该项目属于粉末冶金学科。高性能特种材料具有其他材料不具备的特殊性能，在高技术领域中具有不可取代的关键作用。然而，这类材料往往硬度高、脆性大，难以采用传统技术加工制备，成为许多国防和民用高技术装备发展的瓶颈。为此，项目基于粉体流变成形原理，研发了难加工材料的近终形制造新技术，广泛应用于国防和民用高技术领域。

该项目属于粉末冶金学科。高性能特种材料具有其他材料不具备的特殊性能，在高技术领域中具有不可取代的关键作用。然而，这类材料往往硬度高、脆性大，难以采用传统技术加工制备，成为许多国防和民用高技术装备发展的瓶颈。为此，项目基于粉体流变成形原理，研发了难加工材料的近终形制造新技术，广泛应用于国防和民用高技术领域。主要发明点如下：1. 发明了高性能特种材料的粉末注射成形新工艺，实现了金属钨、氮化铝、含氮不锈钢等难加工材料制品的近终形制造；发明了专用注射成形机、侧抽芯新结构模具等关键工艺装备；创立了基于机器视觉的粉末注射成形产品尺寸和外观质量在线自动检测、工业机器人动态抓取和分拣软硬件系统，首次实现了全自动化生产和高质量稳定性控制，生产效率提高 6 倍以上。2. 首创了适合注射成形的近球形微细特种粉体制备和改性新技术。提出基于酸根离子的化学推进剂理论，创立了可控溶液燃烧合成难熔金属和氮化物反应体系和工艺，制备出粒径小于 50nm 的高分散近球形氮化铝和钨基粉体。创立了“气流分级分散-等离子球化”粉体改性技术，制备出满足精密多孔阴极需要的细粒径窄分布（5±2μm）球形钨粉。3. 发明了适合不同材料的粘结剂体系及成形和高效脱脂工艺。提出基于聚合物功能基团的多组元粘结剂设计原理，创立了两相流协调运动模型，阐明了两相分离和缺陷产生的不确定性机制，发明了残碳型、低残留型和高粘性粘结剂体系，有效解决了坯体两相分离、变形、增氧、缺陷等控制难题，产品尺寸精度达到±0.2%。4. 发明了多孔脱脂坯强化烧结致密化和组织性能精确调控技术。提出金属钨的低温无压活化烧结致密化理论和钝化处理孔隙结构精确调控技术，突破了高致密度钨的细晶化和多孔钨的孔隙均匀化技术瓶颈，烧结金属钨电极的晶粒尺寸仅 570nm，抗电子轰击性能提高 2 个数量级，多孔钨的活性物质填充量提高 20%；综合利用液相烧结和残碳“脱氧”原理，解决了氮化铝高致密化、晶界相控制和晶格净化等难题，热导率高达 248W·m-1·K-1。项目授权中国发明专利 60 项、实用新型专利 65 项，申请 PCT 专利 2 项，软件著作权 6 项，合作出版著作 5 部，发表 SCI 论文 104 篇。项目引领了粉末注射成形行业发展，建成了世界规模最大的粉末注射成形生产线。科技成果评价专家组认为：“创新性强，属于重要的军民两用技术”；“为我国国防先进武器和民用工业领域研制和生产了多种关键零件”；“应用成效明显，整体技术达到国际领先水平”。获教育部技术发明一等奖 2 项、中国有色金属工业技术发明一等奖 1项。成果推广应用于 20 余家企业，建成生产线 47 条。近三年，新增销售 54.09亿元，新增利润 7.05 亿元，多种产品解决了国防装备建设和研发的“卡脖子”问题，社会经济效益显著。

海洋中存在大量病毒，表面海水中病毒的浓度在每毫升105到108之间。海洋病毒能够侵染多种海洋生物，引起传染疾病，给水产养殖业带来巨大危害和损失，是水产养殖业发展中急待解决的一大难题。近年来，在海水中检测到甲肝病毒，因此对人类健康构成威胁。海洋病毒的快速检测以及定量方法，是目前国内外正在研究和开发的现代生物技术。用PCR技术对海水中的病毒进行检测，已经有一些报道，但仅限于人类腺病毒和少数其它病毒，我国这方面研究才刚刚起步。对海水病毒进行检测和调查，可以为海水

