1、成果简介 超声振动红外热像（热波）无损检测设备以超声激振被检测对象，以红外热成像方式检测物体的内部缺陷，具有单次检测面积大、速度快、可单面检测、不必拆下总装后的部件、可在外场使用等优点。是一种适合于任何固体材料结构内部裂纹、分层或脱粘缺陷检测的可视化检测设备。主要检测对象有：材料内部微裂纹，复合材料的分层、脱粘和撞击损伤，热障涂层和陶瓷部件上的微裂纹，管道内壁的裂纹和腐蚀坑，C/C复合材料上的裂纹，固体发动机绝热层脱粘，航天胶接结构脱粘，焊缝内部裂纹。该设备和技术是2001年以来4.5次国家自然科学基金、3次航空科学基金、2次航天支撑技术基金共同资助下的自主创新研究成果，具有自主知识产权，有广阔的应用前景。 典型技术指标： 最大激振功率：50-2600W； 图像分辨率：320*240～620*480； 检测时间：5s； 单次检测面积：500mm*375mm及以上。 具体指标可根据实际需要的技术、经济性能合理调整。2、应用说明 用于各类材料、结构内部缺陷的无损检测，如：材料内部微裂纹，复合材料的分层、脱粘和撞击损伤，热障涂层和陶瓷部件上的微裂纹、脱粘，管道内壁的裂纹和腐蚀坑，C/C复合材料上的裂纹，固体发动机绝热层脱粘，航天胶接结构脱粘，焊缝内部裂纹。应用单位有航天二院201所、北京卫星制造厂，技术合作单位有航天6院389厂、北京航空材料研究院。3、效益分析该设备和技术是自2001年以来4.5次国家自然科学基金、3次航空科学基金、2次航天支撑技术基金共同资助下积累的自主创新研究成果，具有国际先进的技术水平，有台式、移动、便携形式，有广阔的应用前景。

项目处于研发熟化阶段。申请发明专利70余项，授权40余项（含美国专利2项），初步建立了一套自主知识产权体系。发明了多种用于检测有毒气体的聚合物气敏材料及其低毒合成方法，其中PHFA的灵敏度是美国PNNL的BSP3的3倍；提出了双端谐振型乐甫波传感器，发明了聚合物波导薄膜和叉指电极的优化制备工艺方法，与法国ENSEIRB的器件相比，将传感功能结构的灵敏度提高了12倍；发明了SAW气体传感器的温湿度补偿技术、快速解吸方法和电磁屏蔽方法。研制的手持式SAW气体传感器能对0.1mg/m3

本发明公开了一种基于波矢测量的红外成像探测芯片，包括面阵红外折射微透镜、面阵非制冷红外探测器和驱控预处理模块；其中，面阵非制冷红外探测器位于所述面阵红外折射微透镜的焦面处，被划分成多个阵列分布的子面阵非制冷红外探测器，每个子面阵非制冷红外探测器包括数量和排布方式相同的多个阵列分布的光敏元；面阵红外折射微透镜包括多个阵列分布的单元红外折射微透镜，每单元红外折射微透镜与一个子面阵非制冷红外探测器对应。本发明的红外成像

