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高性能低膨胀铝基复合材料及构件
卫星在轨运行和返回过程中需经历极端高低温环境，构件尺寸的稳定是保证卫星在轨高精度、返回高安全、任务高可靠的关键。针对卫星搭载的某宽带微波载荷与卫星本体材料之间热膨胀系数不匹配极易导致的载荷在轨及返回过程中载荷接收精度不稳定、信息传输不连续等问题。我校陈骏教授团队以原创的负热膨胀技术研发了具有轻质、热膨胀系数低、力学性能优异、尺寸稳定性好的高性能低膨胀铝基复合材料，并研制了系列关键连接内置件、环件等高性能低膨胀构件，首次将负热膨胀技术应用到我国的卫星上，填补了高性能低膨胀金属构件在工程应用领域的空白。该技术使得某宽带微波载荷与卫星本体之间热膨胀匹配性增强、界面应力大幅度减小，保证了卫星在轨与返回过程中信号高精度传输与接收，助力卫星成功返回。
图1 实践十九号卫星成功返回（图片来源国家航天局）
图2 高性能低膨胀铝基复合材料及构件应用于全球首颗可重复使用返回式技术试验卫星（图片来源央视新闻频道）
北京科技大学
2025-05-21
自蔓延反应烧结氮化硅/氮化硼复相可加工陶瓷
北京科技大学特种陶瓷研究室开发出一种自蔓延反应烧结氮化硅/氮化硼复相可加工陶瓷材料，其应用前景极其广阔。 Si和N2合成Si3N4反应的绝热燃烧温度高，体积有所增加，生成棒状的b-Si3N4相相互交叉，提高了自蔓延反应烧结氮化硅多孔陶瓷的强度，但氮化硅加工性能差。h-BN陶瓷可加工性能好，但烧结性能差。本项目利用h-BN相在氮化硅陶瓷中形成弱界面，当加工时，弱界面上会形成微裂纹，并沿弱界面发生偏转，耗散裂纹扩展的能量使裂纹扩展终止；当载荷继续上升时，在下层的弱结合界面处将产生新的临界裂纹再扩展；如此反复，使裂纹成为跳跃式阶梯状扩展，断裂渐次发生而非瞬间脆断，使氮化硅/氮化硼多孔陶瓷材料具有了好的可加工性能。 本项目原料中采用了一定比例的Si粉，比完全以Si3N4粉为原料的普通烧结工艺节约了原料成本。产品的基本工艺为自蔓延高温合成（燃烧合成）工艺，在气体高压反应器中进行，烧结所需要的能量完全由原料自身放热提供，与其他制备方法（常压烧结、热压烧结、反应烧结）相比较，不需要高温烧结炉长时间烧结，大大节省了能源。本项目工艺简单，烧结速度快，效率高。可制作复杂形状一维，二维的大尺寸陶瓷材料。抗弯强度已做到188MPa，材料可加工性能优良。 已获中国发明专利《ZL 200610089013.6自蔓延反应烧结Si3N4/BN复相可加工陶瓷的方法》。
北京科技大学
2021-04-11
一种双层中空二氧化硅纳米球及其制备方法
本发明公开了一种双层中空二氧化硅纳米球，所述双层中空二氧化硅纳米球的内、外两层中空二氧化硅纳米球均为单分散结构，且尺寸和壳层厚度均可控。本发明还公开了一种双层中空二氧化硅纳米球的制备方法，通过无皂乳液聚合得到单分散的聚N-异丙基丙烯酰胺乳液颗粒，以其作为模板，以正硅酸乙酯为硅源，在水溶液中经两次水解缩合和交联反应后，再经高温煅烧得到所述的双层中空二氧化硅纳米球。本制备方法简单可控，且各步反应均以水为溶剂，绿色环保；所得单分散的双层中空二氧化硅纳米球为两级结构，且尺寸和壳层厚度均可控，可以应对复杂的环境或者需求，将在药物可控缓释、催化和微胶囊等领域获得广泛应用。
浙江大学
2021-04-11
液晶材料
