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特种表面冲击强化抗应力腐蚀与疲劳技术及应用
应力腐蚀和疲劳是石化、化工、电力等行业核心装备最危险的失效形式，每年造成经济损失仅石化和化工等行业就高达数百亿元。因此，开发低成本、高效、可靠的抗应力腐蚀和疲劳失效的表面处理技术成为保障石化、化工、电力等行业长周期安全运行的重大需求。项目以历经十余年攻关和实践，突破了特种表面冲击强化抗应力腐蚀和疲劳失效的关键核心技术。该项目获授权发明专利 15 件，发表学术论文 67 篇。
主要创新点包括：1.创新提出了表面冲击强化结构的残余应力场和微观组织变化的预测方法。突破了焊接与表面冲击两个强非线性过程的残余应力场直接耦合模拟技术；首次发现了冲击中心区域存在“残余应力坑”特征；实现了材料动态响应及微观组织演化过程的仿真，揭示了表面冲击压应力层晶粒纳米化机制，为表面冲击强化工艺制定以及应力腐蚀和疲劳寿命评价提供关键参数。2.建立了材料表层应力腐蚀及疲劳裂纹扩展速率的预测模型，实现了表面冲击强化后构件应力腐蚀和疲劳寿命的科学预测。揭示了表面冲击强化技术提高材料抗应力腐蚀、抗疲劳的理论机制。突破了精确制定局部发生应力腐蚀和疲劳损伤装备维修策略的瓶颈，奠定了表面冲击强化抗应力腐蚀和疲劳定量寿命评价的理论基础。3.发明了基于玻璃、超声、激光的三种表面冲击强化抗应力腐蚀和疲劳技术。研制了超声、玻璃、激光表面冲击强化装置，提出了表面冲击处理后微试样性能评价方法，构建了冲击工艺—微观结构—强化效果协同评价体系，解决了石化、化工、电力等领域关键装备的抗应力腐蚀和疲劳失效防治的难题。
南京工业大学
2021-01-12
高性能筑路材料、沥青道床及高铁路基防护技术
1、无砟轨道结构防水减振结构。在无砟轨道基座板底部与基床表层/桥面板顶面之间，全宽铺设防水联接层和缓冲保护层。本发明利用全断面铺设的联接层与缓冲保护层实现全面立体防水与整体性，利用特种改性增强剂调整沥青混凝土防护层的动态模量、阻尼特性与变形适应能力实现刚度匹配与缓冲减振功能，利用特种改性增强剂增强沥青混凝土的荷载扩散能力、疲劳耐久性与抗水损害能力，有效解决现有高速铁路无砟轨道路基防水层过早破坏失效与层间唧浆、脱空甚至冻胀等问题，提高轨道下部基础结构的整体性、平顺性、均匀性和长期稳定性，为无砟轨道板提供良好的稳定支撑，以延长轨道板的疲劳寿命，是一种长效的防护方案。 2、一种新型的铁路基床表层结构。适用于高速铁路或客运专线路基基床表层，在无砟轨道结构支承层与基床底层之间铺设，所述结构由上至下包括沥青碎石排水层、粘结层、全断面密实沥青混凝土防水抗冻层。利用沥青碎石排水层的大空隙性与良好渗透性将降水快速排出线下直接动力作用范围，再利用具有一定横坡度的密实沥青混凝土将沿沥青碎石层空隙下渗的水从沥青混凝土层表面横向排出路基范围，为基床底层提供良好的抗冻保护，有效解决无砟轨道路基表面积水、水泥混凝土防水层过早破坏失效与级配碎石基床翻浆冒泥破坏路基稳定性等问题，提高轨下基础结构排水性能和长期稳定性，是理想长效的铁路基床表层设计方案。
东南大学
2021-04-13
坡面地质动力灾害柔性防护结构理论、技术及应用
本项目发展了柔性防护系统性能设计与提升技术，建立了“力平衡+”设计方法，开发了首套自主知识产权的商业化设计软件，发展了多元化的防护产品技术，与欧洲现有技术相比，最大防护性能提升4.5倍。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
