1 成果简介碳酸钙作为一种重要的无机化工产品，具有原料丰富、生产工艺简单、性能稳定等特点，广泛用于橡胶、塑料、涂料、造纸、油墨、食品、医药、饲料等工业部门。其中塑料、橡胶行业的碳酸钙消费量为 65%，造纸、涂料各占 15%和 10%，其它行业占 10%。 碳酸钙在橡胶、塑料等行业中的作用与其粒径有关，粒径在 1~3μm 的沉淀碳酸钙仅作为填充剂起增容作用，粒径在 0.01~0.1μm 之间的纳米碳酸钙具有补强、增韧的作用。 我国目前有轻质碳酸钙生产企业一百多家，总生产能力近 500 万吨，但工艺落后，品种单一，基本上采用简易的的间歇鼓泡式炭化工艺，产品大多为售价低廉（ 400~500 元/吨）的大粒径（ 2~5 微米）纺锤形产品（ 图 1），而附加值较高（售价 3000~6000 元/吨）、市场需求增长较快的粒径小于 100 纳米的纳米碳酸钙产量甚微，仅占轻质碳酸钙总产量的 2~5 %左右。我国近年也有利用国内外技术进行纳米碳酸钙生产的报道，但生产成本较高（ 1500~2000元/吨），且大多需 5 千万以上的巨额投资，中小企业难以适应。  图 1 普通纺锤型碳酸钙 (2-3 微米)                        图 2 纳米球型碳酸钙（ 50-60 nm）2 应用说明清华大学经过多年的潜心研究，现已开发出一套崭新的纳米碳酸钙制备工艺和设备，通过加入特定的添加剂，在自行研制的高效传热传质碳化釜中进行反应，即可制得粒径为40~100 纳米的球型碳酸钙（ 图 2）。本技术采用的添加剂价廉易得，所需设备大多为常规化工定型设备，易于为广大的中小企业采用。目前已在河北、江西建成年产 5000~10000 吨纳米碳酸钙的生产厂。采用本工艺的生产成本仅为 1000 元/吨左右。3 效益分析按年产 10000 吨，每吨保守价 1500 元计算， 年创产值（万元）： 10000´1500¸10000=1500，年创利税（万元）： 10000´（ 1500-1000） ¸10000=500。4 合作方式技术转让或合作开发。 开发年产 10000 吨规模，技术转让（专利使用）费： 150 万， 碳化塔设计费： 30 万元， 核心设备（气体分布器）设计及加工费： 100 万元， 碳化塔加工及配套设备：约 300~500 万元， 其它常规设备费（包括气体净化、活化、过滤、干燥、粉碎、分级）：约 500 万元， 基建：约 200~400 万元， 厂房面积：约 10000 平方米。

