铝及其合金是工程应用最广泛的结构材料之一。传统的铝合金零件通过铸造、锻造和粉末冶金等方法制造，与这些传统制造过程相关的工具设备增加了制造成本和交付周期。3D打印技术由于为制造设计提供了丰富的自由度而广泛应用于工程零件的制造。现有3D打印技术中，选择性激光熔化（SLM）是发展最为广泛的方法之一。但是SLM工艺中的冶金缺陷如许多裂纹、球化和气孔导致只有有限数量的金属适合该种工艺，且具备满足要求的密度、微观结构和强度。 中南大学粉末冶金研究院李瑞迪研究员和新西兰奥克兰大学、中车工业研究院有限公司等单位合作通过对合金元素进行调控和热处理工艺的探索，发展了一种适用于SLM制备工艺，具有良好抗裂性和高强度Al-Mg-Si-Sc-Zr合金。相关论文以题为“Developing a high-strength Al-Mg-Si-Sc-Zr alloy for selective laser melting: crack-inhibiting and multiple strengthening mechanisms”于4月13日在金属材料顶级期刊《Acta Materialia》在线发表。 在该项工作中，研究人员设计了一系列Al-Mg（-Si）-Sc-Zr合金，并用雾化合金粉末进行3D打印制备。在没有Si元素的情况下，Al-xMg-0.2Sc-0.1Zr（x=1.5,3.0,6.0wt.%）合金在制备过程中均易发生热裂纹，平均裂纹密度随Mg含量的增加而增大。发现在Al-6Mg-0.2Sc-0.1Zr合金中加入1.3wt%的Si能够有效地抑制SLM过程中的热裂纹，同时细化制备合金的微结构，从而提高打印试样的力学性能。 图1：不同成分的打印样品晶粒尺寸和形貌EBSD分析结果：（a）1.5 wt%Mg，合金1；（b）3.0 wt%Mg，合金2；（c）6.0 wt%Mg，合金3；（d）6.0 wt%Mg+1.3 wt%Si，合金4。晶体学取向用倒极图（IPF）表示。 图2：Mg和Si元素对试样断裂行为的影响。（a）不同合金成分（合金1，合金2，合金3，合金4）的拉应力应变曲线。（b-e）合金1（b）、合金2（c）、合金3（d）、合金4（e）的断口SEM图像。 通过对合金成分的进一步微调，研究人员设计了一种新型合金Al-8.0Mg-1.3Si-0.5Mn-0.5Sc-0.3Zr。这种新合金具有明显的细化微观组织，由亚微米胞体和胞体中存在的共晶Al3（Sc，Zr）纳米粒子（2-15nm）和粒间Al-Mg2Si共晶（Mg2Si直径10-100nm）组成。打印试样中形成了高密度的层错和独特的9R相。试样的拉伸强度和延伸率分别达到497MPa和11%。经过时效处理后，试样的拉伸强度达到550MPa，塑性在8%～17%之间。除了固溶强化、晶界强化和纳米颗粒强化外，高密度层错也有助于强化。 图3：不同组分（a1-4）合金#4；（b1-4）合金#5的SLM打印样品的细晶区TEM图像：（a1-2）合金4的胞状结构；（a3-4）合金的柱状结构；（b1-5）合金（b2）的胞状结构是（b1）的暗场图像；（b3-4）合金的柱状组织#5；图（a2），（a4），（b2）和（b4）显示了晶间共晶组织；（b5）是SLM-printed Alloy#5细胞的干HAADF图像和主要元素（Al、Mg、Si、Sc、Mn和Zr）的相应EDX图谱。 图4：（a）SLM打印合金#5时效前后的拉伸应力应变曲线。曲线“#5”表示打印合金#5；曲线“#5-HT1”表示360℃时效8h的合金#5；曲线“#5-HT2”表示300℃时效8h的合金#5。（b）在合金#5-HT2断裂处拉伸试样的透射电镜显示具有高密度位错和SFs的变形组织。（c）沿[001]方向的变形亚晶中滑移带和滑移方向的HRTEM图像。（d）在（-100）面上用（c）图中标记区域的傅里叶逆变换图像显示出高密度位错。 这项研究成果通过在原有3D打印Al-Mg-Sc-Zr合金中添加Si元素，形成了精细打印微观组织，获得了无裂纹的打印合金成分。随后通过热处理时效工艺引入高密度层错并细化晶粒，开发出了一种具有低热裂敏感性和高强度的新型铝镁合金。这项工作提供了一种解决和消除SLM工艺中的冶金缺陷的铝镁合金成分设计方法和热处理工艺，推动了SLM制造技术的工程应用。

该成果为外观漂亮、风味佳、无核柑橘品种，可溶性固形物含量13%，可滴定酸0.66%，果肉细嫩化渣，有香气。在湖北省阳新、当阳及宜都等多个产区经过了多年推广示范，与多个杂柑品种及当地主栽品种比较，发现其适应性好、内质外观品质俱佳，深受消费者喜爱及专业技术人员认同，是一个有发展潜力的早熟优质杂柑品种。 该成果2002至2015年在武汉、钟祥、阳新等地试验、试种，露地苗定植一般3年试果，6年树龄亩产3000公斤左右。 转化条件：该品种现有场地和设备可支持成果转化，目前需要资金支持。 成果完成时间：2016年6月

