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高功率密度燃料电池薄型金属双极板及批量化精密制造技术
2019年上海市技术发明特等奖
燃料电池“高功率密度、大功率输出、长寿命运行、低成本制造”是长期制约燃料电池汽车规模化推广的国际难题，变革燃料电池核心部件，采用金属双极板替代现有石墨双极板，是破解难题的有效途径。上海交通大学来新民教授团队历经十余年研发，与上汽集团、新源动力、上海治臻等企业开展产学研合作，发明了薄型金属双极板设计与制造新方法、新工艺和新装备。主要发明如下：
1、提出了“岛群-流道”复合的大规模并联流场均匀分流原理，解决了现有叉分流道分流的过约束问题，创建了错层密封的冲压单极板背对背焊合方法，发明了薄型金属双极板“两板三场”新构型。
2、揭示了大面积超薄板细密流道的成形回弹及焊接变形规律，建立了细密流场成形及焊接的残余应力分析模型，发明了极板多步成形误差补偿与激光焊接变形抑制技术。
3、提出了“非晶碳耐蚀-石墨微晶导电”的涂层性能综合原理，探明了石墨微晶纵向生长机制；提出了非晶碳沉积过程伴生石墨微晶生长的控制方法，发明了非晶-微晶复合涂层及其磁控溅射制备技术。
4、发明了耐蚀导电复合涂层的多腔连续磁控溅射等工艺装备，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔溅射的金属双极板生产装备系统，创建了我国首条金属双极板批量化生产线。
本项目获授权中国发明专利37项，申请PCT专利5项，牵头和参与制订国家标准13项，发表SCI论文91篇(全球双极板主题论文数第一)。开发的金属极板在国内率先通过5000小时车载工况寿命考核，在国内金属极板市场上占主导地位；成果应用于我国首辆金属极板燃料电池轿车与客车、首个上汽P390型115kW车用全功率电堆开发，为上汽、东风、长城等国内金属极板燃料电池汽车开发提供了自主可控的核心技术。
金属双极板
金属双极板连续冲压成形
金属双极板多工位连续激光焊接
金属双极板多腔连续磁控溅射工艺装备
金属双极板生产
上海交通大学
2021-05-11
高功率密度燃料电池薄型金属双极板及批量化精密制造技术
项目成果/简介:2019年上海市技术发明特等奖燃料电池“高功率密度、大功率输出、长寿命运行、低成本制造”是长期制约燃料电池汽车规模化推广的国际难题，变革燃料电池核心部件，采用金属双极板替代现有石墨双极板，是破解难题的有效途径。上海交通大学来新民教授团队历经十余年研发，与上汽集团、新源动力、上海治臻等企业开展产学研合作，发明了薄型金属双极板设计与制造新方法、新工艺和新装备。主要发明如下：1、提出了“岛群-流道”复合的大规模并联流场均匀分流原理，解决了现有叉分流道分流的过约束问题，创建了错层密封的冲压单极板背对背焊合方法，发明了薄型金属双极板“两板三场”新构型。2、揭示了大面积超薄板细密流道的成形回弹及焊接变形规律，建立了细密流场成形及焊接的残余应力分析模型，发明了极板多步成形误差补偿与激光焊接变形抑制技术。3、提出了“非晶碳耐蚀-石墨微晶导电”的涂层性能综合原理，探明了石墨微晶纵向生长机制；提出了非晶碳沉积过程伴生石墨微晶生长的控制方法，发明了非晶-微晶复合涂层及其磁控溅射制备技术。4、发明了耐蚀导电复合涂层的多腔连续磁控溅射等工艺装备，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔溅射的金属双极板生产装备系统，创建了我国首条金属双极板批量化生产线。本项目获授权中国发明专利37项，申请PCT专利5项，牵头和参与制订国家标准13项，发表SCI论文91篇(全球双极板主题论文数第一)。开发的金属极板在国内率先通过5000小时车载工况寿命考核，在国内金属极板市场上占主导地位；成果应用于我国首辆金属极板燃料电池轿车与客车、首个上汽P390型115kW车用全功率电堆开发，为上汽、东风、长城等国内金属极板燃料电池汽车开发提供了自主可控的核心技术。金属双极板金属双极板连续冲压成形 金属双极板多工位连续激光焊接金属双极板多腔连续磁控溅射工艺装备金属双极板生产知识产权类型:发明专利 、 其他技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:国家高技术研究发展计划、上海市科技创新行动重大项目等
