蓝宝石衬底生产自动化改造（非标改造）:（生产过程自动化 可视化 数字化）物流：物料自动输送，与机器人通信,实现上料下料的自动输送生产过程：机器人控制柜与生产设备通信,互联控制,协同作业,一个环节包含10多个节拍的流程控制,并可以实现人机料法环追溯。质量检测：产品下线后自动进行厚度检测并收集检测数据总控系统:设备总控制（SCADA）难题内容：1.其过程包含很多变化和不确定因素增加实施难度和复杂性2.在线测量：产品检测的厚度精确度是微米,是否能够通过机器视觉和多种传感器进行质量检测,自动检测产品厚度,自动判断是否合格。

在我国许多地区，尤其是高严寒地区，冬季铁路的路基冻胀、道岔积雪以及轨道积雪问题严重影响铁路运输的安全性，如果不解决这些问题，将影响列车的行车速度和行车安全，成为铁路运输安全的一项重大隐患。例如哈大高速铁路自投运以来，每到冬季为避免冻胀问题带来的安全隐患，均需降速运行；2018年冬季的大雪，影响了多条高铁运行。该项目采用可双向传热的有芯热管，并结合热管接力传热的方法使热管自动夏季蓄热、冬季放热，使地表温度恒定防止铁轨冻胀，实现冬季融冰化雪。

对工、农业生产废弃物进行生物无害化处理，得到性质稳定、性状优良的有机物料。根据作物种子发芽和幼苗生长对水、肥、气、热等生活因子的需求，结合作物育苗与栽培的工艺或农艺要求，科学添加疏松多孔、通气性强、透水性好，有较好的酸碱盐缓冲性、有利于作物盘根的矿物材料，以及作物所需养分的缓释性肥料等，配制成安全高效、性状优良、营养平衡的作物育苗与栽培基质。

