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高功率密度燃料电池薄型金属双极板及批量化精密制造技术
2019年上海市技术发明特等奖
燃料电池“高功率密度、大功率输出、长寿命运行、低成本制造”是长期制约燃料电池汽车规模化推广的国际难题，变革燃料电池核心部件，采用金属双极板替代现有石墨双极板，是破解难题的有效途径。上海交通大学来新民教授团队历经十余年研发，与上汽集团、新源动力、上海治臻等企业开展产学研合作，发明了薄型金属双极板设计与制造新方法、新工艺和新装备。主要发明如下：
1、提出了“岛群-流道”复合的大规模并联流场均匀分流原理，解决了现有叉分流道分流的过约束问题，创建了错层密封的冲压单极板背对背焊合方法，发明了薄型金属双极板“两板三场”新构型。
2、揭示了大面积超薄板细密流道的成形回弹及焊接变形规律，建立了细密流场成形及焊接的残余应力分析模型，发明了极板多步成形误差补偿与激光焊接变形抑制技术。
3、提出了“非晶碳耐蚀-石墨微晶导电”的涂层性能综合原理，探明了石墨微晶纵向生长机制；提出了非晶碳沉积过程伴生石墨微晶生长的控制方法，发明了非晶-微晶复合涂层及其磁控溅射制备技术。
4、发明了耐蚀导电复合涂层的多腔连续磁控溅射等工艺装备，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔溅射的金属双极板生产装备系统，创建了我国首条金属双极板批量化生产线。
本项目获授权中国发明专利37项，申请PCT专利5项，牵头和参与制订国家标准13项，发表SCI论文91篇(全球双极板主题论文数第一)。开发的金属极板在国内率先通过5000小时车载工况寿命考核，在国内金属极板市场上占主导地位；成果应用于我国首辆金属极板燃料电池轿车与客车、首个上汽P390型115kW车用全功率电堆开发，为上汽、东风、长城等国内金属极板燃料电池汽车开发提供了自主可控的核心技术。
金属双极板
金属双极板连续冲压成形
金属双极板多工位连续激光焊接
金属双极板多腔连续磁控溅射工艺装备
金属双极板生产
上海交通大学
2021-05-11
高功率密度燃料电池薄型金属双极板及批量化精密制造技术
项目成果/简介:2019年上海市技术发明特等奖燃料电池“高功率密度、大功率输出、长寿命运行、低成本制造”是长期制约燃料电池汽车规模化推广的国际难题，变革燃料电池核心部件，采用金属双极板替代现有石墨双极板，是破解难题的有效途径。上海交通大学来新民教授团队历经十余年研发，与上汽集团、新源动力、上海治臻等企业开展产学研合作，发明了薄型金属双极板设计与制造新方法、新工艺和新装备。主要发明如下：1、提出了“岛群-流道”复合的大规模并联流场均匀分流原理，解决了现有叉分流道分流的过约束问题，创建了错层密封的冲压单极板背对背焊合方法，发明了薄型金属双极板“两板三场”新构型。2、揭示了大面积超薄板细密流道的成形回弹及焊接变形规律，建立了细密流场成形及焊接的残余应力分析模型，发明了极板多步成形误差补偿与激光焊接变形抑制技术。3、提出了“非晶碳耐蚀-石墨微晶导电”的涂层性能综合原理，探明了石墨微晶纵向生长机制；提出了非晶碳沉积过程伴生石墨微晶生长的控制方法，发明了非晶-微晶复合涂层及其磁控溅射制备技术。4、发明了耐蚀导电复合涂层的多腔连续磁控溅射等工艺装备，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔溅射的金属双极板生产装备系统，创建了我国首条金属双极板批量化生产线。本项目获授权中国发明专利37项，申请PCT专利5项，牵头和参与制订国家标准13项，发表SCI论文91篇(全球双极板主题论文数第一)。开发的金属极板在国内率先通过5000小时车载工况寿命考核，在国内金属极板市场上占主导地位；成果应用于我国首辆金属极板燃料电池轿车与客车、首个上汽P390型115kW车用全功率电堆开发，为上汽、东风、长城等国内金属极板燃料电池汽车开发提供了自主可控的核心技术。金属双极板金属双极板连续冲压成形 金属双极板多工位连续激光焊接金属双极板多腔连续磁控溅射工艺装备金属双极板生产知识产权类型:发明专利 、 其他技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:国家高技术研究发展计划、上海市科技创新行动重大项目等