柔性防护结构在坡面地质灾害作用下将经历大滑移、大变形等运动特征，在力学上属于强冲击作用下高度非线性动力问题，理论求解难度大。团队系统研究了坡面地质动力灾害柔性防护结构理论、技术及应用，取得了下列创新性成果:构建了防护网系统的多柔体非线性动力学模型，发展了柔性防护系统非连续动力学计算理论，可实现多元化柔性防护系统产品的性能精确预测与解析:研究了柔性防护系统关键结构部件的环境腐蚀损伤力学行为及系统性能劣化评价方法，揭示了网片累积损伤演化规律，为柔性防护系统动力损伤后的剩余承载力评价 系统运维阶段的生命评估、可靠性评价提供基础;构建了多场、多尺度、多介质耦合动力学模型，实现了对泥石流、水石流、碎屑流柔性拦截动力学过程模拟;提出了综合“空间+时间”的4D柔性防护理论。
发展了柔性防护系统性能设计与提升技术，建立了“力平衡+”设计方法，开发了首套自主知识产权的商业化设计软件，发展了多元化的防护产品技术，与欧洲现有技术相比，最大防护性能提升4.5倍。
研发了成套柔性防护结构足尺冲击试验装备，在试验能力、试验尺度、试验精度等三个方面实现全面超越;建立了标准化试验测试技术与方法，包括部件及系统试验与性能评价方法;提出了差异化设防目标和系统设计分级准则，相关成果入编两部行业标准，建立起覆盖产品、检验试验及工程建设全链条的柔性防护技术国家标准体系，相比欧洲目前的产品技术标准领先1代;开展了多项标尺性试验，累计试验次数超过300次，是欧洲该领域标志性试验的3倍，积累了大量的原始试验数据，与欧洲70年的技术发展相比，支撑了中国在该领域十年内实现理论、技术与产品研发的弯道超车。
西南交通大学
2022-09-13
高温高能激光防护涂层
本成果掌握了新型高温高能防护涂层原材料设计和制备、涂层结构-功能一体化设计、涂层寿命可靠预测等技术方法，突破了陶瓷涂层强韧化、涂层宏微结构控制、大尺寸薄壁异形件的尺寸稳定性和涂层质量均匀性控制等关键技术，研制的新型涂层实现了kW/cm2量级高功率密度数十秒的激光有效防护。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、技术分析
针对重大装备对高能激光防护涂层材料提出的迫切需求，开展了高能激光防护涂层材料技术研究。掌握了新型高温高能防护涂层原材料设计和制备、涂层结构-功能一体化设计、涂层寿命可靠预测等技术方法，突破了陶瓷涂层强韧化、涂层宏微结构控制、大尺寸薄壁异形件的尺寸稳定性和涂层质量均匀性控制等关键技术，研制的新型涂层实现了kW/cm2量级高功率密度数十秒的激光有效防护。研究成果已成功应用于高空无人机等重要装备的高温高能防护。
图1：研制的喷涂粉体
图2：大尺寸薄壁异形件构件表面高能激光防护涂层
北京理工大学
2022-08-17
挥发性有机气体处理新技术-等离子体除臭技术
等离子体被称为是除固、液、气三态以外的第 4 种物形态，它是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的呈电中性的导电性流体，一般分为热等离子体（平衡等离子体）和低温等离子体（非平衡等离子体），低温等离子体技术在半导体工业、聚合物薄膜、材料防腐蚀、等离子体电子学、等离子体合成、等离子体冶金、等离子体煤化工、等离子体三废处理等领域被广泛应用，通常是采用加热或放电的手段产生. 自然界中等离体产生的方式主要包括：电晕放电、介质阻挡放电、火花放电、辉光放电、汤生放电和弧光放电。其中，电晕放电和介质阻挡放电在常温常压环境下就可操作，因而被广泛应用。
北京交通大学
2021-02-01
挥发性有机气体处理新技术-等离子体除臭技术
项目成果/简介:等离子体被称为是除固、液、气三态以外的第 4 种物形态，它是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的呈电中性的导电性流体，一般分为热等离子体（平衡等离子体）和低温等离子体（非平衡等离子体），低温等离子体技术在半导体工业、聚合物薄膜、材料防腐蚀、等离子体电子学、等离子体合成、等离子体冶金、等离子体煤化工、等离子体三废处理等领域被广泛应用，通常是采用加热或放电的手段产生. 自然界中等离体产生的方
