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先进粉末高温合金的研制及制备技术
采用注射成形工艺实现复杂形状增压涡轮的近终成形，并满足高性能和低成本的要求。根据注射成形涡轮对零件壁厚的要求，选择 ø52mm 涡轮作为研制对象，并完成了中空蜗轮的结构设计及可靠性校验，中空孔径确定为 ø5mm，孔深 25mm，如图 1 所示。对比分析实芯涡轮和中空涡轮的离心应力分布可知，采用中空结构的涡轮，其应力分布较原始涡轮应力分布一致，但涡轮离心应力有所增大，中空结构涡轮的最大离心应力为 626MPa，较原始涡轮增加了 20.4%。涡轮采用中空设计后，自振频率变化很小，频率平均变小 0.167%，可近似认为没有变化。中空结构增压涡轮不仅达到了减轻重量的目的，而且大幅度减小了烧结变形。设计了侧向抽芯模具结构（如图 2 所示），实现了复杂形状增压涡轮的近终成形。采用数值模拟方法对注射成形充模过程进行了模拟，得出了喂料的充模过程（如图 3 所示），并阐明了涡轮在注射成形过程中产生的缺陷与机理。优化了注射成形工艺参数，得出最佳的注射成形工艺参数为：注射温度为 160℃，注射压力为 60MPa，模温为 80℃，最终制备出了无缺陷的注射成形坯。以平均粒度 15μm 的惰性气体雾化的 K418 镍基高温合金为原料，选用 67%装载量，将粉末与粘结剂（60%石蜡+15%高密度聚乙烯+15%聚丙烯+10%硬脂酸）于 140℃在 开放式混炼机中混炼 30min，制备出适合镍基高温合金粉末注射成形的高效粘结剂，制备出了流变性能良好的注射喂料。分析了脱脂方法、脱脂制度和脱脂温度对致密度和最终高温合金性能的影响，掌握了碳、氧含量的精确控制技术。通过烧结+热等静压工艺获得高致密度的粉末高温合金，具有晶粒细小、显微组织均匀、综合力学性能优异等优点。MIM418 合金 1230℃真空烧结相对密度为 97%，热等静压后的样品接近全致密。
北京科技大学
2021-02-01
液-液离心萃取技术及成套装备
超高压阀门的阀芯需要抗腐蚀耐磨的材料，因此阀芯的材料往往与本体不同，为了防止出 现掉落、松动等故障，需要将阀芯与阀门本体进行焊接。考虑到阀门本体结构的特殊性，需要 设计一种全自动焊接机床来满足这一要求。 该套数控焊接机床的机械系统主体部分是X,Y,Z三轴工作平台以及旋转R轴构成 (X和Y轴 行程为100mm,Z轴行程为400mm,三轴均通过滚珠丝杠传动，具有较高的控制精度，R轴可旋 转任意角度，载荷100KG) ，为了实现精确控制，四轴均通过伺服电机驱动器+伺服电机驱 动，通过设置伺服驱动器及运动控制卡相关的参数，电机位置控制可达到加工精度要求 (小于 0.2mm) 。其中XYZ三轴均有正负原点开关和零点开关，R轴只有一个零点开关。工作台的旋转 由R轴通过1:100行星减速齿轮带动，工件通过专用工装夹紧，并通过电刷与焊机负极连接。 该项目主要完成了以下工作：焊枪结构改进及硬件调试；机床数控软件的模块化设计， 包括焊接中示教及焊枪路径规划中提出的一种通过空间直线和空间圆弧实现空间曲线的插补 算法，辅助功能的实现和焊缝收弧引弧等时间控制策略等；着重研究了焊接工艺参数 (焊接电 流，焊接电压，焊接速度和焊枪角度) 对焊缝的影响，通过一种数学模型来描述工艺参数与焊 缝熔深之间的关系，对摸索焊接工艺参数对焊缝形态影响和焊缝质量的预测和评估有重要意 义。
华东理工大学
2021-04-11
风电场智能扇区管理技术研发及应用
本项目以风电场扇区管理为研究对象，通过开发工程尾流模型和改进机组偏航控制品质，将尾流效应模型与场内机组偏航指令有效结合，以管理各机组尾流所覆盖的扇区，利用风电场多机组的偏航协同控制，实现以多机群或风场级发电量为优化目标的机组偏航动作，从而提高整体发电量。主要包括以下内容：
（1）风电机组偏航参数优化方法
围绕偏航系统的稳态误差校准展开研究，利用SCADA历史数据及高精度传感测量装置，开发数据驱动的校准分析方法，改进机组偏航控制系统的信号品质，提升机组功率输出性能。
（2）机组级尾流复合建模方法
以特定机组为研究对象，通过测风仪与风向标数据，分析前排机组尾流空间分布特性，以建立有效简化的工程尾流模型。在此基础上，结合先进CFD风场仿真与现场测试，主动改变上游机组的偏航角，测试量化上游机组的尾流效应变化对下游机组的特性影响，最终建立起机组尾流效应到单机发电量的数学联系。
