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。

依照美国AMCA207标准设计适合于不同类型规格风机的性能测试台，配用高精度传感器，采用计算机自动数据采集系统，对测量参数进行实时监控与测量，最后形成标准试验报告。

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。

1、主要功能及应用领域 透明电极在太阳能电池、有机发光二极管、触摸屏等光电器件中具有重要的应用价值，目前应用最多的用氧化铟锡（ITO）为制造的透明电极，但ITO存在脆性大，无法弯曲，近年来随着光电器件对透明电极需求的增加，铟的价格也大幅提高。由于石墨烯产业化后的预期成本低，成为柔性透明电极的主要材料之一，但在实际中由于大面积石墨烯总会存在一定的缺陷，影响了其导电率，本项目结合石墨烯和纳米金属网孔的优势制备出石墨烯和金属网孔复合膜柔性透明电极。 2、特色与先进性技术指标 特色：利用低成本、无污染的溶胶在透明基底形成网状模板，利用模板制作金属网格；通过转移石墨烯在金属网格上制作一种石墨烯/金属网格复合电极。其复合电极表现出优异的光电特性。通过结合单层石墨烯的高透光性和金属网格的导电性，有效地弥补了化学气相沉积法（CVD）-石墨烯多晶结构的缺陷和金属网格不利于制作依赖垂直电流传输器件的的缺点，从而提高透明复合电极的光电特性。 图1 制备的石墨烯及拉曼图，可以看到非常清楚的2D峰，右图为金属网孔的显微图。 3.技术指标 复合电极：面电阻为 21.2 、透光率为92%（在550nm波长测得），下图表明其宽带的透射光谱特性。 图2 复合电极的透过率 将复合电极制作在PET基底上，使其可以表现出优异的机械柔软性。在将透明电极从正向到反向弯曲，其弯曲角度从-150o达到150o时，其电导率也只下降3.4%，反复弯折100次，电导率几乎没有什么变化。 4、产业化的关键性问题 高性能的透明电极在许多光电器件是必不可少的，例如触摸屏、光伏电池、有机发光二极管等。目前商业上，由于氧化铟锡（ITO）薄膜的高光学透过率、低面电阻和成熟的制造工艺，在作为透明电极方面已广泛地应用在各种光电器件中。但铟是稀有金属，在地壳中的分布量比较小且分散，主要以微量存在于锡石和闪锌矿中，且随着液晶显示器和触摸屏等产品的普及，因此铟的价格在急剧上涨。此外，氧化铟锡透明电极缺乏柔韧性，不易弯曲，化学稳定性差，不适合应用于柔性透明电极。 传统上制备金属网采用光刻法及蚀刻工艺。但是，通过采用光刻法制备的金属网格不仅成本较大、工艺复杂、效率低，而且在制备的工艺条件、设备要求也较高。 本实验采用了低成本高效率的方法制备金属网格，再通过CVD法生长大面积石墨烯并转移在金属网格上。实验过程中工艺简单、成本低、效率高，并可制备大面积-高质量的透明电极。

透明电极在太阳能电池、有机发光二极管、触摸屏等光电器件中具有重要的应用价值，目前应用最多的用氧化铟锡（ITO）为制造的透明电极，但ITO存在脆性大，无法弯曲，近年来随着光电器件对透明电极需求的增加，铟的价格也大幅提高。由于石墨烯产业化后的预期成本低，成为柔性透明电极的主要材料之一，但在实际中由于大面积石墨烯总会存在一定的缺陷，影响了其导电率，本项目结合石墨烯和纳米金属网孔的优势制备出石墨烯和金属网孔复合膜柔性透明电极。

