质子交换膜燃料电池在车用动力能源，分布式发电站，便携式电子产品等领域具有很好的应用前景，因而受到广泛关注。然而应用最广的Nafion质子交换膜存由于脱水导致电导率降低，无法在高温下使用。聚苯并咪唑(PBI)是制备聚合物电解质膜常用的材料，PBI 的热稳定性极好，熔点高于600oC，化学稳定性好，并且具有良好的机械强度，是一种优异的聚合物电解质膜材料。然而PBI 本身并没有离子导电的能力，虽然采用离子基团修饰的方法能够提高PBI 的导电性，但是修饰之后的PBI 溶解性能发生变化

变色玻璃（又称智能玻璃）是能够按照人们的需求改变光线进入（射出）强度和能量的功能化玻璃。通过对光线的调节可以使室内亮度和温度保持在合适的范围，改善了生活质量也降低了能耗。这在当今全球能源紧缺的情况下更是意义重大。各发达国家对该领域的研发工作都非常重视。目前变色玻璃主要在美、日、韩等国生产，在欧、美、日有着广泛应用。国外变色玻璃已开始代替建筑玻璃用于各种建筑的门、窗、天棚。而且，变色玻璃

本项目以生物质废弃物作为原材料代替传统的高成本碳纤维生产方法有利于将农业与工业生产结合于生物经济中，制造可再生产品符合绿色经济发展战略。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 高质量的碳纤维以其高强度、低重量及耐热性等卓越性能可作为自行车、汽车、风车以及运动器械等诸多领域的优质材料。以生物质废弃物作为原材料代替传统的高成本碳纤维生产方法有利于将农业与工业生产结合于生物经济中，制造可再生产品符合绿色经济发展战略。木质素是世界上最丰富的生物聚合物之一，但其分子结构复杂且具有异质性，且作为造纸及纸浆工业的废弃物无法得到合理利用。

粉煤灰基免烧免蒸砖是一种新型的建筑材料，它利用粉煤灰、电石渣、石膏等工业废弃物作为主要粉体原料，以减水剂、缓凝剂等添加剂作为辅助材料，通过一定的工艺方法进行加工制作，从而生产出具有一定强度和耐久性的砖块，以取代传统的烧制成型的砖块。这种不经高温煅烧而制造的一种新型砖类建筑材料对环境保护具有重要意义，在减少自然资源消耗的同时，有效的减少工业废弃物对环境的污染。在建筑材料市场，粉煤灰基免烧免蒸砖由于其环保特性，并且在施工过程中具有一定的便利性和经济性，从而具有较大的竞争优势。这种新型材料具有绿色环保、高强度、轻质等特点，是砖类建材领域对固体废弃物资源化利用的理想应用方向。 技术特点 环保：粉煤灰基免烧免蒸砖以粉煤灰、电石渣、石膏等工业废弃物作为主要粉体原料，可以减少对自然资源的消耗，使工业废弃物得到有效利用，有利于环境保护。 高强度：采用特定工艺进行加工处理，使得粉煤灰基免烧免蒸砖具有一定的抗压强度和耐久性，通过对工艺配比的调控，可以制备出满足不同需求的砖体，其28天强度为30-60 MPa。 轻质：相较传统的砖体材料而言，粉煤灰基免烧免蒸砖具有较轻的重量有利于施工和运输。 生产工艺简单：不需要进行复杂工业合成，只需将不同粉体进行充分混合，然后制作成型。生产设备简单易使用，可以在适当的设备条件先进行规模化量产。 安全：在实际生产操作中不需要使用高浓度氢氧化钠溶液进行活化，降低了施工人员的危险。

高浓度污水的絮凝沉降处理中，往往会遇到泥化程度高、难以沉降的问题，将磁性力场引入絮凝工艺，可望增强絮团沉降动力，提升污水澄清效果。磁性絮凝剂是将磁种材料与絮凝剂基体复合，形成集磁性与絮凝特性与一身的复合絮凝剂，在高浓度工业污水、矿物洗选废水、生活污水的磁絮凝处理方面具有重要的应用前景。

