本团队基于电磁冶金领域二十余年的积累，掌握了铜合金领域最具挑战性的铜铬锆合金的非真空熔炼-长尺寸大卷重电磁连铸技术，开发出易偏析铜合金合金超细化与均质化连铸技术、高性能铜合金多模式定制磁场净化技术等一系列具有自主知识产权的核心技术。 一、项目分类 关键核心技术突破、显著效益成果转化 二、成果简介 本团队基于电磁冶金领域二十余年的积累，掌握了铜合金领域最具挑战性的铜铬锆合金的非真空熔炼-长尺寸大卷重电磁连铸技术，开发出易偏析铜合金合金超细化与均质化连铸技术、高性能铜合金多模式定制磁场净化技术等一系列具有自主知识产权的核心技术。相关技术应用于高强高导高弹铜合金领域如铜铬锆合金、铜镍锡合金、铜钛合金、铜碲合金及超高纯无氧铜的规模化制备等都取得较好的效果。 1）铜铬锆非真空熔炼-电磁连铸技术 由于铬、锆元素和氧的亲和力较大，所以合金元素的烧损是铜铬锆合金的熔炼必须解决的问题。本项目团队在铜合金熔炼，特别是铜铬锆合金的非真空熔炼方面，开展了近20年的研究，开发了一系列具有自主知识产权的非真空熔炼连铸技术、成分稳定控制技术、合金熔体洁净化技术等，获授权发明专利和实用新型专利近20项。本团队已在完成中试级表面光滑、内部致密无裂纹、成分均匀的全等轴晶铜铬锆棒线材，铸态宏观晶粒度经上海材料研究所测定为M-9.0级。此外，本团队从前期研究中，从塑形变形工艺和热处理工艺角度，提出采用多道次连续挤压及热处理工艺优化铜铬锆合金想性能的方法，并成功将铜铬锆棒材性能的抗拉强度提高到654MPa，断后延伸率为13.5%，且电导率还能保持在79.3%IACS；这远远高于2017年电车线用铜铬锆合金线材国家标准的性能要求：抗拉强度＞570MPa，塑性＞3%，电导率＞75%IACS。相关技术已与世界五百强新兴际华集团下属新兴发展集团有限公司达成1800万元专利转让。 2）高均质超细晶电磁连铸技术 传统连铸制备过程中多元铜合金如铜铬锆合金等常存在组织粗大、成分偏析等问题，这将会严重影响后续的材料加工过程，导致在后续的轧制，挤压等工艺过程中很容易产生轧制裂纹等缺陷。本团队开发的电磁场连铸过程易偏析合金超细化与均质化调控技术，能在连铸过程中，充分搅拌熔体，均匀化凝固前沿温度，实现易偏析合金的超细化与均质化。该技术已被应用于铜镍锡合金的连铸中，实现了该合金连铸制备的超细化和均质化，所制备全等轴晶铜镍锡合金铸态组织宏观晶粒度达到M-10.0级。目前该技术已实现中试级百米长度的连续电磁铸造，且已与宁波博威、上海中船重工711研究所、铜陵金威、温州元鼎等开展合作。进一步将该技术推广于铜碲、铜铁、铜钛的连铸，均取得了极为优异的细晶、表面光洁、成分均匀的连铸效果。 3）超高纯无氧铜电磁连铸技术 金属材料纯净度是提高其力学和电学等综合性能的关键因素，是制备高品质金属材料的关键环节。高端金属材料中夹杂物和气泡对材料性能影响巨大，许多高端金属材料的开发都取决于这类缺陷的控制水平。本团队参与开发的金属连铸多模式定制磁场净化技术，已成功应用于高纯高导无氧铜材料的制备，可将铜中氧含量中降低3ppm以下，达到目前世界无氧铜的最高标准——美国ASTM≤3ppm。与此同时，该高纯无氧铜的电导率高达100.1%IACS，目前已全面取代进口并用于我国兰州重离子加速器、散裂中子源大科学装置、美国Michigan大学FRIB装置等重大科学装置建设。该项技术已获得2015年度上海市技术发明一等奖，2015年度教育部自然科学二等奖，2015年度教育部技术进步二等奖等奖项。目前该技术已与福建紫金铜业、上海上大众鑫科技发展有限公司、宁波兴业、宁波金田等开展深入合作。

