瞄准国民经济和现代国防建设对关键红外材料及光器件的迫切需求，开展新型红外硫系玻璃组成设计、大尺寸硫系玻璃制备工艺、硫系玻璃高效生产技术研究及工艺稳定性控制研究。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 瞄准国民经济和现代国防建设对关键红外材料及光器件的迫切需求，开展新型红外硫系玻璃组成设计、大尺寸硫系玻璃制备工艺、硫系玻璃高效生产技术研究及工艺稳定性控制研究。“新型红外硫系玻璃制备关键技术及应用”获2014年国家技术发明二等奖。 在此基础上，团队继续开发了多种新型硫系玻璃，包括：覆盖可见-近红外-中远红外波段的新型红外夜视仪用多光谱硫系玻璃，可用于温度自适应的地折射率温度系数硫系玻璃，用于高质量红外热像仪的低色散硫系玻璃等优良玻璃组成。近5年承担了包括国家重点研发计划和国家自然基金重点基金在内的国家级项目5项，授权发明专利20 件；主持制定国家标准3项，参与制定国家标准2项。

高速列车具有安全性好、正点率高、快速等优点。能有效地改善交通环境，带动国民经济的发展。20世纪60年代以来，随着铁路电气化的高速发展，铁路运输一再提速，对于电气化铁路用接触线的性能要求越来越高，因为在电气化铁路运行过程中，接触导线不仅要承受较大的悬挂张力，同时还经受着通过电流时引起的热作用。因此，材料要求在具有良好导电性能的同时还应具有高的抗拉强度，而且在电流负荷增大、温度升高时仍然要保持较高的强度。接触线既要提供高速列车所需的动力、照明和空调等用电，又要承受较大的轴向拉力，同时还可能工作在极冷、极热、腐蚀性强等环境中，总的来说，电力传输线必须具有以下性能：能够满足高速列车速度和电流的要求，具有足够的抗拉强度来承受振动，高导电率，耐磨性好，耐热性好，抗软化温度高，软化处理(300℃保温2 h) 后其常温抗拉强度不小于初始态的90%，抗大气腐蚀性能好，线膨胀系数小。我国铁路广深线、京郑线等都大量或全部使用了法国或德国产品，花费了大量外汇。因此，对国产铜及铜合金接触线的研制开发具有重大的经济价值。本研究开发的析出强化型Cu-Ag系、Cu-Cr系合金已经能够满足工业化生产的需要。

本实用新型公开了一种外镶式流量可调圆柱滴灌管及农业大棚系统。外镶式流量可调圆柱滴灌管包括水管，所述水管上开设有多个出水口，还包括多个圆柱滴头，所述圆柱滴头的内管壁上形成有螺旋状凹槽，所述圆柱滴头的外壁的一端部上开设有排水孔，所述圆柱滴头的外壁的另一端部上开设有螺纹通孔，所述螺旋状凹槽连接在所述排水孔和所述螺纹通孔之间，所述圆柱滴头套在所述水管的外部，所述螺旋状凹槽与所述水管的外管壁之间形成螺旋缓冲通道，所述出水口与所述螺纹通孔连通，所述螺纹通孔中螺纹连接有流量调节螺杆。实现提高外镶式流量可调圆柱滴灌管的使用可靠性。

膨胀型阻燃剂(IFR)一般是以 P、N、C 为主要核心成分的复合阻燃剂(或单体阻燃剂)，可用于多种易燃聚合物的阻燃。膨胀型阻燃剂作为一类高效低毒的环保型阻燃剂，被公认为是实现阻燃剂无卤化的有效途径之一，因此在高分子材料阻燃领域中极具应用潜力。我们将 N、P、S 三种有效阻燃元素组装于单一分子内，设计出一类新型分子内协效膨胀型阻燃剂。该类阻燃剂在 PC+ABS 工程塑料中少量添加即可以实现高效阻燃，具有环保低毒，阻燃效果好等优点。 项目特色： 利用有机合成的方法合成一系列适应市场需求的新型膨胀型 N-P-S 磷系阻燃剂，目前已经研发成功的品种包括“六（4-甲氧基苯磺酸钠）环三磷腈”，“ 六（4-氨基苯磺酸钠）环三磷腈”，“ 六（2-氨基乙磺酸钠）环三磷腈”等，生产工艺科学，环保高效，生产过程简单，生产成本低。

