受农村劳动力的转移、劳动力成本的攀升、农业生产资料价格的上涨等因素的影响，农民对轻简化水稻种植方式的需求越来越强烈。水稻机械化精量穴直播是一种轻简化种植方式，越来越受到农民的欢迎。然而，江西水稻品种繁多，物理机械特性差异大，尤其是超长粒型的优质籼稻的推广，现有直播机具难以满足精量播种的农艺要求。 针对上述问题，江西农业大学工学院基于容积深度可调的技术思路，设计了一种播量无级可调型孔式排种器，实现了不同粒型稻种每穴3～8粒无级可调，并根据江西土地资源条件，研制了与高速乘坐式和手扶式插秧机动力底盘配套的水稻精量直播机。同时，在都昌、鄱阳、安远、信丰、新建、万安、高安、上高、修水等20余个县（市、区）开展了早、中、晚稻机械化穴直播技术与机具的试验示范与推广应用。 实践结果表明，相较于人工撒直播，亩均增产25-75公斤，抗倒伏能力显著提高；相较于机插秧，亩产无显著性差异，抗倒伏能力基本一致，亩均节本增效100多元。并初步形成了适宜江西区域早、中、晚稻机械化穴直播条件下的品种搭配、茬口安排、稻田耕整、种子处理、播种作业要求、鸟鼠害防治与杂草防除等生产技术措施，对提升我省水稻种植机械化水平及综合效益具有重要意义。

基于自主技术首创出大型液压滚动式宽厚板剪切技术与装备，发明了液压缸驱动复合连杆机构的钢板滚动式剪切新方法，实现了宽厚板全规格范围内的纯滚动剪切，解决了剪切轨迹不能随钢板规格调整这一问题。发明了新型11杆液压滚动剪切机构和整机结构，解决了设备重量随剪切钢板宽度和厚度增大而急剧增加的难题。发明了液压滚动式金属板剪切机的液压系统及其控制方法，实现了宽厚板纯滚动剪切。发明了液压滚动式金属板剪切机抗偏载液压缸及其卧式增力结构与位姿设计方法，提高了液压伺服系统的可控性和运动平稳性。 该设备具有结构简单、重量轻、安装调试周期短等优点；同机械滚切剪相比，传动机构省去了主电机、减速机、曲轴等驱动装置，设备重量和投资降低40%以上；采用卧式液压缸增力机构，装机功率降低35%，极大降低了设备的采购、使用和维护成本。

我国农业及工业氯化钾年消费量约为1000万吨，其中60%依赖进口。钾资源开发事关整个 国家的粮食安全。 钾资源主要分为可溶性钾资源 (包括海水钾资源、可溶性固体钾资源和地下卤水钾资源) 和非水溶性溶钾资源。目前生产钾肥 (氯化钾) 的主要原料来自可溶性钾资源，除少量采用海 水提钾外，主要采用钾石盐矿、光卤石矿、硫酸盐钾矿和混合盐矿等可溶性固体钾矿和地下含 钾卤水。 可溶性钾资源生产氯化钾主要包括分解结晶和浮选两个主要过程，根据矿物原料和工艺组 合情况分为冷分解结晶-正浮选，反浮选-冷分解结晶等工艺。 华东理工大学资源过程工程研究所建有国际先进水平的浮选与结晶过程研究测试平台， 可对光卤石和钾石盐制备氯化钾的浮选工艺、浮选药剂复配、结晶过程进行在线监测研究；对 结晶产品粒度分布、晶体形貌特征分析表征；利用二维激光粒子测速仪PIV、体三维速度场仪 V3V及其相关流体力学软件，可对各类结晶器流场进行数值模拟与分析，实现结构与操作参数 的多参数系统优化，开展结晶器设计与工程放大研究等。获得多项国家发明专利授权，形成了 上下游相互关联、相互支撑的氯化钾生产成套化、系列化专利工业技术，氯化钾生产过程中钾 收率高、能耗低、产品品位高。相关研究成果已在大型工业装置得到应用，取得显著地经济效 益。

