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4K深低温超弹性三维石墨烯材料
具有较大可逆形变功能的弹性材料在各种工程应用中具有广泛需求。然而，当温度显著降低时，材料延展性或弹性通常会受到损害。到目前为止，还没有材料能够实现在外太空等深低温下具有高弹性。近日，南开大学陈永胜团队报道了一种三维交联的石墨烯材料，在4K的深低温到1273K的高温温度区间材料超弹性行为几乎不变。在4K超低温条件下，具有与室温相同的力学性能：几乎完全可逆的超弹性行为（高达90％的应变），杨氏模量不变，泊松比接近零，循环稳定性好。原位实验和模拟结果表明，这种超弹性得益于独特结构的协同结果：单个石墨烯片层的本征弹性和片层之间的共价连接。
南开大学
2021-04-10
基于纳米多孔材料的结构设计和表面修饰工程
纳米多孔金属材料由于具有独特的三维、连续多孔结构，在超级电容器、催化和传感领域有潜在的应用价值。以纳米多孔金、纳米多孔钛为基体材料，利用磁控溅射沉积、去合金法、电化学沉积等方法。
上海理工大学
2021-04-10
原位自生TiC或(TiC+TiB)增强钛基复合材料
钛及钛合金具有密度小、强度高、耐高温、耐低温、耐腐蚀、非磁性、线膨胀系数小等多种优点，特别是其比强度，在已有的材料中几乎是最高的，因此，钛主要应用在航空领域中以降低飞行器重量。随着科技的发展，原来的钛合金在某些方面已经不能满足现代航空、航天的需求。钛基复合材料既保持了钛的优良性质又具有比钛更高的比强度和比模量，可望成为航空航天与其它高技术领域中重要的结构材料。其中，原位自生复合材料，增强相是通过外加的化学元素之间发生化学反应而生成的。与传统的外加法制得的复合材料相比，原位自生钛基复合材料表现出以下优点：制备工艺简单，可以用钛合金传统的冶炼和加工的设备制备大尺寸的钛基复合材料，因此易于工业化生产；增强体和基体在热力学上稳定，因此在高温工作时，性能不易退化；避免了外加法带来的界面污染等问题；原位生成的增强相在基体中分布均匀，表现出优良的机械性能。而TiC和TiB共同的特点是：熔点高，比强度、比刚度高和化学稳定性好；物理和机械性能优良；与钛基体之间的热膨胀系数差别小。因此TiC和TiB是钛合金中较为理想的增强体，通过本研究开发的原位自生的TiC或(TiC+TiB)增强钛基复合材料，具有优良的机械性能。 主要性能指标1.室温抗拉强度大于1300MPa；2.室温拉伸延伸率大于6.0%；3.600℃抗拉强度大于850MPa；4.600℃拉伸延伸率大于8.0%。
上海理工大学
2021-04-11
含碳耐火材料用系列粘结剂生产技术
含碳耐火材料按显微结构分，有陶瓷结合型和炭结合型两大类，而炭结合型属于不少耐火材料，一般所谓的含碳耐火材料均指此类。其生产工艺是先将粘结剂和粗颗粒骨料混匀，使粘结剂在粗颗粒表面形成一层薄膜，然后加入耐火材料细粉和石墨粉混匀后成型，经200℃热处理后的粘结剂固化形成固体框架把耐火材料和石墨粉结合起来得到不烧含碳耐火材料制品。显然，所形成的碳框架的连续性及强度对制品的性质有很大的影响。只有对耐火材料浸润性好且高温残碳高的粘结剂，才能形成完整性好且强度高的碳框架。因此对含碳耐火材料用粘结剂必须具有浸润性好，残碳率高的特性，同时对工业生产而言还要求其常温流动性好，无刺激性气味等。 伴随着含碳耐火材料的研制与生产，曾先后试用过煤焦油沥青、石油沥青、酚醛清漆等作为粘结剂，但均因存在各种各样问题，工艺过程有严重污染或者制品性能不能满足要求等。