本发明涉及一种新型泡沫轻质混凝土铁路路基结构。本发明公开了一种泡沫轻质混凝土铁路路基结构，本发明的路基结构中，上层路基和底层路基均由泡沫轻质混凝土浇筑而成。上层路基采用湿密度为550-600kg/m3的泡沫轻质混凝土浇筑而成，所述底层路基采用湿密度为500-550kg/m3的泡沫轻质混凝土浇筑而成。本发明的路基结构，采用泡沫轻质混凝土整体浇筑施工而成，比常规路基填料施工周期更短。本发明的路基在列车荷载作用下能够充分发挥材料自身的性能、保持良好的使用性能，可保证列车运行的平稳与舒适性，减少路基病害，节约运营期间的维护成本，非常适合用于高速铁路路基。

具有微纳多孔结构的聚四氟乙烯（PTFE）微孔材料在高效过滤、防水透声、高端织物、医疗器械等国民经济战略新兴产业的关键材料。但是，由于PTFE材料极难加工，近五十年来，只有美国Gore公司开发的拉伸法实现了PTFE微孔产品的大规模商品化生产，产值高达百亿。但是，拉伸法存在的一些顽固问题仍然没有得到解决，如产品均匀性、产品孔径与孔隙率的。本成果颠覆传统拉伸法，创造性地提出了基于剪切诱导原位成纤工艺，巧妙地解决了存在半个多世纪的问题，可制备具有高孔隙率、小孔径、高强度的高性能PTFE微孔材料，并且可根据生产需求灵活调整产品宏观性状与微观结构，仅通过简单的工艺参数调整，即可实现具有不同微观结构的平板膜、纤维、中空纤维膜、微孔泡沫等批量化生产。与拉伸法相比，本成果工艺灵活、设备简单、能耗显著降低、无环境污染，具有良好的产业化潜力。此外，本成果提供了一种具有普适性的PTFE微孔材料改性方法，可以通过先进的复合工艺实现具有高导电、高导热等功能化PTFE材料，有效填补市场空白。围绕本成果，已发表多篇国际论文、申请四项国家发明专利、两项海外专利，在油水/固液分离、先进织物等领域具有良好应用前景，相关产品已成功验证并得到多方行业内专家认可。