PVC是最常用的通用塑料。目前，在PVC制品中大量使用的增塑剂ESO（环氧大豆油）的 关键指标环氧值为5.9～6.1。使添加量只能在10%以下。而环氧值>6.5则称为高环氧值ESO，具 有相容性好、辅助稳定效果好、环境友好等优点，该类ESO国内尚无企业生产。基本为进口或 外资产品，售价比普通ESO高60%以上。 本工艺除了能够生产高环氧值ESO产品以外，另一个特点就是生产过程中同时副产一种化 工原料，完全没有常规ESO生产中的大量废水排放，工艺无污染并提高了企业的经济效益。

环氧虫啶（简称QS）是一种新型的新烟碱类杀虫剂。环氧虫啶是国际上第一个nAChR的拮抗剂，极有可能成为国际上具有重要影响力的新一类杀虫剂，其活性显著优于吡虫啉。目前项目已经完成了2种剂型14地药效试验，结果表明：对水稻褐飞虱、白背飞虱、灰飞虱均高效，对甘蓝蚜虫和黄瓜蚜虫也有良好防效，对稻纵卷叶螟有较好的兼防效果，对棉田烟粉虱活性显著高于吡虫啉，日本大冢和我们的测试结果均表明该化合物的活性高于美国陶氏益农将于2014年全球上市的新一代新烟碱杀虫剂氟啶虫胺腈（Sulfoxaflor）。另外，其蜜蜂毒性也显著降低，环氧虫啶48小时急性摄入LC50为19.18mg/L, 吡虫啉4.94mg/L,明显低于吡虫啉，环境安全性得到提升。此外对羊、兔的绦虫和球虫显示出优异的活性。申请中国专利2项（CN 101747320A，CN 201910258534.3）和国际专利1项（WO2010/069266 A1）。

本项目所研究的超大直径难变形环件主要应用于大型机械、船舶、石 油化工、航空航天、原子能、核能等国家重大装备制造行业。在航空航天领域, 环形件是发动机及火箭的关键零件，广泛应用在航空发动机的压气机机匣、涡 轮机匣、结合环、安装边、封严环、新一代大型运载火箭储箱结构框等重要部 位。随着国家航空航天、原子能、核电能等的发展需要，对环件尺寸要求越来 越大，精度、强度、刚度方面的要求也越来越高。因此超大直径难变形材料环 件的研究对于提升我国重大装备制造行业有着至关重要的意义，主要表现在以下 几个方面： 1） 超大直径难变形环件的辗压成形工艺可显著降低环件产品内部的残余 应力水平，以满足后续机械加工的要求。结束了我国不能生产超大规格难变形 材料巨型环件的历史，对发展我国航天科技工业具有重要的意义； 2） 本项目的研究成果可以解决我国大飞机项目中发动机关键零部件的生 产，保证我国大飞机项目的顺利实施； 3） 本项目所展开的超大直径难变形环件的研究可以保证满足原子能等部 门对大型环的需要，结束我国对国外相关技术的依赖，对国家安全与经济社会 发展具有全面而长远的意义； 4） 超大直径难变形环件的生产，可以满足核电反应堆容器环件的要求， 解决核能发展的瓶颈问题，有效改善我国的能源供应结构，有利于保障国家能 源安全和经济安全。

环氧虫啶（简称QS）是一种新型的新烟碱类杀虫剂。环氧虫啶是国际上第一个nAChR的拮抗剂，极有可能成为国际上具有重要影响力的新一类杀虫剂，其活性显著优于吡虫啉。 目前项目已经完成了2种剂型14地药效试验，结果表明：对水稻褐飞虱、白背飞虱、灰飞虱均高效，对甘蓝蚜虫和黄瓜蚜虫也有良好防效，对稻纵卷叶螟有较好的兼防效果，对棉田烟粉虱活性显著高于吡虫啉，日本大冢和我们的测试结果均表明该化合物的活性高于美国陶氏益农将于2014年全球上市的新一代新烟碱杀虫剂氟啶虫胺腈（Sulfoxaflor）。另外，其蜜蜂毒性也显著降低，环氧虫啶48小时急性摄入LC50为19.18mg/L, 吡虫啉4.94mg/L,明显低于吡虫啉，环境安全性得到提升。此外对羊、兔的绦虫和球虫显示出优异的活性。