针对爆破振动波、冲击波对周边环境和建筑物影响，本团队组织开展技术攻关，主要成果包括： 1.首次基于现场试验，验证了多次钻爆冲击波作用下，单层钢化玻璃的疲劳破坏现象；制定临建建筑物多次爆破冲击波破坏效应的控制标准。 2.总结与围岩等级相匹配的量产常用炸药类型、水封爆破技术；建立了炸药、岩石不同匹配值与爆破块度之关系：对强度大于30MPa的III级及以上硬质围岩，应采用2号岩石乳化炸药；对强度介于5-30MPa的IV级软岩，应采用二级煤矿许用炸药。对强度小于5MPa的V围岩，应采用三级煤矿许用炸药，最优阻抗匹配系数为2.53-3.30。另据试验结果知，为满足隧道施工中装运碴土要求，炸药岩石阻抗匹配并非在匹配系数为1.0时最优，而在1.98-3.30之间，且围岩强度越低，其对应最优阻抗匹配值越大。发现在药量相同的情况下，水封爆破的振速小于常规爆破振速的非惯性推测现象，水封爆破有明显的减振作用。初步分析认为，一是水封不同于水介质爆破；二是“水袋+炮泥”的可靠堵塞比常规堵塞和不堵塞工况，使爆破振动的各向分布均匀化所致。隧道水封爆破相比常规爆破工艺，具有降低炸药单耗，提高能量利用率，提高循环进尺，降低振速，减小粉尘浓度等优势，具有良好的技术经济和社会效应。 图1 测点布置示意图 图2 玻璃前后冲击波超压峰值变化曲线 图3 爆破冲击波反复作用下钢化玻璃现场发生破裂

本发明公开了一种基于毫米波通信天线差速旋转方式的毫米波天线对中控制系统。本发明的对中控制系统由多个相同的对中控制装置组成，对中控制装置分别设置在不同的毫米波天线通信站点中；每个对中控制装置包括天线转动模块、位置信息检测模块、天线信息采集传感器和对中控制模块；天线转动模块、位置信息检测模块和天线信息采集传感器分别与对中控制模块。本发明能有效提高毫米波天线对中精度，实现天线自动化对中通信，减少对中前的准备工作和数据交换工作，增加毫米波的通信保密性，实现毫米波通信机动性、可靠性及野外自适应特性。

        研发团队针对NASICON型结构钠离子电池正极材料面临的瓶颈问题，通过新颖的合成方法和材料晶体结构设计理念，成功开发了具有自主知识产权的长寿命、高功率和低成本的钠离子电池及其超稳定的正极材料。材料合成方法简单，反应条件温和，不需要特殊设备，目前已完成实验室中试，具备了公斤级的制备能力。成果具有高的振实密度，可实现高体积能量密度，具有非常优秀的实用化潜力。         意向开展成果转化的前提条件：中试放大及产业化工艺开发资金支持

项目涉及的产品是钛基合金，具体包括钛铁合金、钛铝合金以及钛铝钒合金等，其广泛用于冶金、国防、军工、航空、航天以及生物医学等领域。目前，现有的钛及钛合金等钛材的利用流程仍全是高钛渣/金红石-高温氯化-真空还原-精制-海绵钛-破碎-真空熔炼-钛材这一高能耗、高污染的高成本生产工艺。东北大学在国家973、国家自然科学基金以及企业重大科技攻关等项目的联合资助下，针对现有金属热还原法直接制备钛基合金存在的钛氧化物还原不彻底等技术难题，发明了基于喷吹金属蒸气深度多级还原直接冶炼钛基合金的新技术，并突破了其喷吹金属蒸气深度还原装备的技术难题，建成了吨级规模的基于喷吹深度多级还原装备。成功制备出氧含量低于0.6%的低氧高钛铁；氧含量低于0.1%，氮含量低于200ppm的钛铝合金及钛铝钒合金，目前已完成20kg规模的放大试验，建成了吨级规模的基于喷吹深度多级还原核心装备，进入产业化和推广应用阶段。核心成果已获得国家发明专利６项，整体技术及装备水平世界领先。 项目研究形成了从方法-产品-装备的原始创新，突破直接热还原法制备钛基合金的技术难题，实现了钛合金的短流程清洁制备，为国家安全建设和社会经济建设提供了战略物质保障社会经济效益显著。未来5年，我国特种钢精炼用高钛铁合金用量可达30万吨，若投资建立一条深度多级还原直接冶炼低氧高钛铁的生产线，可实现年产量5000吨的规模，其总产值可达2.5亿元以上，年均创造效益约5000万元。建设一条1000吨规模的钛铝基钛合金生产，其总产值可达2亿元以上，年均创造效益约5000~8000万元。因此项目建设将极大地拉动地方经济。

