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高容量、低成本锂离子电池用硅-碳负极材料
新能源汽车的迅猛发展，为动力电池产业提供了万亿级的市场容量，到 2020 年底，城市公交、出租车及城市配送等领域新能源车保有量达 60 万辆。目前使 用的石墨类伏击材料容量低，无法满足高能量密度的需求。该项目通过为动力电 池厂商提供高性能硅碳负极及其他负极材料，以提高纯电动汽车的续航里程 2 倍以上。硅负极材料具有极高的理论容量(~4200 mAh/g)，其容量是现有商业化 的石墨负极的 10 多倍。但其充放电过程中产生的大体积膨胀(~400%)会严重影响 其循环寿命。我们团队经过数年研究，提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉进行包 覆“均匀+可控”功能层的工艺过程实现“性能+成本”的最优产业升级。美国能 源部高度评价了该项研究成果（2015 年仅有 2 项研究成果受此殊荣）。
西安交通大学
2021-04-10
一种纤维增强复合材料动态拉伸失效评估方法
本发明提出了一种纤维增强复合材料动态拉伸失效评估方法，针对目前纤维增强复合材料失效评估方法中未考虑应变率效应、依赖于试验数据修正而缺乏理论依据的问题，基于能量密度理论，考虑了纤维增强复合材料在动荷载作用下的应变率效应，推导得到了材料在动态拉伸荷载作用下的应变率相关能畸变能密度方程，该方法能够准确地分析纤维增强复合材料在动荷载作用下的拉伸失效行为，避免了大量的动态试验测试，为各类纤维增强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
氢能源车用纳米结构镁基合金复合储氢材料
针对车载氢能源的难题，开展纳米结构镁基合金复合材料储氢研究，特别开展了 Mg 纳米线的储氢性能研究。 MgH2（7.6wt% H2）是理想的轻质储氢材料之一，但其缓慢的吸放氢动力学和相对高的操作温度，限制了它的发展。为了改善镁基材料的储氢性能，通过气相传输的方法制备了不同形貌的 Mg 纳米线。结果表明，改变载气流速、传输温度和沉积基底，可以控制 Mg 纳米 10线的长度和直径。测试结果显示，Mg 纳米线降低了脱附能垒，改善了热力学和动力学性能。实验结果显示，直径为 30-50nm 的 Mg 纳米线具有良好的可逆储放氢性能。 研究成果发表在 J. Am. Chem. Soc.，J. Phys. Chem. C，J. Alloys Compds 等期刊上，授权发明专利 2 项。
南开大学
2021-02-01
国际领先的牙体硬组织原位修复及脱敏材料
" 随着社会文明程度的提高，人类越来越重视口腔健康和牙齿相关疾病的防治，全球口腔医学材料及器械市场高达200亿美元，年增长率超过10%。项目团队基于临床需要，研制了一系列APD生物医用高分子材料，具有防治牙齿敏感症、原位修复牙体硬组织等多种功能。拥有完全自主知识产权，并已完成动物实验等临床前研究，项目团队已经完成初步融资，正在进行产业化开发。 "
四川大学
2021-04-10
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
一种新型碳酸钙及其填充PP复合材料
碳酸钙是聚丙烯（PP）常用的填料。但碳酸钙填充PP复合材料主要形成α-晶，导致PP复合材料冲击 强度和韧性降低。高韧性的β-已发现20多年，但β-PP复合材料至今未见产业化。其关键原因是碳酸钙表 面存在α-成核效应，导致β-成核效应的下降，难于获得高β-晶含量的高填充PP复合材料。制备β-PP 复合材料关键技术是如何实现碳酸钙表面的α-成核效应转变为β-成核效应，从而避免碳酸钙表面α-成 核效应对β-成核剂β-成核效应的影响。 本技术成果依据乙烯、丙烯聚合负载型高效催化剂原理和已知由硬脂酸钙与庚二酸反应形成庚二酸钙 为PP高效β-成核剂，利用酸钙反应的基本化学原理，碳酸钙表面与庚二酸反应在碳酸钙表面形成庚二酸 钙作为PP的β-成核剂，从而将碳酸钙表面的成核机理从α-成核效应转变为β-成核效应，获得对PP具有 β-成核效应的新一代纳米和微米碳酸钙。研究表明本碳酸钙应用于PP，不仅可以制备高含量β-晶的高填 充PP复合材料，而且碳酸钙存在增强作用，从而制备出具有高韧性、高刚性、高强度的碳酸钙填充PP复 合材料。
中山大学
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
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
稀土合金材料的电磁输运特性及其磁热效应研究
对稀土合金磁性材料的电磁输运特性、变磁性转变、自旋重定向及 其与之相关的结构相变等行为进行深入的实验研究，重点关注其中 介观尺度磁畴结构、相分离现象以及微观电子结构等的衍变规律、 以及它们与宏观电磁现象的关联效应，深入理解稀土元素在其中发 挥的重要作用以及稀土合金材料的磁性作用机制，探究4f—3d电子 的相互作用机理，以达到探寻其微观物理本质的目的；在此基础上 ，进一步研究该类材料中的磁热效应，为磁制冷技术的推广与应用 提供可靠的实验数据支持。 该项目的研究对象为先进功能材料，对于改善生活环境和节能减排 都具有一定的现实意义。
该项目已获上海市自然基金项目立项支持。
上海电力大学
2021-04-29