目概况    目前，国内外解决作为世界上己知的最硬材料——金刚石的超细粉碎问题，即超硬粉体机械法制备超细粉碎技术，一般很难突破现有的微米级水平。成果应用非线性振动理论，创建高振动强度振动磨系统，振动强度设为10-16，围绕非线性振动与高振强所带起的诸多问题，构建双质体振动结构，采用非线性振动系统，实施亚近共振方法，辅以变频技术，解决超硬粉体不细化、易团聚等问题，已进入亚微米或纳米级水平。 本项目具有国际先进水平，拥有自主知识产权。 主要特点    在样机研制和金刚石微粉的振动试验中，掌握K值在上述区间范围变化时粉碎粒度向纳米级细化的条件，使目前国内采用振动磨粉碎方法对金刚石粉体进行粉碎徘徊在μm级水平上的现状得以突破。体现了成果的先进性；    创建高振强系统，对于大多数振动机械，通常振动强度K取4—6，K ≥8时称为高振动强度系统，简称高振强系统。为达到粉体超细化的目的，本样机振动强度设为10-16，围绕高振强所引起的诸多问题，构建双质体振动结构，解决超硬粉体细化时的团聚等问题，体现了成果的创新性。技术指标    选择高振动强度振动磨超细粉碎方法，研究高振动强度对超硬粉体粉碎细化的影响，应用非线性振动理论，主振系统采用非线性变节距弹簧，使其刚度为变量，且随动载荷即振动强度变化而变化，以适应系统变频调速与近共振的工作需求，要求不仅应达到节能高效之特点，同时能使得系统工作稳定；采用环形橡胶弹簧作为减振系统的减振弹簧，弹性模量小，可获得大的弹性变形，以实现理想的非线性特性，使系统具有高内阻，可对突加载荷具有良好的吸收及隔振效果。 最小振动强度k≥8；最大振动强度k≤18。市场前景    金刚石的社会价格为1-10 u m的，0.4-0.8元／克拉；0.1-0.2 u m的，10-20元／克拉，约为微米级价格的25倍。我国人造金刚石微粉年产量达10亿克拉，若其中10%制成亚微或纳米粉，即1亿克拉，则每年经济效益为（15-0.6）×1亿≈14亿元，同时产生利税4亿元。    国内人造金刚石微粉年产量约达10亿克拉，但所需人遣金刚石亚微或纳米粉多依赖进口，成果的进一步中试与推广，将给国内同行企业产生一个非常可观的经济增长点。    成果的应用与推广，对于推动我国人造金刚石超硬超细粉体新材料制备及技术升级将产生十分重要的意义，并将产生非常显著的经济效益与社会效益；人造金刚石亚微米或纳米粉体更有着是人造金刚石微粉几倍乃至数十、百倍的功效，人们对其制备研究与应用前景不可限量。

本技术依托南京工业大学粉体研究所和南京工业大学材料学院开发出的新型适合于多种金属摩擦副（钢－钢，钢－铜，钢－铝等）的高效纳米润滑自修复剂产品，现已申请发明专利3项，开发了内燃机系列、通用流体机械系列、机械密封系列等产品，在轮船、飞机、工程机械、汽车以及矿山、油田、电厂、化工厂、钢厂、水泥厂等机器设备的抗磨、减摩、原位自修复和节能减排中具有广泛应用，可广泛使用于含机械运转金属摩擦副的减摩、抗磨场合。近几年来，该自修复剂已在各种车辆、船舶、空压机、机床、机械密封件等进行了大量实际设备运行考核。结果表明，该产品以一定添加量定期加入各种车辆和机械设备用润滑油或润滑脂中，具有显著的节能、环保效果。此外，还针对我国目前每年消耗100亿只轴承的实际问题，研究开发出纳米复合自修复润滑脂产品，以期大幅度提高轴承的使用寿命，延长设备维修时间。中国颗粒学会鉴定结果认为该技术达到国内领先水平，所研制的机械密封系列产品填补了国内空白。目前，该技术已成功转让给相关企业，并在同行业具有强的竞争优势。技术优势(特点、指标等) 该自修复剂产品的技术优势在于其设计思想、配方及制备方法具有创新性，采用高产率、高纯净度、粒度分布可控多组元复合金属纳米粉体产业化生产技术与独特的金属复合纳米粉体和天然矿石粉体的分散、表面改性技术，有效实现了油溶性添加剂与纳米颗粒的协同增强。产品按要求添加量加入500SN基础油中可降低摩擦系数和磨斑直径60％以上，提高极压值1.9倍。以一定添加量定期加入各种车辆用润滑油中，节省燃油5～35%，减轻机械噪音，减少车辆的废气排放30～50%，提高发动机的动力20%左右，延长润滑油换油周期1~3倍。应用于机械密封件中增加原有机械密封件压力上限30％左右，降低原有机械密封件传动所需电耗；延长原有机械密封件使用寿命1倍以上；降低噪音1~5 dB；大大减少设备保养维修费用，并减少因排除故障停机造成的损失。通用流体机械系列用于多种泵及空压机设备后，具有节电5～16％，降低噪音2～6 dB，提高流体输送流量或压力，延长润滑油换油周期1~3倍；提高摩擦副使用寿命1～3倍，延长设备大修时间及使用寿命等功效。

