前锂离子电池的能量密度已经越来越不能满足其在电动汽车、智能手机和大规模储能方面的应用。锂离子电池的能量密度低主要是因为所采用的正负极材料的比容量较低，尤其是负极材料石墨，其理论比容量为 372 mAh/g。目前研究最多的、最具有商业化前景的负极材料为硅基负极材料，其理论比容量为 4200 mAh/g，是石墨的十倍以上。据招商证券预计，硅基负极材料在 2020 年的市场使用量接近于 5 万吨，销售额接近于 50 亿。 然而硅基材料在充放电过程中较大的体积变化率（>300%）限制了其商业化应用，较大的体积变化导致极片碎裂以及电解液在材料表面持续分解，从而造成其循环性能剧烈下降。另外，硅基材料为半导体，其导电性较差，从而导致硅基负极材料的倍率性能较差。如何解决硅基负极材料这两大缺点是普及硅基材料在锂离子电池应用的关键。 陈永胜教授课题组结合在纳米技术和石墨烯材料领域的专长，经过近 10 几年的研究，采用低成本的原材料、易工业化的工艺技术制备了石墨烯包覆的硅基负极材料，主要技术创新点包括：1）采用独特的、具有自主知识产权的纳米技术将大粒径的硅粉进行纳米化处理，纳米化大大缓解了硅在充放电过程中体积变化的问题，从而从根本上解决了硅基负极材料循环性能差的问题；2）石墨烯包覆则充分发挥了石墨烯导电导热性能好、机械性能优异、电化学性能稳定等特点，改善了材料的锂离子扩散性能和电子导电性，大大提高了功率特性； 14隔绝了硅与电解液的直接接触，抑制副反应造成的电解液分解和材料侵蚀，提高了首次效率，延缓了使用过程中的寿命衰减；进一步减缓了充放电过程中硅的体积变化，维持材料结构的整体稳定性，极大地提升了循环特性。

随着支配半导体技术数十年的摩尔定律日益接近其发展极限，多种功能器件集成被认为是超越摩尔定律延续集成电路发展进程的重要途径之一，这就需要能够满足多种功能器件高密度集成的制造技术。多元兼容集成制造技术就是为此而开发的，该技术通过在更大范围内优选结构/功能材料组合，开发异质集成制造工艺，大大拓展了功能微器件创新设计和制造的腾挪空间。经过多年探索，目前已形成了涵盖金属、聚合物、陶瓷、复合材料的MEMS异质异构制造技术体系，并在多种类型功能器件研发中发挥了关键作用，初步展现了其基础性支撑作用，相关技术获得2016年度上海市技术发明一等奖。 微系统集成发展趋势 多元兼容集成制造技术  获奖情况 上海市技术发明一等奖2016年团队获奖 国家技术发明二等奖2008年 上海市技术发明一等奖2007年 超薄超快高热流密度微通道散热器 上海交通大学团队在长期研究经验和技术积累基础上，创造性地提出了不同高热导率材料组合构造的复合结构微通道散热器设计方案，并基于多元兼容集成制造技术完成了多种尺寸样品研制，其中，热源面积与常用功率芯片尺度相当的超薄散热器冷却能力达到800W/cm2以上，在保留传统微通道散热器良好系统兼容性和适用性的基础上达到了相当高的散热能力水平，为解决高功率芯片系统超高热流密度散热问题提供了一个深具可行性的解决方案。 高温薄膜温度传感器研究  发动机燃烧室等极端恶劣环境下（高温、强振动、强腐蚀等）的工作参数现场监测对传感器技术是严峻挑战，国内外研究广泛。交大团队基于特种材料微纳集成制造技术的长期积累，在高温绝缘薄膜材料、多层薄膜应力调控、曲面图形化和高温敏感介质等技术上取得了一定突破，成功开发了多种可与现场结构共型的高温薄膜传感器，具有体积小、环境扰动小、响应快、灵敏度高、可分布式安置等优点，该团队已经掌握了温度、应力/应变、热流等多种高温状态参数测量技术，适用温度在800-1300℃之间。 