由于铸造生产过程由多工序集体作业完成，成分、温度、铸型质量乃至 气候环境等多因素影响产品质量，工艺参数波动大，质量控制靠经验的比重 大，产品质量很大部分又都是在产品成形后甚至机械加工后才体现出来，质 量问题非常突出。铸造过程计算机模拟仿真是学科发展的前沿领域，是当今世 界各国专家学者关注的热点，已成为铸造工艺设计与优化的重要手段。铸造CAE 的精度取决于界面条件数据、热物性数据、初始条件数据的输入，这些数据与 企业生产条件紧密相关，不是软件所能给予的。铸造CAE材料数据体系与精益 铸造工艺技术在欧、美、日韩等国际知名企业得到高度重视，是企业不对外提 供、具有核心竞争力的技术。 本项目与一些国内大型知名企业合作，开展了铸造CAE材料数据及精益铸 造工艺开发应用研究，开发材料数据体系，建立了 CAE精准分析与精益工艺设计的集成应用平台，缩短铸造工艺开发周期，提升生产线质量指标及工艺效率, 降低生产成本，提高企业核心竞争力。利用本研究成果，每年帮助多个企业进行近20个高要求复杂铸件的质量攻 关，已累计在百余种铸件上获得应用。

成果描述：结合运用胶原化学、蛋白质化学、再生医学及相关学科的理论和方法，构建了以经过生物型交联剂“氧化海藻酸盐”交联改性的猪皮胶原纤维本体支架（porcine acellular dermal matrix, PADM ）为底层，仿贻贝黏附蛋白“Dopamine”的聚多巴胺 （PDA ）为中层，胶原为表面生物活性层的“三明治”型胶原基复合硬脑膜，解决了单一材质的胶原硬脑膜力学性能不佳，的宿主组织亲和力不够，促细胞增殖、组织再生能力不足以及耐酶解性能不足等问题；这是一种新型的硬脑膜，为实现产业化和商品化提供了技术支撑。市场前景分析：胶原，具有三股螺旋结构，具有能够促进细胞生长、可生物降解，且生物相容性与机械力学性能良好等优点，已广泛用于化妆品、生物医用材料等领域。猪皮胶原纤维本体支架（porcine acellular dermal matrix, PADM）作为一种天然来源的生物衍生材料，已经被广泛的应用于再生医学与组织工程领域。根据中国医疗器械行业协会对全国三甲医院及部分二甲医院的调查，保守估计全国年颅脑手术量在 26~40 万例，且每年手术量都有一定比例的增长，如果全部颅脑手术中，60%采用植入人工硬脑膜，保守计算颅脑修复膜市场的潜在需求将超过 5 亿人民币，硬脑膜需求量不断攀升，猪皮来源广泛，价格低廉，以猪皮为原材料制备的胶原基复合硬脑膜具有巨大的市场潜力。与同类成果相比的优势分析：1．固体产品： 外观：洁白或乳白色，厚度均匀无异味 水分含量：10-13% 2. 胶原含量：83.4% 3. 细胞毒性评价：≤1级 4. 体内降解时间：＞120天 5. 原发性刺激指数：0.3 国内领先。

研发阶段/n目前国内生产使用的主要是金属关节，虽然其价格低廉，但仍存在断裂、腐蚀、股骨头磨损等问题，进口人工关节价格昂贵。高纯氧化铝生物陶瓷适用于矫形关节假体部件的替代材料及制品，是一种生物相容性好、耐腐蚀及耐磨损的生物惰性材料。氧化铝陶瓷与金属复合的人工关节，结合了陶瓷生物相容性好、耐磨及金属抗折强度高、韧性好的优点，开发生物陶瓷与金属复合及配伍的人工髋关节，能改变目前国内无生物陶瓷人工关节生产的局面，提高我国人工关节产品的档次，参与国外产品的竞争，为我国髋关节患者提供高质量、价廉的人工髋关节产品