大健康是未来世界发展的趋势，在未来10年内将产生10万亿美元的产业。我国在近期提出的健康中国，着眼于扩大在线健康服务，依托大数据提出诊断和治疗建议，实现大社区健康管理与大健康服务。实现这一体系的关键，在于各种柔性电子、传感器技术，与物联网、云通信技术，以及大数据与人工智能相结合。 随着经济的发展，人们对于健康的重视程度越来越高，在皮肤表面进行检测人们身体健康状况的柔性传感器，是未来电子科技发展的一个重要方向，将会有巨大的市场前景。在以智能手机为主体的电子元器件的开发日益盛行，开发一种柔性智能传感器，舒服的贴在皮肤表面，这种传感器既能够检测人们生命体征（如血压、心跳、体温、血糖等）的变化，又能够无线连接手机。医院的医生能够通过互联网、云通讯、分布式的监测和管理每个病房的病人的身体状况，既节省大量人力时间成本，又能够及时的检测到病人的生命体征变化；结合无线互联网、云通讯,能实现分布式医护,虚拟空间管理；与大数据与人工智能结合，进行智能健康管理,实现智慧医疗（图1）。 图1 基于柔性传感器的智慧医疗系统 本项目主要应用生物相容的蚕丝材料作为传感单元主要组成部分，以无线蓝牙模块与无源RFID标签作为人机数据交互单元，以大数据为手段对平台进行管理，瞄准柔性电子与智能大数据前沿领域，具有重要的科学意义。具体如下： （1）柔性电子皮肤等智能传感新技术与器件开发 近年来，蚕丝等柔性材料作为医用生物材料渐渐进入人们的视线，具有良好的生物相容性和极佳的力学性能。以此为基础开发柔性电子制造技术，通过柔性材料的光刻、打印等加工技术，制备传感单元。 （2）人体传感信号实时监测的云系统的开发 通过建立皮肤表面传感器无线信号传输技术，实现体温、心跳等信号的远程监测，符合国家精准医疗精神。通过云系统可对老年社区、医院等场所进行智能化、集成化的监控，实现健康的大数据管理。除此以外，也可实现个体的远程诊疗体系。向“健康中国2030”靠拢，依托大数据提出诊断和治疗建议。 （3）将系列传感器材料制备技术与无线信号传输云平台结合，实现个人和医院的对自身和病人的健康指标数据进行检测和管理。以此无线体征检测的平台框架为基础，后续又可以引入更多传感与控制体系，适应场景的多样化。 二、前期研究基础 （1）模仿神经元突触的蚕丝忆阻器 在神经系统中，当神经冲动从轴突传导到末端时，Ca2+离子大量涌入突触前膜引起递质的分泌，从而改变突触后膜的导电性。我们通过仿生该过程，利用Ag+离子在外加电场作用下WK@AuNCs蚕丝蛋白薄膜的迁移行为来模拟阻值渐变和阻值记忆的过程。其电学特性表明其具有独特的突触特性，并具有突触学习能力。 （2）蚕丝基应力传感器—柔性电子皮肤 人体电子皮肤传感器是未来传感器发展的新方向之一，超薄超柔的特性使其可以在人体几乎难以察觉异状的情况下，完成多种生理指标的采集。我们通过研制柔性压力传感器，已在运动检测、发声检测、脉搏检测等方面开展了大量研究。 （3）纤维传感器 可穿戴设备在未来智能装备领域具有广泛的应用前景，而我们平时穿戴的衣物均是由纤维编织而成，智能穿戴设备设计的最高境界为对其本身必须的纤维材料的功能化。我们通过对纤维材料进行改造和设计，制备除了纤维状温度、压力传感器。对纤维传感器进行编织可实现多维度传感，并可适应多种场景，这项工作与传统纺织行业结合开创了尖端智能科技研究新领域。

一种多层柔性薄膜的剥离装置，剥离装置的剥离刀为横截面为 圆角多边形的柱状结构，具有多个不同弯曲半径和弯曲角度的圆弧剥 离面，使用时可根据不同的薄膜选择不同剥离面进行剥离加工，无须更换剥离刀，大大提高了剥离刀的适用范围，并进一步运用剥离刀的 几何参数与剥离效果的关系理论，设计优化得到最优的剥离刀结构， 得到最佳的剥离质量和剥离效率，剥离装置结构简单、成本低廉，在 大面积柔性器件的封装领域具有广阔应用前景。