成果简介： 回转体构型运动副在重大装备及精密装备中应用广泛，各类主机的工作精度、性能、寿命、可靠性等指标均与回转体运动副的性能密切相关，然而其空间结构的复杂性及高的功能特性要求对其制造工艺提出了巨大挑战。复杂构型回转体运动副表面要求耐磨、减阻并具有较高的疲劳强度，需要较高的表面面型精度。目前回转体构型零件淬硬表面一般采用固结磨料面接触制造工艺实现，然而固结磨料制造技术易于造成磨削烧伤及表面裂纹，影响零件的性能及使用寿命。此外，某些精密元器件或者特殊环境下工作的元器件在使用过程中表面会附着污染物、粉尘等物质而导致腐蚀或者性能下降，常规的机械作用强度较大，易于导致表面损伤，耦合化学、机械以及超声振动的表面精密修整工艺能够柔顺覆盖材料全表面，确保精准去除表面缺陷、污染物的同时避免附加损伤；此外某些工件空间尺寸较小且内外表面工艺结构复杂，蕴含大量的边、角、棱结构，易于导致制造工艺末端缺陷（毛刺）并对运动副配合表面造成损伤，严重影响使用性能，确保已加工表面的面形精度同时高效去除表面末端缺陷已成为迫切需要解决的生产实际问题。常规刚性工具难以实现表面的精准吻合而无法实现全表面精密修整，而基于自由磨料的液态柔性磨具可以实现容器空间的全部填充，实现工具-工件的全表面精准吻合并避免表面附加损伤，是复杂构型零件表面精密修整与清洗的理想工艺。基于上述分析，课题组开发了复杂构型表面精密修整清洗多功能一体机。表面精密修形是在柔性工具对零件表面廓形进行拟合运动的基础上通过表层材料的塑性流动、小尺度材料剥离实现表面几何特征属性的全面提升，柔性工具与零件表面之间的弱机械作用可以在提高零件表面微观几何精度的同时有效避免附加损伤，然而目前为止获得纳米级表面粗糙度仍然主要依靠熟练操作者的手工研抛为主，生产效率低、劳动强度大、最终表面质量严重依赖于操作者个人的技术水准，难以保证高精度复合曲面制造精度的稳定性。复杂构型表面精密修整清洗多功能一体机将有助于实现表面精密修整、去污的一体化，降低生产成本，提高生产效率，具有广阔的市场前景。 市场分析及前景： 表面精密修整清洗一体化技术在许多行业都具有较好的应用前景：一、机械零部件在电镀前后的清洗或喷涂前的清洗，拆修零部件的清洗，要求高清洗度，如油泵油嘴偶件、轴 承、制动器、燃油过滤器、阀门的清洗。二是印制电路板、硅片、晶片、元器件壳、座、铁路系统用的信号控制继电器、元器件、连接件、显像管以及电真空器件等的清洗。三是眼镜、显微镜、望远镜、瞄准具等光学系统及取样玻璃片的清洗。四是医用器具、食品、制药、生化等试验中所用各种瓶罐的清洗。五是喷丝头、精密 模具、精密橡胶件、珠宝工艺品等的清洗。天津大学科技成果选编我国现有各类超声设备制造企业上百家，分布主要集中在东南沿海地区。据统计资料，沿海地区的厂家占全国总数的 85%，可见经济发达地区对超声波表面修整技术的应用广泛，普及程度高，这也证明超声波清表面修整技术推广普及的前景十分广阔。 主要技术指标： [1] 精密修整后的表面粗糙度小于 1nm，边、角、棱结构处的末端缺陷消失； [2] 表面光滑亮泽，无油污及颗粒物附着。 技术水平及知识产权认定情况情况：本成果属于国际先进水平，成果归独家所有。 应用领域：工程机械、微电子系统、光学精密仪器，医疗器械等 合作方式及条件：技术入股 

用于中低速风洞动态流速测量，是湍流研究，风洞试验的必备设备。 功能特点： 1.操作极简单，无需平衡消振荡调节； 2.流速全范围一次标定，任意测量； 3.动态响应极好，贫响宽； 4.全计算机控制处理，高速 A/D，软件包内含基本流体测量，研究算法。 应用领域： 风洞试验，环境现场流场测量分析等

