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无机陶瓷超滤膜的石油和化工行业中的应用
1.油田采出水的处理技术
油田采出水处理是石油生产中的重要环节，这一过程包括了提供储油地层增压注水所进行的一切水质改造过程（也有一小部分是为了污水达标排放），这一过程随油田开采期的延长，重要性愈显突出。陶瓷膜用于油田采出水处理具有明显的优点，首先在于材料的亲水性憎油特性，有利于防止有机类物质的污染；其次由于陶瓷膜材料的良好化学稳定性，可用于强酸、强碱、强氧化还原剂等清洗剂来清洗再生；再次陶瓷膜的机械强度高，能在高温、高压下使用和清洗。最后，陶瓷膜出水水质好，水质稳定，完全能满足标准SY/T5329-94对低渗透油层注水水质的要求。从目前国内外陶瓷膜研究应用的情况来看，陶瓷膜处理采出水的设备投资和运行成本较其他水处理方法也具有较明显的优势，这主要是由于陶瓷膜设备使用寿命长、占地面积少、配套设施少等。
2.脱沥青油中溶剂回收技术
通过精馏得到的大部分的石油炼制成分大都做为重油使用，由于越来越严厉的环境法规，需要对这些重质燃料进行催化剂重整，在炼制过程中，由于沥青质的存在，容易使催化剂发生中毒，可以在重油中加入一种链烷烃溶剂如戊烷来使沥青质沉积，以去除重油中的沥青质。脱沥青后的混合物可采用超滤技术将油和溶剂分离，从而回收溶剂戊烷，达到重复使用目的，而脱沥青油则送催化裂化或者加氢裂化。对于这类体系，高分子膜难以适用。利用陶瓷膜耐高温、耐有机溶剂的特性，可去除重油中的沥青质。
3.石油重组分直接脱沥青技术
采用无机陶瓷膜技术可以对石油重组分直接进行沥青的脱除，使用氧化锆超滤膜，孔径为6.3 nm，在温度150ºC，流速11.5 m•s-1的条件下可维持较长时间的稳定通量。相比较而言，氧化锆对石油组分的吸附作用较小。从过程研究来看，沥青质的结构以及分子量分布对陶瓷膜的操作有很大的影响。
南京工业大学
2021-01-12
一种LED用共掺杂的硅酸盐绿色荧光粉的制备方法
一种共掺杂的硅酸盐绿色荧光粉的制备方法，属于发光材料技术领域，其化学式为Ba2-x/2-2y-zSiO4:Eu2+z,Li+x+y,Er3+y，其中0≤x≤0.25，0＜y≤0.02，0＜z≤0.1。具体步骤为：按化学式中各元素的化学计量比称取钡盐、二氧化硅、铕盐、锂盐、铒盐及适量的表面活性剂；将称取的钡盐、锂盐、二氧化硅、铕盐、铒盐、表面活性剂和适量的配体充分混合，在室温下球磨一定时间，球磨时加入适量的润滑剂；直接烘干，得到前驱体；将前驱体置于有还原性气氛的气氛炉中于1000～1300℃煅烧2～7h，即得所需荧光粉。本发明制备的荧光粉结晶性好，结构疏松，颗粒细小，分布均匀，具有良好的涂覆性能，适于用作近紫外辐射的InGaN管芯激发的LED用绿色荧光粉。
四川大学
2021-04-11
将高纯度的染料-抗体荧光探针应用于生物组织三维染色成像
开发了一种分子荧光探针IR-E1，它在水溶液中量子产率可以达到0.7%并且在体内可以通过肾脏排泄。虽然该量子产率在相关材料中已经是比较高的，但要达到快速成像并实现更深的穿透深度仍需要更亮的探针材料。 研究了一类新型的高效荧光分子探针的理性设计。荧光分子由电子屏蔽基团（shielding unit）、给体基团（donor）、受体基团（acceptor）组合，形成S-D-A-D-S型分子(图1a)。目标分子IR-FE以3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)为电子给体（D），以烷基链取代芴为电子屏蔽基团（S）。通过理论计算模拟，发现EDOT为电子给体时分子骨架具有更大的扭转角和更加调谐的表面静电电位分布，可有效保护受体基团苯并双噻二唑（BBTD），阻止其与溶剂分子或其它分子发生相互作用（图1b）。同时，烷基链取代芴和分子骨架扭转的共同作用可减弱分子间相互作用而降低聚集荧光淬灭。IR-FE的发射波长在900-1400 nm范围，在甲苯中的量子产率高达31%（图2a），在以聚乙二醇进行水溶性修饰后量子产率可保持在2%（图2b），这是迄今为止报道的在水相中量子产率值最高的水溶性近红外二区有机荧光分子探针。研究发现EDOT是荧光分子在水溶液中保持量子效率的关键因素。