本技术适用于芳纶纤维、高强高模聚乙烯纤维、碳纤维、聚醚醚酮纤维、聚酰亚胺纤维等高性能化学纤维，采用湿法造纸技术，制备绝缘纸、摩擦材料等纸基功能材料和蜂窝纸等高强度结构材料等。解决了高性能纤维纸基功能材料生产中的纤维改性、分散、湿法成形和高温热压等关键技术。可提供高性能纤维纸基材料湿法连续生产线成套技术，为相关行业提供高性能纤维纸基功能材料和结构材料及其复合材料等高新技术材料产品。 关键技术 对于湿法抄造工艺来说，纤维能否均匀分散、湿法成型工艺和热压工艺是否合理是决定产品质量是否合格的重要因素。本项目成果解决了高性能纤维纸基材料生产中的纤维改性、分散、湿法成形和高温热压等关键技术。超高效碳纤维电磁屏蔽纸的制备创新地利用碳纤维、金属导电纤维这两种纤维的优势互补，保证成纸在拥有良好屏蔽效能的同时具有很好的机械性能和柔韧性。性能良好的超高分子量聚乙烯纤维纸主要是采用纤维洗涤-超声预处理-疏解分散-分散剂分散工艺，通过预处理、添加助剂、成型和增强而制得。采用聚酰亚胺纤维通过自有技术制备得到高性能的聚酰亚胺纤维绝缘纸等纸基功能材料。采用碳纤维配用聚醚醚酮纤维制备纸基摩擦材料。 知识产权及项目获奖情况 一种聚酰亚胺导电纸的制备方法 201610487328.X 一种超高分子量聚乙烯纤维纸的制备方法 201610921059.3 一种超高分子量聚乙烯纤维的预处理分散方法 201610920332.0 一种超高效碳纤维电磁屏蔽纸 201710204473.7 一种聚醚醚酮纤维纸及其制备方法 201710544478.4 一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法 201710559878.2 项目成熟度 实验室试验和中试已完成，部分成果已经用于试生产。 投资期望及应用情况 期望在碳纤维、高强高模聚乙烯纤维、聚醚醚酮纤维技等高性能纤维共同进行技术开发或技术转让。 采用高性能纤维制备纸基功能材料和结构材料是航空航天、国防、高铁和电力电机等重要领域开发的一类产品，目前主要是日本、奥地利和美国等国家生产。 国内近年开始关注，并有少数几家开始进行，但尚只能生产少数几类低档次产品。目前已经利用本项目成果建成年产 150 吨聚酰亚胺纤维绝缘纸生产线，生产聚酰亚胺纤维绝缘纸。

本项目利用我们在高效节能设备研制和产业化方面的成功经验，自主研制的新型扭曲管中冷器，并实现扭曲管中冷器的制造产业化。通过采用扭曲管可以使空气冷却器传热能力增加10%-20%，壳程阻力下降50%-70%，充分体现了扭曲管中冷器的节能潜力，实现节能20%-35%。扭曲管中冷器的研发提升了我国新型高效节能设备在气体压缩机领域的整体技术水平和市场竞争力。本项目中冷器的碳钢管束芯体和管板在与壳体、封头、管箱装配前整体热浸锌处理，显著提高壳程、管程的抗腐蚀能力，用以取代传统的铜管光管中冷器，大大减少了压缩机中间冷却系统的制造成本。可降低制造成本20%-40%，增加生产利润20%-30%。本项目中冷器，由于扭曲管具有多点自支撑结构，省去了传统换热器的折流板（支撑板），壳程流道变为传逆流，壳程压降降低20%-60%，进而减少泵工的消耗30%-50%，达到节能的效果，提高了换热器的抗诱导振动以及强化传热的性能，有效防止了压缩机由于排气温度过高而引起的内壁温升大、润滑油变质、气缸磨损、“积碳”等现象的发生。由于本项目中冷器流速均匀、无流动死区，而且管壁温度比较均匀，大大降低了结垢的可能性。为振动、少结垢，从而延长了维修周期，降低了压缩机中间冷却系统的的维修费用。本项目中冷器不改变换热器的外形结构，保留管壳式换热器的特点，结构简单，采用横截面为椭圆形或扁圆形的螺旋扭曲管，其余均采用传统的管壳式换热器的基本结构形式，易于推广，成本较低，具备较好的压缩机中间冷却系统的工业应用前景。