北京交通大学
2021-01-12
颜料蓝 60 颜料化制备新技术
成果与项目的背景及主要用途： 该颜料在化学结构上与还原蓝 RS（染料）相同，属还原颜料类。与酞菁蓝 相比有较强红光蓝的优点，不含任何金属离子及联苯类致癌物，有益于环境保护 和人身健康。该颜料具有鲜艳的红光蓝色和优异的耐候、耐溶剂性能，均超过酞 菁蓝。耐晒达 8 级，耐热 200℃。C.I. 颜料蓝 60 作为颜料主要使用于高级轿车 的面漆中，此外还用于高档塑料工业、合成纤维原浆着色。具有较鲜艳的红光蓝 色，有良好的耐热、耐罩漆性能和优异的耐久性能。由碱熔缩合法得到的还原蓝 RS（染料）在晶型、颗粒大小及分布、粒子表面状态等方面无法满足颜料直接 使用要求，不能直接用作颜料，必须进行颜料化处理。国内目前尚未有 C.I. 颜 料蓝 60 商品生产。国内所用 C.I. 颜料蓝 60 为从国外进口，因此该产品投产既 可满足内销需求，也可批量出口。该方法立足于国内易得原料，勿需高温高压， 操作简单，三废少，适宜于批量生产。 技术原理与工艺流程简介： 23天津大学科技成果选编 24 本技术以染料还原蓝 RS（国内有大量生产）为原料，通过酸溶、稀释、过 滤，然后将滤饼在有机溶剂中调整晶型并经特殊表面处理，最终可制备与国外品 牌特性相近的 C.I. 颜料蓝 60 颜料。 应用前景分析及效益预测： 现国内尚无该产品的批量生产厂家，国内市场需求完全由进口解决。有国 外公司从我国进口原染料还原蓝 RS，然后加工为 C.I. 颜料蓝 60 销售或返销回 中国。也经常有国外公司向中国寻求 C.I. 颜料蓝 60 商品的订单，因此，若该颜 料生产，既可保证市场，又有可观效益。 主要原料成本约 16 万元/吨，售价在 30 万元/吨以上，以年产 50 吨计，增 值可保证 700 万元以上。其中主要原料成本为还原蓝 RS，占总成本近 90％，若 能降低该原料价格，则可进一步增加经济效益。 应用领域：汽车漆、塑料、印钞、有机颜料、涂料。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 生产规模及产量：年产 50 吨 C.I. 颜料蓝 60。 所需厂房面积：300m2。 主要设备：主要设备为常压的搪瓷搅拌反应釜、压滤机、烘干器、热交换器、 高位槽等。 主要原材料及来源：还原蓝 RS、硫酸、有机溶剂、表面活性剂，均为国产。 主要设备投资：100 万元。 总投资：依生产厂具体情况而定。 合作方式及条件：面议.
天津大学
2021-04-11
低成本低氢耗褐煤加氢液化新技术
本项目属于科技部863能源领域科技专项，针对褐煤水分高、热值低、易自燃，不便于长 途运输等特点，直接用水介质替代循环油溶剂，CO或合成气替代纯氢气，开发了褐煤加氢液 化新技术，较传统的煤直接加氢液化工艺，可以减少褐煤干燥和CO变换等工序，具有显著的 技术优势。褐煤的提质加工利用已经受到各界广泛关注，正在积极开发有关技术，可见本技术 的成功开发具有广阔的市场应用前景。 实验对比研究了褐煤加氢液化中CO气氛和H2气氛的供氢性能差异，如在四氢萘作为溶剂 400℃时，氢气初压3MPa下的液化转化率为89.3%，油气产率为79.2%；而CO初压3MPa下的液 化转化率为94.1%，油气产率为73.9%；相对应的沥青质前者仅为10.1%，后者为20.2%，两者 相差一倍，表明CO气氛在加氢过程中产生的新生态氢有利于煤第一步裂解生成沥青质等大分 子，其加氢的活性高于气态氢，这进一步证实了煤加氢理论。由于褐煤自身含有丰富的含氧 官能团，气相CO中与水或水蒸气存在相互作用，促进褐煤的加氢转化效果，通过对褐煤加氢 液化工艺参数 (如水煤比、液化温度、气体初压和停留时间) 的考察，获得了比较合适的液化 反应条件为，在CO初压为4MPa，温度380℃下，胜利褐煤的液化转化率达76.6%，油气产率达 63.6%，达到了预期目的。 本项目已经完成实验室小试，比较系统地研究了煤种、催化剂和工艺参数对褐煤制油的影 响规律，具备开展试验放大的技术条件。