传统的电解工业（电解水、氯碱工业）阴、阳极会同时产生两种气体，一般采用离子交换膜防止两种气体的混合，避免爆炸性混合气体的产生。离子交换膜的使用增加了电解的成本，此外膜内阻也增加了电解的能耗。且由于阳极和阴极室的气体压力必须通过稳定的电源输入保持平衡，很难利用风能和太阳能等不稳定的可持续能源来直接为离子膜电解池供电。另一方面，电解池中的高压气体和阳极氧化过程的中间产物也会加剧膜的老化降解，近一步增加电解成本。基于电池电极的分步法无膜电解技术有望为电池电极反应推出一个新的研究方向，随着电池工业迅速发展，电池电极的制备已经非常成熟，分步法电解技术很容易利用现有的商业化电极实现产业化。

膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理方法的高效结合，其起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，经过一系列研究和改进后，膜生物反应器(MBR)可直接达到处理出水回用的目的，并且具有污水三级传统工艺无法比拟的优点： 1、微生物数量高于常规生物处理2～5倍，处理程度高，中空纤维膜孔径0.2μm，能高效进行固液分离，出水悬浮物浓度和浊度接近于零，细菌总数接近于零，可直接用于回用目的。 2、处理工艺简单可靠，构筑物少，可大规模节省占地面积和征地费用，降低水处理投资，占地面积约为常规二级处理加深度处理工艺的1/4～1/10。 3、污泥龄长，污泥产量低，除无机颗粒物外，基本无剩余污泥排放，由于不投加化学药剂，所以不产生化学污泥。 4、出水水质优良，各项指标低于国家污水回用有关标准规定，且不受进水水质影响。 5、自动化程度高，利用PLC进行控制，不需设置专人管理，人员经短期培训就能操作，维护工作量小。一、MBR-X系列膜生物反应器进水处理出水水质比较 1.进水水质：(对于高浓度有机废水可采用在MBR反应器前增加预处理措施) CODcr＜500mg/L               BOD5＜300mg/L SS＜300mg/L                 NH4+-N＜40mg/L 2.出水水质： CODcr＜20mg/L                BOD5＜5mg/L SS=0mg/L                    NH4+-N＜1mg/L 浊度＜1NTU                  细菌总数＜20个mg/L 大肠杆菌数未检出二、MBR-X系列膜生物反应器适用范围 1．生活污水                       2.工业污水①城市生活污水             　 ①食品工业废水      ②宾馆、办公楼污水 ②印染工业废水 ③工矿企业生活污水 ③制药工业废水 ④公厕粪便水 ④石油化工废水 ⑤洗车业废水 ⑤造纸工业废水 ⑥垃圾渗透液等                           　⑦焦炭或煤气含酚工业废水

本发明涉及一种塑性丝胶蛋白膜的制备方法。目前还没有一种工艺简单、制备条件温和、无有毒化交联剂、有较好的力学性能的塑性丝胶蛋白膜的制备方法。本发明的特点在于：依次包括如下步骤：（1）将蚕丝蛋白原料置于浓度为7-11mol/L的LiBr溶液中，于30-100℃的条件下溶解处理0.25-15min，得到不溶胶状物；（2）将步骤（1）中得到的不溶胶状物取出，用蒸馏水洗涤数次，除去不溶胶状物中的LiBr分子，得到丝胶蛋白胶体；（3）将步骤（2）中得到的丝胶蛋白胶摊开铺平，干燥后制得塑性丝胶蛋白膜。本发明的工艺简单、制备条件温和、不添加任何化学交联剂而获得具有较好力学性能的塑性丝胶蛋白膜。

"表面涂层技术是改善材料性能的有效技术之一，在现代工业中发挥着越来越重要的作用。将涂层与基体材料的优良性能相结合可以有效降低材料的磨损，提高材料的强度，提高材料的高温抗氧化性等性能。随着现代工业技术的发展，传统TiN、CrN等单一涂层材料难易满足其需要，通过复合单层材料而成的纳米多层膜涂层拥有单层材料无法比拟的综合性能而越来越被重视，成为了一种具有广阔应用前景的材料，具有重大的应用和经济价值。 技术特点：该项目制备出了异结构TiAlSiN/Si3N4、CrAlSiN/Si3N4纳米多层膜及同结构TiCrAlN/TiAlN纳米多层膜，其硬度可超过36 Gpa，抗氧化温度超过了800℃；可以根据实际性能需求选择单层材料制备具有特殊性能的纳米多层膜涂层材料。 "