针对当前高端机械系统和装备结构复杂、工况极端、成本高、测试数据缺乏、可靠性要求高等特点，研究和开发面向复杂结构和装备的不确定性分析与可靠性设计理论、方法、测试技术及软件平台，有效解决传统可靠性技术在处理复杂系统时遭遇的样本不足、不确定性度量困难、可靠性分析精度与设计效率低等技术瓶颈，工程化地实现产品在服役周期内的保质设计。研究和开发面向复杂结构和装备的可靠性测试技术，例如：焊接结构疲劳失效试验与仿真、全场应变测量与分析、全场温度测量与分析等技术。实验室建设有湖南省省内先进的疲劳试验测试平台，拥有各类先进疲劳试验仪器，如SEM原位疲劳试验机、拉扭组合疲劳试验机及超高周疲劳试验机等，可满足各类疲劳测试及研究的需求。并建有非接触实验测量技术平台，拥有三维全场应变测量系统、红外热像仪、扫描电镜、金相显微镜等先进仪器。

本研究针对复杂铸件整体制造难、制模周期长、资源消耗大等难题，构建无模铸造复合成形原理及机制，发明复杂砂型/芯数字化柔性挤压近成形、切削净成形方法，研发出砂型挤压/切削复合成形工艺，省去木模、金属模制造过程。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 铸造是我国装备制造的基础工艺，无论是农业机械、机床、汽车、船舶，还是航空航天以及国防军工等领域的发展都离不开铸件。我国现已成为世界铸件生产大国，2020年我国各类铸件总产量达到5195万吨，较2019年同比增长6.6%，约占世界总产量45%，位居世界第一位。 铸造主要有砂型铸造、金属型铸造和特种铸造等，砂型铸造由于其原材料来源广泛、成本低、铸型制造简便以及应用合金种类多等优点，世界上80%的铸件都是采用砂型铸造。对于砂型铸造工艺来说，模样、芯盒等模具的设计制造是非常复杂并且耗时的过程，该过程首先需要根据铸造方案进行模具的设计，然后通过翻模制作砂型和砂芯，之后再将制作好的砂型和砂芯经过组芯、合箱以及浇铸从而完成金属毛坯的制造。而高性能复杂整体金属结构件又是航空航天、国防军工、轨道交通等领域高端装备的核心组成部分。因此构件的短流程、高精密、高性能制造是实现我国高端装备自主研发及制造的关键环节。 传统的金属成形如模具铸造、模压锻造等需要木模、金属模的成形工艺，存在工序多、流程长、形性精确控制难等世界性难题，无法满足多品种、小批量、短流程、高精度的迫切要求，亟需研发新型精密成形基础前沿机制与方法。本项目将构建数字化精密成形理论体系，涵盖数字化无模铸造复合成形和数字化多材质复合铸型等两方面，突破了复杂整体构件高效率、高性能、高精度无模成形技术，变革了采用模具造型的传统砂型铸造和模压锻造生产模式，推动传统金属成形模式的创新发展。 复杂砂型/芯曲面柔性挤压近成形、切削净成形的数字化无模铸造复合成形技术与装备 本研究针对复杂铸件整体制造难、制模周期长、资源消耗大等难题，构建无模铸造复合成形原理及机制，发明复杂砂型/芯数字化柔性挤压近成形、切削净成形方法，研发出砂型挤压/切削复合成形工艺，省去木模、金属模制造过程。揭示了挤压工艺对砂型透气性、砂型强度等性能的影响规律，发明了梯度紧实的柔性挤压成形方法，实现了砂型/芯梯度紧实柔性挤压近成形。 复杂铸件形性精确调控的数字化多材质复合成形技术与装备 本研究针对传统单一铸型对结构复杂、壁厚差异大、铸件形性调控难、尺寸精度差等难题，提出了多材质复合铸型技术及与铸件相匹配的多材质复合铸型及其坎合组装方法，通过建立多材质复合铸型与高性能铸件一体化精确铸造成形的计算分析模型，构建了多材质复合铸型的调控原理与方法。揭示了多材质复合铸型对铸件温度场、微观组织及力学性能的影响规律，研制出石英砂、宝珠砂、铬铁矿砂等构成的形性可控铸型材料配方，实现了铸型透气性、固化强度、切削性能的协同调控。研究了传统铸型与复合铸型的凝固温度曲线，对比了不同工艺所制铸件的强度，掌握了各铸型单元的热力学参数及型砂种类对铸件性能的影响规律，揭示了金属液与不同铸型间的热力耦合作用机理。 三、创新点及主要技术指标 1.复杂砂型/芯曲面柔性挤压近成形、切削净成形的数字化无模铸造复合成形技术与装备 本研究揭示了砂粒移位、桥连断裂、空穴弥合的砂型/芯切削机理，建立了非均质离散体砂型切削模型，发明了一种切削排砂一体化的无模铸型数字化快速制造方法，实现了高精高效制造，铸件制造周期缩短50%以上，成本降低30%以上。 2.复杂铸件形性精确调控的数字化多材质复合成形技术与装备 本研究实现了对铸件充型凝固过程的精确调控，提高了复杂铸件内在质量与外在精度，实现了铸件性能主动精确调控，使铸件废品率从5%～10%降至2%～4%，减重10%～20%。 四、知识产权及获奖（成果基础） 知识产权情况： 成果获授权发明专利46件，其中美日等国际发明专利18件；软件著作权12件；起草制定国家、行业等标准规范14项；出版专著《无模铸造》（机械工业出版社，2017）。成果入选并被列为国家工信部《机械基础件、基础制造工艺、基础材料产业“十二五”规划》（工信部规[2011]509号）中“50项推广应用的先进绿色制造工艺”的首项技术。 获奖情况： 2020年国家科学技术进步奖二等奖； 2018年中国机械工业科学技术奖特等奖； 2017年国家技术发明二等奖； 2016年中国机械工业科学技术奖特等奖； 2016年中国专利金奖； 2014年国家科学技术进步奖一等奖； 2012年北京市科学技术奖一等奖； 2011年国家科学技术进步奖二等奖。 五、成果图片

