本成果属于材料制备技术领域，涉及一种金属/陶瓷梯度复合管（FGM）的制备方法，该方法制备的梯度复合管可应用于许多需要耐高温、耐磨损、耐腐蚀以及耐热冲击结构材料的领域中。由于传统的金属/陶瓷复合材料在两相材料的界面上存在物理性能的失配问题，在极高温度载荷作用下层间易产生应力集中而出现脱层现象，或者在界面上萌生裂纹而削弱材料的性能，并且由于复合材料中陶瓷和金属间热膨胀系数的差异，会有残余应力产生，而FGM通过逐渐地改变材料成分的体积百分比含量而不使其在界面上产生突变。由于FGM的这种特殊的微观组织特征

成果与项目的背景及主要用途： 海底油气资源开采包括探油、采油、运输等三大环节，海底管线是油气运输重要手段，目前深远海海底管线的铺设技术是制约我国深远海油气资源开采利用的关键瓶颈之一。 海底管道是深水油气田开发工程建设的一个重要组成部分，须采用深水铺管作业船及船载铺管设备进行安装。目前国内还不具备该类工程船舶的设计能力，深水海底管道铺设技术的研究也刚刚起步，现有工程设计能力、设备状况和作业能力等都不能满足我国开发深海油气资源的战略发展要求。因此，对深水海底管道铺设技术的研究是非常必要的，也符合我国石油工业向深海进军的战略要求。卷管式铺管法是一种在陆地预制场地将管道接长，卷在专用滚筒上，然后送到海上进行铺设的方法。卷管式铺管法铺设效率高、费用低、可连续铺设、作业风险小。卷管式铺管船既可以用于深海，也可用于浅海，但是管道直径不宜过大。一般而言，因受自身承应力的限制，用于卷管式铺管的而言，因受自身承应力的限制，用于卷管式铺管的钢质管管径最大不能超过 406.4 mm。随着技术的进步，目前已有少数卷管式铺管船突破了这个限制。国内尚没有自主开发的卷管式铺管系统，由于核心技术的封锁，必须走消化吸收、自主研发的道路。在缺乏设计技术资料的情况下，开展实验室模拟试验工作，有助于更好地了解卷管式铺管过程，甄别核心影响因素，为自主设计研发卷管式铺管系统提供科学依据。 技术原理与工艺流程简介： 1、开发大型的整管弯管模拟装置，能实现多次反复弯曲，建立管道反复弯曲大变形能力的测试方法； 2、研究确定大变形管道的焊接方法，开发高效焊接工艺； 3、研究管道焊接无损检测技术；天津大学科技成果选编 4、研究大变形焊接管道的性能评价方法，建立基于应变的工程临界评估技术。 针对深海油气输送管道“卷管式”铺设，技术成果形成集焊接、检验、安全性评估为体系的大变形管道成套高效焊接解决方案。卷管式铺管法铺管效率高，费用低；适合于深水区域的管道铺设；卷管最大管径为 457.2mm，最大作业水深可达 1800m。卷管式铺管法首先在陆地上焊接管段，然后通过管道矫直器将管线造弯，并卷绕在专用滚筒上，装到铺管船上运至安装海域进行管道铺设。在铺设过程中，在张力作用下管线经过解绕、拉直，然后被送入海中。铺设流程 ：陆地焊接接长管道；造弯，卷绕到专用卷筒上，上船固定；解绕回弹；弯曲，进入穿串装置；拉直；J 型方式入海；海底着陆。在整个铺管流程中，管道经历了弯曲—回弹—弯曲—拉直的反复大变形过程，会导致环焊缝中的焊缝金属和熔合线在安装和运行过程中发生开裂，为确保管道卷绕过程中的完整性，需要解决以下关键问题：材料、焊接、工程临界设计与评估（ECA）、装备。 技术水平及专利与获奖情况： 南海深水油气资源的开发迫切需要我国发展卷管铺设技术，而卷管铺设过程中管道承受的反复大的塑性变形对管道环焊缝的性能造成不利的影响，发展卷管铺设技术必须解决管道的焊接和焊缝性能评价等问题。针对深海油气输送管道“卷管式”铺设，开发了整管弯曲装置，实现多次反复弯曲，模拟管道卷管式铺管过程所经历的循环塑性变形，确定管道的能承受的临界曲率半径；建立管道抵抗反复弯曲大变形能力的测试方法，形成弯管试验技术。建立基于应变的焊接管道工程临界评估（ECA）技术。 应用前景分析及效益预测： 目前，我国近浅海油气资源的开采已经接近饱和，开发深远海油气资源是必然的趋势，南海油气资源开采符合国家战略需求。项目实施可为我国开发南海深海油气资源奠定技术基础，大大提高我国在海洋装备制造业的国际竞争力。 合作方式及条件：具体面议。