纳米孔道的离子输运现象是材料科学和生物物理等领域研究的热点。当纳米孔道的尺度达到纳米即接近分子大小时，将会出现许多奇异的输运现象。研究这些输运现象对于了解细胞膜离子通道机制，制备新型高效分离设备淡化海水、处理污水，探索新型DNA测序方法等都有重要意义。基于核径迹高分子膜制备的纳米孔具有结构坚韧富有柔性并且可以高效大规模制备的优点，但是由于已沿用六十多年的传统化学蚀刻制备法不便可靠控制蚀刻速率，无法达到亚纳米尺度。刘峰和王宇钢课题组基于多年来核径迹纳米孔研究工作的基础（JACS，2008,2009；AFM, 2010,2011; EES, 2011等），首次通过高能重离子轰击高分子膜并进行充分紫外线照射，不进行蚀刻而成功制备亚纳米尺度的核孔膜 （Qi Wen, et al., Advanced Functional Materials，2016, Cover Highlights)。该膜具有超高离子选择性，比如阴阳离子选择性高达108，但导通量离实际应用尚有一定距离。事实上，选择性和通量对于所有离子分离膜都是一对难以调和的矛盾。2017年《Science》专门就此发表题为“Maximizing the right stuff: The trade-off between membrane permeability and selectivity”的长篇评述文章，指出分离膜研究的正确方向是要同时具有高选择性和高通量。通过优选高分子膜并利用新的制备工艺，刘峰、王宇钢课题组所获得的新型纳米尺度核孔膜，在保持碱金属离子与重金属离子高选择性的同时，将离子的输运率提高了3个数量级 （图A）。 这种纳米核孔膜的优异分离性能突破了传统的分离膜和氧化石墨烯等新型分离膜的局限 （图B）。与此同时，他们还建立了高分子纳米孔模型并通过分子动力学模拟揭示，一方面由于孔的半径在0.5纳米左右极大减少了脱水势垒的阻碍从而极大提高了输运量，同时由于部分脱水的离子和表面吸附的电荷之间的相互作用而保持了高选择性 （图C）。 这项研究揭示了纳米孔道的离子输运新机制，并且为突破高选择性和高输运率的矛盾提供了新的思路。通过该方法所制备的高分子膜在过滤重金属元素的水净化，制备新型电池等方面也有重要应用价值。

本发明公开了一种复合正渗透膜的制备方法，用含硅脂肪二胺 部分取代多元胺作为水溶液的溶质，先将基膜在水溶液中充分浸泡后 取出并除去表面水分，再将基膜的其中一面与有机相溶液接触使得基 膜表面发生界面聚合反应，即获得所需复合正渗透膜。本发明通过引 入含有二胺和硅氧烷结构的含硅脂肪二胺改善了制备所得的复合正渗 透膜的性能，氨基作为活性基团参加界面聚合反应，而硅氧烷极易水 解，硅氧基转变成亲水性的羟基，复合正渗透膜的渗透性、亲

表面涂层技术是改善材料性能的有效技术之一，在现代工业中发挥着越来越重要的作用。将涂层与基体材料的优良性能相结合可以有效降低材料的磨损，提高材料的强度，提高材料的高温抗氧化性等性能。随着现代工业技术的发展，传统TiN、CrN等单一涂层材料难易满足其需要，通过复合单层材料而成的纳米多层膜涂层拥有单层材料无法比拟的综合性能而越来越被重视，成为了一种具有广阔应用前景的材料，具有重大的应用和经济价值。

本发明公开了一种离子交换性能的膜材料，该膜材料为致密结构或微孔结构，由具有离子交换性能的高聚物和非离子交换性能的高聚物共混而成，其中离子交换性能的高聚物和非离子交换性能的高聚物之间的质量比为5％/95％～95％/5％。本发明还公开了这种膜材料在阴离子和阳离子的分离和回收的膜萃取方面、在脱除气体中的水蒸气方面和在非压力推动正渗透过程中对水体系的脱盐方面的应用。本发明的膜材料摆脱了支撑液膜的支撑的概念，其化学稳定性高，对离子的传质阻力低。该材料不仅在液膜离子分离过程中提供长期稳定性，而且在其他诸多分离领域中找到应用点。