本成果以水溶性丙烯酸酯树脂为基体制备特种胶黏剂，胶黏剂可与水任意比例混合，VOC含量低，无刺激性气味。胶黏剂在基材表面干燥后，室温状态下为无色透明薄膜，在一定温度下软化并具有一定粘结性，继续升温并保持一段时间后可以形成热固性树脂，具有较高的粘结强度。本成果已经通过中试试验，产品质量稳定，具有进行大规模生产的前景和能力。

橡胶材料在许多领域应用广泛，通过硫磺硫化将线型分子交联成三维网状聚合物是获得较高力学性能橡胶的常见方法。这种通过硫磺硫化形成的共价键交联橡胶一般不溶不熔，很难再生利用，对环境造成了严重的污染。因此，制备对环境友好的橡胶已成为橡胶工业发展的一个重要研究课题。非共价键相互作用形成的交联结构由于具有可逆性而引起了人们的广泛关注。有关物理缠结形成的热塑性弹性体、离子键交联形成的离子弹性体的研究已见报道。然而由于上述几种高分子结构中的非共价键作用都较弱，所得材料存在力学性能较差及高温下使用性能下降等缺点。因此，尝试其它非共价键交联的方法很有意义。配位键是非共价键中最强的一种相互作用，已被广泛用于配位聚合物的构筑。目前聚合物同金属离子的配位所采用的溶液法存在很大的局限性，不利于聚合物材料的实际加工和应用。本项目通过本体中原位配位的方式，使含有可配位官能团的橡胶材料（丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶等）与过渡金属盐粉末发生配位反应，形成配位键交联的网络结构，替代传统硫磺或过氧化物硫化方式。由于配位键具有可逆性，光、电、磁等方面的特性，获得的材料也有望具有这些方面的新功能。从目前所得的实验数据看，无炭黑添加的配位交联NBR的拉伸强度可超过30MPa，伸长率达到1000%，远远优于硫磺交联、炭黑补强的NBR（拉伸强度通常为20Mpa，伸长率<500%），具有高强度与超伸缩性能，而且由于金属离子的引入，橡胶材料也具有了一些特殊的性能，例如更加优良的耐油性及同金属材料很好的粘接性等。最终，配位交联的复合材料能够在某些热溶剂中发生解交联反应，恢复橡胶分子线性结构，实现对交联橡胶的回收。

5月21-23日，首届高等学校科技创新大会于第56届中国高等教育博览会期间在山东青岛举办。大会以“激活科技创新 打造齐鲁样板”为主题，由教育部科学技术与信息化司指导，中国高等教育学会主办，云上高博会工作组、中国教育在线承办。

