历史建筑结构检测与加固和建筑节能改造技术

成果与项目的背景及主要用途： 主要为 IT 企业提供微小零件（如芯片）批量检测的定制服务，可以一次性 测量几十个零件的边长或打孔深度。整套系统包括专用显微镜（常用奥林巴斯 50 倍显微镜头），以及软件分析系统。通过对显微镜所成的三维图像进行分析， 进行准确高速的测量。开发周期需要 6 个月—1 年。 同时，可以开发针对不易直接测量工件的软件，如在熔融状态的钢管口径。 技术原理与工艺流程简介： （1）设计了 2 种芯片的检测系统，检测芯片上打孔深度。可以实现零件的天津大学科技成果选编 77 量检，仍是抽查检验，可以有效提升良品率。 步骤：定位找点—>测量深度—>判断是否打孔过深，需要报废。 系统检查一个盘片需要 4 小时即可完成，人工需要 1 个人 1 个月的时间。 （2）测量电容器长宽是否符合标准。已使用半年，效果反馈很好。 电容很小，um 级别，采用 400*200um 的 48 倍显微镜。 步骤：定位—>识别边影—>边界剔除—>测量长宽。 人工检测 1 个需要 3 分钟，系统几秒钟便可完成十几个。 应用前景分析及效益预测： 比人工检测速度快，可代替 5-10 人工作量。一年内回收成本。 准确度高。相比人工测量，结果更稳定，不会出现人为误差。节约成本 5%-10%。 应用领域：微小零件加工业 技术转化条件： 技术改造。整套系统（镜头+软件）费用为 50-60 万。可以不限于 IT 产业， 采用图像处理技术间接测量即可。 合作方式及条件：根据具体情况面议

随着科学技术的不断发展，对材料性能的要求越来越高，尤其在微电子，微机械和其它微型精密系统中，元件的精确外形及外形的细微变化对其功能至关重要，但有的材料所应用的环境又面临较大的温度变化，那么其热膨胀性质对这种材料的性能稳定、寿命及应用范围将有着不同寻常的意义。热应力造成的机械疲劳、蠕变、形貌及微结构上的不易察觉的变化，甚至应力断裂等将严重导致材料性能的变化甚至失效。负热膨胀材料的发现为解决这类问题提供了可能，可以通过将具有负热膨胀系数与正热膨胀系数的材料进行复合，以期制备各种低热膨胀系数乃至零膨胀系数

产品详细介绍 产品描述：731个 零件，包含基础结构：连接线、齿轮、齿条、轮皮、轮毂、积块板、传动胶圈、离合器，差速器、万向轴等等。可完成专业的机械结构、齿轮传动、模型搭建，使用该套装学会并领悟解决生活中实际问题的方法和技能。另外可搭配KJ021-动力套装一起使用可完成电动的功能。 产品图片如下图：

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。

设计了一种基于D-π-A型配体的金属-有机超分子盒。配体的电子结构赋予其同时具有良好的单光子吸收（OPA）和双光子吸收（TPA）的双路径发光特性。在配体与Cd(II)组装构筑的M2L2超分子盒中，配体的双路径发光得以保持，并通过金属中心的重原子效应，以及超分子组装中的π堆积和J聚集态得以强化、放大和优化。在该配位超分子盒材料中，不仅可以利用紫外(UV)或可见白光(WL)激发的OPA路径，同时可以有效利用低能近红外光(NIR)激发的TPA路径，经由不同激发单重态到三重态之间的能量转移过程，实现了蓝色荧光(F)、黄色磷光(P)、组合白光(WLE)、以及红色长余辉发光(LPL)的丰富发光现象。由此，在金属-有机材料中，首次获得了同时具有紫外、可见白光和近红外光的广谱光能蓄水池，并由此触发红色长余辉的多功能发光材料，可广泛应用于隐身、防伪、装饰、显示等不同领域。

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。

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

基于InGaAs-APD的超灵敏高速光电探测模块，探测波段覆盖900 -1700 nm，探测效率最高可达25%。采用先进的正弦频谱滤波技术，支持GHz以上的单光子探测。此外，得益于先进的噪声抑制和弱信号处理技术，GHz 单光子探测器在如此高的工作频率下依然可以保持5×10-6/pulse的暗计数水平，以及小于5%的后脉冲概率。而多通道GHz单光子探测器的集成，可实现高速的光子数可分辨探测，拓展量子探测器的动态范围。 相关技术指标： 通道数： ≥4 工作频率：1-2.5GHz 探测效率：1-25% 连续可调 暗计数： 工作频率1-1.5GHz：≤ 5×10-6/pulse 工作频率2-2.5GHz：≤ 1×10-5/pulse 后脉冲： ≤ 5% 死时间： 3 ~ 10 ns (暗计数后脉冲指标均在10%探测效率下测得) 技术创新点： 国际上首次提出“一种低时间抖动低噪的吉赫兹单光子探测方法”，通过频谱分析的方法将低通滤波和平衡相结合，实现了高速高性能InGaAs APD单光子探测，被国内外单光子探测领域的专家同行广泛引用。基于该技术所研制的GHz单光子探测器通过华东电子测量仪器研究所光电计量校准中心（国防科技工业光电子一级计量站）鉴定检测，性能指标达到国际同类仪器先进水平。“单光子探测关键技术与仪器开发”获2012年上海市科技发明二等奖（第十完成人）此外，在此基础上，将室温单光子探测的速率提升到GHz以上，与国际水平相对比，工作频率提升到了1.5GHz，后脉冲误计数概率亦有所下降，探测效率为21%时，后脉冲概率仅为1.4%。