卫星通信具有覆盖范围广、容量大、传输速率高等优点，可用于多种复杂通信环境，在军事通信中得到了大量的应用。然而由于卫星信道的开放性，通信信息极易泄漏，通信隐蔽性较差。因此，如何增强卫星通信的安全性，进而提高通信的保密性逐渐成为各国研究的热点。 针对传统扩频通信技术中扩频序列易被检测和破解的问题，提出了一种基于功率混合的安全通信方法，该方法将待加密的军用信息和其它辅助信息按不同的功率进行混合来传输，此过程中，若是非接收方想要破获待加密信息，只有在得知作为辅助信息的其它信息的前提下才能进行；此外，辅助信息是从普通民用通信中的信号里面进行选取，并通过其他的传输路径到达卫星，这样既实现了信息的有效利用，又提升了通信过程中的安全性。 针对现在扩频通信技术，尤其是直接序列扩频技术已经不再具备安全性，容易被敌方利用扩频码的设计漏洞截获并破译的现状，提出了一种利用伪多径效应来进行安全通信的方法及装置，在该种信号传输模式下，安全性不再依靠扩频技术，而是依赖于特定的功率复用方式，这种复用方式可以看作是对“多径效应”的一种利用，大大提高了信号传输的安全性。 针对卫星通信信道具有开放性，极易受到外界干扰，当外界干扰功率太大时会直接影响正常通信的特点，提出了一种盲源信号分离的方法及装置， 通过该方法完成了对强干扰信号的估计和分离，改善了卫星通信过程的安全性，提高了卫星通信系统的通信性能。

（1）根据冻结管的实际偏斜情况，任意计算和显示不同深度下冻结壁内部各点温度值，并在计算机屏幕上显示水平面和纵平面冻结壁温度场状况。（2）根据冻结管的偏斜，对冻结钻孔质量进行综合评价，其内容包括任意深度下相邻冻结管的最大间距、形成冻结壁的几何形状、冻结壁交圈时间、井筒开挖时间等。（3）冻结壁温度场的发展预测及特征分析。实时掌握冻结壁井帮温度、冻结壁最厚、最薄的方位、冻结壁平均厚度、冻结壁平均温度等参数，掌握冻结壁的力学特性，确定冻结壁的安全性。根据实际冻结状况，预测冻结壁的发展，指导确定各排冻结孔送冷形式，为冻结方案和凿井施工安排提供建设性意见。（4）根据井筒掘进速度，预测冻结壁井帮温度，合理地安排井筒掘进速度及段高，防止井筒早期开挖井帮的过大片帮和下部底层冻实，为井筒的安全施工提供较为全面的分析、处理，及时进行施工信息反馈，改进施工作业方式指导井筒施工。（5）方便地绘制任意深度下冻结孔偏斜平面图、地质柱状图及各测点和进回盐水温度随时间变化曲线。（6）基于 B/S 模式开发，操作简便、图文并茂、运行速度快，任意客户端均可进行温度场分析与数据共享。基于 Web 技术的冻结法凿井安全信息网络平台，包括“冻结温度实时监测子系统”、“冻结流量监控子系统”、“冻结站制冷机组设备开停机监控系统”、“网络信息平台主页”四大部分构成。

本项成果以水平宽度 20~ 50 米 、平均倾角63° 的急倾斜特厚煤层为代表，系统研究了急倾斜特厚煤层合理开采工艺、关键装备、注水改变煤层物性、支架选型和水害防治等安全开采关键技术， 在急倾斜特厚煤层安全高效开采关键技术的研究方面取得了系统性和开创性的突破， 项目通过中国煤炭工业协会鉴定达到国际领先水平，相关成果分别获得新疆自治区科技进步二等奖，中国煤炭工业科技进步二等奖。