依托“湖南大学碳材料研究所”，建成国内沥青基碳纤维生产基地，逐步用碳纤维复合材料取代铝合金、钢筋等，促进建筑行业、汽车行业的“产业革命”，打造百亿、千亿的产业集群，把湖南长沙打造成全球第四家拥有整套高性能沥青基碳纤维制备技术的生产基地，确立长沙中国“碳谷”地位。目前已研发出高性能沥青基连续长丝炭纤维。 相关研究成果已应用于航天、航天、承载一体化、冲击载荷下微结构、兵器材料等，为我国武器装备发展和国防科技工业进步提供了基础支撑。合作单位包括国防科工局、中科院近代物理所、中国兵器工业第二0一研究所、中国工程物理研究院、航天科工集团、航天科技集团、中国兵器集团等国防军工单位。

传统的CCD、CMOS硅基成像器件都不能响应紫外波段的光信号，这是因为紫外波段的光波在多晶硅中穿透深度很小（<2nm）。但是近年来随着紫外探测技术的日趋发展，人们越来越需要对紫外波段进行更深的探测分析与认识。紫外探测技术是继激光探测技术和红外探测技术之后发展起来的又一军民两用光电探测技术。几十年来，紫外探测技术已经逐渐应用于光谱分析、军事、空间天文、环境监测、工业生产、医用生物学等诸多领域，对现代科研、国防和人民生活都产生了深远的影响。特别是在先进光谱仪器方面，国内急迫需要响应波段拓展到紫外的硅基成像器件。硅基成像器件如CCD、CMOS是应用最广泛的光电探测器件。当前最先进的光谱仪器大都采用了CCD或CMOS作为探测器件，这是因为CCD、CMOS具有灵敏度强、噪声低、成像质量好等优点。但由于紫外波段的光波在多晶硅中穿透深度很小（<2nm），CCD、CMOS等在紫外波段响应都很弱。成像器件的这种紫外弱响应限制了其在先进光谱仪器及其他领域紫外波段探测的使用。 在技术发达国家,宽光谱响应范围、高分辨率、高灵敏度探测器CCD已经广泛应用于高档光谱仪器中。上世纪中叶美国Varian公司开发的Varian700 ICP-AES所使用的宽光谱CCD检测器分辨率达0.01nm,光波长在600nm和300nm时QE分别达到了84%和50%；美国热电公司开发的CAP600 系列ICP所用探测器光谱响应范围更是达到165～1000nm，在200nm时的分辨率达到0.005nm.法国Johinyvon的全谱直读ICP，其所用的CCD探测器像素分辨率达0.0035nm,紫外响应拓展到120nm的远紫外波段。德国斯派克分析仪器公司的全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪一维色散和22个CCD检测器设计，其光谱响应范围为120－800nm。德国耶拿JENA 连续光源原子吸收光谱仪contrAA采用高分辨率的中阶梯光栅和紫外高灵敏度的一维CCD探测器，分辨率达0.002nm,光谱响应范围为189—900 nm。总而言之，发达国家在宽光谱响应和高分辨率高灵敏度探测器件的研制领域已取得相当的成就。主要技术指标和创新点（1）  我们在国内首次提出紫外增强的硅基成像器件，并在不改变传统硅基成像探测器件的结构的基础上，利用镀膜的方法增强成像探测器件CCD、CMOS的紫外响应，使其光谱响应范围拓宽到190—1100nm，实现对190nm以上紫外光的探测。（2）  提高成像探测器的紫外波段灵敏度，达到0.1V/lex.s。（3）  增强成像探测器件的紫外响应的同时，尽量不削弱探测器件对可见波段的响应。（4）  选用适合的无机材料，克服有机材料使用寿命短的缺陷。 紫外探测技术已经逐渐应用于光谱分析、军事、空间天文、环境监测、工业生产、医用生物学等诸多领域，对现代科研、国防和人民生活都产生了深远的影响。特别是在先进光谱仪器方面，国内急迫需要响应波段拓展到紫外的硅基成像器件，该设计与传统CCD、CMOS结合，能满足宽光谱光谱仪器所需的紫外响应探测器的需要。能提高光谱仪器光谱响应范围，在科学实验和物质分析和检测中具有很广的市场前景。 该设计样品能取代传统CCD、CMOS，应用于大型宽光谱光谱仪器上，作为光谱仪的探测器件。将传统光谱仪器的光谱检测范围拓宽到190—1100nm. 实现紫外探测和紫外分析。具有较强的市场推广应用价值。

