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新型纳米晶种材料及其在轻合金中的应用
轻量化和绿色制造是实现航空航天和交通运输等领域节能减排的重要手段，铝合金是其轻量化首选，但传统铝合金服役性能不能满足高端制造业发展的要求，制造过程也存在高污染、高能耗、质量不稳定等问题。以新思路、新原理、新材料、新工艺克服关键共性难题，突破铝合金力学性能瓶颈、取代落后工艺是必然选择。
本项目以多相熔体原子团簇演变调控为突破口，发明系列纳米晶种材料，提出纳米晶种技术，已成为大幅提升铝合金的综合性能和加工工艺性能的创新手段。
传统铸造铝硅合金生产中通常添加磷盐、赤磷或磷铜合金调控共晶及过共晶Al-Si合金中的初晶硅相的尺寸、形貌及分布，但存在磷量不可控、变质效果及产品质量不稳定、P2O5污染严重的问题。生产中通常采用传统Al-Ti-B及Al-Ti-C细化剂铝合金基体的α-Al枝晶，但是因Si“中毒”及Zr “中毒”，对含Si或含Zr铝合金几乎失去细晶强化作用。基于以上难题，山东大学发明了用于调控初晶硅相的Al-P系纳米晶种材料及用于铝合金晶粒细化的强效AlTiC-B系纳米晶种材料。
Al-P系纳米晶种：①节能减排：与传统工艺相比，避免了P2O5有毒气体排放，简化工序，节能降耗。②产品质量提升：实现了初晶硅尺度及构型高效调控，铝活塞铸件抗拉强度提升0%，体积稳定性和可靠性显著提高。③高纯化：可将铝熔体中Ca、Na、Sr含量分别由22 ppm、14ppm、14 ppm降低至1 ppm以下。
AlTiC-B系纳米晶种：①解决了Si、Zr细化“中毒”等难题，有效调控基体相。②提升了Al-Cu系铝熔体的流动性，解决了热裂、浇不足等行业难题。③提升了铸件性能：与传统Al-Ti-B相比，使A356合金屈服强度提高15%，延伸率提高37%；使2024合金抗拉强度由398MPa提升至550MPa，延伸率由9.8%提升至15.5%。
获奖情况:2016年度山东省技术发明一等奖，纳米晶种合金系列产品与耐热高强轻金属材料的创制及应用2009年度山东省技术发明二等奖，硅-磷和铝-磷合金研制与发动机活塞材料强化新技术2005年度山东省科技进步二等奖，富磷富碳中间合金的研究与应用2004年度教育部技术发明二等奖，高效Al-P中间合金及其变质处理
山东大学
2021-05-11
疾病诊断与手术导航用高性能近红外荧光纳米材料
成果简介： 本项目针对目前面向肿瘤诊疗的纳米材料在安全性和有效性等方面的缺陷与不足，创新性地提出了基于临床用近红外荧光诊断试剂与生物相容性高分子材料，理性设计与构建了一系列近红外光激发下兼具光动力活性和光降解性的荧光两亲性聚合物，其自组装形成的核-壳结构纳米材料。聚合物合成工艺、纳米材料制备工艺简便、可控、易放大。在动物体内实验结果表明本类纳米材料能够高
南京工业大学
2021-01-12
低成本纳米微晶陶瓷制备技术
本项目开发了一种全新概念的纳米陶瓷制备新工艺新技术。它采用天然矿物和工业废渣来取代高温烧结法中昂贵的纳米陶瓷粉末，使制备成本大幅降低。用高温溶胶－凝胶工艺从根本上解决了材料组成的不均匀性和残留气孔等问题，同时具有生产周期短、效率高、能耗低、制品的均匀性和可靠性好等优点。开发的原位受控晶化技术不仅使材料的晶粒尺寸控制在纳米级，而且还可对晶相数量和结晶形状进行有效控制，可获得具有球状或针状晶体的纳米微晶陶瓷。
湖南大学
2021-04-10
低成本纳米微晶陶瓷制备技术
本项目开发了一种全新概念的纳米陶瓷制备新工艺新技术。它采用天然矿物和工业废渣来取代高温烧结法中昂贵的纳米陶瓷粉末，使制备成本大幅降低。用高温溶胶－凝胶工艺从根本上解决了材料组成的不均匀性和残留气孔等问题，同时具有生产周期短、效率高、能耗低、制品的均匀性和可靠性好等优点。开发的原位受控晶化技术不仅使材料的晶粒尺寸控制在纳米级，而且还可对晶相数量和结晶形状进行有效控制，可获得具有球状或针状晶体的纳米微晶陶瓷。
湖南大学
2021-02-01
纳米能源材料
通过“二维限制效应(two-dimensional confinement, 2DC)”能够使无催化活性的非晶态材料转变成为高性能的光催化分解水制氢材料即二维非晶光催化剂。他们采用自己发展的“金属氧化物纳米晶LAL（laser ablation in liquids, LAL）非晶化”技术，在纯水中将Ni纳米晶转化为二维非晶NiO纳米片，并且证实了其在不添加任何贵金属助催化剂的情况下可以实现高效光
中山大学