薄膜绝缘电阻随温度的变化及测试结构 高温薄膜温度传感器制造及曲面图形化技术 薄膜温度传感器在发动机不同部位测温需求 无线温度传感器测温系统 高性能转接板 基于转接板的多芯片封装是2.5D高密度集成最具可行性的方案之一。但是传统的硅转接板性价比不高，阻碍了广泛应用。上海交大团队基于非硅微加工技术的长期积累，突破了硅转接板绝缘层完整性和再分布层热隔离的难题，成功研制了漏电流极低的低成本高性能硅转接板。此外，还开发了复合材料非硅转接板，TCV陶瓷转接板，TGV玻璃转接板等各种三维封装基板，实验室能够针对不同类型器件三维高密度封装的具体要求，定制开发不同功能的专用转接板，为多功能、高密度、高功率、低成本封装提供个性化解决方案。 TSV-3D 高密度封装概念图  金属-聚合物-纳米复合材料非硅基转接板实物图片

项目成果/简介:随着支配半导体技术数十年的摩尔定律日益接近其发展极限，多种功能器件集成被认为是超越摩尔定律延续集成电路发展进程的重要途径之一，这就需要能够满足多种功能器件高密度集成的制造技术。多元兼容集成制造技术就是为此而开发的，该技术通过在更大范围内优选结构/功能材料组合，开发异质集成制造工艺，大大拓展了功能微器件创新设计和制造的腾挪空间。经过多年探索，目前已形成了涵盖金属、聚合物、陶瓷、复合材料的MEMS异质异构制造技术体系，并在多种类型功能器件研发中发挥了关键作用，初步展现了其基础性支撑作用，相关技术获得2016年度上海市技术发明一等奖。微系统集成发展趋势多元兼容集成制造技术 获奖情况上海市技术发明一等奖2016年团队获奖国家技术发明二等奖2008年上海市技术发明一等奖2007年超薄超快高热流密度微通道散热器上海交通大学团队在长期研究经验和技术积累基础上，创造性地提出了不同高热导率材料组合构造的复合结构微通道散热器设计方案，并基于多元兼容集成制造技术完成了多种尺寸样品研制，其中，热源面积与常用功率芯片尺度相当的超薄散热器冷却能力达到800W/cm2以上，在保留传统微通道散热器良好系统兼容性和适用性的基础上达到了相当高的散热能力水平，为解决高功率芯片系统超高热流密度散热问题提供了一个深具可行性的解决方案。高温薄膜温度传感器研究 发动机燃烧室等极端恶劣环境下（高温、强振动、强腐蚀等）的工作参数现场监测对传感器技术是严峻挑战，国内外研究广泛。交大团队基于特种材料微纳集成制造技术的长期积累，在高温绝缘薄膜材料、多层薄膜应力调控、曲面图形化和高温敏感介质等技术上取得了一定突破，成功开发了多种可与现场结构共型的高温薄膜传感器，具有体积小、环境扰动小、响应快、灵敏度高、可分布式安置等优点，该团队已经掌握了温度、应力/应变、热流等多种高温状态参数测量技术，适用温度在800-1300℃之间。薄膜绝缘电阻随温度的变化及测试结构高温薄膜温度传感器制造及曲面图形化技术薄膜温度传感器在发动机不同部位测温需求无线温度传感器测温系统高性能转接板基于转接板的多芯片封装是2.5D高密度集成最具可行性的方案之一。但是传统的硅转接板性价比不高，阻碍了广泛应用。上海交大团队基于非硅微加工技术的长期积累，突破了硅转接板绝缘层完整性和再分布层热隔离的难题，成功研制了漏电流极低的低成本高性能硅转接板。此外，还开发了复合材料非硅转接板，TCV陶瓷转接板，TGV玻璃转接板等各种三维封装基板，实验室能够针对不同类型器件三维高密度封装的具体要求，定制开发不同功能的专用转接板，为多功能、高密度、高功率、低成本封装提供个性化解决方案。TSV-3D 高密度封装概念图 金属-聚合物-纳米复合材料非硅基转接板实物图片知识产权类型:发明专利 、 软件著作权 、 集成电路布图设计技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级