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

本项目采用五电弧协同增材制造，提高成形构件的堆积效率；利用激光约束电弧，提高成形金属构件的表面精度，减小加工余量；构筑出融合五电弧协同增材制造、激光稳定电弧、高速摄像监测、构件成形尺寸三维测量、工艺数字化监控等功能的多电弧协同增材制造装备。 1、 形成复杂空间曲面构件分区原则、切片方法与路径规划策略，建立五电弧协同增材制造高性能大型金属构件工艺方法、模型与窗口； 2、 研制出多电弧协同增材制造工艺规划与系统总控软件； 3、 开发了专用于高性能大型金属构件多电弧协同增材制造的专用金属丝材。 实现大型舰船艉轴架、运载火箭过渡端框架与高层建筑多向钢节点的高质量、高效率、低成本增材制造，并进行组织与性能预测。 图1 多电弧协同增材制造设备图 图2 多电弧协同增材制造典型产品 【技术优势】 项目成果有效解决了高性能大型金属构件采用电弧增材整体制造时，面临的堆积效率较低，制造大型金属构件周期长；成形金属构件表面精度低，加工量较大；成形金属构件的晶粒粗大，各相异性明显的难题，将目前大型金属构件电弧增材制造的效率提高到了新高度。 【技术指标】 五束电弧协同增材制造装备： 1）装备包括 CMT电源5台、六轴机器人系统3台、激光系统、工艺数字化系统、三维测量系统、高速摄像系统与缺陷除去系统； 2）三维测量系统的测量范围在300mm以内，可测量金属构件壁厚最大尺寸不低于250mm，测量误差在±1.0mm以内； 3）可成形高度大于2m、长度大于5m、宽度大于3.5m的金属构件，变形控制在0.2mm/100mm以内； 4）堆积效率≥1800cm3/h，连续工作时间不低于360小时； 五束电弧协同增材制造工艺总体软件： 1）具有模型解析重构、子模型选择、分区切片与9轴工艺路径规划、曲面切片、G代码及机器人离线编程代码生成、多电弧协同增材制造系统控制功能与工艺数据库； 2）可实现金属构件组织、性能预测及成形质量主动控制，并显示构件材料 CCT图； 3）模型解析、拓扑重构时间低于10分钟，切片轮廓精度优于±0.1mm，单层切片时间＜2s。 4）支持2000万以上三角形面片、尺寸4m以上STL模型； 5）支持任意空间曲面模型的路径规划，成形尺寸≥4000mm； 6）支持 6轴机器人+3轴龙门式床身协同控制的9轴工艺路径规划，成形效率达 1800cm3/h，全程误差≤0.5%，路径输出方式为G代码、机器人离线编程代码； 7）工艺数据库覆盖控制系统参数及工艺及材料参数，并建立典型工艺参数，加工误差范围≤0.5%；

本发明公开了一种基于轮廓特征的金属零件增材制造方法，包括以下步骤：①建立金属零件 CAD 几何模型，并提取 STL 模型；②根据零件轮廓特征及复杂程度确定其制造方向，并进行零件增材制造的路径规划；③利用分层切片软件对 STL 模型进行合理切片，由计算机根据这些轮廓信息生成控制指令；④板料送料机构在控制指令的控制下送出设定宽度及厚度的板料并剪断；⑤在电阻焊或摩擦搅拌焊产生的热量及辊压作用下完成层与层之间的焊合，同时复合同工位铣削完成轮廓毛刺的去除；重复上述④至⑤过程，直至完成整个零件的成形加工，如未达