 在可再生能源日益短缺及温室效应日趋恶劣的严峻形势下，Seebeck效应作为一种新的能源转化方式，可以有效地将日常生活及工业生产废热和不能被太阳能电池有效吸收的红外波段转化为亟需的电能，故而引起了科研工作者们的广泛关注。衡量热电材料能量转化效率的最重要的指标是其品质因子ZT(=S2σT/κ)，如何提高材料的品质因子是热电科研工作者们普遍关注的问题。     由于本征的纳米析出相以及价键非简谐性(bond anharmonicity)的存在, BiAgSeS具有非常低的本征热导率κ；然而，因其过低的载流子迁移率极大地限制了其功率因子S2σ。何佳清教授课题组巧妙地将在二维薄膜中广泛运用的调制掺杂(modulation doping)技术推广到三维块体BiAgSeS材料中，使用具有不同载流子浓度的异质晶粒构建三维复合结构，从而极大地提升了该材料中的载流子迁移率，使得功率因子S2σ相对于均匀掺杂的对照样品提升了约87%，进而显著地提升了BiAgSeS材料的热电转化效率。文章结合了透射电子显微术和理论计算对在n型BiAgSeS三维块体复合材料中运用调制掺杂改进载流子迁移率的物理机制做了深入的探讨；该工作对调制掺杂技术在三维块体热电材料中的广泛运用颇具启发意义。