因此，研制满足含碳耐火材料要求的粘结剂是含碳耐火材料得以广泛应用的关键之一。 本技术是用焦化副产酚类产品和甲醛为主要原料，以1.2～1.5mol比按照一定的方式投入反应釜，在A、B两种催化剂的作用下，在25～90℃范围内，以0.6～0.8℃/分钟的升温速度先后经过升温反应→维温反应→减压脱水→粘度调整→质量检验→冷却放料等工艺过程，最终获得满足要求的粘结剂制品。整个工艺过程的时间为6～7小时。 产品质量： 1.外 观 淡黄色至棕红色 2.密 度（30℃） 1.220～1.240 3.粘 度（30℃） 3.0～8.0Pa.s 4.固含量（205℃） >76.0％ 5.残碳率（900℃） >46.0％ 6.水 分 <6.0％ 与国内外同类型产品比较，本产品及生产技术具有以下特点：1.产品适用范围广：适用于镁碳砖、铝碳砖、镁铝碳砖、铝锆碳砖等含碳耐火材料的生产；2.保质期长：室内保存产品的保质期可达三个月；3.粘度可调：可以按照使用对象的制品性能要求和生产工艺要求，季节要求，气温要求灵活调整产品的粘度；4.浸润性好：混料均匀，成型性好；5.生产工艺全封闭：6.基本无污染；7.工艺条件温和，易于控制；8.使用量少：用量仅为耐火材料的3.8％～4.0％，明显降低含碳耐火材料的成本；9.耐火材料制品的性能提高：使高温抗折强度明显提高，转炉炉龄提高。
上海理工大学
2021-04-11
聚乳酸直接缩聚工艺及聚乳酸立体复合材料开发
聚乳酸是一种新型可生物降解材料。近?0年来，聚乳酸发展迅速。虽然聚乳酸已吸引了全球的眼球，但聚乳酸的性价比低于石油基树脂是制约聚乳酸产业发展的关键因素，而且聚乳酸的耐热性、抗冲击性能较差，限制了其应用，而居高不下的价格也令市场难以接受。因此应从聚乳酸合成－具有立体复合结构的耐热聚乳酸材料开发－改性应用加工的全技术链角度进行系统的技术改进，以促进聚乳酸产业的发展。本技术以高纯度手性乳酸为基础，开发了熔融缩聚－固相缩聚制备高分子量聚乳酸的工艺；突破了稳定的、分子量可控的手性聚乳酸合成的技术瓶颈，以手性聚乳酸为原料，通过熔融共混、结晶成核控制等方法开发了聚乳酸立体复合材料；针对聚乳酸材料的结构特点和加工流变特性，开发了聚乳酸的改性配方；可开发出一系列耐热性能、机械性能优异的聚乳酸应用制品。已完成直接熔融缩聚法合成聚乳酸工艺的开发研究，可获得分子量Mw在1～8万可控、高产率的聚乳酸，并公开发明专利1篇。已完成固相缩聚法合成聚乳酸的工艺技术开发研究，已获得高分子量（Mw为40多万）的聚乳酸，为进一步放大实验提供了良好的基础。已能合成不同光学纯度和不同分子量的聚L-乳酸和聚D-乳酸，开发的聚乳酸立体复合材料熔点≥210℃，热变形温度≥110℃。有自主知识产权；中国发明专利?项：CN1810878A ；CN101735429；CN101875765A。
华东理工大学
2021-04-11
一种复合材料应变率相关的强度评估方法
本发明提供了一种复合材料应变率相关的强度评估方法，针对目前复合材料强度评估方法中未考虑应变率效应、依赖于试验数据经验性地修正而缺乏理论依据的问题，本发明基于能量密度理论，考虑了复合材料在动荷载作用下的应变率效应，推导得到了复合材料在动荷载作用下的畸变能密度方程，建立了应变率相关的强度评估方法，该方法能够准确地评估复合材料在动荷载作用下的极限强度，避免了大量的动态试验测试，为各类复合材料结构的设计提供一种可靠的评估方法。
东南大学
2021-04-11
2小时强度达到C20的快速胶凝材料