项目概况 目前，国内外解决作为世界上已知的最硬材料——金刚石的超细粉碎问题，即超硬粉体 机械法制备超细粉碎技术，一般很难突破现有的微米级水平。成果应用非线性振动理论，创 建高振动强度振动磨系统，振动强度设为 10-16，围绕非线性振动与高振强所带起的诸多问 题，构建双质体振动结构，采用非线性振动系统，实施亚近共振方法，辅以变频技术，解决 超硬粉体不细化、易团聚等问题，已进入亚微米或纳米级水平。 本项目具有国际先进水平，拥有自主知识产权。 主要特点 在样机研制和金刚石微粉的振动试验中，掌握 K 值在上述区间范围变化时粉碎粒度向 纳米级细化的条件，使目前国内采用振动磨粉碎方法对金刚石粉体进行粉碎徘徊在 μｍ级 水平上的现状得以突破。体现了成果的先进性； 创建高振强系统，对于大多数振动机械，通常振动强度 K 取 4～6，K ≥8 时称为高振 动强度系统，简称高振强系统。为达到粉体超细化的目的，本样机振动强度设为 10-16，围 绕高振强所引起的诸多问题，构建双质体振动结构，解决超硬粉体细化时的团聚等问题， 体现了成果的创新性。 技术指标 选择高振动强度振动磨超细粉碎方法，研究高振动强度对超硬粉体粉碎细化的影响，应 用非线性振动理论，主振系统采用非线性变节距弹簧，使其刚度为变量，且随动载荷 即振动强度变化而变化，以适应系统变频调速与近共振的工作需求，要求不仅应达到节 能高效之特点，同时能使得系统工作稳定；采用环形橡胶弹簧作为减振系统的减振弹簧， 弹性模量小，可获得大的弹性变形，以实现理想的非线性特性，使系统具有高内阻，可对突 加载荷具有良好的吸收及隔振效果。 最小振动强度 k ≥8；最大振动强度 k≤18。 市场前景 金刚石的社会价格为 1-10μm 的，0.4-0.8 元/克拉；0.1-0.2μm 的，10-20 元/克拉， 约为微米级价格的 25 倍。我国人造金刚石微粉年产量达 10 亿克拉，若其中 10%制成亚微或 纳米粉，即 1 亿克拉，则每年经济效益为（15-0.6）×1 亿≈14 亿元，同时产生利税 4 亿元。 国内人造金刚石微粉年产量约达 10 亿克拉，但所需人造金刚石亚微或纳米粉多依赖进 口，成果的进一步中试与推广，将给国内同行企业产生一个非常可观的经济增长点。 成果的应用与推广，对于推动我国人造金刚石超硬超细粉体新材料制备及技术升级将产9 生十分重要的意义，并将产生非常显著的经济效益与社会效益；人造金刚石亚微米或纳米粉 体更有着是人造金刚石微粉几倍乃至数十、百倍的功效，人们对其制备研究与应用前景不可 限量。

东莞市惠和永晟纳米科技有限公司是是一家专注于纳米功能材料及相关产品研发、销售的高新技术企业，公司总部位于广东省东莞市松山湖园区晨夕路1号1栋1203室。作为广东惠和-惠尔特集团的连锁销售公司，公司专注于硅溶胶的研发、生产与销售，致力于向全球合作伙伴提供高品质硅溶胶及延伸产品的定制化解决方案。截至目前，东莞市惠和永晟纳米科技有限公司已经开发出有40多个硅溶胶品类产品作为日常产销。此外还还包含抛光材料等抛光用原料，广泛应用于半导体、光学器件等领域的加工制造。​​公司将继续秉承“创新、务实、诚信、共赢”的经营理念，为客户提供更优质的产品和服务。

