随着我国石油勘探和开发程度的提高，低渗透油田储量所占的比例越来越大。在当前石油 后备储量紧张的形势下，更好地开发低渗透油田储量，对我国石油工业的持续稳定发展具有十 分重要的现实意义。 为了提高低渗透油气藏的油井产量，可以向油井中注入含有支撑剂的高压水基压裂液凝 胶，在高压下，含油岩层会被压裂产生缝隙，压裂液凝胶裹挟着支撑剂进入裂缝中将其支撑开 来，之后关闭油井，使压裂液凝胶在破胶剂作用下裂解，随后将裂解后的压裂液从井中返排出 来，由于支撑剂的存在，使油层中形成具有很好导流能力的裂缝，从而有利于油井产量提高。 目前常用的水基压裂液凝胶是以瓜尔胶及其衍生物为基础的高分子凝胶。瓜尔胶作为一种 天然的半乳甘露聚糖，其主链由甘露糖通过β-1,4-糖苷键连接而成，利用甘露聚糖酶可以催化 主链上β-1,4-糖苷键的水解，从而降低其溶液的黏度。 本项目从土壤中分离获得一株嗜热菌，并从中克隆获得一个高活性的嗜热甘露聚糖酶，该 酶在80℃下的半衰期为46 h。与进口的商品化耐高温生物酶破胶剂Pyrolase®160相比，我们的 甘露聚糖酶具有高温下破胶活性好，而室温条件下破胶活性低(不到80℃环境中的5%)的突出优 点，从而可以有效地防止配制的水基压裂液凝胶在没有达到预定位置之前过早地破胶，降低压 裂效果。 目前，国内石油供应严重依赖进口，自给率不断下降，能源供给存在潜在隐患，严重威胁 国家安全。创新研发中国自主品牌和知识产权的高温型生物破胶酶制剂，促进其在高温油气藏 三次采油领域的广泛应用，提高我国油气田的采收率，将具有重大战略意义和经济价值。

