北京工业大学在国家 973、863 计划等支持下，发现添加铒元素（Er）可增加铝合金的强韧性和耐热性，提高耐腐蚀性能和焊接性能；含铒铝合金应用意义：良好的耐蚀性、可焊性、成型性等工艺  应用性能，在此基础上发展静载荷强度（拉伸性能）、抗冲击、抗疲劳及高损伤容限等综合力学性能； 满足轻质高效、安全性、长寿命和低成本等应用需求。

（1）研发了系列新型高强高韧铸造轻合金材料，支撑了复杂铸件性能提升。 1）研发出一种新型高强韧铝硅合金。开发出一种新型高强韧铝硅合金及其制备方法；提出一种混合稀土和Sr元素的复合变质方法，缩小枝晶间距并细化共晶硅；研究出合适的热处理制度；阐明了变质剂组成与含量对变质效果的影响规律，基于此显著提高了铝硅合金的综合力学性能。有效解决了现有铝合金铸件易发生的裂纹、伸长率低、屈服强度不达标等缺陷和问题。 2）研发出一种低成本高强耐热稀土镁合金。开发出一种添加低成本混合稀土的新型多元稀土镁合金材料；揭示了混合稀土对镁合金相变规律的影响机制；研究出准晶增强稀土镁合金的高温固溶T6热处理工艺；开发出兼具优良的室温与高温力学性能的低成本稀土镁合金；解决了现有镁合金铸件易产生冷隔、强度低、韧性差等问题。 3）研发出一种新型高强韧钛合金。开发出一种α+β型双相高强高韧钛合金，揭示了合金在凝固-热等静压-热处理过程中微观组织的演变规律；研究出调控相组成及相形态的双级固溶时效热处理制度，形成了以等轴和篮网为主要特征的基体组织，使合金的强度和韧性同步提升。解决了现有铸造钛合金强度和韧性偏低、铸造成形性差等问题。 （2）研发了铸造全流程模拟仿真系统，提出了高效的单件化铸造数值模拟方法，实现了高性能复杂铸件的数字化工艺设计。 1）提出了一种铸造原辅材料热物性参数高精度求解方法。提出了基于实验测温与数值模拟反求的热物性参数求解方法，实现了面向数值模拟的热物性参数高精度求解；建立了反热传导法求解铸件/铸型界面换热系数的数学模型,降低了界面关键参数求解误差；研发了高精高效的热物性参数反求平台-华铸PIS，创建了铸造原辅材料高精度热物性参数数据库。 2）研发了铸造合金熔炼-复杂铸件充型凝固-热处理的铸造多物理场全流程高效模拟平台。建立了电磁、速度、压强、浓度、温度的多物理场耦合数学模型，自主研发了从铸造合金熔炼到复杂铸件充型凝固到热处理的铸造全流程模拟仿真平台，为铸造工艺优化提供了工具；提出一种数据内存动态自适应划分技术，解决了SOLA流动场求解数据耦合干扰难题，实现了大规模铸造流动场模拟问题的并行高效求解。 3）提出缩孔缩松缺陷定量预测与单件化模拟工艺优化方法。提出双高分配原则缩孔缩松预测模型，解决了复杂铸件缩孔缩松高精度预测难题；提出了针对高性能复杂铸件不同批次的单个铸件模拟方法，建立关键工艺参数波动对典型缺陷的多元回归关系模型，实现了基于单件化模拟仿真的高性能复杂铸件缺陷控制与工艺优化。 （3）建立了铸件生产全生命周期的单件化柔性化质量管理模型，实现了高性能复杂铸件质量问题的单件化、全过程、全要素溯源。 1）创建了基于PLM理论和TQM理论的铸件单件化管理模型。基于产品全生命周期PLM理念以及多智能体技术，构建了铸造串并联多工位单件化的缺陷溯源模型；建立铸件单件及作业过程信息模型和组批、混批、拆批模式下单件自动生成、感知、标记、进度跟踪的控制机制，实现高性能复杂铸件单件化缺陷溯源。 2）创建了支持业务即时重构的参数配置式多维度铸造柔性化管理模型。创建了支持铸造数字化管理系统业务即时重构的参数配置式多维度铸造柔性化管理模型，解决了刚性管理系统可重用性低、应变能力弱和实施周期长的难题，支撑不同领域不同类型铸造企业随环境变化、自身发展等柔性进行的组织变革、流程变更和管理改善，实现了企业按需柔性化管理。 3）创建了基于TLBO\GA\BSA元启发式算法优化理论的铸造智能化管理模型。创建基于改进性教与学算法（TLBO）、遗传算法（GA）、回溯搜索算法（BSA）等元启发式算法优化理论的铸造智能化管理模型和技术，解决了铸件异步热工序组炉复杂条件下工序生产调度IPPS组合优化难题，实现了系统智能决策管理以及多品种大容量铸件高效生产。

