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高精度陶瓷增材制造装备与工艺研究
面向大尺寸高精度陶瓷及其复合材料复杂形状结构的成形，基于面曝光技术，开发了专用大尺寸陶瓷增材制造成形装备及相关工艺。技术特征基于面曝光技术的陶瓷预制体成形设备可成形ZrO2、Al2O3陶瓷预制体，利用微透镜阵列聚焦及光斑微偏移技术，分辨率可提升到37.5μm，结合收缩预测技术，大大提高陶瓷成形精度，成形尺寸达270mm×300mm×450mm，成形相对精度达到±1%，同时配套研发了无缺陷脱脂与烧结工艺，烧结样件致密度可达97%。应用范围:该项目研发了高精度结构陶瓷复杂结构成形的增材制造装备，并开展了相关工艺的研究，解决了工程陶瓷材料难以成形复杂结构的难题。项目所涉及技术可成功制备低介陶瓷无源器件、仿生多孔结构与吸波超结构等，可在航空航天、卫星、雷达等领域得到广泛的应用。
南京航空航天大学
2021-04-10
微小型精密零件检测技术与装备
Ø 成果简介：所研制的微小型零件显微视觉检测系统，适用于各种块类、板类微小型零件及小模数微小型直齿轮的任意边缘的微米级精度测量和微结构在线快速测量。Ø 技术指标：X/Y方向测量范围：0.01mm-50mm；Z方向测量范围：0.01mm-100mm；X/Y方向位置检测分辨率：0.05mm;X/Y方向测量精度：(1+1000/L)mm；可进行模数≤0.2mm微小型模数直齿轮的基本参数、几何尺寸、主要单项误差和综合误差测量。荣获国防科技进步三等奖1
北京理工大学
2021-01-12
超临界水部分氧化成套技术与装备
我国的化石能源结构是以煤为主、石油和天然气为辅，这是由于各种化石能源的贮藏量的不同而造成的。目前为止，已探明的煤炭储量为1.5万亿吨，按年采20亿吨，可开采750年，而石油储量为16000万吨，仅占世界总量的3%左右，可开采年限只有20.6年；天然气的消费仅占2.1%。煤的利用主要是利用其燃烧热，一般用于直接燃烧，因此热值较低的煤，如裼煤等，其利用途径受到较大的限制；另一方面，煤炭在燃烧过程中会产生大量的二氧化碳、二氧化硫等气体。二氧化硫会导致酸雨，进而污染环境，是要严格控制排放的对象；二氧化碳是最主要的温室气体，也需对其排放进行控制。因此，以煤作为燃料的利用方式存在有很大的不足。而甲烷（CH4，天然气的主要组成）是一种高能值、零排放的清洁燃料和化工原料，其利用过程具有高效性和环境友好性，是未来能源发展的主要方向之一。到目前为止，我国天然气的开发与利用在能源消费结构中所占的比重较小，而且储量也不富足，但我国生物质的贮量相当巨大，作为潜在的物质资源宝库是人类未来的能量、食物和化学原料的重要来源。随着石油、煤炭等化石资源的日益枯竭，在当前大力发展多元能源的形势下，如何利用以碳和氢为主要成分的煤和生物质制取CH4替代天然气和作为化工原料，改变我国当前的能源消费结构，既有效利用资源，又发展洁净能源，实现能源的有效替代并同时解决环境问题，是当前的研究重点和热点。超临界水部分氧化制技术以生物质或劣质煤为原料，采用超临界水部分氧化技术，通过发生一系列的氧化还原反应生成氢气或甲烷，可以实现部分替代天然气。目前，本技术已申请国家发明专利多项。
南京工业大学
2021-04-13
大型铝合金铸件反重力铸造工艺与装备
铸造方法、铸造设备、铸件热处理工艺控制四个方面 进行了研究和攻关，开发了 10项新技术，解决了国防工业领域一系列重 要构件的制造技术难题。其关键技术包括：高性能铸造铝合金的冶炼与 熔体处理技术，大型复杂薄壁铝合金、镁合金结构件的反重力铸造，系 列化反重力铸造设备，以及其它铸造工艺与辅助料的配料。性能指标： 1. 从数10kg到2