该技术是以我校发明的惠天锚柱为基础。这种锚柱是一种具有可伸缩的垂直支撑和水平阻挡双重作用预支撑构件，能够克服现有沿空留巷技术共同存在的没有初撑力又不能协调及时性的缺陷。锚柱和采空侧网片形成的锚柱网结构能够彻底隔离采空区与工作区达到施工的本质安全型，同时又利用锚柱群初期支撑达到切顶卸压。这种填补式支护能形成新的留巷轮廓，使得后续隔离墙的主体充填可以随时随地根据工作面的生产工艺和要求完成，使得沿空留巷技术能够适应大倾角快速回采。 锚柱网本质安全快速沿空留巷技术已获得国家专利3项。该技术已在神华宁煤集团、陕煤集团、新疆焦煤等十几个煤矿应用。产生了巨大经济效益。

针对现有脱硫脱硝工程中液氨和尿素制氨的缺点，实验室开发了尿素制氨 新技术。尿素制氨新技术是利用尿素的缩合反应，在尿素发生反应时既产生氨， 又得到高附加值产品，使整个尿素分子得到充分利用，其化学反应式如下： (NH2)2CO + 催化剂 →衍生物 + NH3↑ 尿素制氨新技术具有以下特点： 1、尿素原料充分利用：在尿素制氨新技术中，尿素全部转化成了产品并得 到了增值；而传统尿素制氨中有 50%的尿素转化成了无用的 CO2； 2、节能减排：反应温度低（250℃）、能量消耗少，达到了真正的零排放， 而传统尿素制氨工艺需要 600℃的高温，用燃油加热或电加热，消耗大量能源 并释放 CO2； 3、提高了用氨安全性：产生的氨直接用于脱硫脱硝，不用储存，降低了运 输、储存和使用液氨所带来的安全风险； 4、经济效益高：生产的氨气直接用于脱硫脱硝，同时得到高附加值产品。

研制了检测沙门氏菌的 PCR 试剂盒，初步建立了形成大肠杆菌的检测方法，初步建立了免疫传感器的模型。

以多域物联网安全保障为目标，围绕海量差异化设备安全保障、虚实孪生映射与数据受控管理及跨域微服务图谱建立与动态安全组合三个方面展开研究，取得了“接入 - 传输 - 汇聚”跨域安全体系结构、信息物理空间融合云端数字孪生架构、多域物联网微服务可信提供体系结构等三项技术发明，形成了多域物联网安全服务体系。 （1）“接入 - 传输 - 汇聚”跨域安全体系结构 采用“跨域协同认证、内生特征融合”的技术思路，提出了“接入 - 传输 - 汇聚”跨域安全体系结构，发明了基于深度学习的物理层设备认证与跨层协同认证方法，设计了海量差异化设备的跨域综合接入认证协议，屏蔽了物联网设备差异性，实现十亿量级差异化设备的高效跨域身份可信管理；实现了海量差异化跨域设备的安全管控，构建了大规模物联网设备的信任管理体系。 （2）信息物理空间融合的云端数字孪生架构 采用“虚实空间映射、数据受控共享”的技术思路，提出了信息物理空间融合的云端数字孪生构建架构，发明了信息物理空间实时精确映射方法、跨域数据受控共享与延伸控制方法，实现了大规模海量物联网系统的有序管控，建立了多域物联网安全生态系统。 （3）多域物联网微服务可信提供体系结构 采用“关联关系跨域、编排组合动态”的技术思路，提出了多域物联网微服务可信提供体系结构，发明了海量微服务关系图谱建立方法、微服务跨域动态编排与安全组合方法，设计了复杂物联网应用开发环境，实现多域物联网应用的敏捷开发与自动生成。解决服务自动柔性编排与按需动态加载的问题，实现应用快速开发与自动生成、海量微服务关联关系的预处理，与满足 Top-K 的自动化服务组合方法相比，平均处理时间降低11.5%，准确率达到 99%。 图 1 项目总体设计框架图 图 2 “接入 - 传输 - 汇聚”跨域安全体系结构