成果与项目的背景及主要用途： 泡沫铝材是一种新型的功能材料，一般孔隙率在 45％～98％之间，根据孔 隙特点分为开孔与闭孔两种，各国学者早在 40 年代后期就对泡沫金属材料有所 研究，但由于发泡工艺与孔的尺寸很难控制，一直未得到发展，直到 80 年代中 期以后才取得长足进展，开发出了一些有工业价值的生产工艺。目前，日本与德 国在研究、生产与应用泡沫铝材与其他金属泡沫方面居世界领先地位。我国对泡 沫铝材的研究始于 80 年代后期，并取得了一系列的研究成果，但尚未取得突破 性的成就，仍处于起步阶段。 目前，泡沫铝的应用主要有：防火和吸音板、冲击能量吸收材料、建筑板、 半导体气体扩散盘、热交换器、电磁屏蔽物等方面。还应用于冶金、化工、航空 航天、船舶、电子、汽车制造和建筑业等领域，应用范围还在不断扩大。 技术原理与工艺流程简介： 本课题采取的是传统的粉末冶金工艺，把铝粉和造孔剂混合后，压制成预制 件，在热水中将造孔剂溶解掉，然后在真空炉中对预制件进行真空烧结，就得到 了开孔泡沫铝。本试验方法具有以下优点： 1.采用的粉末冶金法可以制备复杂形状的试样，工艺简单容易实现。 2.通过改变工艺参数可以十分容易地控制孔隙率、孔形状及孔的大小。这一 点是其它方法难以做到的。 3.采用的造孔剂为尿素、碳酸氢铵，成本低、形状可控且容易去除。 技术水平及专利与获奖情况： 1. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, J.J. Li. Processing of open cell aluminum foams with tailored porous morphology. Scripta Mater 53(2005)781-785.(JCR 工程技术 二 区，2004 年影响因子 2.112,检索号：952BD.同时被 Ei 检索，检索号：05289206237) 2. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, X.W. Du, J.J Li, H.C.Man. A novel method for making open cell aluminum foams by powder sintering process. Mater lett 59(2005)3333-3336. (JCR 工程技术 三区，2004 年影响因子 1.186) 113天津大学科技成果选编 3. 姜斌，赵乃勤. 泡沫铝的制备方法及应用进展.金属热处理. 30(2005)36-40. （Ei 检索，检索号：05279197817） 应用前景分析及效益预测： 泡沫铝以其独特的结构而具有许多优异的性能，它不仅具有多孔材料所具有 的轻质特性，还具有金属所具有的优良的力学性能和热、电等物理性能，如渗透、 阻尼、能量吸收、高比表面积、电磁屏蔽等性能。目前，泡沫铝材已经广泛应用 于防火装饰材料、冲击能量吸收材料、热交换器等。由粉末冶金法制备的泡沫铝 工艺简单，成本低廉，可以制备复杂形状的试样。并且通过改变工艺参数可以容 易地控制孔隙率、孔形状及孔的大小，这一点是其它方法难以做到的。所以本方 法有推广应用价值。 应用领域： 泡沫铝的应用主要有：防火和吸音板、冲击能量吸收材料、建筑板、半导体 扩散器盘、热交换器、电磁屏蔽物等方面。还可广泛应用于冶金、化工、航空航 天、船舶、电子、汽车制造和建筑业等领域。 合作方式及条件：合作开发 7、高附加值尖晶石结构铁酸镍/铁酸镁/铁酸锌纳米粉的制备方法 成果（项目）背景、简介及应用领域： 据市场调查公司(富士经济)的调查，纳米技术最先实现商业化的就是材料领 域。纳米材料的世界市场规模到 2015 年预计可达 15000 亿美元，其中电子学领 域最高可达 8000 亿美元；生物技术领域最高可达 3000 亿美元。 纳米材料(又称超细微粒、超细粉末)是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域 的一种典型系统，其结构既不同于体块材料，也不同于单个的原子。其特殊的结 构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等，拥有一系列新颖的物理 和化学特性，在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用 价值。 尖晶石结构的纳米NiFe2O4作为一种陶瓷材料具有耐高温，高硬度，高强度， 114天津大学科技成果选编 热稳定性好等优点。NiFe2O4 是一种常用的软磁材料，可用作磁头材料、矩磁材 料和微波吸收材料，同时也是制备性能优良的磁电转换复合材料所选用的磁致伸 缩材料，在电子工业上具有极广阔的应用前景。NiFe2O4 还是好的气敏传感材料， 还可以作为锂电池的负极材料。 本技术是一种新颖的纳米化合物的制备方法，该法用水和热能替代传统的草 酸盐、碳酸盐等，与传统共沉淀法制备超微粉相比，由于直接利用了萃取过程中 的物料，降低了粉末的生产成本，并得到了更高纯度的产品，减少了化工原料的 消耗和废水的排放，是制备高品质超细金属氧化物材料经济便捷的绿色化学工艺。 因此，这种结合溶剂萃取制备高级无机材料的新过程是极有发展前途的新方法。 这个过程容易将沉淀粒子的大小控制在纳米范围内，从而克服了直接水解法难以 控制氧化物粒度的弊端。 成果（项目）技术特点（技术优势及主要指标）： 本项目采用先进的新方法，合成一些售价在 500~2000 元/公斤的高附加值的 纳米材料，该新技术吸收和继承了液相法的优点并解决了现有合成方法中存在的 一些不足。本技术采用低成本的原料，降低了能耗，且容易产业化。 该新技术为一步合成方法,吸收和继承了液相法的优点并解决了现有合成方 法中存在的如下问题： 1）解决了固相法中产物粒度不易控制、批次间分布不均匀，产品粒径大、 形貌不规则的问题，通过改变工艺条件，可以调节产品的形貌、粒度大小和性能。 2）本技术为一步合成法，反应在短时间内就能完成，且省去了湿化学法后 续工艺的高温煅烧和球磨过程，能直接合成纳米级或微米级的粉体。 3）通过使用有机萃取剂对亚铁离子的萃取提高了产品的纯度，通过萃取剂 的循环，降低了生产成本、减少了化工产品的消耗和排放，属洁净工艺。 4）容易实施对产品的改性。 5）原料来源广泛、制备工艺简单、流程短、耗能低、工艺条件容易掌握、 易于工业化生产。 技术水平及专利与获奖情况： 1) 申请了国家专利，并获授权：尖晶石结构铁酸镍纳米粉的制备方法， 115天津大学科技成果选编 申请号: CN200710057617.7，授权号: CN100506749，授权日: 2009.07.01 尖晶石结构铁酸镁纳米粒子的合成方法， 申请号: CN200710057615.8，授权号: CN101070192B，授权日: 2010.10.13 2) 该技术在实验室已取得决定性突破。通过与企业的合作，进一步研究开 发，可望达到或超过国际同类产品的水平。 3) 该产品已完成放大实验，经中试后，便可进行试生产和生产。 应用前景分析及经济效益预测： 本技术采用的液相合成新方法优势明显，如反应时间短，后处理简单等。而 且样品为纳米级，粒径也较均匀，这对产品的性能有很大影响。此外，有机体系 中还可以直接用纯水做反应物，无废碱排放，有机萃取剂也可以循环使用，属于 绿色工艺，具有重要的实际应用价值。 本技术的原料成本低于其它方法，设备投资小：主要设备是低压反应釜，反 应在中性的介质中和低于 150OC 的温度下进行，因而对设备的耐腐蚀性要求不 高，与目前的固相法相比设备的投资小。 本项目按照年生产能力 100 吨、原料成本 5 万元/吨、产品销售价 20 万元/ 吨计算，毛利收入 1500 万元。 技术转化条件：（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模） 1.原料，具体如下： ①镍盐：可以选用工业级的硫酸镍、氯化镍等，通过溶剂萃取提纯 Ni2+。 ②少量氨水和萃取剂(循环使用)。 2.主要设备：低压反应釜、过滤机、干燥箱、粉碎机。 3.生产用房高 4 米，其它为普通房。 4.投资规模：根据投资确定，如本年产总量 500 吨，项目开发总投资约为 2000 万元，利税可达到 3000-4000 万。 合作方式及条件：面议。