西安科技大学煤矿支护研发中心王晓利教授创新团队多年从事井下支护及材料研究，开发出的速联胶凝材料，具有完全自主产权。在神东煤炭集团公司布尔台煤矿、补连塔煤矿底板快速硬化中得到了应用。
西安科技大学
2021-04-11
一种用于脆性材料的拾放控制方法及系统
本发明公开了一种用于脆性材料尤其适用于质子交换膜燃料电池的气体扩散层的拾放控制方法及系统，该方法包括：通过多自由度机械手的末端拾放机构来执行对材料的拾放操作，同时利用力传感器检测接触力；对所检测的力信号经过调理和 A/D 处理后作为反馈信号，同时将力期望值作为控制信号由此构建闭环控制并获得力偏差信号；获得用于驱动末端拾放机构的伺服电机的实际位置信号，将该信号作为反馈信号同时将电机期望位置值作为控制信号来构建闭环控制并获得位置偏差信号；将所述偏差信号相叠合以获得综合位置偏差信号，并经由伺服放大器相应驱动伺服电机。按照本发明，能够精确控制拾放接触力，防止接触力过大而损坏材料，由此实现脆性材料的可靠拾放。
华中科技大学
2021-04-11
钙钛矿光伏材料的生长机理原位的研究
随着能源危机和环境污染问题的日益严峻，太阳能等绿色可再生能源近年来得到了广泛关注。伴随着光电转换效率的提升和生产成本的下降，太阳能电池愈加凸显其广阔的应用前景。有机无机杂化铅卤钙钛矿太阳能电池，作为新型太阳能电池的后起之秀，在短短七年内，光电转换效率从3.8%迅速增长到22.1%。虽然钙钛矿太阳能电池在效率上已经取得重大突破，但人们对于钙钛矿材料本身的生长机理以及薄膜形貌的形成机制研究还需要进一步加强，而基于此的研究对钙钛矿材料的深入认知以及相应的光电器件的应用具有重大意义。
北京大学
2021-04-11
高性能连续纤维增强复合材料 3D 打印工艺
本项目以连续纤维增强热塑性聚合物基高性能复合材料零件直接3D打印为目标，采用连续纤维与热塑性聚合物为原材料，利用复合浸渍-熔融沉积的3D打印工艺实现高性能复杂结构复合材料构件的低成本一体化快速制造，打印的复合材料零件的拉伸与弯曲强度分别达到340MPa与390MPa,该技术既改进了传统3D打印零件强度不足的缺点推动了3D打印技术向工业化应用的进程，又克服了传统复合材料成型工艺成本高、周期长的技术瓶颈促进了复合材料在将来的进一步发展与应用，是一次具有革命性的创新与突破。该技术属于国内首创，获得多项自主知识产权，受到国内外越来越多机构的关注，在国内，本项目得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、载人航天等项目的支持，开展关于工艺机理与装备等方面的研究，探索该工艺在航空航天领域的应用前景，在国外，分别与德国、俄罗斯等研究单位合作对该工艺的材料以及结构设计开展研究，研究水平国内外领先。在当今全球3D打印领域快速发展的形势下，复合材料3D打印具有巨大的发展前景，据SmarTech预测，至2026年全球用于3D打印的复合材料收入将超过5亿美元，未来十年内复合材料将成为3D打印最主要的市场机遇，目前该项技术已经开发出了成熟的工业设备，形成了成熟的装备-材料-工艺体系，具备了商业化应用的条件，已经初步在复合材料轻质结构等方面得到应用，随着该技术的成熟，将来必将在航空航天、汽车交通甚至民用领域得到广泛的应用。本项目目前正在积极寻求具有热塑性复合材料界面改性、基体材料开发、复合材料结构设计以及复合材料应用等方面特长的合作单位共同推动该新型技术的工业化进程。
西安交通大学
2021-04-11