碳纤维复合材料是由碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合制成的纤维增强材料，因其具有重量轻，强度高，耐高低温等优良特点，近年来广泛应用于航空航天、体育休闲、高铁汽车、土木建筑等领域。碳纤维复合材料在质轻高强的同时，还具有优良的耐疲劳性、耐腐蚀性以及比强度高导致的优良施工性能等，使得它在对于材料性能有着特殊要求的海洋领域的应用前景同样不可小觑。近年来，北京化工大学碳纤维复合材料在船舶制造、海上能源开发、海洋工程修复等领域不断探索新技术。 在船舶上的应用 相比于传统的造船材料，碳纤维复合材料具有天然的优势。首先，碳纤维复合材料具有良好的机械性能。用其制造船体，具有质轻低油耗的特性，而且建造工艺相对简单、周期短、成型方便，因此施工和维护费用远低于钢制船舶。同时由于碳纤维与树脂基体的界面能有效的阻止裂纹扩展，故材料具有良好的耐疲劳性能；此外，由于碳纤维表面的化学惰性，船体具有水生物难以附生，耐腐蚀的特性，这也是船舶建造选材非常重要的因素之一。 碳纤维复合材料具有良好的声、磁、电性能：透波、透声性好，无磁性，因此可以用于提高军舰的隐身性能。在舰船的上层建筑中使用复合材料不仅可以减轻船体的重量，而且通过在夹层中嵌入有滤波功能的频率选择层，就可以在预定的频率下发射和接受电磁波，从而屏蔽敌方的雷达电磁波。各种天线和有关设备都统一组合装备在该结构内，不易被腐蚀，更有利于设备的保养。研制出类似的封闭综合传感器桅杆，这种桅杆是由纳米技术制造的玻璃纤维与碳纤维复合后作为增强体而制成。它可以让各种雷达波束和通信信号相互之间不受干扰地通过，并且损耗极低。碳纤维复合材料还可应用在舰船的其他方面。例如，在推进系统上可用作螺旋桨［和推进轴系，减轻船体的振动效应和噪声，多用于侦察舰和快速巡航舰。在机械和装备上可用作方向舵，某些特殊的机械装置和管道系统等。此外，高强度的碳纤维绳索在海军军舰的缆绳和其他军用物品上也有较为广泛的应用。 民用游艇大型游艇一般为私人所有，价格昂贵，要求质量轻，强度高，耐用性好。碳纤维复合材料可以应用于游艇的仪器表盘和天线，方向舵以及甲板、船舱、船舱壁等增强结构中。传统的复合材料游艇主要由玻璃钢制成，但是由于刚度不足，满足刚度设计要求后往往船体过重，而且玻璃纤维是致癌物质，国外逐步禁用。如今的复合材料游艇中碳纤维复合材料的使用比例大大增加，有的甚至全部采用碳纤维复合材料。例如超级游艇“巴拿马”号双桅船，船身和甲板采用了以碳纤维／环氧树脂为蒙皮。乙烯酯树脂夹层复合材料，pvc泡沫和碳纤维复合材料，桅杆吊杆均是定制的碳纤维复合材料，只有部分的船身使用了玻璃钢。空载重量仅有45t。速度快，油耗低，性能卓越。 在海洋能源开发上的应用 海底油气田近年来，碳纤维复合材料在海洋油气开发领域的应用越来越广泛。海洋环境下的腐蚀，高压，水底暗流流动带来的强剪切作用对材料的耐腐蚀性，强度和疲劳性能提出了严格的要求。碳纤维复合材料在海洋油田开发中有着明显的质轻、耐久、抗蚀方面的优势：一个1500m水深的钻井平台，其钢制系缆的质量就达6500t左右，而碳纤维复合材料密度是普通钢材的1/4，若使用碳纤维复合材料取代部分钢材将显著减少钻井平台的载重负荷，节省平台的建造成本；抽油杆的往复运动，由于管外海水压力与管内压力不平衡极易引发材料的疲劳断裂，而用碳纤维复合材料即可解决这一问题；由于海水环境耐腐蚀，其在海水中使用寿命比钢材要长，且使用深度更深。碳纤维复合材料可以用作油田钻井平台中的生产井管、抽油杆、储藏槽、海底输油管、甲板等部件。制造工艺分为拉挤成型工艺和湿法缠绕工艺。拉挤成型法一般用在普通管材和连接管上。缠绕法一般用作储槽和压力容器的表面，也可用在各向异性的柔性管道之中，其中碳纤维复合材料以特定的角度缠绕排列在铠装层之中。碳纤维复合材料的连续抽油杆是一种类似胶片的带状结构，柔韧性很好。使用碳纤维抽油杆能明显提高出油量，减少电机的载荷，相比之下更节能。而且碳纤维复合材料抽油杆比钢制抽油杆更耐疲劳，抗腐蚀性能更好，更适合应用在海底油田的开发中。 海上风电资源丰富，是未来发展的重要领域，也是风电技术最先进、要求最高的领域。我国海岸线约1800km，岛屿6000多个，东南沿海及岛屿地区风力资源丰富且易于开发。近年来大力促进海上风电能源的开发已经得到了有关部门的支持。风力发电叶片90%以上重量由复合材料组成。海上风力大，发电功率大，势必要求更大的叶片和更优良的比强度和耐久度。显然，碳纤维复合材料能够满足开发大型化、轻量化、高性能、低成本的发电叶片的要求，和玻璃纤维复合材料相比更适合应用于海洋领域。碳纤维复合材料在海洋风力发电中具有显著的优势。碳纤维复合材料叶片质量低，刚度大，模量是玻璃纤维制品的3~8倍；海洋环境下湿度大，气候多变，且风机24h工作。叶片耐疲劳性较好，能较好的抵御恶劣的天气；改善了叶片的空气动力学性能，减少对塔和轮轴的负载，从而使风机的输出功率更平滑更均衡，提高能量效率；利用碳纤维的导电性能，通过特殊的结构设计，可有效地避免雷击对叶片造成的损伤；降低风力机叶片的制造和运输成本；具有振动阻尼特性等。 碳纤维复合材料用于海洋工程建筑，主要利用其轻质高强耐腐的特性，以筋索材及结构件的形式，替代传统钢筋建材，解决海水侵蚀钢筋、运输路途遥远运输成本高的问题。已应用于海上岛礁建筑、码头、浮动平台、灯塔塔架等。

