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一种适用于增材制造的自支撑网状结构拓扑优化设计方法
本发明属于结构优化设计相关技术领域，其公开了一种适用于 增材制造的自支撑网状结构拓扑优化设计方法，其包括以下步骤:(1) 利用 SIMP 材料密度-刚度插值模型，获取[0，1]之间不同层次实体材 料的密度分布，同时得到宏观材料布局形式及宏观位移场;(2)构建基 于参数化水平集方法的优化模型，在宏观材料布局优化的基础上，针 对不同的中间密度单元进行微结构构型拓扑优化，并输出最优细观微 结构构型。上述方法将支撑结构与所设计结构自身相结合，融合了宏 观材料布局优化及细观微结构
华中科技大学
2021-04-14
二氧化硅中空微球的产业化生产与结构调控关键技术
本团队采用新型结构导向技术来实现亚微米和纳米二氧化硅中空微球的溶胶凝胶法和沉淀法高浓度制备，能够满足大规模工业生产的需要，并能对其纳米壳层结构进行精准调控，为相关功能材料的性能设计提供合成技术基础。现有二氧化硅中空微球制备技术的投资成本高、设备生产率低、控制难度大，无法在工业规模上对其特有的纳米结构进行精准调控，严重限制了中空微球在高端产业中的应用。本团队基于全新的中空结构导向技术，在间歇反应釜中通过溶胶凝胶法和沉淀法实现中空微球的高密度、大批量生产，具有设备生产率高、微球结构规整、壁厚可控、容易复合改性等优点，突破了中空微球规模化生产的技术瓶颈。通过改变导向剂分子结构和生产工艺微调，可在 50-400 纳米范围内对中空微球的壁厚进行精准调控，使其对不同波长的光信号产生各种响应，并能通过控制中空和多孔结构调节比表面积、导热系数、阻尼特征、机械强度等性能，满足不同功能材料领域的要求。该技术还可以实现脂溶性物质或纳米颗粒与二氧化硅的复合，制备出具有功能多样性的复合中空微球， 如将氧化锡锑（ATO）与二氧化硅中空微球复合，可制备兼具紫外光、可见光、近红外反射和隔热功能的复合中空微球保温填料。
华南理工大学
2023-05-09
中国科学技术大学在矿物基结构材料的仿生矿化制备领域取得系列进展
探究源自生物矿物材料的结构设计原理无疑将为人工矿物基新材料的研发提供重要启发和依据，然而如何在人工材料中设计和制造这些复杂结构，一直是困扰科学界的难题。
中国科学技术大学
2022-10-17
一种基于超晶格结构的磁性拓扑绝缘体来实现量子反常霍尔效应
研究表明，陈绝缘体可以通过磁性掺杂的拓扑绝缘体薄膜获得，但是这种方法产生稳定的长程铁磁序比较困难，而且产生的体能隙也比较小，导致可观测温度极低（30-100 mK）。刘奇航课题组及其合作者通过研究本征的层状磁性拓扑材料Mn-Bi-Te家族（MnBi
南方科技大学
2021-04-14
一种基于相变储能与结构一体化的太阳能采暖预制墙板
本实用新型公开一种基于相变储能与结构一体化的太阳能采暖预制墙板，将太阳能真空管中的热管改造成环状，热管吸热端与太阳能真空集热器中真空管类似，不同的是产品将真空管热管的吸热端和散热段连接呈环，吸热端位于最外端吸收太阳辐射，散热端插入相变层中，被相变材料包裹。故产品吸热端在生产时可在现有太阳能真空管集热器基础上改造而成；然后结合产品的具体结构生产末端金属辐射板及相变层框架；最后在相变层框架中装入相变材料，并将吸热层、相变层、金属辐射板层三层按产品结构形式组装成基于相变储能与结构一体化的预制墙体，能有效的提高太阳能利用效率，促进太阳能采暖系统的发展。
四川大学
2017-12-28
一种复合结构体相到表面含聚阴离子的富锂锰基正极材料
本申请涉及全固态电池领域，具体涉及一种复合结构体相到表面含聚阴离子的富锂锰基正极材料。本申请将含聚阴离子的锂盐与层状富锂锰基正极材料通过热处理和高能球磨反应，形成含聚阴离子的层状/岩盐富锂锰基正极材料。本申请所述正极材料一方面可以利用聚阴离子基团以及岩盐相的同时存在提升结构稳定性，提高阴离子反应可逆性；另外一方面，残余的聚阴离子锂盐改善电极与固态电解质界面间的离子传输，实现了电化学性能的提高，最终提升全固态电池的比容量和循环性能。本发明公开方法易于规模化生产，容易与现有制造设备的基础上进行匹配，为未来全固态电池实现高能量密度创造了可能性。