（3）风电场级尾流评估技术
以风电场中机组位置信息为依据，整合机组级尾流模型得到描述整场尾流效应的流场模型，基于风场当前的运行状况、机组受尾流影响等方面的分析，考虑尾流叠加空间耦合的影响。划分得到处于下游且受尾流影响较大的机组群，分析扇区管理实现优化改进的可行性及优化区域范围。
（4）扇区优化管理技术
在场级流场建模及评估的基础上，研究风场内多机组的扇区协同管理调度。以提高整场的发电量为目标，利用优化算法集中式优化整场各机组的动态偏航角，以降低尾流对后排机组的影响。
华北电力大学
2021-05-10
片状纳米金属颗粒制备技术及开发应用
颗粒的粒度和粒形分析采用激光粒度分析仪和JEM-1299EXⅡ透射电子显微镜，原始锌粉的中值粒度大约在3~10微米之间，粒形近似为球形。实验结果证明，经过1小时处理后，原始的150克球状锌粉基本上都成了薄片状，颗粒的厚度分布在10～50nm之间，直径方向尺寸度分布在20—100nm之间，这一转变过程的电力消耗只有0.12度。按照150克/小时计算，本技术班纳米锌片可达1公斤以上，每班电力消耗还不到1度。得到的产品形状规则，均匀，无污染，几乎无缺陷。 本项目不但在国内外率先成功地在温室下用振动方法制备出了纳米片状锌粉，而且还适用于其他金属及金属氧化物纳米片的制备。可开发的领域有：纳米片涂层技术，纳米片指纹粉体，纳米片催化技术，高密度、高分辨率、低噪声磁性记录介质等等。
上海理工大学
2021-04-11
柴油机高效清洁燃烧技术及应用
柴油机的燃烧以扩散燃烧为主，其燃烧速率决定于混合气形成快慢。大连理工大学隆武强教授团队发明了双层分流燃烧室和高扰动喷油嘴，结合缸内气体流动控制，有效地改善喷射油束的雾化效果和空间分布，从而提高燃油与空气混合的速度和均匀度，形成完整的柴油机高效清洁燃烧技术。
双层分流燃烧室如图 1所示，燃烧室的活塞顶面开口直径大、凹坑深度浅、唇口突出且位置靠下，使燃油在燃烧室内产生分层流动与燃烧，加快油气混合速率，提高空间利用率。可降低油耗4%左右。
高扰动喷嘴如图 2所示，每组喷孔由两个子喷孔组成，呈“V”字形，子喷孔内的燃油在喷油嘴内部交汇。高扰动喷油嘴两个子喷孔内的流动汇聚时产生强烈的动量交换，即扰动，这个过程将一部分平均流动能转化为湍流动能，而湍流动能的急剧增加可以有效地增加雾化质量。如图 3所示，高扰动喷油嘴液相喷雾贯穿距受环境温度影响更大，蒸发速率更快，这种提高蒸发速率减小液相贯穿距的效果与提高喷射压力的作用相同。高扰动喷嘴能强化液体燃料破碎，控制喷雾贯穿距，提高燃油经济性、降低NOx及Soot排放。
高效清洁燃烧技术获得多项国内外发明专利（美国发明专利-US10662866B2，美国发明专利-US10563569B2，日本发明专利-特许第6527875号，中国发明专利-ZL201210152367.6，中国发明专利-ZL201410061414.5，中国发明专利-ZL200810012342.X，中国发明专利-ZL03143790.7，中国发明专利-ZL03143789.3，中国发明专利-ZL200410097761.X，中国发明专利-ZL201110428301.0），与国内外多家柴油机厂商合作，取得了良好的社会效益和经济效益。
大连理工大学
2021-05-10
磁微粒系列分离诊断试剂产品及技术
作为高新技术产业的磁性生物分离技术，在蛋白纯化、核酸提取与分离、病毒及特定细胞检测、生物传感器等方面均得到了广泛的应用。利用磁性生物分离技术制备的用于蛋白质、细胞、核酸、病毒等分离检测的试剂盒，能够实现快速、特异性和高效的生物检测。因此，磁性生物分离技术具有广泛的应用前景，并已成为高新技术产品研发的一个热点，对于细胞/基因治疗、生物制品研发、疾病预防与早期快速诊断治疗、检验检疫等高技术行业的发展具有极大的推动作用。本项目在已有自主知识产权的磁性纳米粒子（SPIO）的绿色环保低成本的先进制备技术基础上，建立对SPIO表面进行不同类型功能化的构建技术和方法，一步实现不同聚合物对超顺磁性四氧化三铁纳米粒的可控包裹，并可获得粒径均一、形状和尺寸可控的磁性复合微球，利用具有优异抗蛋白质吸附能力的聚合物，如聚乙二醇等对磁性复合微球表面可控功能化，以及多种抗体或特异性识别基团联用机制，降低对生物分子的非特异性吸附，实现对目标物的高特异性吸附与分离，以获得具有我国自主知识产权的新型高效环保的磁性纳米生物分离材料及系统。 