新型高熵合金催化剂可以直接代替原有的贵金属催化体系，大大减少催化剂价格及成本，可广泛应用于传统化工催化及新能源电催化领域。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 90%的化工品生产需要高性能催化剂，清洁能源汽车及燃料电池的商业化也离不开高性能催化剂。然而，现有商用催化剂一般为贵金属（价格昂贵）或简单合金（性能及稳定性差），无法实现高效、节能、环保的催化过程及清洁能源利用。 新型高熵合金催化剂可以直接代替原有的贵金属催化体系，大大减少催化剂价格及成本，可广泛应用于传统化工催化及新能源电催化领域。 以化工催化中氨气氧化制硝酸为例，工业界使用贵金属PtPdRh催化剂网格，价格高昂，并且反应温度为900℃。使用纳米分散的高熵合金催化剂（PtPdRhCoCe）,整体贵金属用量减小90%以上，且反应温度降低200℃，可同时实现性能优异及高度稳定。 因此，通过针对不同反应进行高熵合金催化剂的开发，有望代替贵金属催化剂，大大提升反应活性及能源效率及产品产出率等。

AlGaN/GaN HEMT器件具有较高的电子迁移率二维电子气2DEG，在射频以及功率器件中有极大的应用前景。由于降低金属半导体的欧姆接触电阻对降低器件源漏电极寄生电阻起到关键作用，直接影响到器件的源漏输出电流、导通电阻、击穿电压等性能参数，高质量的低欧姆接触在AlGaN/GaN射频器件的开发中尤为重要。 于洪宇课题组访问学生范梦雅介绍，传统的Ti/Al多层膜常被应用到无金欧姆接触工艺

目前，在作为人体植入用金属材料的不锈钢系、钴铬合金系和钛系三大系列中，钛及钛合金以其优良的生物相容性、力学适应性、可加工性和在生物环境下的抗腐蚀性在临床上得到了越来越广泛的应用。同样，评价生物医用钛合金也采用以上的性能标准。钛合金的临床医学应用包括：骨科、矫形外科、牙科、口腔医学、以及医疗器械，如介入性血管支架等许多医学领域。在临床应用中，目前广泛使用的钛合金（如Ti-6AI-4V等)的弹性模量虽然较316L不锈钢、钴铬合金等生物医用材料的弹性模量低得多，但其弹性模量仍为骨弹性模量的4-10倍。这种种植体与骨之间弹性模量的不匹配，将使得载荷不能由种植体很好地传递到相邻骨组织，出现“应力屏蔽”现象，从而导致种植体周围出现骨吸收，最终引起种植体松动或断裂，造成种植失败。此外，最近的研究发现，钛合金中的V、Al、Fe、Co、Ni、Cr等元素对细胞的接触毒性较强，生物钛合金中不宜添加此类元素。因此，研制新型低模量的医用β钛合金成为最具有前途的医用植入材料之一。成功研制的新型低模量的医用β钛合金比原来的Ti-6AI-4V等合金具有更优良的性能，更适合作为人体植入用材料。

合金弹簧及工具钢合金弹簧钢线材用于生产淬回火弹簧钢丝，主要用于制造乘用车的减震螺旋悬架弹簧及发动机和内燃机的气门弹簧。产品要求钢质纯净、成分稳定、超低氧、表面零缺陷，热处理后质量稳定。青钢以55SiCr为代表的弹簧钢主要用于生产汽车悬架簧。 合金弹簧及工具钢 合金弹簧钢线材用于生产淬回火弹簧钢丝，主要用于制造乘用车的减震螺旋悬架弹簧及发动机和内燃机的气门弹簧。产品要求钢质纯净、成分稳定、超低氧、表面零缺陷，热处理后质量稳定。青钢以55SiCr为代表的弹簧钢主要用于生产汽车悬架簧。我公司弹簧钢用盘条化学成分稳定，洁净度高，全氧含量在20ppm以下，偏析较低。连铸坯全部进行抛丸、探伤和修磨处理，加热炉气氛实施自动化控制，盘条表面质量和脱碳层控制良好，能够满足汽车悬架弹簧、汽车摩托车弹簧等中高端用户的需求。 我公司生产的以SAE6150为代表的合金工具钢，钢中加入Cr、V元素增加了钢的强度和硬度，产品具有钢质纯净度高，脱碳层小，表面缺陷少等优点，适用于制作高质量的手工具。 主要客户：宝通制品、中兴盛达、昆山正通铭等。