北京大学物理学院“极端光学创新研究团队”王剑威研究员和龚旗煌院士领导的课题组，与英国、丹麦、奥地利和澳大利亚的学者合作，实现了硅基集成光量子芯片上的多体量子纠缠和芯片-芯片间的量子隐形传态功能，为芯片上光量子信息处理和计算模拟的应用，奠定了坚实的基础。相关研究成果于近日发表在国际顶级物理期刊Nature Physics(https://www.nature.com/articles/s41567-019-0727-x)。 集成光量子芯片技术，结合了量子物理、量子信息和集成光子学等前沿学科，通过半导体微纳加工制造高性能且大规模集成的光量子器件，实现对光量子信息的高效处理、计算和传输等功能。其中，利用硅基平面光波导集成技术的光量子芯片具有诸多独特优势，包括集成度高、稳定性好、编程操控性优越和可单片集成核心光量子器件等，因此被认为是一种实现光量子信息应用的重要手段之一。 A. 硅基量子隐形传态和多光子量子纠缠芯片的示意图，左上角为集成量子光源的电子显微镜图；B. 量子隐形传态的量子线路图；C. 量子纠缠互换的量子线路图；D. GHZ纠缠制备的量子线路图 北京大学研究团队与布里斯托尔大学、丹麦科技大学、奥地利科学院、赫瑞-瓦特大学和西澳大利亚大学科研人员密切合作，在硅基光量子芯片技术和应用方面取得了突破性进展。研究团队发展了一种基于微环谐振腔的高性能集成量子光源，通过硅波导的强四波混频非线性效应，实现了光子全同性优于90%、无需滤波后处理的50%触发效率的单光子对源，达到了对4组微腔量子光源阵列的相干操控，片上双光子量子纠缠源的保真度达到了92%。团队实现了关键的可编程片上双比特量子纠缠门，可以按照功能需要切换贝尔投影测量和量子比特焊接操作，通过量子态层析实验确认了高保真的双比特纠缠操作。 研究团队在单一硅芯片上实现了高性能量子纠缠光源、可编程双比特量子纠缠门，以及可编程单量子比特测量的全功能集成，进而实现了三种核心量子功能模块——芯片上四光子真纠缠、量子纠缠互换、芯片-芯片间的高保真量子隐形传态。通过对两对纠缠光子对进行量子比特焊接操作，团队实现并判定了四比特Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) 真量子纠缠的存在；通过对两对纠缠光子中各一个光子进行贝尔投影操作，实现了量子纠缠互换功能，使来自不同光子源的光子间产生了量子纠缠；利用两个芯片间的量子态传输和量子纠缠分布技术，实现了两个芯片间任意单量子比特的量子隐形传态，达到了近90%的隐形传态保真度。 团队研制的硅基多光子量子芯片尺寸仅占几平方毫米，比传统实现方法小了约5-6个数量级，不仅达到了器件的微型化，同时具备了单片全功能集成、器件编程可控、系统性能优越等特点，其中量子隐形传态保真度优于已报道的其它物理实现方法。多体量子纠缠体系的片上制备与量子调控技术，为片上量子物理基础研究和片上光量子信息处理传输、量子计算模拟的应用提供了重要基础。