光纤分布式声波检测技术（DAS）在油气勘探领域的地面地震波检测、井中地震波检测、井中分布式垂直地震剖面（VSP）数据获取、水力压裂的安全监测与改善，长距离油气管道的安全与泄漏监测，周界安防与侦听、大型结构健康监测等领域有着广泛的应用前景。 （1）在石油开采监测的应用方面。光纤分布式声波检测技术在超高密度地面/井中地震波数据采集领域是一项革命性的新技术。在实现高效采集的同时，可大大降低生产成本；光纤分布式声波检测技术将部分替代常规地震波检测技术；应用于地面的分布式高密度地震波采集、井下VSP数据采集和改善水力压裂的监测。 （2）在长距离管线安全监测的应用方面。光纤分布式声波传感（DAS）系统可用于长距离石油管道、市政地下综合管线、地埋输电线缆等的入侵监测。该系统可以检测，定位并区分第三方入侵事件，提供长距离、无源、实时、在线、智能的管线监测技术。 （3）在油气管线泄漏监测的应用方面。光纤分布式声波检测技术可用于石油、天然气等管道泄漏检测。结合光纤分布式测温技术可以对泄露事件进行快速检测和定位。通过检测渗漏口湍流产生的声波信号，该信号会产生在管道内长距离相对低损耗的连续负压力波。光纤DAS系统可以沿整个管道探测到负压波，并对泄漏事故的进行准确定位（10米范围内）。 （4）在矿井人员定位监测的应用方面。矿井下易发生爆炸、透水、冒顶等重大事故，保证井下人员的安全极其重要。矿井人员定位系统对下井人员的自动跟踪定位、灾后急救、日常管理等有着非常重要的意义。光纤DAS系统可以有效克服现有井下无线人员定位系统的不足，并大大简化现有井下综合管理系统的复杂性，实现日常和应急状态下的井下无盲区的人员、车辆等定位，为井下作业综合管理提供有力支撑，同时探测光缆本征无源，特别适用于井下易燃易爆和强电磁干扰环境。 （5）在侦听和周界安防领域的应用方面。光纤DAS技术具有远程（>10KM）监听和还原振动和声波信号的功能，可以用于对监狱、使馆等重要区域的远程侦听，以及对机场、国境线、军用通信光缆、军事基地等大型重要设施的长距离周界埋地防护。 （6）在铁路安全监测的应用方面。光纤DAS技术可能取代现有的许多轨道传感器,实现列车准确的月台公告，车轮滚压和其他车轮/铁路故障判断，铁轨盗窃、破坏和恐怖攻击，周围岩石和树木坠入以及实时列车跟踪等问题，从而保障铁路网络的安全运行和大大降低铁路网的维护成本。 （7）在大型结构健康监测的应用方面。光纤分布式声波检测技术可实现从次声波到超声频率范围内的弹性振动波测量，同时可以实现对探测光缆布设区域内的高密度采样，由于光纤材料质量轻、耐腐蚀，抗电磁干扰，因此可以直接埋设于复合材料内部，实现对飞机、火箭、空间站等大型装备的载荷、健康状态、结构疲劳以及材料寿命的领域的监测。 （8）在海洋水听监测的应用方面。由光纤DAS构成的新型光纤水听系统，可实现真正全分布式的水下声波监测，有望取代现有的全光纤水听器拖曳阵列，形成全光纤轻型潜艇和水面 舰船共形分布式水听系统，有望实现对关键海峡和水域的快速布防。 目前，已经完成对地埋石油管道、油井勘探和列车运行监测等多项实际工程的成功测试。 光纤分布式声波检测系统（DAS）主要三部分：光纤分布式声波信号分析硬件终端设备，光纤分布式声波信号分析软件，声波传感光缆。光纤分布式声波信号分析硬件终端通过光纤接线器与传感光缆进行单端连接。光纤声波信号硬件终端向光纤发射光脉冲，同时对传感光缆接收到的声波信号进行光电探测和采集，最后形成数字传感信号，通过光纤传感分析软件进行声源定位与声源分析。如下图所示： 主要技术参数： 1、信号解调设备主要技术指标： 测量距离： 0~50公里 响应时间： <2s 定位精度： ±2~±20米 响应频率： 0~500KHz 检测参数： 各种机械振动波、声波、超声波、地震波 通信/联网接口： 100M以太网 工作温度： -10℃～+50℃ 电源输出： AC 100~240V,50~60Hz 二次开发接口： 提供动态链接库方便二次开发和应用集成 2、软件功能和显示模块主要包括： 声波（地震波）信号的时域二维和三维强度分析模块 声波（地震波）信号的二维频率谱检测和分析模块

液-液萃取分离科学和技术是化学工程学科的重要分支之一。一大批萃取分离技术在石油化工、原子能、医药工业、食品工业、生物化工以及环境工程中得到了广泛应用。现代工业的发展，对液-液萃取分离科学与技术提出了新的挑战，也为新型萃取分离技术的产生和发展提供了良好的机遇。液-液萃取技术作为一项应用很广的高效分离技术，已成为许多领域发展的技术关键。本项目围绕国家节能减排战略，开展高效液-液离心萃取设备的研制及应用研究。创造性地建立了流场分布与操作条件的关系模型，实现了设备的可控设计；对液-液离心萃取过程环隙间流动特性进行深入细致的研究，定量地求出泰勒涡流的生成条件及其变化规律，精确地描述出流场全貌；在Taylor-Couette流体运动特征、失稳演变过程和压力周期波动特性方面有所突破，建立离心不稳定准则，获得环隙式液-液离心萃取过程的强化传质机理，为环隙式液-液离心萃取系统的量化设计提供理论基础。开发出的离心萃取成套设备及相关工艺技术，在石油化工、生物制药等行业得到了成功应用。在我国最大的林可霉素生产基地-南阳普康药业集团有限公司建成了基于离心萃取技术的“萃取-洗涤-反萃”成套设备及工艺，获得了成功。依托中国石化集团公司，在我国最大的己内酰胺生产基地建成了杂质离心萃取的工业示范装置，每年产生经济效益500万元，大大改善了产品质量。