随着科技的不断发展，笨重的阴极射线管(CRT)显示器越来越不能满足需求。而液晶显示器(LCD)则因具有能耗低、重量轻、超薄、图像柔和等一系列突出的性能得到了迅猛发展。 液晶材料是液晶显示器的核心材料之一，它赋予液晶显示器各种优良的性能。国内高档液晶材料主要被大日本油墨化学工业株式会社、日本Chisso公司、德国Merck公司垄断。目前，国内只有几家企业能批量生产中低档液晶材料，尚无厂家
四川大学
2021-04-14
杭州艾特力纳米新材料科技有限公司
杭州艾特力纳米新材料科技有限公司
2025-02-19
采用纳米二氧化硅溶胶和稀土强化复合镀层的方法
近年来，具有许多特定功能的涂层和镀层在工程技术中的应用日益广泛，在材料进行表面改性与强化处理等方面显示出不可替代的重要作用。制取涂层和镀层的方法有多种，其中以利用化学或电化学方法沉积为基础的复合镀层在工程技术中得到广泛应用。复合镀层是指在镀液中加入一种或数种不溶性固体颗粒，使固体颗粒与金属离子共沉积而获得各种不同物理化学性质的镀层。早期添加的固体微粒尺寸多为微米级，复合镀层中颗粒粒度大多在1～5 范围，有些达8～10 ，而工业应用的复合镀层厚度一般为几十 左右，在这有限的厚度内只能复合几层固体颗粒，所以镀层的粒子复合量难以提高，其性能不能满足科技飞速发展的要求，应用范围受到了一定的限制。纳米材料的出现为传统复合镀技术带来了新的机遇。由于纳米颗粒具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等性质，可以使复合镀层的性能更加优异。将纳米技术引入传统的复合镀而形成的纳米复合镀新技术不仅可以使产品质量产生质的飞跃，减少镀层孔隙尺寸、隔离腐蚀介质、阻止点蚀坑的长大、促进镀层的钝化过程，因而复合镀层的耐腐蚀性和耐磨损性能更好。纳米材料的高比表面积，使得表面镀层与基材的结合力更高；纳米镀层的组成颗粒极小，使得涂层表面更加均匀，有利于传热。另外，纳米技术的发展使得材料表面可进行多层膜的涂覆，实现表面的复合化。SiO 2颗粒硬度高、耐磨性好、抗腐蚀能力强，同时在高温下仍具有高强、高韧、稳定性好等特点，而且纳米SiO 2颗粒价格低廉。在镀液中添加纳米SiO 2颗粒后，可以改善镀层的硬度、耐磨性以及耐蚀性能。目前，国内外复合镀层的制备方法均采用将纳米颗粒直接添加到镀液中进行施镀，缺点是纳米颗粒易团聚，必须不停地进行机械搅拌，且效果较差。本成果针对现有技术中的不足，将含有纳米颗粒的溶胶直接加入到镀液中，纳米颗粒悬浮在溶液中，不需要搅拌，并且镀液中颗粒分散性好，不易团聚，得到的复合镀层中颗粒分布均匀，镀层性能良好，可应用于换热器、泵、轴、空冷等耐蚀或者耐磨的场合。
华东理工大学
2021-04-11
二氧化硅微球为载体的淋巴染料及其制备方法
本发明公开了二氧化硅微粒为载体的淋巴染料的制备方法，属于微纳米技术与临床 医学基础的交叉领域。本发明将标记淋巴结的染料通过吸附、包埋等方法连接到二氧化 硅微粒表面、孔隙或内部空腔中，形成可用于标记识别前哨淋巴结二氧化硅微粒。本发 明具有实质性特点和显著进步，本发明可通过二氧化硅的空间体积的位阻效应将染料截 留在前哨淋巴结或减慢流过前哨淋巴结的速度，此外，还可借助纳米二氧化硅所具有的 淋巴靶向性的特点使染料定向释放或定向缓释到淋巴结。本发明所提供的二氧化硅微粒 为载体的淋巴染料，可提高定位前哨淋巴结的方便性和准确性，在肿瘤普外科领域具有 重要的科学研究价值和广阔的应用前景。