全三维粒子模拟软件CHIPIC是国家*63计划*03主题支持项目“***粒子模拟软件研发”的主要研究内容，其研究目的是在坚实理论基础指导下，深入开展强波粒相互作用理论及HPM和HPMM相关理论研究，建立强流相对论互作用的理论体系，为高功率微波器件理论研究提供一款实用的粒子模拟软件。 因为粒子模拟软件在军事领域有重大应用价值，国外的一些先进粒子模拟软件对我国是禁运的（如美国的MAGIC），从而一些内部技术对我国也是封闭的。本软件是完全依靠国内的自身条件研制完成的，是具有完全知识产权的软件。由本软件运算的准确性（与国外软件比较验证）可以证明本成果使用的技术线路是完全可与国外软件媲美的。 该项目完成了三维电磁粒子模拟理论与算法、软件设计、软件测试等研究内容，突破了高效并行计算、大尺度结构建模、三维PIC/MCC混合算法等关键技术，设计了友好的图形化输入界面及多窗口输出界面，形成了功能完整的CHIPIC3D模拟软件。并最终应用于对高功率微波源、真空电子学太赫兹源、脉冲功率真空器件等进行三维粒子模拟。 该项目主要技术指标如下：1.CHIPIC3D全三维电磁粒子模拟软件在直角及圆柱坐标系下实现了三维FDTD及粒子算法，能对各种对称、非对称结构的高功率微波源及太赫兹波源器件进行三维粒子模拟，模拟结果与实验吻合。2.采用基于消息交换与共享内存相结合的并行计算方法，使加速比达到30以上;3.采用分段建模并行计算的方法，能对30米以上大尺度精细结构进行三维粒子建模及模拟；4.将蒙特卡洛及Vaughan模型算法应用于三维粒子模拟软件，使其能模拟介质表面二次电子倍增、气体放电及介质表面击穿等复杂物理问题；5.采取面向对象的方法，能提供友好的图形化的输入界面及多窗口输出界面。 目前该软件已在中国工程物理研究院流体物理研究所、中国工程物理研究院应用电子学研究所、北京应用物理与计算数学研究所、国营第七七二厂、四川大学电子信息学院、西南交通大学等单位应用。从军事应用角度来看，该软件将缩短我国高功率微波源的研究周期，从而加快我国军队相关武器装备的研究进程；从经济效益角度来看，该软件避免了大量的重复加工及重复试验，节约了大量的人力物力，从而为用户单位带来巨大的经济效益。

该项目主要技术指标如下：1.CHIPIC3D全三维电磁粒子模拟软件在直角及圆柱坐标系下实现了三维FDTD及粒子算法，能对各种对称、非对称结构的高功率微波源及太赫兹波源器件进行三维粒子模拟，模拟结果与实验吻合。2.采用基于消息交换与共享内存相结合的并行计算方法，使加速比达到30以上;3.采用分段建模并行计算的方法，能对30米以上大尺度精细结构进行三维粒子建模及模拟；4.将蒙特卡洛及Vaughan模型算法应用于三维粒子模拟软件，使其能模拟介质表面二次电子倍增、气体放电及介质表面击穿等复杂物理问题；5.采取面向对象的方法，能提供友好的图形化的输入界面及多窗口输出界面。

本发明公开一种补偿粒子速度影像仪球面像差的方法，所述方法为：在粒子速度影像仪提取极电极板添加跳变电压，以在聚焦电场的基础上添加发散电场，从而补偿原有静电聚焦透镜球面像差。本发明还提供一种补偿粒子速度影像仪球面像差的装置，所述装置包括与粒子速度影像仪提取极电极板连接的跳变电压控制单元，用于在提取极电极板上产生跳变电压。本发明可补偿粒子速度影像仪补偿原有静电聚焦透镜球面像差，实施本发明无需改变原有装置结构，实施简便、成本低、成像分辨率高。

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。