3D打印的种类目前有熔融沉积成型、立体光固化印刷、选区激光烧结以及选择性粉体粘结等。其中，熔融沉积成型的设备已逐渐由桌面级发展为工业级，打印耗材（线材）的市场巨大，当前线材市场呈现价格而非性能的竞争态势。Market Research Reports.biz报告称，到2023年3D打印材料市场的容量将超过3D打印机市场，到2025年全球3D打印机市场销售将到83亿美元。BCC研究公司认为，热塑性塑料将成为发展最快的3D耗材，年增率将达20％。该公司预测，全球高级3D打印耗材市场到2019年的市值将达6.5亿美元，复合年增长率将达17.9%。熔融沉积成型所使用耗材优点是材料利用率高、可选材料种类丰富、工艺相对简单，而其缺点是材料缺乏功能性。 该课题组研发了一系列功能化3D打印耗材，进行了3D打印生物可吸收颅骨材料开发与制作。

这种生物可降解的吸油材料是利用天然纤维制成的，吸油性能可达到20~40g／g。 该材料的特点是不吸水仅吸油，可以应用于以下领域： 1. 海面油轮船大面积污染的油回收； 2. 建筑物的防水材料； 3. 水厂的进水口防油处理； 4. 公路、大堤等的吸油防水材料； 5. 人体内外的吸油材料。

涤纶长丝缝纫线是服装等加工领域，其要求强度高，伸长低，热稳定性好，总体表现出高的尺寸稳定性。随着纺织面料及服装品牌意识的加强，对缝纫线的要求越来越高，而目前缝纫线由于其收缩尺寸稳定性差，且强度偏低，而不能用于高档面料及服装加工。 本研究立足国内纺丝设备，利用PET切片进行纺丝，再结合多级拉伸或高强高倍牵伸工艺，达到高强低伸，低热收缩的目的，预计强度6.6~7.7cN/dtex，伸长＜15%，热收缩（160℃）＜6%，具有较高的利润。

课题组自1994年进行Lyocell纤维实验室小试；2001年与上海纺织控股集团公司共同申请的“年产1000吨Lyocell纤维项目”被国家发改委列入国家高技术产业发展项目计划新材料专项项目，又于2004年被批准为上海市首批“科教兴市”重大产业科技攻关项目，年产千吨规模Lyocell纤维工业化生产线正在生产。成果获“2000年度中国高等学校十大科技进展”称号。课题组还开发各种改性Lyocell纤维。