本中心所开发设计的各种工业气体分离、净化设备，如：氢气净化；氮气净化装置；空气变压吸附制氧、制氮装置；氩气净化装置等，在国内已有一百多台套在正常运行。许多国际著名公司如：德国林德、英国BOC、美国SG、日本酸素、松下等公司，都在使用我们设计生产的净化设备或者由这些设备生产的高纯气体。我们设计的净化设备已经销售的东南亚以及北欧等十多个国家，工作运行可靠，受到用户好评。 随着电子工业发展，大规模集成电路、液晶显示器的发展，对电子用气体需求量越来越大、纯度要求越来越高。如：一氯甲烷，二氯甲烷，三氟化硼，三氟化氮、六氟化钨、三氯化硼、乙硼烷、三氯甲烷、六氟化硫、七氟丙烷等特种气体，目前市场中供不应求，利润率非常高。由于制备技术及净化技术要求较高生产厂家较少。如投资建厂，将会有非常好的经济效益。

采用注射成形工艺实现复杂形状增压涡轮的近终成形，并满足高性能和低成本的要求。根据注射成形涡轮对零件壁厚的要求，选择 ø52mm 涡轮作为研制对象，并完成了中空蜗轮的结构设计及可靠性校验，中空孔径确定为 ø5mm，孔深 25mm，如图 1 所示。对比分析实芯涡轮和中空涡轮的离心应力分布可知，采用中空结构的涡轮，其应力分布较原始涡轮应力分布一致，但涡轮离心应力有所增大，中空结构涡轮的最大离心应力为 626MPa，较原始涡轮增加了 20.4%。涡轮采用中空设计后，自振频率变化很小，频率平均变小 0.167%，可近似认为没有变化。中空结构增压涡轮不仅达到了减轻重量的目的，而且大幅度减小了烧结变形。设计了侧向抽芯模具结构（如图 2 所示），实现了复杂形状增压涡轮的近终成形。采用数值模拟方法对注射成形充模过程进行了模拟，得出了喂料的充模过程（如图 3 所示），并阐明了涡轮在注射成形过程中产生的缺陷与机理。优化了注射成形工艺参数，得出最佳的注射成形工艺参数为：注射温度为 160℃，注射压力为 60MPa，模温为 80℃，最终制备出了无缺陷的注射成形坯。以平均粒度 15μm 的惰性气体雾化的 K418 镍基高温合金为原料，选用 67%装载量，将粉末与粘结剂（60%石蜡+15%高密度聚乙烯+15%聚丙烯+10%硬脂酸）于 140℃在 开放式混炼机中混炼 30min，制备出适合镍基高温合金粉末注射成形的高效粘结剂，制备出了流变性能良好的注射喂料。分析了脱脂方法、脱脂制度和脱脂温度对致密度和最终高温合金性能的影响，掌握了碳、氧含量的精确控制技术。通过烧结+热等静压工艺获得高致密度的粉末高温合金，具有晶粒细小、显微组织均匀、综合力学性能优异等优点。MIM418 合金 1230℃真空烧结相对密度为 97%，热等静压后的样品接近全致密。

