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编织结构陶瓷基复合材料力学性能预测及强度分析技术
编织结构陶瓷基复合材料由于其耐高温、抗氧化的特点，是高推重比航空发动机高温部件最有应用前景的候选材料。在此背景下，研究开发了编织结构陶瓷基复合材料力学性能预测和结构强度分析技术。 项目通过稳态热固耦合平衡方程推导建立了热固耦合双尺度渐进均匀化分析方法，得到宏细观物理量间的对应关系偏微分方程。利用变分原理推导得到宏细观物理量对应关系方程的有限单元形式，完成热固耦合双尺度渐进均匀化分析程序的开发；针对编织结构复合材料的多尺度结构特点，完成了复合材料的细观、微观多尺度RVE建模方法研究。最后，通过引入材料分布模型描述复合材料构件局部材料坐标，建立了复合材料构件宏细微观多尺度热固耦合分析体系。 此项技术通过多尺度RVE建模、热固耦合双尺度均匀化分析能够较为准确的预测陶瓷基复合材料及其构件的热力学性能，得到相关材料参数，为材料的应用提供分析方法。应用此项技术，复合材料热力学性能预测值与材料单位提供的实验值相吻合，预测的宏观弹性模量与拉伸实验测量值最大相对误差12%以内。同时开展陶瓷基复合材料发动机典型结构实验研究，应变预测值与实验测量值最大相对误差7%以内。
北京航空航天大学
2021-04-13
一种原位颗粒混杂增强铝基复合材料及其制备方法
本发明公开了一种原位颗粒混杂增强铝基复合材料及其制备方 法，颗粒增强体为 TiB2 和 Mg2Si，分别通过 KBF4 与 K2TiF6 混合盐 反应生成和合金元素添加的方法生成，两种增强体占整个复合材料的 体积分数分别为 TiB21～10％，Mg2Si-2～20％。铝合金基体成分为 Al-Mg 合金。制备方法为：合金配料与混合盐的烘干混料等预处理； 合金熔炼并保持温度为 700～900℃；混合盐的加入与机械搅拌，熔体 保温并合成 TiB2；保温结束后降温至 700～780℃左右并扒除反应盐 渣；以 Al-Si 中间合金形式加入 Si 并加入纯 Mg，两者原子比例为 1:2； 700～780℃保温并搅拌，合成 Mg2Si；熔体进行精炼、除气后浇注。 该复合材料具有密度低，力学性能良好，增强相体积分数可选择范围 大等优点。能够在满足轻量化要求同时，提供更优力学性能的铝基复 合材料。
华中科技大学
2021-04-13
一种测量钢筋与水泥基复合材料粘结锚固性能的方法
本发明涉及一种钢筋与水泥基复合材料粘结锚固性能的测定方法，属于建筑结构测定技术领域，该方法包括以下步骤：1)钢筋脱粘段的设置、2)粘贴应变片、3)位移计的设置、4)试验加载、5)数据处理。传统测法是在吊篮下板下的钢筋处用专用支架布设位移计，通过位移计读数减去钢筋脱粘段变形量来计算加载端滑移量，支架安装繁琐，且位移计读数精度不高，影响加载端钢筋滑移量的
东南大学
2021-04-14
石墨烯复合光催化自清洁涂层
船舶在长期在干燥高盐、高腐蚀的还是环境中航行，油漆容易剥落，为了保养船舶延长船舶使用寿命。船舶上经常需要补刷油漆。光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，它在紫外光及可见光的作用下，产生强烈催化降解功能：能有效地降解空气中有毒有害气体，还具备除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能。但是光触媒在发挥作用时需要较强光照来催化，这导致它在长年见不到阳光，只能依靠普通照明灯光的船舶内部船舱失去用武之地。
