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跨尺度微纳表面结构高精度测量关键技术及系统
本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。
本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量；
2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度；
3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。
图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图
图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图
华中科技大学
2023-05-12
跨尺度微纳表面结构高精度测量关键技术及系统
本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。
本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量；
2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度；
3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。
图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图
图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图
【技术优势】
本成果项目研制了具有我国自主知识产权的白光干涉原子力探针扫描测量仪等系列微纳表面结构测量仪器，并通过了国家计量院组织的仪器性能和软件的检定测试，纳米尺度原子力垂直测量范围超出国际商用仪器10倍以上，水平动态范围达国际领先水平。
【技术指标】
本成果项目提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，建立跨尺度传感方法，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量。同时，发明的白光干涉原子力探针扫描测量方法与现有商用原子力显微镜相比，垂直测量范围提高10倍，分辨率优于0.01nm。
华中科技大学
2023-05-15
页岩气、致密气、煤层气三气合采调查评价技术
页岩气、致密气、煤层气调查评价1、通过一系列参数井及探井建设，重点围绕安徽两淮煤系地层开展页岩气和煤层气等合探共采关键技术研究，获取煤系地层展布特征、有机地化、储层物性和含气性等关键参数，确定有效含气目的层段及其气体组合类型，进而确定有综合勘查开发潜力的煤系层位。2、立足“三气合采”，在充分挖掘勘探资料潜力的基础上，系统研究煤系天然气形成和聚集条件，分析煤层气、页岩气、致密砂岩气及碳酸盐岩气的共生组合特点和发育规律，优选煤系天然气共探共采有利区。
中国科学技术大学
2023-05-17
基于污泥减量化的 CAAC 工艺处理食品加工有机废水（技术）
成果简介：近年来我国的食品加工产业得到迅速发展，但其生产过程中所排 放的大量有机废水给环境带来了极大压力。针对食品加工产生高浓有机废水 的生物处理工艺所产生的剩余污泥后续处理成本高、易对环境造成二次污染 等问题，本项目自行开发了污泥原位减量的连续化好氧-厌氧耦合工艺（Continuous Aerobic-anaerobic Coupled process，CAAC）。该技术对 COD
北京理工大学
2021-04-14
助老助残高端服务机器人关键技术开发及应用
助老助残高端服务机器人，是为了满足老年人和残障人士的生活需求、医疗护理需求而研制的高科技产品，是在第一代智能护理床的基础上开发的第二代产品，主要包括智能轮椅、智能护理床、可穿戴设备、陪护机器人、康复训练设备、慧明PAD等产品。这些产品能有效解决随着人口老龄化严重、年轻群体迫于社会压力无法全职照看老人以及社会护理人员短缺等问题。
南京理工大学
2021-04-14
电石泥渣生产高强度硅酸盐壳层陶粒技术