超高压阀门的阀芯需要抗腐蚀耐磨的材料，因此阀芯的材料往往与本体不同，为了防止出 现掉落、松动等故障，需要将阀芯与阀门本体进行焊接。考虑到阀门本体结构的特殊性，需要 设计一种全自动焊接机床来满足这一要求。 该套数控焊接机床的机械系统主体部分是X,Y,Z三轴工作平台以及旋转R轴构成 (X和Y轴 行程为100mm,Z轴行程为400mm,三轴均通过滚珠丝杠传动，具有较高的控制精度，R轴可旋 转任意角度，载荷100KG) ，为了实现精确控制，四轴均通过伺服电机驱动器+伺服电机驱 动，通过设置伺服驱动器及运动控制卡相关的参数，电机位置控制可达到加工精度要求 (小于 0.2mm) 。其中XYZ三轴均有正负原点开关和零点开关，R轴只有一个零点开关。工作台的旋转 由R轴通过1:100行星减速齿轮带动，工件通过专用工装夹紧，并通过电刷与焊机负极连接。 该项目主要完成了以下工作：焊枪结构改进及硬件调试；机床数控软件的模块化设计， 包括焊接中示教及焊枪路径规划中提出的一种通过空间直线和空间圆弧实现空间曲线的插补 算法，辅助功能的实现和焊缝收弧引弧等时间控制策略等；着重研究了焊接工艺参数 (焊接电 流，焊接电压，焊接速度和焊枪角度) 对焊缝的影响，通过一种数学模型来描述工艺参数与焊 缝熔深之间的关系，对摸索焊接工艺参数对焊缝形态影响和焊缝质量的预测和评估有重要意 义。

光纤分布式声波检测技术（DAS）在油气勘探领域的地面地震波检测、井中地震波检测、井中分布式垂直地震剖面（VSP）数据获取、水力压裂的安全监测与改善，长距离油气管道的安全与泄漏监测，周界安防与侦听、大型结构健康监测等领域有着广泛的应用前景。

作为高新技术产业的磁性生物分离技术，在蛋白纯化、核酸提取与分离、病毒及特定细胞检测、生物传感器等方面均得到了广泛的应用。利用磁性生物分离技术制备的用于蛋白质、细胞、核酸、病毒等分离检测的试剂盒，能够实现快速、特异性和高效的生物检测。因此，磁性生物分离技术具有广泛的应用前景，并已成为高新技术产品研发的一个热点，对于细胞/基因治疗、生物制品研发、疾病预防与早期快速诊断治疗、检验检疫等高技术行业的发展具有极大的推动作用。本项目在已有自主知识产权的磁性纳米粒子（SPIO）的绿色环保低成本的先进制备技术基础上，建立对SPIO表面进行不同类型功能化的构建技术和方法，一步实现不同聚合物对超顺磁性四氧化三铁纳米粒的可控包裹，并可获得粒径均一、形状和尺寸可控的磁性复合微球，利用具有优异抗蛋白质吸附能力的聚合物，如聚乙二醇等对磁性复合微球表面可控功能化，以及多种抗体或特异性识别基团联用机制，降低对生物分子的非特异性吸附，实现对目标物的高特异性吸附与分离，以获得具有我国自主知识产权的新型高效环保的磁性纳米生物分离材料及系统。 主要技术指标：1. SPIO的日产量>100克，生产过程中不使用对环境危害大的、毒性强的有机化合物。粒径为10－20nm，30天内不发生团聚。2. 根据所分离的不同目标物，SPIO与不同聚合物的复合微球粒径为100－1000nm不等，且粒径分布均匀，30天内不发生团聚。 多功能纳米复合微球具有生物相容性和生物安全性。对细胞、蛋白、核酸等的分离效率及所保持的生物活性均不低于95%。 应用范围： 磁性蛋白质分离产品是一种高附加值的产品，可用于细胞/基因治疗、生物制品研发、疾病预防与早期快速诊断治疗、检验检疫等领域，市场需求量大，具有巨大的经济效益。国外公司每10毫升规格的免疫磁珠的价格均在万元左右，远远高于相同质量的黄金售价，但由于技术及开发成本的限制，磁性生物分离产品的国产化程度低，即使有少数公司从事磁性载体的研发，但多为仿造国外公司的产品，技术含量低，这不仅在知识产权方面存在潜在风险，而且在产品竞争力方面远远落后于国外已商业化的产品。因此，研发具有我国自主知识产权的磁性蛋白质分离技术及产品，对于我国经济、社会的发展都具有深远的意义。目前，磁性蛋白质分离技术及产品已被国际、国内各大医院、检测单位认可，并用于实际生物样品的分离，创造了极大的社会和经济效益。 项目目前处于小批量生产阶段，成果权属为我校独自拥有。