2021-04-14
高性能氮化硼纳米材料
纳米氮化硼材料兼具氮化硼和纳米材料的双重优势，广泛应用于航空航天、高端电子散热材料、吸附剂、水净化、化妆品等领域。项目团队开发出一种能够实现形貌和尺寸均一且具有超大比表面积多孔氮化硼纳米纤维的规模化制备技术，目前市场尚未实现规模化生产。该技术合成工艺简单可控、成本低、过程绿色环保，处于国际领先地位。
1 产品的应用领域
图2 高性能氮化硼纳米纤维粉体
图3 氮化硼纳米纤维粉体微观形貌
吉林大学
2025-02-10
一种铁基非晶及纳米晶合金的成型方法
本发明公开了一种铁基非晶及纳米晶合金的成型方法，属于增 材制造领域。采用微喷射粘结成型方法将铁基非晶混合粉末或纳米晶 合金混合粉末制备成坯体，然后烧结坯体获得制品。铁基非晶混合粉 末或纳米晶合金混合粉末中均匀混合有粘结剂。烧结采用的温度高于 粘结剂的熔点 5℃～10℃，同时低于铁基非晶粉末相变温度或纳米晶 合金粉末相变温度。本发明方法能够用来制备大尺寸复杂形状块体铁 基非晶及纳米晶合金制品。
华中科技大学
2021-04-14
一种铂铜凹形合金纳米晶的制备方法及其制备的铂铜凹形合金纳米晶
本发明公开了一种铂铜凹形合金纳米晶的制备方法。将油溶性的铂源和铜源溶于油胺中得第一溶液；将十六烷基三甲基溴化铵和三正辛基氧膦溶解于油胺中得第二溶液；将第二溶液搅拌的同时加热至160-200℃，用移液枪将第一溶液注入上述第二溶液中，160-200℃下反应2-24小时；将得到的产物离心分离，即得铂铜凹形合金纳米晶。本发明所用试剂较为简单，无毒无害，制备方法简单，较易实现，具有较重要的学术和现实意义。本发明还公开了所述制备方法制备的铂铜凹形合金纳米晶，大小均一，分散性好，成分可调。
浙江大学
2021-04-11
近红外荧光磁性微乳纳米粒子
恶性肿瘤是一类严重威胁人类健康的多发病和常见病。 研究表明，癌细胞在温度打到 43℃时即呈现死亡，而人体正常的细胞加热到 48℃亦 能健康生存。因此，利用正常细胞与癌细胞之间的耐热差别，将癌细胞部位加热到 43℃ 左右的温热疗法引起了研究者们极大的兴趣。肿瘤热疗的方法包括组织间射频消融热疗， 高能聚焦超声，微波热疗，以及通过全身加热使体温升高到 39.5℃-41.5℃维持 2-4 小 时来进行热疗等。 本发明将近红外荧光量子点纳米粒子或近红外荧光有机染料分子与磁性纳米粒子一 起包埋到油包水的微乳中，通过磁性纳米粒子的磁导向作用，将微乳包埋的近红外荧光 物质靶向到肿瘤部位并固定在肿瘤部位，在近红外光的激发下，通过近红外荧光物质发 射的近红外荧光所产生的热来治疗肿瘤，或同时利用近红外荧光所产生的热和磁性纳米 粒子在交变磁场下产生的热共同杀伤肿瘤，或在微乳中进一步包埋抗癌药物，使其与纳 米粒子产生的热效应一起来治疗肿瘤。
同济大学
2021-04-13
一种利用压力来调控贵金属纳米材料晶相含量的新策略
自然界中，贵金属金（Au）的块体只能以其热力学稳定结构面心立方(fcc)相存在。只有在纳米尺度，利用湿法化学合成方法，人们才能获得具有独特光学性质的，密排六方hcp-4H结构的Au纳米材料。虽然通过配体交换或外延生长贵金属的方式，可以在溶液中诱导4H相的Au变为fcc结构，获得更多的结构信息。但是，具体的结构性质和相转变过程仍然无法确定。本工作利用金刚石对顶砧（DAC）技术对4H相的Au纳米材料进行研究，探索其结构和相变过程，达到高压贵金属相工程的目的。 高压X射线衍射表明，压力在1.2 – 26.1 GPa之间，Au的4H结构逐渐转变为fcc相。同时，该过程的不可逆性使得贵金属高压相工程成为了可能。即通过控制最高压力，获得不同4H/fcc相含量的Au纳米材料。同时，相比纯4H相的Au纳米带，具有4H与fcc相交替多相结构的4H/fcc Au纳米棒更容易发生高压相变。这主要是由于4H/fcc多相Au纳米棒中大量相边界提供的相变成核位点，可以促进4H-fcc的相变过程。此外，课题组通过高分辨透射电子显微技术和密度泛函理论（DFT）计算的结合，首次观测到了原子尺度的Au相变路径。发现Au由4H-fcc的相变机理为（-112）4H晶面的整平，并伴随着密堆积方向的改变。这与以往观测到的金属高压hcp-fcc相的相变机制完全不同。该工作不仅对Au纳米结构的稳定性和相变提出了新的见解，而且提供了一种利用压力来调控贵金属纳米材料晶相含量的新策略，该策略可用于研究基于晶相的催化、表面增强拉曼散射、波导、光热疗法、传感、清洁能源等领域中。
南方科技大学
2021-04-13