本发明涉及一种桥梁拱上填料用泡沫混凝土，所述泡沫混凝土由以下质量份组成，ＰⅡ５２．５或４２．５水泥５００?６００份，锂渣６０?２４０份，水２５０?３００份，发泡剂２?４份，减水剂３?４份，耐碱玻璃纤维１０?３０份，乳液防水剂２?５份，苯丙乳胶粉１２?１００份，增稠剂１?３份。待泡沫混凝土浇筑２８ｄ后，在泡沫混凝土混凝土表面浸渍硅烷杂化有机硅防水涂料。本发明涉及的桥梁拱上填料用泡沫混凝土与普通泡沫混凝土相比沉降率低、吸水率低、耐久性更好，同时采用锂渣作为填料，解决了废弃锂渣的污染问题。

本项目团队基于泡沫除尘机理和激光散射测尘原理,以粉尘实时监测技术、除尘剂智能配置技术、粉尘自动捕捉技术和系统智能调控技术等为核心，研发了一套智能化泡沫除尘系统。 一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 程丞 安全科学与工程学院/安全工程 2018/2022 刘苏雨 安全科学与工程学院/安全工程 2018/2022 吴逸飞 安全科学与工程学院/消防工程 2018/2022 柴钏润 安全科学与工程学院/安全工程 2019/2023 伍珊 安全科学与工程学院/安全工程 2019/2023 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 李尧斌 安全科学与工程学院/安全工程 硕导/副教授 煤矿瓦斯防治理论与技术 四、项目简介 本项目团队基于泡沫除尘机理和激光散射测尘原理,以粉尘实时监测技术、除尘剂智能配置技术、粉尘自动捕捉技术和系统智能调控技术等为核心，研发了一套智能化泡沫除尘系统。利用激光测尘仪和在线粒度分析仪对目标空间的粉尘浓度及粒径分布进行实时监测，自动调节水箱、药泵的水、药比例，通过360°可调的泡沫喷射装置和漩涡气泵调节泡沫喷射的方位及压力，进而实现对粉尘的高效、精准捕捉和沉降，除尘效率高达98%，解决了现有除尘装置存在的工作方式耗能、工作效率低等痛点问题，实现了除尘工作的高度无人化、智能化。

成果描述：交联聚乙烯与非交联聚乙烯相比具有耐高低温性能好、耐蠕变性优良、耐酸碱等化学药品性强等优点，因此以交联聚乙烯滚塑的大型中空容器具有机械性能高、热变形温度高、耐环境应力开裂性强等优点。滚塑工艺要求聚乙烯具有很好的流动性，才能成型为致密、表面光滑平整的制件。目前的交联滚塑料多采用过氧化物交联法，即在滚塑工艺过程中进行交联，这样容易导致聚合物熔体的粘度变大、流动性变差，从而造成气泡、表面平整性差、制品机械强度差等系列缺点。针对以上情况，本项目采用流动性好的硅烷接枝聚乙烯作为滚塑原料，在滚塑过程中不交联，可以使用与非交联聚乙烯相同的滚塑工艺，待制品成型后，再水煮或在大气环境中放置一定时间进行水解交联，可成型结构复杂、表面质量好、机械性能强的中空容器。市场前景分析：应用领域： 1. 化学工业上的大型容器； 2. 市政及生活用水所使用的耐高低温的中空容器； 3. 市政、化工金属管道内壁防腐涂层； 4. 金属容器内壁防腐层； 5. 太阳能热水器内壁防腐层。 市场需求： 据估计，国内交联滚塑料的市场需求量10万吨左右，年增长率保持在30%以上。与同类成果相比的优势分析：国内先进