上海交通大学
2021-04-10
技术需求：非金属软材料3D工件加工，比如毛毡、软汽车内饰件等
非金属软材料3D工件加工，比如毛毡、软汽车内饰件等
高速智能复合材料的五轴联动精密加工设备
诺伯特智能装备（山东）有限公司
2021-08-30
碳纤维负载金属多孔框架催化剂在石油加氢催化中的应用技术
本项目创新性采用静电纺丝技术及热处理碳化技术将MOFs材料负载在一维多孔碳材料中，制备保留金属有机框架构型的碳纤维催化材料。在制备过程中，通过调控MOFs材料特有的空间构型达到调控所制备的催化材料中金属组分空间构型及金属组分之间的协同作用，最终达到提高加氢催化材料性能的目的。该项目的完成能够很好的解决困扰传统加氢催化材料中金属组分的分散性及协同作用调控这一大难题，有效提高加氢催化剂的活性、选择性，具有十分良好的应用前景。
兰州大学
2021-01-12
微生物菌剂矿化固结修复土壤中重金属污染关键技术
近年来重金属污染事件频发，不仅严重阻碍经济社会的良性发展，而且对人体健康造成不可逆转的损害。我国是人均耕地资源短缺的国家，水、大气等受体的污染物最终将会陆续转移到土壤中。为保证粮食安全问题，2016年国务院印发了《土壤污染防治行动计划》，简称“土十条”。
本成果针对中国日趋严重的土壤重金属污染问题，开展土壤重金属污染生物修复关键技术研发与应用示范，对于大力推进耕地质量保护与提升，解决重金属污染造成的食品安全问题具有重要的意义。
技术特点：
1．综合利用有机物料、微生物等对土壤中重金属的钝化和解毒原理，结合改良土壤、诱导植物抗逆等技术手段，围绕微生物菌剂创新等开展研究；
2．筛选出多种重金属修复优势菌株，研发了复合微生物菌剂的配方及其发酵生产工艺，通过田间试验证明土壤中施用微生物菌剂可明显降低土壤有效态重金属的含量，并可显著降低作物可食用部分中重金属的含量，提高作物对重金属的耐受性，提高土壤pH值，增产效果较明显；
3．实现了多菌株协同发酵培养的创新，在复合微生物菌剂制备工艺上，从菌株的发酵到生产工艺的优化等方面取得了一系列的自主知识产权。
相关技术对于保护生态环境、治理环境污染具有重要的意义，同时为保障农产品安全和促进农民增收提供新途径。
南京工业大学
2021-01-12
汽车件快速成型复合材料用高温韧性环氧树脂体系的研制
碳纤维复合材料要真正应用于汽车领域，必须适应高产量汽车生产的成本和生产速度，因此对复合材料的规模化、自动化、快速成型技术提出了更高的要求。高效率批量化生产要求新型的快速固化成型环氧树脂复合材料。其中主要涉及到的是预浸料的模压成型工艺：利用固化时间在2~5min的环氧树脂预浸料模压成型工艺生产。首先使用2～3分钟即可硬化的环氧树脂和碳纤维制造预浸料，然后再放入模具加热，在3～10MPa的高压下冲压成型。成型周期仅为约10分钟，在热硬化性CFRP中生产效率上佳。 北京化工大学先进材料研究院中心将化学流变学理论应用于碳纤维预浸料专用树脂体系的设计指导通过流变学调控树脂体系的初始粘度，实现树脂对纤维的充分浸润。通过化学反应降低预浸料的树脂流动度，提高预浸料的工艺性能。已申请专利6项。在工艺设备创新方面，采用双行星双动力的搅拌方式，低速运转的行星搅拌锚使物料上下翻动混合，高速运转的行星分散盘使物料产生强烈的碰撞和剪切。