华东理工大学
2021-04-11
高性能W-Cu复合材料制备新技术
由于W和Cu两种材料的熔点相差较大，采用熔铸方法很难使两组元之间均匀熔化和熔合，传统的W-Cu复合材料制备方法主要采用粉末冶金制备技术：包括熔渗法、活化烧结法等。熔渗烧结时，液相Cu仅靠W骨架孔隙的毛细管作用渗入，铜凝固相不容易细小均匀；而高温烧结又会使W颗粒聚集长大，最终形成粗大不均匀的组织。活化烧结法通常是在W粉中加入少量Fe、Ni、Co等活化剂，但活化剂的加入会显著的降低W-Cu材料的电导率，同时活化烧结后钨坯的收缩变形较大，并且其烧结率随烧结温度的不同而变化，钨坯的密度不好控制，最终导致渗铜后W-Cu材料的化学成分偏差较大。这些组织的不致密与不均匀最终影响材料的关键性能如硬度、断裂强度、电导率、热导率等。 随着科学技术的发展，对高比重W-Cu合金的成分、结构形态，强度、致密性以及尺寸稳定性及变形能力等性能要求越来越高，急需制备技术的创新和发展。冷喷涂是近年发展起来的一种新型喷涂技术，由于喷涂温度较低，喷涂材料不易氧化，涂层能够保持原始设计成分；另外热影响小、热残余应力低，能够制备厚涂层及块体材料。 然而研究发现，采用两组元或多组元机械混合粉体喂料制备冷喷涂复合涂层时，如果不同组元之间颗粒材料的特性相差较大，则它们的沉积行为及沉积难易程度就会各不相同，最终导致涂层中软质相含量较高、硬质相含量偏低，使涂层偏离设计成分；即使通过提高混合粉体中硬质相的相对含量也很难从根本上解决上述问题。本发明提供了一种以铜包钨粉末为原料用冷喷涂技术制备钨、铜复合材料的新方法。制备的复合材料沉积体无氧化，保持了与粉体喂料相同的组织结构；W和Cu两相分布均匀，无偏聚，孔隙率低；硬质相钨含量比采用混合粉制备的涂层大幅度提高；而且还可以通过后续致密化处理使材料进一步致密化。 已申请专利：“一种制备高钨含量、均匀致密W-Cu复合材料的方法”，中国发明专利申请号：201110329570.1.，专利申请时间：2011.10.26，专利公开日：2012.02.29
北京科技大学
2021-04-11
食品加工中生物毒素控制创新技术与应用
1、项目简介： 本项目是江南大学孙秀兰教授主持的完成的，成功扭转了我国长期以来食品 企业规模化脱毒技术和设备不足的局面，获 2018 年度江苏省科技进步奖一等奖。 2、主要创新内容及技术突破： 构建了高效抑制产毒真菌生长并降解毒素的食品级发酵菌株：针对传统发酵 工艺，构建了基于自主知识产权的降解菌株稻壳固定化技术和生物酶定向脱毒技术，实现毒素形成的源头控制； 建立了毒素降解中间产物潜在毒性传感评价新体系：针对消减过程中毒素毒 性效应变化，构建基于毒性靶点基因、特异性生物蛋白、代谢标志物的细胞微流控和荧光传感技术，实现毒素降解过程中产物潜在毒性及联合毒性效应的高效评价；创制了毒素高效去除与降解一体化技术：针对单一化学降解对组分本身的破坏，构建高频超声、磁分离协同纳米催化降解一体化技术，实现降解过程中毒素产物有效控制。 系统集成工业化生产脱除设备及现场检测装置：集成产毒基因茎环探针、离 子液体介导及端面场效应增强材料，建成工业化“超声+臭氧”毒素稳定去除装置，形成主动干预调控技术策略，实现了产业化推广应用。
江南大学
2021-04-11