使用电石法生产聚氯乙烯（PVC）采用乙炔与氯化氢加成反应而成。从理论上讲，每生产一吨聚氯乙烯要产生1.8吨的电石泥渣。电石泥渣排放后严重污染环境，本项目利用化工生产中排放的电石泥渣生产高强度硅酸盐壳层陶粒，实现固体废弃物零排放目标，既合理利用了自然资源，又把对人类和环境的危害减至最小，经济效益和社会效益都非常显著。 生产的陶粒通过各项性能指标测试，并经江苏省建工建材质量检测中心检验测试，送检的砂加气混凝土硅酸盐陶粒表观密度为1714 kg/ m3，堆积密度为10
南京理工大学
2021-04-14
荒漠灌木抗逆种苗培育及荒漠区植被恢复技术推广
Na+是荒漠植物适应干旱环境时最主要的渗透调节剂，适量的Na+既可增加荒漠植物梭梭、白刺、霸王和红砂的生物量又能提高其抗旱性。目前白刺种子的催芽方法费时费力，我们经实验获得了一种能促进白刺种子快速萌发的新方法，获国家发明专利——《促进白刺种子快速萌发的方法》。其创新点在于首次在10 天内使白刺种子的发芽率由不发芽提高到69%；转化途径为用该技术缩短白刺育苗时种子的催芽时间并显著提高发芽率。 技术特点： 该成果的应用不仅可减
兰州大学
2021-04-14
超细破壁灵芝孢子粉生产技术与设备简介
灵芝孢子是灵芝成熟时释放出的褐色粉末，集中了灵芝的精华，含有丰富的灵芝多糖，有机锗、多肽、三萜及甾醇类等多种功效成分，能有效的预防肿瘤的发生，并能明显破坏肿瘤细胞中端粒酶的活性，抑制肿瘤细胞的生长，配合治疗肿瘤时，可减轻放疗、化疗的反应；能增强细胞免疫水平，从而提高人体自身的免疫能力，延缓人体衰老；对诸如肝炎、心血管病、白血球减少、肌肉萎缩、神经衰弱、支气管炎及哮喘等慢性病有一定的辅助治疗作用。 然而，灵芝孢子需经破壁与超细化处理后，其中的营养成分才能被人体快速充分完全吸收。研究表明
南京理工大学
2021-04-14
工业废水中低浓度甲醛处理及资源化新技术
甲醛是一种重要的化工原料，在化工﹑制药等化学合成及其他工业领域，尤其是在农药、建材、医药等合成领域有着举足轻重的作用。这些生产过程中也往往排出大量的高浓度甲醛废液和废水，若不加以回收和治理，它所引起的环境污染也是非常严重的。然而，甲醛的治理是全球性难题，尤其是高浓度甲醛废水（≥１％wt）的治理，由于它不能直接进生化池，因此，一般是先采用大量加入强氧化剂的方法加以还原处理，将甲醛浓度降低至500mg/L以下再进生化池处理。不过上述方法既浪费资源又需高额的处理费用，并非理想之法。 处理高浓
南京大学
2021-04-14
一种基于IGCT的模块化多电平换流阀技术
1. 痛点问题
由于绝缘栅双极型晶体管（IGBT）具有驱动功率小而且驱动电路简单、开关速度快并且损耗小、饱和压降低、耐压高、电流大等优点，在柔性直流电网中得到了广泛的应用，现有的MMC换流阀装备均是采用IGBT开关器件进行设计。事实上，IGBT于二十世纪八十年代初诞生，在九十年代得到飞速发展。然而传统的焊接式IGBT容量较小、可靠性较低且失效后呈断路特性，因此早期的IGBT主要应用于中低压领域，直至压接式IGBT诞生之后才开始在高压、大功率电力电子换流器当中得到应用。IGBT器件的容量从最早的600V/6A级别逐渐提升，迄今为止已经达到了4.5kV/3kA的水平。IGCT诞生于1996年，由于其核心GCT芯片是由晶闸管改进而来，因此天然具备晶闸管大容量、高可靠性的特点。IGCT器件在2000年便已经达到了4.5kV/4kA的水平，相比之下压接式IGBT直至2012年才达到相同的功率等级，随着六英寸IGCT器件在未来投入使用，IGCT在容量上仍将对IGBT保持较大优势。
另外，尽管IGBT优势突出，但是相比电流型器件，仍然存在通态压降大、可靠性低、制造成本高等问题，具有很多改进的空间。尤其是在海上风电柔性高压直流输电系统中，所使用的开关器件数量非常大，若能改进IGBT器件的特性，进一步提高效率和可靠性、减小成本，将会具有巨大的吸引力和应用前景。
2. 解决方案
模块化多电平变换器（MMC）的多电平调制大幅降低了功率器件开关频率，为集成门极换流晶闸管（IGCT）的应用带来了契机。相比IGBT，IGCT的通态压降和成本可降低达到1/3以上，并且IGCT具有非常强大的浪涌电流、短路失效和防爆能力，无需增加辅助电路便可实现冗余和防爆，确保柔直输电系统免维护的高可靠需求。该技术实现更高电压、更大功率、更高效率和可靠性的柔性直流输电系统具有重要意义和广阔的应用前景。
清华大学
2021-10-22