团队巧妙地应利用石墨烯和金颗粒的特点，在提升了光触媒的催化能力的同时，又降低了光触媒对光线强度的要求，有效解决了光触媒在船舱内难以发挥作用的问题。
技术成熟度
针对光触媒在光线较弱的地方效果不佳的问题，团队与海军某部共建实验室，面向海军舰艇特种涂层方面需求，开发了石墨烯-二氧化钛-金颗粒-纳米光催化剂的自清洁涂层材料，并拓展其在民用环保涂层应用。目前，本产品正在进行最后的测试和验证。
投产条件和预期经济效益
本产品以光触媒、石墨烯和少量金颗粒为原料，产品绿色环保，效果显著。随着行业技术水平的不断提升，市场不断规范，再加上人民的生活水平不断提升和对健康生活提出的新的要求，我国光触媒行业市场规模将不断扩大，规模增速保持在4%左右，预计到2025年将达到68亿元左右的市场规模。本产品在光强较弱且受到装修污染的场景里能有很好的应用，有望占领较大的市场份额。
厦门大学
2021-01-12
纳米纤维基凝胶电解质
凝胶电解质具有电导率高，界面电阻小，安全性高，稳定性好等优势，有望替代传统锂金属电池液体电解液，解决锂金属电池的电解液泄露、高温胀气、锂枝晶等安全问题。 纳米纤维具有纤维直径小、比表面积大、孔隙率高、柔软、耐高低温及有机溶剂腐蚀等特点，保证纳米纤维锂离子电池凝胶电解质具有很强的吸液和保液能力。纳米纤维作为凝胶电解质支撑层不仅保证具有足够的吸收聚合物液体的能力，而且保证电解质的柔性，为可穿戴电子设备提供柔性电源。
北京科技大学
2021-02-01
碳基CMOS集成电路技术
发展了高性能、低功耗碳基CMOS集成电路技术，性能和功耗全面超越现有技术，有望成为未来主流信息器件。发表了包括两篇Science在内的SCI论文150余篇；相关成果两获国家自然科学二等奖以及其他重要奖励，多次被NatureIndex等专题报道。
北京大学
2021-02-22
镁基铁水炉外脱硫技术
众所周知，硫对大多数钢的性能有多种不良的影响，如硫降低钢的塑性和韧性，影响钢的表面及内部质量。铁水炉外脱硫是钢铁产品生产过程去除硫最为行之有效而又经济的办法。镁基铁水炉外脱硫技术是目前铁水炉外脱硫处理的最新进展，它具有处理温度低(最适合铁水温度)、脱硫效率高、脱硫速率快、单位耗量很小(如吨铁水仅耗0.3～0.8kg镁，这将带来脱硫渣量小、金属损耗低、温降小等一系列好处)、能将硫脱到很低的水平(如达到0.002～0.005％以下的水平)，同时工艺简单、投资相对较少、脱硫效果稳定等优点。它是继苏打或碳酸钠、石灰、碳化钙基脱硫剂后的第四代脱硫技术，也是铁水炉外脱硫处理今后发展的方向。在整个钢铁生产工艺流程中，该技术的应用既可大幅度地降低钢铁生产的成本，又可为生产各种洁净钢提供最基本的技术保障。从某种意义上来说，该技术是优化钢铁生产流程的关键技术之一。因此，具有广阔的应用前景。 镁基铁水炉外脱硫技术的基本工艺是采用喷吹或喂线的方法将镁基脱硫剂或纯镁加入到铁水中，使其将铁水中的硫去除的一种操作过程。其工艺可根据不同钢铁企业的生产条件，选用不同技术路线，如铁水包容量较小的企业可采用喂线技术路线；而铁水包容量较大的企业则选用喷吹技术路线；中等铁水包容量的企业可根据自身情况决定技术路线。 北京科技大学镁基铁水炉外脱硫(MDS)研究组是由长期从事钢铁冶金、传输传热、机械设计等涉及多学科的专门人才组成，具有深厚的理论基础、设计能力和丰富的实践经验。自1996年开始以来，先后进行了基础理论研究、冷态和热态模拟实验、半工业试验和在天津钢厂30t铁水包内进行了工业试验。