南京工业大学
2021-01-12
基结构特异性醇/酯制备用高选择性工业酶的高效创制关键 技术
结构特异性醇/酯因其独特的理化性质与生理功能在食品、医药和化工等领 域具有重要的应用价值。本项目针对立体特异性芳基醇和位置特异性结构脂质为典型代表的高附加值醇/酯，解决其绿色制造过程中关键酶选择性差，工业适应性弱，表达制备成本高以及催化反应效率低的关键技术难题，开展工业酶的定向筛选、功能强化、高效表达及应用技术研究，开发了具有自主知识产权和适合工业化要求的高选择性、高活性、高稳定性工业酶（脂肪酶和氧化还原酶）的高效创制及应用技术体系，打破国际技术壁垒，推动了我国相关产业的技术进步和持续健康发展。
江南大学
2021-04-11
通过调控合金界面结构和化学成分实现超高耐磨性能的新策略
南方科技大学材料科学与工程系助理教授任富增课题组提出通过调控合金界面结构和化学成分实现超高耐磨性能的新策略。相关研究成果发表在金属材料领域顶级期刊Acta Materialia上。
该研究成果对服役于极端环境的新型高强耐磨合金设计提供了新思路，将有助于开拓多主元合金在耐磨损领域的应用，对设计用于严苛环境的高强度、耐磨损、热稳定合金具有一定意义，且为拓展界面相工程在多主元高熵合金领域的应用挖掘了潜在研究方向。本研究中开发出的TiMoNb合金除可用于高温耐磨材料之外，其高强度、良好的生物相容性、耐腐蚀性使其在牙科、骨科等医用植入材料领域亦有广泛的应用前景。
南方科技大学
2021-04-11
镍基高温合金组织结构超声智能评价方法
航空发动机机匣是一种复杂薄壁零件，其加工变形问题是我国航空发动机制造的关键技术瓶颈。机匣毛坯组织结构的均匀性是影响机匣加工变形的主要原因之一。镍基高温合金具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，是航空发动机机匣的主要原料。镍基高温合金铸、锻件组织结构的无损检测与定量评价是实现组织结构均匀性检测与评价的基础，有助于准确判断毛坯制造质量，表征制造工艺改进的有效性，降低机匣加工变形概率。
超声检测具有穿透能力强，灵敏度和分辨率高、可定位和定量检测等优点，在航空发动机大规格高温合金构件制造质量检测领域得到了广泛应用。超声检测信号特征值与材料组织结构变化、二次相或沉淀物的形成相关，具备有效评价镍基高温合金的组织结构的能力。现有镍基高温合金铸、锻件组织结构的超声检测以噪声波高为主要判据，指标简单、阈值设置严格、误判率高，无法适应不断改进的制造工艺。
组织结构超声定量评价技术的核心是确定微观组织特征参数与超声检测特征参数之间的定量关系模型，其本质是以模型待定系数为决策变量，以评价准确性为目标函数的优化问题。超声波在镍基高温合金中传播时，受到晶界、相界、孪晶等复杂组织结构的综合作用，若采用声速、衰减系数、非线性系数等单一超声检测参数对组织结构进行建模与评价，会因信息量的缺失而导致评价误差大；若增加检测参数规模，则会导致所对应优化问题的困难性大幅增加。
本研究以镍基高温合金组织结构定量评价为主要研究对象，围绕如何利用协同进化算法求解定量评价的大规模优化问题、以及如何同时利用多种微观组织特征参数对镍基高温合金进行综合表征展开研究。科研成果为航空发动机机匣镍基高温合金毛坯制造质量检测、评价、性能预测提供技术支持，为制造工艺改进提供数据支持，也可进一步推广至其它高温合金、钛合金等材料中。
南昌航空大学
2021-05-04
超薄膨胀型钢结构防腐防火双功能涂料
超薄膨胀型钢结构防腐防火双功能涂料是专门用于建筑物钢结构防火和防腐保护的 功能性涂料。钢结构虽然有强度高、重量轻和易于施工等优点，但也存在不耐热、易腐 蚀的缺点，不经防火防腐保护的钢结构建筑往往存在较大的安全隐患。本成果提供的防 火防腐双功能涂料集良好的防火、防腐蚀功能于一身，同时还具有良好的装饰性。可采 用喷涂、刷涂等方法施工。是各种大型公共建筑物、化工企业钢结构建筑物（构筑物） 和设备的保护神。该涂料是同济大学材料学院高分子材料研究所承接的“863”计划项 目成果，已在国内 52 项建筑工程中应用，施工面积 60 多万平方米。
同济大学
2021-04-11