本项目所用的微生物为细菌，该菌在高温、厌氧、好氧、高盐浓度等环境下均能很好的生长。大量试验证明菌种在石油乳化降粘方面有比较理想的效果：通过该菌作用的原油，在比较短的时间内即可起到乳化效果，油水混合均匀，原油粘度大大下降，且具有不挂瓶的特点。与目前现有的用于石油乳化和降粘作用的微生物比较，本菌具有一定的优势：首先，本微生物是直接接种到原油体系中，无需额外加入其他营养物质；其次，微生物在生长过程不但会分泌生物多糖和低分子量的有机酸，而且还会产生生物气体，这有别于以往用于降解石油的微生物；再者，本微生物乳化原油迅速，微生物加入原油十几个小时即可乳化、降粘，大大提高了采油效率。 1、微生物种生命力强，在高温、厌氧、好氧、兼性、高盐浓度等环境下均能很好的生长，而且微生物体直接可以在原油体系中生长，无需额外加入其他培养基成分，大大降低采油成本； 2、微生物种在生长过程会分泌生物多糖，生物多糖的存在一方面增加水的粘度，降低水相的流动性，减少指进和过早的水淹，提高波及系数，增大扫油效率；另一方面，生物多糖增加了油水混合，有利于油水形成乳浊液，使原油更容易乳化、润湿和分散；再者，作为分泌产物的生物多糖，是以荚膜形式包裹在细胞周围，这种形式可以有效的保护微生物体细胞免遭外界环境的伤害，所以，微生物体具有更强的生命力，可以在比较极端的环境下生长（如高温、高压、高盐等）； 3、微生物种在生长过程中会代谢低分子量的有机酸，它们能溶解碳酸盐，增加孔隙度，提高渗透率； 4、微生物种在生长过程会释放生物气体，这可以提高油层压力，降低原油粘度，提高原油流动能力。 5、利用微生物种采出的原油，油品后继处理工序相对简单，降低了油品后继处理成本。

开发了一系列高效聚丙烯成核剂以及相关的生产工艺，并应用所开发的高效成核剂开发了高性能聚丙烯专用料。具体成果如下： （1）开发了具有非对称结构的山梨醇类聚丙烯透明成核剂，应用此类成核剂可以开发高透明聚丙烯专用料，可以应用在食品包装、日用品以及医用注射器等领域。目前此类成核剂已经小批量生产。 （2）开发了制备有机磷酸盐类成核剂NA-40的一步法新工艺，将传统工艺中的三步反应集于一釜完成，工艺简单，产品的总收率达到86%，达到国际先进水平。制备了纳米有机磷酸盐类成核剂，对聚丙烯的力学性能和光学性能都有比较明显的改善，具有良好的应用前景和经济价值。纳米成核剂与市场未纳米化的同类产品相比，在达到相同改性效果时，成核剂的应用量可减少一半，具有较好的推广价值。应用这类成核剂可以开发高透明、高刚性、高耐热的聚丙烯材料。目前，此类成核剂已经批量生产（上海科塑高分子材料有限公司）。 （3）开发了一种新型高效羧酸金属盐类聚丙烯β晶型成核剂，结构属国内外首创，已经申请国家专利。这种成核剂具有较高的成核效率和选择性，能够诱导聚丙烯产生高含量的β晶型，聚丙烯的抗冲击强度提高3-4倍，热变形温度提高10-15℃，解决了聚丙烯一直存在的抗冲击强度和热变形温度不能同时提高的矛盾，应用这种成核剂能够开发高抗冲高耐热的聚丙烯材料。目前，此类成核剂目前处于中试阶段。

路面病害分为表面破损（如裂缝）、路面变形（如沉降）和结构病害（如层间脱空）三大类。该技术以路面检测成果为全卷积神经网络的输入信号，对于表面破损，其输入为多功能检测车拍摄的路表图像；对于路面变形，输入为三维检测车测取的三维路面模型；对于结构病害，输入为探地雷达信号图像。通过海量数据的训练、测试，可实现上述三类病害的自动化识别、分类和测量，为路面养护工程提供数据支撑。此外，该技术在保证与人工识别结果相同的精度下，可将数据处理速度提高千倍以上。 

本实用新型涉及一种车床加工薄壁工件的专用夹具。包括用于装夹薄壁工件的夹具体，在夹具体左侧设有限制薄壁工件水平方向移动自由度的挡环和螺母，通过旋紧螺母使挡环与机床三爪卡盘配合顶紧。夹具体的右后部为里侧大端部小的圆锥体形，在锥体外侧装有与锥体移动配合的弹性套，在弹性套与锥体之间装有弹簧，弹性套由导向压盖顶紧。通过导向压盖对弹性套的推动，使其在夹具体锥体左移并胀紧，很容易地将薄壁工件固定。加工完成后退出顶尖使弹性套松动，薄壁工件也随之容易取下，保证了加工精度和最小装夹变形。