成果描述：交联聚乙烯与非交联聚乙烯相比具有耐高低温性能好、耐蠕变性优良、耐酸碱等化学药品性强等优点，因此以交联聚乙烯滚塑的大型中空容器具有机械性能高、热变形温度高、耐环境应力开裂性强等优点。滚塑工艺要求聚乙烯具有很好的流动性，才能成型为致密、表面光滑平整的制件。目前的交联滚塑料多采用过氧化物交联法，即在滚塑工艺过程中进行交联，这样容易导致聚合物熔体的粘度变大、流动性变差，从而造成气泡、表面平整性差、制品机械强度差等系列缺点。针对以上情况，本项目采用流动性好的硅烷接枝聚乙烯作为滚塑原料，在滚塑过程中不交联，可以使用与非交联聚乙烯相同的滚塑工艺，待制品成型后，再水煮或在大气环境中放置一定时间进行水解交联，可成型结构复杂、表面质量好、机械性能强的中空容器。市场前景分析：应用领域： 1.化学工业上的大型容器； 2.市政及生活用水所使用的耐高低温的中空容器； 3.市政、化工金属管道内壁防腐涂层； 4.金属容器内壁防腐层； 5.太阳能热水器内壁防腐层。 市场需求： 我国滚塑行业始于20世纪70年代末,近几年来, 我国的滚塑业发展迅速, 应用领域也越来越广泛，滚塑专用料的市场需求也在不断扩大，据估计，国内交联滚塑料的市场需求量10万吨左右，年增长率保持在30%以上。与同类成果相比的优势分析：滚塑料熔体指数大于3.0g/10min； 预交联不大于15%（凝胶含量）； 交联后凝胶含量大于70%。 国内先进

碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯是一类性能优良的溶剂及萃取剂。广泛用于天然气、油田气及合 成氨原料中CO2、H2S的脱除。在纺织印染方面，是聚酰胺、聚乙烯腈、双酚树脂等的良好溶 剂，在合成纤维工业中可用作泡胀剂来改善纤维的性能，改善织物的手感，改进抗皱性能。在 印染方面，可以强化疏水性合成纤维的印染性能，使染色分布均匀，提高日晒褪色性能。在油 漆工业上用作脱漆溶剂。在塑料加工中作为增塑剂的溶剂或直接作增塑剂使用。在电容电池工 业上用作电解液。在医药方面作为可的松油膏的基础剂成份等。 该技术以绿色化学原理为准则，将化学工程与精细化工、环境工程、系统工程等多学科交 叉、渗透、融合与系统集成，结合我国实际情况，利用二氧化碳废气在二氧化碳近临界状态下 与环氧乙 (丙) 烷直接合成碳酸乙 (丙) 烯酯的新工艺路线。与原工艺相比，生产每吨产品可以 节约冷却水42吨、蒸汽826kg、节约电120Kwh、节约原料环氧丙烷约50kg；同时设备投资减少 20%以上。 经年产3000吨、20000、80000吨工业化装置生产检验，各项技术指标达到设计要求，实践 证明：该生产技术装置投资少、能耗低、产品质量好，工艺先进、技术成熟。生产过程无三废 排放，是一条绿色清洁生产工艺路线。 经上海科技情报研究所文献技术水平查新与专家组评议，鉴定结论：碳酸丙烯酯清洁生产 技术填补了国内空白，达到国际先进水平，获得上海市科技进步二等奖。

碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯是一类性能优良的溶剂及萃取剂。广泛用于天然气、油田气及合成氨原料中CO 2 、H 2 S的脱除。在纺织印染方面，是聚酰胺、聚乙烯腈、双酚树脂等的良好溶剂，在合成纤维工业中可用作泡胀剂来改善纤维的性能，改善织物的手感，改进抗皱性能。在印染方面，可以强化疏水性合成纤维的印染性能，使染色分布均匀，提高日晒褪色性能。在油漆工业上用作脱漆溶剂。在塑料加工中作为增塑剂的溶剂或直接作增塑剂使用。在电容电池工业上用作电解液。在医药方面作为可的松油膏的基础剂成份等。该技术将化学工程与精细化工、环境工程、系统工程等多学科交叉、渗透、融合与系统集成，利用二氧化碳废气在二氧化碳近临界状态下与环氧乙（丙）烷直接合成碳酸乙（丙）烯酯的新工艺路线。与原工艺相比，生产每吨产品可以节约冷却水42吨、蒸汽826kg、节约电120Kwh、节约原料环氧丙烷约50kg；同时设备投资减少20%以上。经年产3000吨、20000、80000吨工业化装置生产检验，各项技术指标达到设计要求，实践证明：该生产技术装置投资少、能耗低、产品质量好，工艺先进、技术成熟。生产过程无三废排放，是一条绿色清洁生产工艺路线。