紧紧围绕“矿山无线监控系统”、“矿山智能检测装备”方向，有针对性地开展一系列科学研究，形成了一批有较大研究价值的科研成果，“矿用蓄电池机车关键技术研究与应用”获国家能源科技进步二等奖。 在光纤传感技术在煤矿安全监测监控方面进行了探索外界信号通过直接改变光纤的传输特征参量对光波实施调制的本征型光纤传感器理论，研究取得了丰硕的成果，与中国矿业大学合作，共同研究科技部支撑计划项目-煤矿突水、火灾等重大事故防治关键技术及装备研发项目,发表相关学术论文 35 篇，申报发明专利 11 项，授权发明专利 1 项，授权实用新型专利 20 余项；面向深井通信的弱链路可靠传输问题，研究矿山井下信道时变机理和统计特性，建立时频码空多维复用无线传输理论框架和多维联合优化设计方法，揭示电磁波在矿山井下传播规律，与其相关的理论研究《基于相长干扰的煤矿井下物联网感知层时间同步机制研究》、《基于通用特征函数法的电大复杂目标宽带电磁散射特性研究》获 2014年国家自然基金资助。

本技术采用特定工艺，原位合成纳米氧化钛溶胶，溶胶粒径≤10纳米。产品分散性好，长期保持稳定。纳米二氧化钛具有良好的稳定性、无毒性、高效紫外吸收性能，被广泛应用于抗紫外材料、抗菌材料、光催化、自洁材料、涂料、油墨、造纸、电极材料等工业领域。纳米二氧化钛溶胶有效防止了粉体产品的团聚，形成高的活性、易分散使用的特点。

γ-聚谷氨酸（Poly-γ-glutamic acid）是一种重要的天然聚合物，由于其具有良好的性质已被广泛应用于食品，化妆品，医药，材料等领域。解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）LL3 是一株谷氨酸非依赖型 γ-PGA 合成菌。为了提高其 γ-PGA 产量，项目组采用无痕基因编辑技术对菌株进行了代谢工程改造。包括三部分：模块化代谢通路改造；蔗糖代谢途径改造；谷氨酸合成途径改造。 B. amyloliquefaciens LL3 是项目组从发酵食品中分离得到，它能够从蔗糖出发合成 γ-PGA。利用模块化通路改造策略对 γ-PGA 合成相关的八个代谢通路进行改造包括：γ-PGA 降解相关途径；细胞呼吸链；胞外蛋白及胞外蛋白酶合成途径；细菌多糖合成途径；次级小分子代谢产物合成途径；细胞自诱导因子合成途径；谷氨酸合成途径以及 γ-PGA 合成途径。最终整合获得的最优基因工程菌株 NK-anti-rocG（敲除了 epsA-O 操纵子（负责胞外多糖合成），sac 操纵子（负责果聚糖合成），lps（脂多糖合成相关），pta（乙酸合成相关），pgdS（γ-PGA 降解酶），cwlO（细胞壁水解酶），luxS（AI-2 合成）以及表达anti-rocG sRNA（抑制谷氨酸脱氢酶表达））γ-PGA 摇瓶发酵产量从 3.8g/L 提高到 11.04 g/L，较对照菌株提高了 2.91 倍。γ-PGA 产物纯度也从 78.6%提高到 95.2%。5-L 罐补料分批发酵实验得到 NK-anti-rocG菌株产量可达 20.3 g/L。分子量 450,000 Dal，纯度 95%以上。 项目特色： 1. 菌种（Bacillus amyloliquefaciens）LL3 是谷氨酸非依赖型 γ-聚谷氨酸合成菌株；发酵生产主要原料为蔗糖； 2. 补料分批发酵产量为：20.3 g/L。 3. 授权专利号为：ZL200810053900.7 市场应用前景： γ-聚谷氨酸（Poly-γ-glutamic acid）是一种重要的天然聚合物，由于其具有良好的性质已被广泛应用于食品，化妆品，医药，材料等领域。本项目采用谷氨酸非依赖型 γ-聚谷氨酸合成菌做为发酵菌种，以蔗糖为原料发酵法生产 γ-聚谷氨酸，可产生巨大的经济效益和社会效益。

