项目简介： 针对传统橡胶油封不能满足现代高端装备（如汽车、工程机械等）对旋转轴唇形油封的更高要求（即要求油封能承受高低温&n

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。

浸没循环撞击流反应器（SCISR）（中国专利申请号 Chinese Patent App No 02138720.6）能强化液相体系微观混合的特性，其适用于快速反应沉淀过程的规律，在超细粉体研究制备领域具有其独特的优势。且从反应器尺寸上来说，浸没循环撞击流反应器比一般实验室反应器要大得多，工业化的放大问题容易解决。 在浸没循环撞击流反应器中，以CuCl2作原料、KBH4作为还原剂、氨水作络合剂、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作分散剂，反应—沉淀法制取纳米铜粉。最优工艺条件下制得粒径5.1～10 nm左右、粒径分布比较窄的纳米铜粉。制备工艺比较温和，反应温度为常温，实验制备产品粒径重复性好，实验室制备成本为3600元／公斤。产品经武汉大学检测中心X-射线衍射和透射电镜检测，分析得到产品单质铜含量较高，产物均为球形颗粒，无针状结晶。与已有的同类方法但采用不同反应技术制得的纳米铜粉数据相比，本产品更细、粒径分布更窄，是所见报道中粒径最小的。 纳米铜粉是一种新型的纳米金属材料，广泛应用于生产生活的各个方面，具有广阔的应用前景。本产品可通过包覆银膜制备铜银双金属粉替代贵金属银、钯粉末应用在电学领域的如导电胶、导电涂料和电极材料的制造等，包覆量仅为30％就可以具有常温抗氧化性能；同时制得的纳米铜粉可以作为润滑油添加剂，直接分散在高级润滑油中可提高润滑性能达到40％－50％，它的研发成功将为我国汽车发动机高级润滑油等产品的升级换代提供一种新型抗磨添加剂产品，因而具有广阔的应用前景。

设计了一种基于非编码RNA靶向递送的多模态可视化纳米药物，初步实现了对体内肝癌细胞模型中肿瘤干细胞和侵袭转移的抑制。郭若汨博士、吴志强博士和王晶医生为该论文的并列第一作者，附属第一医院郭宇副主任医师为通讯作者。       该研究首先通过对临床标本进行分析，发现肝癌的非编码RNA治疗靶标。进而利用前期开发的肝细胞癌特异性“诊断-治疗一体化”纳米载体技术，实现对体内肝癌细胞的基因治疗和疗程中MRI实时显影。研究中发现，开发的纳米药物通过调控上皮间质转化/干性，抑制肝癌细胞的侵袭、转移和增殖。同时，负载治疗基因的纳米药物也具有磁共振成像等多模态分子显像功能。

通过大规模筛选，鉴定出PBOV1等一系列肝癌相关基因，并证实PBOV1确实是肝癌患者的不良预后因素。在进一步的体外功能实验中发现，PBOV1可通过调控β-catenin信号通路增强肝癌干细胞的功能，进而促进肝癌进展和转移，具有作为肝癌特异性基因治疗位点的可能性。但是，目前肝癌治疗基因的体内载体问题仍未得到完全解决。所以，该团队利用帅心涛教授长期研究开发的肝癌细胞靶向化纳米载体平台，将治疗基团导入肝癌模型，实现对肝癌细胞的精准体内抑制。更为巧妙的是，该纳米载体在进行肝癌体内基因治疗的同时，可以作为高灵敏度的分子影像探针，方便地进行MRI-近红外荧光多模态活体成像，实现治疗过程和治疗效果的实时显像，动态展示纳米药物的体内实时分布和病灶在治疗过程的变化，便于后期个体化治疗技术的开发。

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

我国水处理技术起步较晚，大部分是剖析、仿制或依据国外专利研制的，再加上我国水处理剂工业发展历史较短，科研经费有限,因此具有基础薄弱、技术比较落后、整体水平不高的特点。虽然经过“八五”、“九五”攻关在水处理药剂开发方面达到了较高水平，但是随着环保和节水意识的加强，在水处理药剂的低磷化、环保化方面，在水处理药剂生产的连续化、自动化、标准化方面，水处理药剂

技术成熟度：原型验证 原理：模型将浆锚连接节点破坏视为两个阶段，第一阶段为粘结破坏，即砂浆与钢筋和钢筋断裂前（包括断裂时）时段，第二阶段为滑移破坏，即砂浆与钢筋和钢筋断裂后时段。第一阶段依靠梁单元模拟，第二阶段依靠弹簧单元模拟，这样准确的反映了浆锚连接发生时的强度破坏及之后的滑移脱离现象。 创新点：提出了建模工艺，给出了适用于模型的弹簧单元、梁单元本构关系。 应用场景：浆锚节点超限分析，浆锚节点抗震性能分析。 应用案例：约束浆锚钢筋极限搭接连接剪力墙结构抗震性能分析，装配法加固剪力墙施工模拟过程分析。 成果获奖：吉林省土木建筑学会科技进步一等奖。 成果评价：建模简单、计算快速、经过多篇论文验证传力与实际情况偏差小于10%。