本项目所研究的超大直径难变形环件主要应用于大型机械、船舶、石油化工、航空航天、原子能、核能等国家重大装备制造行业。在航空航天领域，环形件是发动机及火箭的关键零件，广泛应用在航空发动机的压气机机匣、涡轮机匣、结合环、安装边、封严环、新一代大型运载火箭储箱结构框等重要部位。随着国家航空航天、原子能、核电能等的发展需要，对环件尺寸要求越来越大，精度、强度、刚度方面的要求也越来越高。因此超大直径难变形材料环件的研究对于提升我国重大装备制造行业有着至关重要的

【研究背景】 图1所示高斯光斑、平顶圆光斑和环形光斑作用在材料上的光强与温度场分布示意图，常规高斯光束能量分布不均匀，中心能量强边缘能量弱，使用高斯分布聚焦光斑进行激光焊接时，由于光斑中心部分吸收的激光能量高，材料容易熔化气化蒸发，从而产生飞溅、形成凹陷和空洞等缺陷。平顶光斑作用在材料上时，用于热传导的作用，还是会造成中心与边缘的温度场分布不均匀，焊接熔深呈现月牙分布。控制飞溅、凹陷和空洞等缺陷的关键因素是控制激光束的能量分布，减少中心材料温度和以及焊点中心和边缘的温度差。合理设计的环形光斑，有利于获得相对均匀性的温度场分布和相对均匀的熔深分布，减少飞溅、凹陷和空洞等焊接缺陷，是目前高端激光焊接应用的一个技术发展方向。 图1 不同光斑的光强分布和在材料上的温度场分布 【痛点问题】 现有基于摆动扫描方式和点环形模式可调光纤激光器，在一定程度上解决了激光焊接的飞溅问题，但是存在结构复杂，设备制造成本和维护成本高，而且不太适合高精密或大功率厚板的激光焊接。 【解决方案】 本成果从激光光学聚焦头的设计上，提出了申请专利技术的基于衍射光学元件和折射光学元件的环形光斑或点环产生方法，结构设计灵活方便，可适用于高精密激光焊接、高反射材料加工和高功率厚板激光焊接。 （1）基于衍射光学元件的环形光斑产生方法 为了解决能量分布不均匀以及光束敏感性的问题，本成果通过螺旋相位板产生涡旋光束来获得环形光斑进行焊接。螺旋相位板是一种具有固定折射率的透明板，其一面是平面结构，相对面具有螺旋形状结构，类似于旋转台阶，如图2所示。 图2 螺旋相位板结构 螺旋相位板其厚度随着方位角的变化而变化。高斯分布的激光束从螺旋相位板平面端面入射，光束中心与螺旋相位板中心对齐，出射的光束相位被改变，附加一个螺旋相位因子，能量分布变为环形分布，出射的光束变为涡旋光束，其中l为涡旋光束的拓扑荷数，影响涡旋光束能量较低区域的大小。螺旋相位板的台阶高度通常为微米量级，并且初始光束都是通过扩束系统扩束的，基本没有发散，因此，螺旋相位板对光束光强基本没有衰减，而只是改变光束的相位。利用螺旋相位板产生的涡旋光束解决了能量分布均匀性的问题，同时用螺旋相位板产生的涡旋光束的稳定性好，环形的能量分布特点，不容易受到外界其他因素影响，可以较为稳定地保持光斑均匀性。本成果具体产生涡旋光束的光路图如图3所示。表1给出了不同拓扑数涡旋光束的光场分布。 图3 产生涡旋光束的光路图 表1 不同拓扑数涡旋光束的光场分布 本成果设计加工了产生涡旋光束的衍射光学元件，通过组合获得了不同拓扑数的涡旋光束，图4给出实验生产的涡旋光束，相对其他方法产生的环形光斑，采用涡旋光束方式产生环形光斑的好处是，离开焦面还能保持环状光强分布。除了在激光增材制造有用外，这种光束未来在切割、焊接、打孔等方式都有应用，可以获得更好的温度场分布和更好的激光加工效果。 图4 实验生产的涡旋光束 （2）基于折射光学元件的环形光斑或点环光斑产生方法 图5为基于折射光学元件的环形光斑的产生方法，包括透射式的和全反射式的结构，后面根据不同的焊接温度场分布设计不同组合的环形光斑。 （a）三镜方案 （b）两镜方案 （c）单镜方案 图5 基于折射光学元件的环形光斑的产生方法