主要技术指标：1. SPIO的日产量>100克，生产过程中不使用对环境危害大的、毒性强的有机化合物。粒径为10－20nm，30天内不发生团聚。2. 根据所分离的不同目标物，SPIO与不同聚合物的复合微球粒径为100－1000nm不等，且粒径分布均匀，30天内不发生团聚。 多功能纳米复合微球具有生物相容性和生物安全性。对细胞、蛋白、核酸等的分离效率及所保持的生物活性均不低于95%。 应用范围： 磁性蛋白质分离产品是一种高附加值的产品，可用于细胞/基因治疗、生物制品研发、疾病预防与早期快速诊断治疗、检验检疫等领域，市场需求量大，具有巨大的经济效益。国外公司每10毫升规格的免疫磁珠的价格均在万元左右，远远高于相同质量的黄金售价，但由于技术及开发成本的限制，磁性生物分离产品的国产化程度低，即使有少数公司从事磁性载体的研发，但多为仿造国外公司的产品，技术含量低，这不仅在知识产权方面存在潜在风险，而且在产品竞争力方面远远落后于国外已商业化的产品。因此，研发具有我国自主知识产权的磁性蛋白质分离技术及产品，对于我国经济、社会的发展都具有深远的意义。目前，磁性蛋白质分离技术及产品已被国际、国内各大医院、检测单位认可，并用于实际生物样品的分离，创造了极大的社会和经济效益。 项目目前处于小批量生产阶段，成果权属为我校独自拥有。
四川大学
2021-04-11
氯碱等企业氢气回收净化技术及制备
随着世界经济的发展，对清洁能源的需求，尤其对氢气特别是高纯氢气的需求越来越大。氯碱工业副产氢气量很大, 通过对氯碱厂副产氢气进行分离提纯，开发了制取高纯氢的新工艺及设备。采用变温和变压相结合的再生工艺，强化了再生效果。在吸附剂再生过程中，分段加热吸附剂，既保证了再生效果又减少了再生气的用量。研究表明，此工艺的运用能大大提高副产氢气的分离效率，所得产品氢的体积分数可达到99.999%以上。氢气纯度：99.999%以上、含氧量小于0.5ppm、含水量小于5ppm，其他指标均能达到国标高纯氢参数指标。氯碱厂、钨钼材料厂、石英玻璃厂、多晶硅生产厂及相关生产企业。 目前多晶硅厂引进一套氢气回收净化系统需要上亿元，而我们设计的装置只要几百万的成本，全套设备也只有进口设备的十分之一的投资，是我国走自主创新、替代进口的理想技术产品。
北京化工大学
2021-02-01
纳米材料制备及应用技术与装备
碳纳米管具有优异的综合性能，必将促进科学与经济的进步。研究碳纳米管规模化生产制备技术与工艺创新，开发节能高效“环路”循环流化床碳纳米管规模化生产装备与生产工艺；研究碳纳米管改性技术，开发出工质相变的新型碳纳米管气相分散设备与工艺；研究碳纳米管与基体复合技术，发展气相分散碳纳米管增强碳纤维复材界面技术，创制纳米增强碳纤维的智能一体化装备研究。获得山东省科技进步奖二等奖1项，研究团队获批泰山学者特聘专家及山东省高等学校优秀青年创新团队。
青岛科技大学
2021-04-22
薄膜蒸发与精馏耦合分离技术及设备
柔性智能互动终端的关键材料与传感器件是实现物联网技术革命的重要技术，柔性透明导电薄膜为其 中不可取代的关键元件。本团队在前期工作中针对纳米银线透明导电薄膜进行了系统的研究，包含材料合 成、导电墨水配方调制、大面积卷对卷制程工艺和柔性触控样机制备，已经初步建立起一条从材料、工艺 到器件应用的产学模式；并做了一系列十余项的专利布局（发明专利12篇，授权专利6篇）。其采用的技 术方法如下： （1）低成本的表面图形化工艺。包含基于光酸显影的可图形化配方调制、基于表面能差异化驱动的 自组装电极图形化，相比较于传统的激光、黄光刻蚀，溶液态的图形化方式成本更低，同时可保证满足柔 性触控传感器的线宽/线距要求； （2）高稳定性的纳米银导电薄膜。基于单分子缓蚀剂修饰的纳米银线稳定性提升方案，相较于业界 传统的单级分子蒸馏存在分离效率不高、能耗 较大和成本较高等问题，而常规精馏方法又会使某 些活性组分发生热变质或分解能等不足。薄膜蒸发 与精馏是一种特殊的液－液分离技术，本技术成果 将薄膜蒸发的高效蒸发性与精密精馏的高分离度融 合于一台完整的设备中，既可避免热敏性物质长期 暴露于加热器内，又可使各组分通过
中山大学
2021-04-10
南瓜系列深加工及新技术研发
本项目重点就鲜切南瓜保鲜、南瓜酒、南瓜醋和南瓜粉加工及南瓜多糖提 取的关键技术进行了创新研究，得出了一些具有应用价值的新材料、新技术和 新产品。
青岛农业大学
2021-04-11