成果与项目的背景及主要用途： 大型工程活动的安全关系着人类生命安全和社会经济活动，桥梁、隧道、建筑物的结构失稳、崩塌、火灾等事故应做到及早预测与警报。光纤传感系统作为智能结构的神经网络，可为人们获知结构内部工作状态信息提供有力工具，用来测量混凝土结构变形及内部应力，检测大型结构、桥梁健康状况等。天津大学科技成果选编 技术创新： 光纤传感器：新型的光纤温度、应变传感器具有高灵敏性、高精度以及体积小的特点，便于做分布式安装，达到多点化、实时化的精准测量。光纤解调系统：研发了一系列新型的光纤光栅温度、应变传感在线监测仪。基于 DSP 技术，可实现波长解调速度 200KHZ、智能分析、智能判断和实时传输。特别适合多通道多传感器以及多传感器有同步要求的监测设备。研制了低熔点玻璃焊接封装的渗压计，极大降低了温度和湿度对压力测量的影响。 技术水平及专利与获奖情况： 专利：“光纤 Bragg 光栅传感解调装置及解调方法” 200510014877.7 应用前景分析及效益预测： 光纤传感器进入结构监测领域具有重要意义。光纤传感器的轻巧性、耐用性和长期稳定性，使其能够方便的应用于建筑钢结构和混凝土等各种建筑材料的内部应力、应变检测。已与中国计量科学研究院、国家防爆电气产品质量监督检验中心等多家机构合作，成功在石油、电力、桥梁、隧道等多个领域，实现 400多个项目的应用。 应用领域：石化系统、电力系统、隧道监测、桥梁监测、大型结构监测等 合作方式：合作开发

基于物联网的煤矿现场诊断与管理系统研究可使得企业可在远程计算机上对生产的状况进行分析诊断，网上发放检修计划，下达设备采购计划等工作。同时，还具备如下功能：可以在现场利用各种手持设备实现对现场设备的功能和参数的监测，即可以对设备进行实时监控，也可以在设备将要和正在发生各类故障时主动发送消息。同时在提高生产率及降低设备的故障率、降低设备维修成本等方面有很大优势，是未来现场诊断系统的发展方向。 在多传感器管理和资源分配的监督下，通过合理选择传感器及其工作模式以及人力资源，在感知层的各融合节点处对收集的数据、图像、音频等信息进行数据层的分布式检测融合。经过分布融合的这些数据再经过物联网的中间件层，与其他感知层的数据一起，进一步提取信息并交互式地通过数据库进行特征级融合分析。最后在应用层运用最新的诊断方法、智能理论和专家经验等领域知识进行决策级融合，通过物联网系统传输，在监控中心或现场手持终端输出煤矿企业现场诊断的结果。 基于物联网的煤矿企业现场诊断与管理系统的应用层抽取出数据信息融合所表达的隐含的、潜在的诊断知识和对策知识，以及分类规则和序列模式等，以便用于工业现场诊断、管理、信息查询处理、系统决策支持、工业控制以及其他应用。诊断知识包括各种先验知识，如基于规则的知识和基于故障树的模型知识以及一些通过数据挖掘得到的关于对象状态的新知识。 通过该系统可使设备生产厂家在远程计算机上对煤矿企业现场设备的运行状况进行分析诊断；使现场生产企业在企业监控中心对企业的生产情况进行监控、对煤矿企业现场设备的运行状况进行分析诊断，实现网上发放检修计划，下达设备采购任务等工作。另外，该系统还具备如下功能：在现场利用各种手持设备实现对现场设备的功能和参数的监测，通过工作人员手持的设备可以对设备进行故障诊断和实时监控，也可以在设备将要和正在发生各类故障时主动发送消息。

用于材料动态性能实验的气动子弹发射缸，属材料性能测试技术领域。其目的是提供一种结构简单、稳定可靠、运行效率高和实验成本低的用于材料动态性能实验的气动子弹发射缸。其技术要点是：发射缸由中间透盖(6)分隔为两个发射气腔室(14)，中间透盖分隔的端面为圆盘状，其上开设有由球阀控制的透孔，中间设有气管；左端盖(2)与中间透盖的气管端之间安装有空心阀杆(5)，阀杆一端与中间透盖的气管端相邻；另一端内安装有塞块(51)，并置于固定在左端盖上的后端盖(1)内开设的控制气腔室(11)内；发射气腔室开设有气体注入孔(12)；中间透盖的气管另一端置于右端盖(7)内开设的圆孔内，并与固定在右端盖上的法兰(8)上的气管抵接；弹管(9)螺纹连接在法兰的气管内。

本系统是一种新型的移动抽排控制系统，以对现行的煤矿井下抽排系统进行优化并实现智能化控制。该系统设计了一特殊装置,即把泵的输出分解为有效流量和无效流量,实现了抽排流量的自由调节,保证了泵启动时和运行过程中出口处的瓦斯浓度为最佳值,并可及时调度瓦斯的排放路径。

本发明公开了一种非均匀采样的 Chirp 脉冲时延估计方法，发射 Chirp 脉冲信号的匹配变换阶次 p 和非均匀采样产生的随机采样时间点 tn，并进行数据存储；对接收的信号采用调频率为-k 的 Chirp 脉冲信号进行调制，得到调制后信号 g(t)；对 g(t)以 tn 进行时域采样，得到采样序列 g(tn)，对 g(tn)进行非均匀采样离散傅里叶变换，再做 umcscα 的尺度变换得 Xp(um)，对分数阶 Fourier 域下信号的幅值|Xp(um)|进行非相参积累；对积累后的信号进行峰值搜索并记录分数阶 Fourier 域下对应位置 mi，进而计算出脉冲时间延迟τi=mi?t。本发明可以有效解决在均匀低速采样条件下因脉冲时延过大导致频移大于信号采样率而造成的时延模糊问题。