南方科技大学
2021-04-13
一种双通道荧光光学显微成像中基于图像处理的自动对焦方法
本发明公开了一种双通道荧光光学显微成像中基于图像处理的自动对焦方法，包括 S1 获得生物组织样本当前冠状面轮廓，并获得三个对焦窗口位置；S2 对三个对焦窗口进行扫描，并采集第 i 层生物组织样本细胞构筑通道的图像；S3 判断当前层三个对焦窗口的图像采集是否完成，若是，则 i＝i+1，并进入 S4，若否，则返回 S2；S4 判断·830·采集层数 i 是否大于预设的阈值，若是，则进入 S5，若否，则返回 S2；
华中科技大学
2021-04-14
纳米钛酸钡基电子陶瓷粉体的溶胶-凝胶自燃合成产业化
铁电陶瓷粉体及其集成器件的研究与开发是目前最为活跃的领域。大部分铁电陶瓷是钙钛矿型复氧化物，其中最为重要的是BaTiO3基氧化物陶瓷。BaTiO3是在第二次世界大战的1942年到1945年间，由美国、苏联、日本各自发现的高介电常数、强介电体的材料。由于其具有优越的介电、压电、铁电性能，被广泛应用于制备各种陶瓷电容器、微波器件、铁电存储器、温度传感器、非线性变阻器、热敏电阻、超声波振子、蜂窝状发热体等电子器件。随着现代科学技术的飞速发展和电子元件的小型化、高度集成化，需要制备与合成符合发展要求的高质量的钛酸钡基陶瓷粉体。纳米BaTiO3基电子陶瓷具有独特的绝缘性、压电性、介电性、热释电性和半导体性为元器件的小型化、集成化带来可能，大大提高了产品的附加值和市场竞争力。如采用纳米BaTiO3粉末制多层电容器，可以显著减薄每层厚度增加层数，从而大大提高电容量和减小体积。因此，低成本合成钛酸钡基纳米陶瓷粉体对我国信息产业、电子工业等的发展具有重要的意义。 溶胶-凝胶自燃合成(Sol-gel Autoignition Synthesis，SAS)是九十年代伴随着高温燃烧合成的深入研究和超纯、超细氧化物陶瓷的制备而出现的一种低成本制备与合成单一氧化物和复杂氧化物的技术。它是指有机盐凝胶或有机盐与金属硝酸盐在加热过程中发生氧化还原反应，燃烧产生大量气体，可自我维持并合成所需燃烧产物的材料合成工艺。它的主要的特点有以下几点：(1)：燃烧体系的点火温度低(150℃-200℃)，一般为有机物的分解温度；(2)：燃烧火焰温度较低(1000℃-1400℃)，燃烧时产生大量气体，可获得具有高比表面积的陶瓷粉体。高温燃烧合成燃烧温度一般高于1800℃，合成的粉体粒度较粗，而SLCS则可制得纳米粉末；(3)各组分达到分子或原子水平的复合；(4)：反应迅速：燃烧合成一般在几分钟内完成；(5)所合成的粉体疏松多孔，分散性良好；(6)：耗能低；(7)：所用设备和工艺简单、投资小；(8)：自净化：由于原料中的有害杂质在燃烧合成过程中能挥发逸出，所以产品纯度易于提高。 本项目申请者采用SAS技术已经成功地合成了粒度达70nm左右的BaTiO3陶瓷粉体。 广泛应用于制备各种陶瓷电容器、微波器件、铁电存储器、温度传感器、非线性变阻器、热敏电阻、超声波振子、蜂窝状发热体等电子器件。
北京科技大学
2021-04-11
自蔓延反应烧结氮化硅/氮化硼复相可加工陶瓷