造纸工业在我国国民经济中占有重要地位，但属于高物耗、高能耗的污染大户，废水排放量占全国工业废水排放量的17%以上。实现废水综合治理，减少尾水排放量，已成为造纸行业发展迫切。本项目技术采用膜集成技术实现了造纸尾水的净化处理，实现了水的分级回用，项目已经建成万吨级工程2项，经济效益好。 专利情况：在申请3项；已授权3项， 成熟度：量产 合作方式：技术入股、技术转让、技术服务 创新要点： 1）高效预处理技术实现尾水杂质深度净化； 2）双膜法尾水的脱盐和降COD技术； 3）低成本浓盐水处理技术。 技术指标：水回收率可以实现95%，85%和75%等不同工艺，经济性好。其中，回用95%时，水处理成本低于5元/吨水。本工艺已建成了4万吨/年和1万吨/年等应用示范工程。

采用局部加载增量成形大型复杂构件可有效减少成形载荷、提高材料成形极限、拓展构件成形尺寸范围、提高设备成形能力，是采用难变形材料的大型复杂构件近净省力成形的有效途径。揭示了大型复杂构件局部加载成形过程的加载状态并建立了下材料流动解析模型；发展了适用于大型复杂构件三维坯料设计的解析-数值混合方法；构件了能快速稳定实现局部加载的液压机的液压系统，获得相同装机功率下远大于整体加载成形的成形能力。工艺理论已形成系统，且技术成熟度高，撰写综述论文发表于国际 SCI 期刊，已在实现局部的液压系统方面申请发明专利多项。

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1. 痛点问题 激光雷达技术存在固有缺陷，造成安全隐患与高昂成本。激光雷达技术主要有以下三个缺点： 1）远距离探测会漏视目标，点云图观看舒适度极低。激光雷达使用点扫描方式探测距离，探测距离越远像点间隔越大，像点之间有漏视问题。激光雷达采用点扫描方式形成点云图，对人眼而言无法直接辨识目标； 2）激光信号易受干扰，造成严重安全隐患；不同激光雷达之间会产生干扰，因为光谱资源有限，这是无法克服的问题； 3）结构复杂、成本高，工业生产难度大。激光雷达使用多线激光提高扫描速度，对生产工艺要求极高。机械转动产生的磨损会直接影响激光雷达的寿命及电机控制的精度，需要定期调校和维护。 2. 解决方案 清华大学物理系的科研团队，经过八年的研究，业内首次实现了芯片级的量子关联成像系统，相关算法和硬件系统获得了国家发明专利。 量子关联成像技术能为智能设备安装“眼睛”，实现成像与3D测绘功能，核心专利是量子物理算法，以低成本实现高精度测绘与成像，有效弥补了激光雷达技术的重大应用缺陷，为获取高空间分辨率的3D测绘提供了全新的技术手段。 寻求有开发ASIC芯片、硅光芯片和电子器件产品经验的企业开展业务合作。

微型计算机断层成像（Micro-Computed Tomography, Micro-CT）技术是一种无创伤的体外检测技术，它具有空间分辨率高、成本低和使用方便等优点。Micro-CT 成像技术利用了不同组织对于 X 射线吸收系数不同的性质，使用 X 射线探测器接收 X 射线经衰减之后的信息，通过重建算法重建出被扫描样品的三维体数据，广泛应用于骨骼、器官、软组织、肿瘤、心血管等相关结构变化研究，疾病的临床前研究及相关药物的临床前研发，以及工业无损检测中。 本团队基于 Micro-CT 系统的成像原理研发了高分辨 Micro-CT 小动物成像平台，该系统包括硬件和软件两部分，目前已成功研发并于 2019 年 12 月投入使用。

含有极少原子的金（Au）团簇具有非典型的化学和电子性质，在光学和催化领域具有巨大的应用潜力。然而，在原子尺度上对小团簇基态性质的表征仍然缺乏。我们利用扫描隧道显微成像技术首次实现了在实空间中直接观测单个Au20团簇的基态原子结构。该工作的意义在于提供了从原子水平上研究团簇的新途径，对理解其催化和光学等性质有重要作用。