 课题组自2003 年开始围绕蓝莓深加工基础理论和应用技术展开了深入系统地研究，取得多项技术突破，创立了我国蓝莓深加工技术集成体系。针对此研究，课题组制定蓝莓地方标准1 项，出版专著1 部，发表相关学术论文60 余篇（其中被SCI、EI 检索21 篇），获得授权发明专利7 项。主要技术内容如下：     （1）蓝莓深加工基础理论研究：首次发现蓝莓花色苷对环磷酰胺（一种常规抗肿瘤药物，但对心脏有很强毒副作用）致大鼠肝、心脏、肺的损伤具有预防保护作用；开展了花色苷抗氧化、抗疲劳、提高视力等机理方面的深入研究；对蓝莓果渣及叶中多糖及黄酮成分进行提取、分离和生物活性鉴定，为蓝莓综合利用提供了坚实的理论基础。     （2）蓝莓深加工应用关键技术研究：针对国内43 个主栽品种的加工特性进行研究，首次建立了我国蓝莓品种加工适应性评价体系；采用生物技术法提取花色苷，提取率显著提高；通过微胶囊包埋和分子修饰提高蓝莓花色苷的稳定性；依托蓝莓果酒低温控温发酵技术、蓝莓果脯低温真空渗糖技术、蓝莓膨化联合干燥及制粉技术、蓝莓速冻轻简化技术装备开发及蓝莓果汁压榨无氧真空破碎等多项技术开发了多个系列蓝莓深加工新产品。     （3）蓝莓贮藏保鲜技术研究：明确蓝莓采后病害发生原因、衰老机理，找到最佳防治措施及贮藏条件。采用200-600mg/L 的纳他霉素有效防治灰霉病；2首次利用外源水杨酸调控诱导采后果实，结合高CO2 冲击处理和箱式气调技术（5%O2+30%CO2）进行贮藏，贮藏效果显著。形成了一整套以蓝莓贮藏与深加工技术为核心的关键技术体系，有效地提高了蓝莓加工产品的营养价值和商品价值。通过该技术体系实施，蓝莓鲜果采后损失率降至10%以下；贮藏期由30d 延长至95d；花色苷提取率较传统水提法提取率提高了49.35%；通过包埋及分子修饰，对光、热稳定性提高33.7%；果脯完整率达到95%以上；果实出汁率提高5.3%；开发新产品12 个。     该成果在辽宁（沈阳、丹东、庄河、抚顺）吉林、黑龙江、山东、江苏、湖北、云南、江西等地企业开展推广应用，累计为企业增加经济效益31.96 亿元。2015.3.27 科技日报针对本课题组在蓝莓科研成果转化方面进行了报道。现在蓝莓深加工示范项目区已经建设成为以观光度假、科普教育、农产品深加工为一体的现代化农业庄园，体现了良好的生态效益。

高精密微小几何特征零件在航空航天、国防、医疗等领域的产值已超过千亿美元。目前，我国主要用传统设备对这些零件进行微细铣削，存在着精度低、耗能高、占地空间大等突出问题。另外，超精密微细铣削设备依赖进口，价格昂贵，且高端超精密微细铣削设备还对我国禁运，严重阻碍了我国高精密微小几何特征零件的精密加工与相关应用行业的发展。通过本项目高精密微细铣削加工关键技术研发与应用，解决了以上突出问题，取得了高精密微细铣削加工关键技术与装备的重大突破，打破了国外技术封锁。创新研究成果如下： 1.发明了系列超精密微细铣削机床，提出了小型超精密微细铣削机床创成式精准设计方法，解决了超精密微细铣削机床的创新研发问题。与国内目前用于微细铣削的主要加工机床相比，精度提高了一个数量级、节约了70%的能源和75%以上的占地空间。 2.发明了系列微细球头铣刀，切削部旋转包络球面直径为50μm～1000μm，前刀面与后刀面均为直纹面，从原理上保证了切削刃轮廓制备误差≤±2μm。提出了微细铣刀的直纹面组合设计方法，研发出了其制造关键技术，解决了超硬微细铣刀的创新研发问题。 3.发明了微细铣削用工件姿态微调整装置，工件上表面调整精度达1.7μm，减少了超精密微细铣削时40%的工件调整时间。提出了微细铣削工件姿态微调整夹具设计方法与技术，解决了工件姿态微调整夹具装置的刚度与阻尼优化匹配的问题。 4.提出了微细铣削的微观关系模型与微细铣削临界工艺参数分析优化方法，解决了塑性材料微细铣削尺度效应所对应临界条件的判定、硬脆性材料塑性切削判定准则不统一的问题，为超精密微细铣削装备研发与应用提供了关键支撑理论与技术。 本项目研究成果通过了山东省教育厅组织的鉴定，鉴定委员会认为，该研究整体技术达到国际先进水平，所研发的微细球头铣刀达到国际领先水平。 取得自主知识产权国家发明专利23项，实用新型专利5项，发表论文67篇，其中被SCI/EI收录47篇。所自主研发的关键技术，市场需求度高，不但能够替代进口产品，而且具有国际市场竞争的优势，社会效益显著。 本项目成果附加值高，已在多家企业推广应用，近3年，新增产值149590.2万元，新增利润21520.6万元，经济效益重大。