镁合金是作为一种轻质金属结构材料，具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼性能好、电磁屏蔽效果好、铸造性能优良和加工性能好的优点，获得了广泛的应用前景。在镁合金产业化应用过程中，稀土往往作为制备过程中的优化剂来改善合金的熔体纯净度、晶粒细化度及产品外观质量，同时可大幅度提升合金的强度与延伸率。但是目前普遍使用的稀土镁合金强度低导热性能差，限制了其大规模应用。因此，开发具有高导热性、高强度的镁合金对于扩大镁合金在 5G 通信、3C 器件及汽车产品等需要高散热领域的应用，具有极其重要的意义。 高导热高强度镁合金是在一定配比的 Mg-Zn-Zr 系列合金中添加 Nd 稀土金属，Nd 的添加可以改善合金的熔体纯净度、晶粒细化度及产品外观质量，并有效析出基体中的 Zn和 Zr 原子，有效提升合金的导热性能和力学强度。镁合金的导热性能可以通过导热率来体现，力学性能可以通过抗拉强度，屈服强度体现。高的导热性能可以保证合金在散热器件领域的热导性能指标，使器件可以具有较快的热量传输能力，使设备内部热量及时排出;高的力学强度可以保证合金作为结构件的力学性能指标，使其作为结构件更为可靠。相较于传统镁合金，团队通过添加 Nd 稀土元素可以有效提升镁合金的导热性能和力学强度，Nd 一般分布于晶界，可以弱化镁合金的织构，提升镁合金各晶粒之间的协调能力:而且 Nd 在镁合金成型过程中可以与 Zn 原子结合形成热稳定的第二相，促进动态再结晶提升镁合金的强度:此外，Nd 元素的添加会与基体中的 Zn 元素结合，减弱基体中的晶格畸变，提升镁合金的热导率。

本发明属于新材料领域，涉及磁性纳米复合材料，特别涉及一种选择性识别全氟化合物的高吸附容量磁性纳米复合材料及其制备方法，以解决现有吸附剂识别机制单一或选择性不理想的问题。其特征在于：以亲水基团修饰的 Fe3O4 纳米颗粒为基底，“一步法”合成由全氟辛基和胺基功能化的磁性纳米复合材料，制备方法简便快速、成本低廉、易于操作。材料对全氟化合物的识别基于氟氟相互作用和静电吸引，显著提高了其对目标分析物的特异性识别能力和吸附容量；制备得到的磁性纳米复合材料为核壳结构，表面吸附赋予了材料快速的吸附动力特征，加之材

团队研究开发了医用钛合金表面处理新工艺，包括微弧氧化法制备含钙磷涂层和电化学沉积法制备羟基磷灰石涂层。其中微弧氧化法制备的钛合金医用涂层 中钙磷总含量超过 20 at. %，Ca/P 接近 1.67，涂层与基体结合强度超过 50 MPa， 涂层性能远超高目前临床应用 HA 涂层与基

技术背景： 针对镁合金耐热性低的问题，在JDM2基础上，利用高热稳定 性的“LPSO+析出相”核心单元+晶界弥散相的复合强化 ， 发明 了高温强度、疲劳强度、抗蠕变、耐磨性优良的JDM3合金。 技术水平：工作温度首次达到300 ℃以上（>0.5Tm），抗拉强度保持 300MPa；综合性能超过AC8A铝合金。获发明专利3项，获2007年上海市技术发明一等奖应用领域： 航空、航天关键装备

技术背景： 通过添加稀土与钙等表面活性元素，改变表面氧化层的生长动 力学和化学组成，在镁合金表面形成复合致密氧化膜结构，提 高熔体燃点。发明的JDZM镁合金，实现了镁合金无保护熔炼 与生产。 技术水平：创新的镁合金燃点测试、氧化热力学和动力学计算、氧化膜结 构分析等方法以及建立的阻燃镁合金氧化模型被国内外学者在 随后的研究中广泛借鉴，单篇论文引用次数超过100次； 实现镁合金熔炼、加工无需保护，阻燃温度达935℃； 研究成果获2003年国家科技进步二等奖。 应用领域：3C产品构件 • 汽车方向盘骨架 • 汽车变速箱等轻质压铸件

针对镁合金耐热性低的问题，在JDM2基础上，利用高热稳定性的“LPSO+析出相”核心单元+晶界弥散相的复合强化，发明了高温强度、疲劳强度、抗蠕变、耐磨性优良的JDM3合金。工作温度首次达到300℃以上（＞0.5Tm）抗拉强度保持300Mpa；综合性能超过AC8A铝合金。

纳米磁性液体（magnetic fluid，简称MF）是一种将纳米尺寸的Fe3O4磁性粒子分散在液态基础液中构成的一种新型液体磁性材料，它既具有普通磁性材料的磁性，又具有一般液体的流动性，被广泛应用于航空航天器和其它工业领域的各种设备中。用纳米磁性液体开发的旋转轴密封轴承，可实现自润滑、高转速（10000r/min以上）、无磨损、零泄漏、长寿命的极佳效果，大大提高了设备工作的可靠性和使用寿命。 我单位利用应用化学方面的专业优势，从上世纪八十年代就开始了磁性液体的研究，现已研制出了具有多种型号，性能优异的纳米磁性液体（见下表），其中BH-2、BH-3在旋转轴动密封的实际应用中取得了良好的效果。