上海交通大学
2021-04-10
技术需求：非金属软材料3D工件加工，比如毛毡、软汽车内饰件等
非金属软材料3D工件加工，比如毛毡、软汽车内饰件等
高速智能复合材料的五轴联动精密加工设备
诺伯特智能装备（山东）有限公司
2021-08-30
碳纤维负载金属多孔框架催化剂在石油加氢催化中的应用技术
本项目创新性采用静电纺丝技术及热处理碳化技术将MOFs材料负载在一维多孔碳材料中，制备保留金属有机框架构型的碳纤维催化材料。在制备过程中，通过调控MOFs材料特有的空间构型达到调控所制备的催化材料中金属组分空间构型及金属组分之间的协同作用，最终达到提高加氢催化材料性能的目的。该项目的完成能够很好的解决困扰传统加氢催化材料中金属组分的分散性及协同作用调控这一大难题，有效提高加氢催化剂的活性、选择性，具有十分良好的应用前景。
兰州大学
2021-01-12
金属尾矿制备建筑微晶玻璃
该系类成果是对建筑装饰材料——微晶玻璃制备方法的创新。大大降低了微晶玻璃生产中的能耗，提高了产品的机械强度、耐久性和晶化程度。微晶玻璃制备的达到国际领先水平。成果获2012年度辽宁省科技发明一等奖，2006年度辽宁省技术发明二等奖，2001年辽宁省科技进步二等奖，并拥有金属尾矿建筑微晶玻璃的制备方法（发明专利号：ZL 2004 1 0087656.8）和金属尾矿建筑微晶玻璃及其一次烧结制备方法（发明专利号：ZL 2008 1 0012165.5）两项专利技术。
沈阳理工大学
2021-05-04
金属表面阻燃隔热陶瓷涂层
本项目是以无机溶胶为基料，添加适当的纳米无机物，经低温固化得到的具有阻燃、隔热、耐磨性能的陶瓷涂层。在阻燃方面，可用于高层建筑、密封的空间以及地铁、动车内饰钢板和铝合金板的防火隔热。对于环境密闭，设备集中、人员密度大的场所，一旦发生火灾，救护很困难。一些重大火灾事故调查表明，在火灾丧生的人员中，大部分不是直接被烧死，而是被有机物燃烧放出的毒烟熏死或熏晕后烧死的。本项目研制的陶瓷涂层具有遇火不燃、无烟、不产生有毒气体，过火时间可达到3h以上，使得钢构件或铝合金不被软化，以便给消防人员充足的救护时间。可根据需要制作成各种颜色,平时起装饰作用,遇火时起阻燃作用。在耐热方面，可用于金属管路的耐高温热流的冲刷、钢和铝合金构件的隔热、热流输送管路的保温隔热等。
沈阳理工大学
2021-05-04
大块金属玻璃功能结构材料
大块金属玻璃（Bulk Metallic Glasses）是国家863高技术计划、国家973计划、国家自然科学基金和科技部中瑞大块金属玻璃国际合作项目，主要包括： 高比重高性能Zr基大块金属玻璃及其纤维增强复合材料； Al基超强大块金属玻璃或纳米晶合金； Zr基、Al基或Fe基大块金属玻璃耐磨、耐蚀轴承套环状零件制造技术； 大块金属玻璃合金设计的“多元短程序畴过冷”设计软件。 这些大块金属玻璃和技术具有许多独特性能和广阔的应用市场，主要有：（1）更为优异的力学性能，如高强度、高弹性和高断裂韧性等，是目前已发现的最为优异的高尔夫球拍材料之一；（2）大块金属玻璃/纳米晶复合材料是目前世界上比强度最高的材料之一，在航空、航天工业中具有极为广阔的应用前景；（3）良好的加工性能。例如，La系非晶合金延伸率可达15000%，可方便地进行各种超塑性加工；（4）优良的化学活性，是极好的化学反应催化材料。（5）更为优良的抗多种介质腐蚀的能力，可在一些更为恶劣的环境下长期使用；（6）优良的软磁、硬磁以及独特的膨胀特性等物理性能，可作为传统材料的优秀替代品。