课题组充分利用北京化工大学的高分子学科优势，基于国产碳纤维的产能扩张，结合不同级别国产碳纤维(T300、T700、T800) 的表面特性，自主设计了不同耐温等级的环氧树脂体系，开发了系列化(80、90、100、120、180度)的预浸料专用树脂体系，以开拓国产碳纤维的下游加工应用。 在快速固化耐高温韧性环氧树脂体系的研制方面，环氧树脂分子设计需要满足几个条件，1、含有噁唑烷酮环的环氧树脂固化后不仅具有较好的耐热性，其玻璃化转变温度和热分解温度亦高于纯环氧树脂和其他的传统环氧热固性材料。2.具备出色的电气绝缘性能，物理机械性能。3.噁唑烷酮结构极性基团的存在使得环氧树脂与碳纤维的粘结强度增加。4.聚氨酯柔性链的存在，使得树脂的柔韧性提高。固化体系设计包括：固化剂的液化改性；储存稳定性；吸水性；分散性。MHT150-PN预浸料树脂是中高温固化快速成型的阻燃环氧树脂体系，具有高耐热、环保阻燃和高韧性等特点，主要用于汽车件等快速固化预浸料领域，具有优异的操作性及贴合性。
北京化工大学
2021-02-01
航空曲面有机玻璃透明件成型生产线的设计与制造
成果描述：航空曲面有机玻璃透明件生产线是由成型模具、钻孔模具、施力与控制系统、加热与保温系统、切边与打磨等设备组成。所开发的生产线生产的产品具有多个尺寸，且质量高、光学成色好。玻璃曲面成型系统具有自动控制温度和施力，满足成型工艺的要求。所开发的成型模具和钻孔模具加工效率高，产品具有较好的成形精度和位置精度。市场前景分析：本成果主要应用在航空制造领域，应用于飞机圆弧挡风玻璃的制造维修。与同类成果相比的优势分析：国内领先。
四川大学
2021-04-11
基于3D打印的复杂结构模具制作方法及成型方法
本发明公开了一种基于3D打印的复杂结构模具制作方法和成型方法，包括：构建目标模型和模具制作装置，得到目标模型文件和模具制作装置文件；将三维模型文件和模具制作装置文件导入3D打印机，制作目标模型和模具制作装置；在目标模型表面铺设硅胶膜或明胶膜固化；在模具制作装置内表面和目标模型的薄膜表面涂覆隔断材料层，在模具制作装置中定位模型；浇注下模液，固化，得到下模；在下模上的分型面上涂覆隔断材料层，浇铸上模液，固化，去除目标模型得到复杂结构型面特征的上下模模具。本发明基于成熟的三维打印技术，稳定性、可控性好，结构简单、价格经济，加之可以脱机打印，使得生产更易于配置和优化。
浙江大学
2021-04-11
一种丝胶蛋白/羟基磷灰石复合膜的快速成型方法
本发明涉及一种丝胶蛋白/羟基磷灰石复合膜的快速成型方法，目前还没有一种制备条件温和，生产过程绿色环保的丝胶蛋白/羟基磷灰石复合膜的成型方法。本发明将丝胶蛋白溶液干燥得丝胶蛋白膜；该膜浸入体积浓度35-45%乙醇溶液中，7-15min后取出得乙醇处理丝胶蛋白膜；将乙醇处理丝胶蛋白膜置于浓度为100mmol/L的CaCl2溶液中浸渍处理5-20s得浸渍处理丝胶蛋白膜，再置于浓度为60mmol/L的Na2HPO4溶液中浸渍处理5-20s得一次交互浸渍处理丝胶/羟基磷灰石复合膜，再重复用CaCl2溶液和Na2HPO4溶液浸渍处理得丝胶蛋白/羟基磷灰石复合膜。本发明制备条件温和，生产周期短和绿色环保。
浙江大学
2021-04-13
一种小口径非球面玻璃透镜的精密热压成型模具
本成果研发了一种小口径非球面玻璃透镜的精密热压成型模具。该模具的上、下半模中，设置有相同规格、相同数目且对称的上、下多模芯阵列；同时，对应的上、下模芯端面设置有对称的呈阵列分布的上、下模腔。从而可在不增大模芯尺寸、重量，不增加模芯制造、加工困难的前提下，增加模腔数目，且模芯便于更换与修复，从而节约了生产时间和成本，提高了热压成型的生产效率。同时，该模具上、下模腔的非球面成型面上设置有复合涂层，且该模具的上、下模芯基体上设置有微细环状沟槽，可增大复合涂层与模芯基体的接触面积，增强两者之间的结合力，提高复合涂层的粘附效果，防止复合涂层脱落，能提高模具的使用寿命，降低生产成本。
长沙理工大学
2021-04-13