工业试验共处理铁水5l0t，耗镁250kg，将化铁炉铁水的硫含量稳定地从0.075％左右降至0.025％以下；同时获得镁基铁水炉外脱硫工艺成本24元／t—iron的结果，开创了小吨位(容量小于30t)、浅熔池(深度小于1.4m)使用镁基脱硫剂对铁水进行炉外脱硫的先河。工业试验的工艺设计、关键设备(包括自控系统)的设计与制造及热试车均由课题组自主完成，同时工业试验所用脱硫剂生产技术也由课题组提供。该技术可以进行工程化运作。国家专利局已于1999年11月2日受理了该技术的专利申请，专利号为99122342x。 该技术可应用于炼钢铁水的脱硫和化铁炉铸造用铁水的脱硫等领域。
北京科技大学
2021-04-13
固体废物基环保新材料
在工业生产中，有大量固体废物产生，如污泥、赤泥、钢渣、化工废渣等， 固体废物的减量化、无害化和资源化是目前的潮流和发展的趋势。 针对以上各种问题，本项目以工业固体废物为主要原料，开发出了轻质、 超轻污泥陶粒制备工艺；发明了用于处理高浓度难降解有机废水的轻质阴、阳 极水处理滤料、抗板结系列粒状铁碳微电解填料；发明了用于工业废水深度处 理的基于固废陶粒的水处理技术；发明了基于污泥陶粒的绿色建材混凝土砌块 和适用于民用建筑的室温调节，具有显著节能效果的污泥陶粒—多元脂肪酸相 变材料，取得了系列创新性的研究成果。环境效益、经济效益和社会效益显著。 本项目包括一套完整的固体废物基环境友好材料成套技术，包括轻质/超轻 污泥陶粒、污泥与工业固体废物基微电解粒状材料的研发、工业化生产及实际 应用。
山东大学
2021-04-13
水泥基化学增强加固材料
水泥基地面和结构件因为各种原因会出现起灰、起砂现象，严重影响水泥基材料的使用寿命。本材料通过水性物质渗透到地面混凝土内部，与混凝土的水化产物，如氢氧化钙等发生化学反应，生产新的 物质。该化学反应的速度快，一般能够在 7 天时间内迅速提高混凝土的强度，消除或者减轻地面起灰、起砂现象。该反应是不可逆的，因此不会出现再次起灰起砂。产品的施工方法简单，通过喷洒在混凝土 表面即可。视原有混凝土的状况差别，增强后的地面显著性能改变是耐磨性增加 3-5 倍，消除或者减轻起灰起砂。地面粘接强度增加 2-7 倍，在此基础上施工其他面层，如水泥自流平、环氧树脂地面不会再有起皮现象。同时抗油渗、水渗性得到极大提高。
北京工业大学
2021-04-13
镁基铁水炉外脱硫技术
北京科技大学镁基铁水炉外脱硫(MDS)研究组是由长期从事钢铁冶金、传输传热、机械设计等涉及多学科的专门人才组成，具有深厚的理论基础、设计能力和丰富的实践经验。自1996 年开始以来，先后进行了基础理论研究、冷态和热态模拟实验、半工业试验和在天津钢厂 30t 铁水包内进行了工业试验。工业试验共处理铁水 5l0t，耗镁 250kg，将化铁炉铁水的硫含量稳定地从 0.075％左右降至 0.025％以下；同时获得镁基铁水炉外脱硫工艺成本 24元／t—iron 的结果，开创了小吨位(容量小于 30t)、浅熔池(深度小于 1.4m)使用镁基脱硫剂对铁水进行炉外脱硫的先河。工业试验的工艺设计、关键设备(包括自控系统)的设计与制造及热试车均由课题组自主完成，同时工业试验所用脱硫剂生产技术也由课题组提供。该技术可以进行工程化运作。国家专利局已于 1999 年 11 月 2 日受理了该技术的专利申请，专利号为 99122342x。该技术可应用于炼钢铁水的脱硫和化铁炉铸造用铁水的脱硫等领域。
北京科技大学
2021-04-13