西北工业大学
2021-04-14
大型桥梁防船撞关键技术与装备
大型桥梁防船撞关键技术与设施研发。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
大型桥梁是国家交通命脉，重大船撞桥事故常导致桥毁、人亡、船沉、环境污染等灾难性后果，经济损失和社会影响巨大。本团队通过15年研究，在大型桥梁防船撞关键技术与设施研发方面取得重大突破。
成果主要创新点：
1.首创了通航孔桥刚柔匹配导向的桥墩防船撞技术，攻克了船撞桥过程中船舶巨大动能耗散的难题。
2.首创了非通航孔桥自适应、恒阻力耗能拦截船舶技术，解决了传统拦截设施难以有效拦截船舶、拖锚耗能不可靠以及抗风浪差的技术难题。
3.发明了大型桥梁防船撞系列设施，首创了设防最高吨位等级船舶撞击的通航孔桥墩紧凑型防撞设施，且原创了能有效拦截船舶、长期服役的非通航孔桥防撞设备，保护大桥、船舶和水域安全。国内外率先开展实船试验，验证了设施的有效性和可靠性。
宁波大学
2022-08-16
三维点云与光学影像融合装备
考虑三维点云缺少颜色信息和光学影像缺少空间信息的互补特性，三维点云与光学影像多光融合装备可以提升数据的信息量，基于三维点云和二维图像融合的可视化结果，能够增强三维场景真实感，相较于可见光图像，融合后的三维点云可以实现多角度观测，能够更好的表达的空间特征。
相较于原始和伪彩色点云数据，融合后的三维点云有了色彩纹理信息，目标的形态和边缘都更加明显，整个三维场景更加的真实，也为后续识别、定位、重建等过程提供更多细节信息；同时克服了单一传感器的局限性，充分发挥两者的互补优势，大幅提升了探测设备的环境适应性，适用于全天时复杂场景的下目标探测，具有很强的实用价值。在无人驾驶领域，譬如智能导航、环境感知、高精度地图的构建等，都依赖于可见光图像和点云的融合处理。大家所熟知的百度 Apollo、谷歌 Waymo 自动驾驶系统均应用视觉相机和激光雷达作为主传感器进行定位和环境感知，目前已经实现 L4 级别的高度自动化驾驶。此外，在医学影像、高精度工程测量、工业生产、虚拟现实等领域，三维点云和可见光图像融合技术也有着广泛应用。
图1.三维点云与光学影像融合效果
北京理工大学
2022-12-12
化工生产中的热泵精馏节能技术与装备
项目背景简述：化工生产中存在大量的蒸发、浓缩、精馏、结晶、干燥等分离过程，这一过程需要消耗巨大的能量作为塔釜热源，同时消耗大量的冷却水将塔顶蒸发产物冷凝成液态。本项目针对这一背景，基于压缩式热泵技术，提出了一种适用于此类工艺过程的节能改造技术，其基本思路是用压缩机对塔顶气态物料进行压缩，使其温度提高后用于塔釜液态物料加热，同时使塔顶物料冷凝为液态产物，形成一套压缩式热泵精馏（蒸馏）工艺及其成套装置设计技术。
西安交通大学
2021-04-11
面向生命科学的原位显微分析与微操作机器人
研究方向：微操作机器人系统、微纳设计与加工、生物模式形成与组 织发育建模。 项目简介： 在国家自然科学基金国家重大科研仪器设备研制专项（项目编号 61327802）等资助下，本项目研究团队自主研发了面向生命科学的原 位显微分析与操作仪。研究团队利用该仪器实现了机器人化的体细胞 核移植，进而将该技术应用于猪克隆流程，成功获得了克隆猪仔。这 是国际上首次利用机器人技术获得的克隆猪。 作为一种常用的外源物导入细胞的方式，细胞显微操作技术广泛 应用于生物工程领域。为了减轻实验操作者的工作负担，研究者开发 出自动化微操作系统，实现了自动化胚胎注射、机器人化单精注射、 机器人化贴壁细胞注射等多类微操作。然而，目前自动化微操作的操 作过程与手工操作类似，这些操作在保证操作本身高效、高成功率的 同时，并没有考虑到微操作对后续生物过程（如后续细胞培养）的影 响，因此无法获得显著优于手工操作的生物结果。 