同济大学
2021-04-13
球形亚微米二氧化硅粉体的低成本批量制备技术
超细球形/类球形二氧化硅粉体是一种现代工业的无机精细化学原料。该材料有严格的超微细粒度（一般为小于 1 微米的胶体颗 粒）要求，颗粒形貌必须为球形或类球形。以作为电子封装材料的无机填料为例，要求其达到超微细粒级、放射性元素含量低、 纯度高、颗粒形貌球形化。目前，制备超微细球形或类球形二氧化硅颗粒的方法主要包括火焰成球法、高温熔融喷射法、溶胶凝 胶法及化学沉淀法等，工艺复杂、成本较高。该技术基于介质搅拌磨中研磨介质对颗粒表层的剪切剥离研磨及添加某种盐溶液对 二氧化硅颗粒表面进行化学溶蚀的耦合作用，将化学溶蚀辅助超 细研磨应用于类球形二氧化硅颗粒的制备中，得到颗粒更细、粒径分布更窄、分散稳定性良好的亚微米粒级类球形二氧化硅粉体。
华南理工大学
2023-05-08
金属功能材料
通过对烧结钴铁氧体进行热等静压烧结，得到钴铁氧体陶瓷材料的样品内部孔隙大大减少，致密度大于 99％；平行方向磁致伸缩系数绝对值大于 150ppm；磁致伸缩激励场低于 2000Oe。对钴铁氧体磁致伸缩材料进行热等静压处理促进了其在低场高频磁致伸缩领域的应用。 通过凝胶注模、磁场取向及常压烧结及热处里工艺，得到的钴铁氧体磁致伸缩材料<100>方向取向度大于 40％，致密度大于 99％，垂直取向方向磁致伸缩系数绝对值大于 300ppm，对应的激励场低于 2000Oe。
北京科技大学
2021-02-01
人工电磁材料
人工超材料是指亚波长尺度单元按一定的宏观排列方式形成的人工复合电磁结构。由于其基本单元和排列方式都可任意设计，因此能构造出传统材料与传统技术不能实现的超常规媒质参数，进而对电磁波进行高效灵活调控，实现一系列自然界不存在的新奇物理特性和应用。然而，传统的电磁超材料和超表面都是基于连续变化的媒质参数，很难实时地操控电磁波。 以程强教授为核心团队的课题组在国际上首次提出“数字编码与可编程超材料”，提出用二进制数字编码来表征超材料的思想，通过改变数字编码单元“0”和“1”的空间排布来控制电磁波。这一概念的提出不仅简化了超材料的设计难度和优化流程，构建了超材料由物理空间通往数字空间的桥梁，使人们能够从信息科学的角度来理解和探索超材料。更重要地是，超材料的数字化编码表征方式非常有利于结合一些有源器件（例如二极管和MEMS开关等），在现场可编程门阵列（FPGA）等电路系统的控制下实时地数字化调控电磁波，动态地实现多种完全不同的功能。 在该工作中，作者利用优化算法，设计相应的时空三维编码矩阵，超表面将入射波能量分散到空间任意方向和任意谐波频谱上，这一特性很好地缩减了雷达散射截面（RCS），未来有望应用于新型的计算成像系统。更重要的是，引入时间维度的编码之后，可以扩展传统的空间编码比特数，降低了实现高比特可编程超表面的系统复杂度。例如，一款2比特的可编程超表面，只要设计相应的时空编码矩阵，就可以在中心频率和谐波频率实现等效的360度相位覆盖，这是传统可编程超表面无法实现的，可用于实现波束塑形等一系列实用功能。 本工作得到了国家科技部重点研发计划“变革性技术关键科学问题”重点专项“微波毫米波数字编码和现场可编程超构材料的理论体系与关键技术”，以及国家自然科学基金等项目的资助，相关实验测试工作在东南大学毫米波国家重点实验室完成。
东南大学
2021-04-11