成果与项目的背景及主要用途： 泡沫铝材是一种新型的功能材料，一般孔隙率在 45％～98％之间，根据孔 隙特点分为开孔与闭孔两种，各国学者早在 40 年代后期就对泡沫金属材料有所 研究，但由于发泡工艺与孔的尺寸很难控制，一直未得到发展，直到 80 年代中 期以后才取得长足进展，开发出了一些有工业价值的生产工艺。目前，日本与德 国在研究、生产与应用泡沫铝材与其他金属泡沫方面居世界领先地位。我国对泡 沫铝材的研究始于 80 年代后期，并取得了一系列的研究成果，但尚未取得突破 性的成就，仍处于起步阶段。 目前，泡沫铝的应用主要有：防火和吸音板、冲击能量吸收材料、建筑板、 半导体气体扩散盘、热交换器、电磁屏蔽物等方面。还应用于冶金、化工、航空 航天、船舶、电子、汽车制造和建筑业等领域，应用范围还在不断扩大。 技术原理与工艺流程简介： 本课题采取的是传统的粉末冶金工艺，把铝粉和造孔剂混合后，压制成预制 件，在热水中将造孔剂溶解掉，然后在真空炉中对预制件进行真空烧结，就得到 了开孔泡沫铝。本试验方法具有以下优点： 1.采用的粉末冶金法可以制备复杂形状的试样，工艺简单容易实现。 2.通过改变工艺参数可以十分容易地控制孔隙率、孔形状及孔的大小。这一 点是其它方法难以做到的。 3.采用的造孔剂为尿素、碳酸氢铵，成本低、形状可控且容易去除。 技术水平及专利与获奖情况： 1. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, J.J. Li. Processing of open cell aluminum foams with tailored porous morphology. Scripta Mater 53(2005)781-785.(JCR 工程技术 二 区，2004 年影响因子 2.112,检索号：952BD.同时被 Ei 检索，检索号：05289206237) 2. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, X.W. Du, J.J Li, H.C.Man. A novel method for making open cell aluminum foams by powder sintering process. Mater lett 59(2005)3333-3336. (JCR 工程技术 三区，2004 年影响因子 1.186) 113天津大学科技成果选编 3. 姜斌，赵乃勤. 泡沫铝的制备方法及应用进展.金属热处理. 30(2005)36-40. （Ei 检索，检索号：05279197817） 应用前景分析及效益预测： 泡沫铝以其独特的结构而具有许多优异的性能，它不仅具有多孔材料所具有 的轻质特性，还具有金属所具有的优良的力学性能和热、电等物理性能，如渗透、 阻尼、能量吸收、高比表面积、电磁屏蔽等性能。目前，泡沫铝材已经广泛应用 于防火装饰材料、冲击能量吸收材料、热交换器等。由粉末冶金法制备的泡沫铝 工艺简单，成本低廉，可以制备复杂形状的试样。并且通过改变工艺参数可以容 易地控制孔隙率、孔形状及孔的大小，这一点是其它方法难以做到的。所以本方 法有推广应用价值。 应用领域： 泡沫铝的应用主要有：防火和吸音板、冲击能量吸收材料、建筑板、半导体 扩散器盘、热交换器、电磁屏蔽物等方面。还可广泛应用于冶金、化工、航空航 天、船舶、电子、汽车制造和建筑业等领域。 合作方式及条件：合作开发 7、高附加值尖晶石结构铁酸镍/铁酸镁/铁酸锌纳米粉的制备方法 成果（项目）背景、简介及应用领域： 据市场调查公司(富士经济)的调查，纳米技术最先实现商业化的就是材料领 域。纳米材料的世界市场规模到 2015 年预计可达 15000 亿美元，其中电子学领 域最高可达 8000 亿美元；生物技术领域最高可达 3000 亿美元。 纳米材料(又称超细微粒、超细粉末)是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域 的一种典型系统，其结构既不同于体块材料，也不同于单个的原子。其特殊的结 构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等，拥有一系列新颖的物理 和化学特性，在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用 价值。 尖晶石结构的纳米NiFe2O4作为一种陶瓷材料具有耐高温，高硬度，高强度， 114天津大学科技成果选编 热稳定性好等优点。NiFe2O4 是一种常用的软磁材料，可用作磁头材料、矩磁材 料和微波吸收材料，同时也是制备性能优良的磁电转换复合材料所选用的磁致伸 缩材料，在电子工业上具有极广阔的应用前景。NiFe2O4 还是好的气敏传感材料， 还可以作为锂电池的负极材料。 本技术是一种新颖的纳米化合物的制备方法，该法用水和热能替代传统的草 酸盐、碳酸盐等，与传统共沉淀法制备超微粉相比，由于直接利用了萃取过程中 的物料，降低了粉末的生产成本，并得到了更高纯度的产品，减少了化工原料的 消耗和废水的排放，是制备高品质超细金属氧化物材料经济便捷的绿色化学工艺。 因此，这种结合溶剂萃取制备高级无机材料的新过程是极有发展前途的新方法。 这个过程容易将沉淀粒子的大小控制在纳米范围内，从而克服了直接水解法难以 控制氧化物粒度的弊端。 成果（项目）技术特点（技术优势及主要指标）： 本项目采用先进的新方法，合成一些售价在 500~2000 元/公斤的高附加值的 纳米材料，该新技术吸收和继承了液相法的优点并解决了现有合成方法中存在的 一些不足。本技术采用低成本的原料，降低了能耗，且容易产业化。 该新技术为一步合成方法,吸收和继承了液相法的优点并解决了现有合成方 法中存在的如下问题： 1）解决了固相法中产物粒度不易控制、批次间分布不均匀，产品粒径大、 形貌不规则的问题，通过改变工艺条件，可以调节产品的形貌、粒度大小和性能。 2）本技术为一步合成法，反应在短时间内就能完成，且省去了湿化学法后 续工艺的高温煅烧和球磨过程，能直接合成纳米级或微米级的粉体。 3）通过使用有机萃取剂对亚铁离子的萃取提高了产品的纯度，通过萃取剂 的循环，降低了生产成本、减少了化工产品的消耗和排放，属洁净工艺。 4）容易实施对产品的改性。 5）原料来源广泛、制备工艺简单、流程短、耗能低、工艺条件容易掌握、 易于工业化生产。 技术水平及专利与获奖情况： 1) 申请了国家专利，并获授权：尖晶石结构铁酸镍纳米粉的制备方法， 115天津大学科技成果选编 申请号: CN200710057617.7，授权号: CN100506749，授权日: 2009.07.01 尖晶石结构铁酸镁纳米粒子的合成方法， 申请号: CN200710057615.8，授权号: CN101070192B，授权日: 2010.10.13 2) 该技术在实验室已取得决定性突破。通过与企业的合作，进一步研究开 发，可望达到或超过国际同类产品的水平。 3) 该产品已完成放大实验，经中试后，便可进行试生产和生产。 应用前景分析及经济效益预测： 本技术采用的液相合成新方法优势明显，如反应时间短，后处理简单等。而 且样品为纳米级，粒径也较均匀，这对产品的性能有很大影响。此外，有机体系 中还可以直接用纯水做反应物，无废碱排放，有机萃取剂也可以循环使用，属于 绿色工艺，具有重要的实际应用价值。 本技术的原料成本低于其它方法，设备投资小：主要设备是低压反应釜，反 应在中性的介质中和低于 150OC 的温度下进行，因而对设备的耐腐蚀性要求不 高，与目前的固相法相比设备的投资小。 本项目按照年生产能力 100 吨、原料成本 5 万元/吨、产品销售价 20 万元/ 吨计算，毛利收入 1500 万元。 技术转化条件：（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模） 1.原料，具体如下： ①镍盐：可以选用工业级的硫酸镍、氯化镍等，通过溶剂萃取提纯 Ni2+。 ②少量氨水和萃取剂(循环使用)。 2.主要设备：低压反应釜、过滤机、干燥箱、粉碎机。 3.生产用房高 4 米，其它为普通房。 4.投资规模：根据投资确定，如本年产总量 500 吨，项目开发总投资约为 2000 万元，利税可达到 3000-4000 万。 合作方式及条件：面议。