研究团队面向生命科学发展的迫切需求，研制出具有可视化、微 创化、定点化、定量化功能的，集检测分析与操作于一体的原位显微 分析与操作仪，利用该仪器实现了机器人化的细胞核移植流程，并通 过分析微操作工具与细胞接触过程中的细胞受力情况，实现了基于最 小力的细胞拨动与细胞抽核，保证了细胞核移植操作过程中细胞受力 最小。实验结果表明，基于最小力的细胞拨动与细胞抽核方法，显著 减少了细胞拨动过程对细胞的伤害；后续细胞培养实验表明，与人工 操作相比，细胞后续发育率显著提高,标志克隆成功的体外囊胚率从 10%提高到 21%。2017 年 1 月初，研究团队分四批完成了 510 例核 移植操作,并将这 510 枚克隆胚胎移植到 6 头母猪体内，两头母猪顺利受孕；4 月底，两头受孕母猪产下成活克隆猪 17 头。 上述研究第一次用后续细胞培养成功率作为评测依据，建立了操 作过程细胞受力情况与后续细胞发育的联系,得出了操作过程细胞受 力越小，则伤害越小，最终细胞发育成功率越高的结论。该研究对其 它机器人化生物操作有借鉴意义。
南开大学
2021-04-11
面向生命科学的原位显微分析与微操作机器人
本项目研究团队自主研发了面向生命科学的原位显微分析与操作仪。研究团队利用该仪器实现了机器人化的体细胞核移植，进而将该技术应用于猪克隆流程，成功获得了克隆猪仔。这是国际上首次利用机器人技术获得的克隆动物。 研究团队面向生命科学发展的迫切需求，研制出具有可视化、微创化、定点化、定量化功能的，集检测分析与操作于一体的原位显微分析与操作仪，利用该仪器实现了机器人化的细胞核移植流程，并通 过分析微操作工具与细胞接触过程中的细胞受力情况，实现了基于最小力的细胞拨动与细胞抽核，保证了细胞核移植操作过程中细胞受力最小。实验结果表明，基于最小力的细胞拨动与细胞抽核方法，显著减少了细胞拨动过程对细胞的伤害；后续细胞培养实验表明，与人工操作相比，细胞后续发育率显著提高,标志克隆成功的体外囊胚率从10%提高到 21%。2017 年 1 月初，研究团队分四批完成了 510 例核移植操作,并将这 510 枚克隆胚胎移植到 6 头母猪体内，两头母猪顺利受孕；4 月底，两头受孕母猪产下成活克隆猪 17 头。 上述研究第一次用后续细胞培养成功率作为评测依据，建立了操作过程细胞受力情况与后续细胞发育的联系,得出了操作过程细胞受力越小，则伤害越小，最终细胞发育成功率越高的结论。该研究对其它机器人化生物操作有借鉴意义。在深度信息提取、显微视野拓展、超声振动细胞穿入等方面拥有多项专利。
南开大学
2021-02-01
三离子束与透射电镜实时原位辐照效应表征设施
离子加速器与透射电镜耦合设施可以在离子束辐照样品产生高剂量率位移损伤的同时对材料中的微观结构和成分变化进行实时原位的观察与分析，因而能揭示辐照过程中点缺陷迁移，凝聚等动力学过程以及在纳米尺度上材料各种结构变化的临界辐照剂量，获得实验数据，配合计算机模拟验证或建立辐照效应的动力学模型，为开发新型抗辐照材料提供科学依据。由于反应堆材料中嬗变产物（主要是氢和氦）与中子所致的位移损伤往往按特定比例同时产生，单离子束辐照不能观察到氢、氦与位移损伤的协同作用，世界核电强国都在兴建能同时模拟位移损伤和氢、氦协同作用的三离子束辐照装置。但多离子束与透射电镜联机受到电镜极靴空间和电磁场的限制，困难很大，最先进的此类设施也只能同时引入两个离子束。本项目研制先进的氢、氦同轴低能离子注入机，将氢、氦与产生位移损伤的中能重离子（400 keV)同时引入透射电子显微镜，即将建成世界上最先进的辐照效应实时原位分析装置。
厦门大学
2021-04-11