北京科技大学特种陶瓷研究室开发出一种自蔓延反应烧结氮化硅/氮化硼复相可加工陶瓷材料，其应用前景极其广阔。 Si和N2合成Si3N4反应的绝热燃烧温度高，体积有所增加，生成棒状的b-Si3N4相相互交叉，提高了自蔓延反应烧结氮化硅多孔陶瓷的强度，但氮化硅加工性能差。h-BN陶瓷可加工性能好，但烧结性能差。本项目利用h-BN相在氮化硅陶瓷中形成弱界面，当加工时，弱界面上会形成微裂纹，并沿弱界面发生偏转，耗散裂纹扩展的能量使裂纹扩展终止；当载荷继续上升时，在下层的弱结合界面处将产生新的临界裂纹再扩展；如此反复，使裂纹成为跳跃式阶梯状扩展，断裂渐次发生而非瞬间脆断，使氮化硅/氮化硼多孔陶瓷材料具有了好的可加工性能。 本项目原料中采用了一定比例的Si粉，比完全以Si3N4粉为原料的普通烧结工艺节约了原料成本。产品的基本工艺为自蔓延高温合成（燃烧合成）工艺，在气体高压反应器中进行，烧结所需要的能量完全由原料自身放热提供，与其他制备方法（常压烧结、热压烧结、反应烧结）相比较，不需要高温烧结炉长时间烧结，大大节省了能源。本项目工艺简单，烧结速度快，效率高。可制作复杂形状一维，二维的大尺寸陶瓷材料。抗弯强度已做到188MPa，材料可加工性能优良。 已获中国发明专利《ZL 200610089013.6自蔓延反应烧结Si3N4/BN复相可加工陶瓷的方法》。
北京科技大学
2021-04-11
无铅压电陶瓷－聚合物压电复合材料及其制备方法
本发明涉及一种铌酸钠钾基无铅压电陶瓷-聚合物压电复合材料及其制备方法。该 方法按化学通式(1-x)(LiaNabK1-a-b)(Nb1-cSbc)O3-xABO3-yM组分配料，以分析纯无水碳酸 盐或氧化物为原料，用传统陶瓷制备工艺制得陶瓷粉末；将陶瓷粉末与聚偏氟乙烯按体 积比10∶90至95∶5比例混合球磨；烘干后超声震荡10～100分钟，将混合粉料经压片机冷 压成型，再用马弗炉加温处理，最后在其表面溅射金电极，经80～130℃硅油浴极化10～ 120分钟，即制得铌酸钠钾基无铅压电陶瓷-聚合物压电复合材料。该压电复合材料为纯 钙钛矿晶相，无杂相，说明两者得到了很好固溶；且具有良好的压电与介电性能。
四川大学
2021-04-11
一种基于压电陶瓷执行器的轴承预紧力自调节装置
本发明涉及一种基于压电陶瓷执行器的轴承预紧力自调节装置， 其包括：轴承密封件，安装基座（6），调整环（8）和压电陶瓷执行 器（7），其中，所述压电陶瓷执行器包括：安装底座（702），压电 陶瓷堆定位圈（701），压电陶瓷堆（708），输出轴（707），弹性变 形体（706），每个轴承沿圆周方向均匀布置若干个执行器，分别控制 轴承上该若干位置的预紧力，工作过程中，对轴承圆周方向上几个位 置的预紧力进行测量，根据测量值分别控制相应位置的压电陶瓷执行 器，输出合适的位移和力对轴承进行预紧。本装置实现了轴承
华中科技大学
2021-01-12
基于电子束的3D打印飞机发动机陶瓷叶片技术
1、成果简介 用于以3D打印方式实现对高温合金、高强合金、高强材料、陶瓷材料等的成型。 技术指标：1、零件尺寸：400mm2、应用说明 主要应用对象：飞机发动机陶瓷叶片、高温合金、高强合金等领域。3、效益分析 高技术产品
北京航空航天大学
2021-04-13
编织结构陶瓷基复合材料力学性能预测及强度分析技术
编织结构陶瓷基复合材料由于其耐高温、抗氧化的特点，是高推重比航空发动机高温部件最有应用前景的候选材料。在此背景下，研究开发了编织结构陶瓷基复合材料力学性能预测和结构强度分析技术。 项目通过稳态热固耦合平衡方程推导建立了热固耦合双尺度渐进均匀化分析方法，得到宏细观物理量间的对应关系偏微分方程。利用变分原理推导得到宏细观物理量对应关系方程的有限单元形式，完成热固耦合双尺度渐进均匀化分析程序的开发；针对编织结构复合材料的多尺度结构特点，完成了复合材料的细观、微观多尺度RVE建模方法研究。最后，通过引入材料分布模型描述复合材料构件局部材料坐标，建立了复合材料构件宏细微观多尺度热固耦合分析体系。 此项技术通过多尺度RVE建模、热固耦合双尺度均匀化分析能够较为准确的预测陶瓷基复合材料及其构件的热力学性能，得到相关材料参数，为材料的应用提供分析方法。应用此项技术，复合材料热力学性能预测值与材料单位提供的实验值相吻合，预测的宏观弹性模量与拉伸实验测量值最大相对误差12%以内。同时开展陶瓷基复合材料发动机典型结构实验研究，应变预测值与实验测量值最大相对误差7%以内。
北京航空航天大学
2021-04-13