本发明涉及一种桥梁拱上填料用泡沫混凝土，所述泡沫混凝土由以下质量份组成，ＰⅡ５２．５或４２．５水泥５００?６００份，锂渣６０?２４０份，水２５０?３００份，发泡剂２?４份，减水剂３?４份，耐碱玻璃纤维１０?３０份，乳液防水剂２?５份，苯丙乳胶粉１２?１００份，增稠剂１?３份。待泡沫混凝土浇筑２８ｄ后，在泡沫混凝土混凝土表面浸渍硅烷杂化有机硅防水涂料。本发明涉及的桥梁拱上填料用泡沫混凝土与普通泡沫混凝土相比沉降率低、吸水率低、耐久性更好，同时采用锂渣作为填料，解决了废弃锂渣的污染问题。

聚苯乙烯泡沫塑料是一种价廉、质轻、来源丰富的石油副产品，用途广泛，在包装、装饰及广告领域有着重要的地位。特别是近年来，我国制造业中真空实型消失模铸造技术的飞速发展，需要应用大量的聚苯乙烯消失模；在广告、装饰装潢领域，应用日趋广泛。目前国内外聚苯乙烯材料成形加工技术，有两种方法：对大批量生产，采用一次发泡聚苯乙烯泡沫珠粒，在模具中发泡成型的方法。这种方法除需

本项目团队基于泡沫除尘机理和激光散射测尘原理,以粉尘实时监测技术、除尘剂智能配置技术、粉尘自动捕捉技术和系统智能调控技术等为核心，研发了一套智能化泡沫除尘系统。 一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 程丞 安全科学与工程学院/安全工程 2018/2022 刘苏雨 安全科学与工程学院/安全工程 2018/2022 吴逸飞 安全科学与工程学院/消防工程 2018/2022 柴钏润 安全科学与工程学院/安全工程 2019/2023 伍珊 安全科学与工程学院/安全工程 2019/2023 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 李尧斌 安全科学与工程学院/安全工程 硕导/副教授 煤矿瓦斯防治理论与技术 四、项目简介 本项目团队基于泡沫除尘机理和激光散射测尘原理,以粉尘实时监测技术、除尘剂智能配置技术、粉尘自动捕捉技术和系统智能调控技术等为核心，研发了一套智能化泡沫除尘系统。利用激光测尘仪和在线粒度分析仪对目标空间的粉尘浓度及粒径分布进行实时监测，自动调节水箱、药泵的水、药比例，通过360°可调的泡沫喷射装置和漩涡气泵调节泡沫喷射的方位及压力，进而实现对粉尘的高效、精准捕捉和沉降，除尘效率高达98%，解决了现有除尘装置存在的工作方式耗能、工作效率低等痛点问题，实现了除尘工作的高度无人化、智能化。

强排水复合型动力固结法，采用网络状轻型井点强排水法和由低而高的多级匹配能量动力固结法两种加固方法有机匹配和揉合的复合型工法，该法要对被加固土体骨架有效施加予力技术，按照予力作用原理给其软基土体骨架施加予力作用，即反复施加动应力和静应力于土体骨架上，加速土体的排水固结，从而促成饱和软粘土产生预变形预沉降，使软弱地基土经处理后能更好地满足工程使用阶段的承载变形要求；对于加固港口工程新生吹填陆域软土地基来说，其予力度标准控制在0.8～0.65范围内。是适用于加固新生吹填陆域软土的快速排水固结新方法。特别适合于粉细砂层与饱和软粘土相间的新生吹填陆域软基加固。该法施工周期短，效果显著，且施工便利，费用低廉。  工艺路线：应用予力技术作用原理，将网络真空强排水性与多级匹配能量动力固结法两种地基处理工法有机匹配，有机揉合，创新出新的施工工艺路线。应用领域：（1）港口码头抛石挤淤及吹填形成的陆域场地的地基处理工程。（2）围海造地及滩涂造地形成的新陆域场地的地基处理工程。（3）处理软弱地基土深度可达10-15m，甚至更深（正在改制机械）。  （4） 适合新近吹填粉细砂层与过饱和软粘土相间的新生陆域软基快速加固。

成果创新点 本项目采用自研超音速气流粉碎、分级与改性一体化 系统实现粉体的原位改性，即气流粉碎制备超细颗粒的同 时对超细颗粒进行表面改性，合成粉体专用氟碳表面改性 剂，采用化学包覆方法将灭火基料、具有催化、绝缘功能 的纳米级粒子和表面改性剂进行有序聚合，获得具有极好 的分散性、流动性、疏水性、疏油性、绝缘性的微纳米复 合型超细干粉灭火剂。 核心解决问题、核心优势等： 1.自研