切割与焊接是各行各业广泛采用的金属加工形式。 其中，气割与气焊是利用可燃气体在燃烧时放出的热量加热金属和进一步实现对金属进行切割或焊接的一种气体火焰加工方法。由于气割和气焊具有设备简单、使用灵活方便和比其它焊割方式（例机械切割）效率高、能在各种部位实现焊割作业等特点，目前应用还十分普遍，特别是广泛用于钢板下料、铸件冒口切割和较薄的工件及熔点较低的有色金属的焊接。 在气体焊、割中，传统的氧－乙炔焰切割与焊接技术目前在我国还占据着大约90％以上的市场，但是由于乙炔是由电石与水反应生成的，而生产电石要消耗大量电能和其它一些贵重工业原料，加之乙炔还是重要的化工原料，可以进一步合成多种化工产品，因此将乙炔作为工业燃气烧掉不仅对资源是一种浪费，而且对环境有着严重污染，所以如果能广泛使用天然气或液化气（液化石油气）代替乙炔进行火焰切割和焊接，将不仅可以收到节约能源、降低成本（80％以上）的效果，而且十分有利于资源的合理利用和环境保护。 本技术已在大庆、新疆、吉林、胜利等几个油田获得工业应用，并已取得了国家专利，专利号为：射吸式液化气、天然气焊炬，实用新型专利98 2 04699.5和射吸式液化气、天然气焊割两用炬，实用新型专利98 2 04670.5 应用于油田、铸造、机械、建筑等行业的大批量切割或焊接，一切天然气或液化气方便的地方的切割或焊接。 其优越性在于：切割质量高，环境污染轻，投资少 使用性能比乙炔安全可靠

该项目通过产学研用的创新合作，已研制出水下机器人焊接与增材制造系统，可应用于核乏燃料池、核构件池、核岛等强辐射环境水下焊接与增材修复，也可以应用于海洋资源开发装备以及海洋维权装备的远程遥操作水下自动焊接与增材修复。自动化程度高，水下电弧稳定性，在水深压力作用下仍具备非常优异的盖面搭桥能力，获得的焊缝成形美观，接头力学性能好。该套技术装备已于2016年通过中广核研究员组织的现场验收。该技术成果被科技日报以35项“卡脖子技术”专题进行了深度报道（第28项），入选刘亚东主编的《是什么卡住了我们的脖子》一书。

本发明公开了一种电机座散热片焊接装置，包括工作台、设置在工作台上的电机座定位转动机构，以及对散热片进行焊接作业的焊接机，所述工作台上还设有散热片递送机构，该散热片递送机构包括：递送底板，该递送底板上具有在焊接过程中将待焊接散热片保持在焊接位置的承接区域；设置在递送底板上方的散热片料仓；用于将散热片料仓输出的散热片定时转移到所述承接区域的推料机构；用于将待焊接散热片压紧在承接区域的压紧机构。本发明的电机座散热片焊接装置，可实现对散热片的自动上料，同时配合焊接机和驱动机构，可实现对散热片的自动焊接，能够高效地完成电机座散热片的焊接工作，同时提高了焊接质量。

本发明公开了一种基于光热效应的单点纳米焊接方法，现有关于纳米焊接的发明与研究多是基于大规模纳米线网络。本发明利用连续激光器输出单色激光，再通过光束衰减器调节单色激光的入射功率，然后用快门控制单色激光通过时间；再然后单色激光经四分之一玻片后由线偏光转换为圆偏光，再经光学显微镜内的分束镜反射后进入显微物镜，然后聚焦在金属纳米元件待照射位置上，金属纳米元件受激发由于表面等离激元特性产生光热效应，发生熔化或焊接过程。本发明能够快速、非接触地进行纳米元件的组装，不仅可以灵活控制焊接的位置，而且对于基底的损伤性也较小，大大提升了在微纳加工领域的结构可拓展性。

本发明公开了一种激光电磁脉冲复合焊接方法及设备。所述方 法可用于激光缝焊与激光点焊工艺，是在激光束作用到工件上进行激 光焊接的过程中，将脉冲强磁场施加到焊接区域，和焊接形成光致等 离子体、熔池流场、应力应变场发生相互作用，并完成焊接任务。设 备包括激光器、电磁脉冲发生器、数控系统、光学传输系统和激光电 磁脉冲复合加工头。复合加工头用于集成激光束和脉冲强磁场，调节 电磁转换装置和工件的间距；它安装在加工机床上。本发明可