北京科技大学
2021-04-11
金属超薄板小孔冲压专用模架
随着科技的不断进步，许多电子产品、数码产品体积应时代潮流，向体积小、重量轻的方向纵深发展，与此相适应，所选用的金属板料也越来越薄，有的达到0.05mm；板上的孔尺寸越来越小，甚至小于板料自身的厚度，数量也越来越多。这类件都有一个共同特点：料薄、孔小、密集、产品表面质量要求高，板形有严格要求。冲压时凸模强度较差，很容易引起折断，同时，料比较薄，冲压时板料在压料力作用下容易变形，废品率较高。为此，本项目采用了一种新型的金属超薄板小孔冲压专用模架——气压产生压料力、可拆卸式滚柱体外导向和滑动内导向结合的双重导向、超薄压料板、超短凸模和负压出废料的新结构，可以较好解决这些问题。 技术指标： 该专用模架为从事金属薄板料（小于0.3mm）冲压制造的企业提供了一种稳定、可靠的标准件，提高了薄料件冲压的生产效率和产品质量，降低了成本。 采用该模架的优点（1）凸模长度小于15mm，比普通冲压模具凸模长度（大于45mm）缩短3倍，大大提高了凸模的刚性，减少凸模折断可能性。（2）整个模具的高度比普通冲压模具尺寸减少20%，可节约模具材料成本30%；（3）整个模具采用双重导向，且采用滚柱体导向，模具寿命可提高2~3倍，成品率达99%以上。 该专用模架为金属薄板料密集小孔的高效、高精密、高质量的冲压，提供了一种稳定、可靠的结构，避免了采用其他特种加工方法效率低、孔质量差、成本高的缺陷，同时该技术也可以扩展到薄膜材料领域，也填补了薄料冲压缺乏专用模架的空白。
上海理工大学
2021-04-11
非金属板翅式换热器
一、 成果简介石墨改性碳纤维增强聚四氟乙烯板翅式换热器，采用石墨改性碳纤维增强的聚四氟乙烯制成。该换热器可用于石油化工、制药、冶炼等行业中有特殊要求（如强酸、强碱等）的冷凝、冷却、加热等多种工艺操作中。该产品已申请发明专利，年产800台规模，设备投资需100万元。二、 结构板翅式换热器是由翅片由翅片、隔板、封条组成，是在金属平板（称为隔板）上放一翅片，然后再在其上放一金属平板，两边以封条密封而组成一个通道。对各个通道进行不同方式的叠置和排列，钎焊成整体，就可得到板翅式换热器板束。为使流体分布更加均匀，在流道的两端部均设置导流片，并在板束两端配置适当流体出入口分头和接管，组成完整的板翅式换热器。
南京工业大学
2021-04-13
金属防腐蚀缓蚀剂的开发
1、油田用环保型缓蚀剂针对油田系统研制成功的环保型钼酸盐系的复合缓蚀剂NJUF系列，在实验室采用静动态实验在温度为室温至80℃、转速为168r/min、pH值为3~8.6的条件下测试，复合缓蚀剂的缓蚀效率均达90%以上，性能优于国内使用的多数缓蚀剂，能够适用于各类盐水泥浆的防腐要求。目前已分别在江苏油田高盐分环境，胜利油田高矿化度、高酸性环境，新疆油田的砂土环境中应用，通过现场分析和了解，该系列的缓蚀剂的使用效果良好，有效延长了管道、污水储罐、钻具、钻杆等设备的使用寿命，提高了装置的使用安全性，得到了现场工程技术人员和油井公司的认可。2、重防护涂料用复配型缓蚀剂针对高湿、高盐、高温等严重的腐蚀环境，如：海洋环境中的各类装备、风电、船舶、集装箱、钢结构、石化等领域，研制了使用于氯化橡胶、丙烯酸聚氨酯和环氧氟碳等涂料的复配型缓蚀剂。涂层加入缓蚀剂后的抗老化时间延长1倍以上，可以显著改善现有涂料防护性能。如目前在某公司氟改性脂肪族丙烯酸聚氨酯涂料中加入1~2%的NJAI-5缓蚀剂，可使涂层体系的耐盐雾试验超过4000h，具有超长的耐候性（人工气候老化和人工辐射暴露4500h未出现起泡、生锈、开裂、脱落、粉化等现象）。目前该技术已申请了一项国防发明专利。
南京工业大学
2021-04-13