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非晶合金，高熵合金，高性能钢铁材料和多孔金属
在 Nature，Science，Physical Review Letters，Advanced Materials 等学术刊物上发表论文 200 余篇，申请中国发明专利 65 件，授权发明专利 22 件。2010 年相关块体非晶复合材料韧化的工作被 Nature-Asia Materials 做专题评述，多项其它工作还被 Science，Materials Today，Nature 等学术杂志做专题评述以及其它世界各国媒体报道。在新一代超高强钢和先进耐热钢研究上取得了国际水平的研究成果，其中关于超高强钢的成果被国际权威给予很高的评价，同时被科技部评为“2017 年度中国科学十大进展”并在央视新闻联播报道。 超高强钢； 先进高熵合金； 块体非晶合金； 非晶纳米晶软磁合金； 非晶态耐磨耐蚀合金； 非晶与高熵合金钎焊材料； 高熵合金生物材料； 高强耐蚀镁合金。
北京科技大学
2021-02-01
低成本、高性能的新颖热电化合物的研究
随着社会的发展与进步，日益突出的能源供需矛盾不断将寻找清洁、高效、经济的新型能源材料推向研究前沿。热电材料是一类能利用热电效应，直接将热能（包括太阳能、地热、工业余热等能量）转换成电能的材料，由于热电转换技术便捷、环保等优势，在车载冰箱、深空探测器电源等领域具有不可替代的地位，受到科学家们的高度重视。而探索发现低成本、高丰度、低毒性的高效热电材料，是该领域基础研究的重点，是一项面临巨大挑战的研究工作。 吴立明2004年发明了独特且安全的固相合成方法——硼硫化法（J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4676-4681.），近期，课题组利用该方法，发现了一种新的四方相α-CsCu5Se3，并实现宏量合成。该材料拥有前所未见的独特晶体结构：Cs+由类中国结形状的Cu8Se8结构单元构筑的三维无限扩展结构，其中镶嵌Cs+金属阳离子。α-CsCu5Se3热稳定性好，表现出典型晶态固体的热传输行为，并遵循Umklapp散射机制，这与具有类液态的热传导行为的二元化合物Cu2-xSe完全不同。晶体学及热传输性能研究表明α-CsCu5Se3指出了一个有效抑制Cu+液体传输行为特征的方法。与吴立明老师2016年发现的高性能热电材料CsAg5Te3（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 11431–11436）相比，α-CsCu5Se3的晶体单胞体积减小了30％，导致材料具有更强的原子间d轨道重叠作用，从而显著降低有效质量(m*)，这使得α-CsCu5Se3相比于CsAg5Te3实现了功率因子200％的增长，达到8.17 μW/cm/K2，是目前报道的碱金属富铜硫属化合物中最高值；同时，理论研究表明，由于结构中的Cu–Se软化学键和Cs+ 离子扰动作用，该材料具有很低的热导率。综合上述各方面因素，该化合物的本征热电优值ZT达到1.03（980 K）。进一步通过Sb掺杂优化热电性能的研究发现：Sb3+的孤对电子能够增大材料的晶格非谐性，有效增强Umklapp型散射，从而降低声子速度，使得α-Cs(Cu0.96Sb0.04)5Se3的晶格热导率进一步降低至0.40 W/m/K，热电优值ZTmax提升到1.30。该工作系统深入研究了α-CsCu5Se3体系结构和热电相关性能的关系，为低成本，高丰度，高性能硫属化合物材料的设计探索研究迈出重要的一步。
北京师范大学
2021-04-10
高性能防腐耐磨非晶粉末与热喷涂非晶涂层
非晶合金（又称金属玻璃）是一种结构/功能一体化新型金属材料，被誉为继钢铁、塑料之后的第三次材料工业革命性材料。非晶合金因其特殊的原子结构（长程无序）而拥有一系列独特的性能，如非晶合金是地球上最强和最耐腐蚀的金属材料；非晶合金具有高耐磨性能以及优异催化降解性能等。非晶合金及其衍生产品（粉末、涂层、催化剂）在海洋工业、石油化工、3D打印、水处理等行业具有非常广泛的应用前景。利用所团队研发的非晶合金粉末，可通过堆焊、激光、热喷涂等技术制备不同高性能非晶涂层，能赋予零部件防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、抗冲击、防腐蚀等优异性能，极大延长使用寿命。
华中科技大学
2021-04-10
一种高性能的球团矿粘结剂的制备方法
简介：本发明公开了一种高性能的球团矿粘结剂的制备方法，属于冶金球团粘结剂技术领域。本发明按质量比称取膨润土35‑42份、活性石灰5‑8份、聚乙二醇2‑4份和聚酯树脂2‑3份混匀得混合物A；按质量比称取粉煤灰1‑2份、烧结矿筛下料5‑9份和氧化锆1份，与混合物A混匀得混合物B；按质量比称取淀粉4‑7份、食盐1‑3份、聚氨基甲酸酯1‑3份和酚醛树脂2‑4份混匀得混合物C；混合物B与混合物C混匀后即得粘结剂。本发明的一种高性能的球团矿粘结剂的制备方法，将钢铁企业的废物资源化利用，且烧残率低，使球团矿的冶金性能得到改善，入炉矿石的品位提高，且减少了高炉炼铁冶炼的渣量，燃耗降低，具有良好的经济效益。
安徽工业大学
2021-04-11
低功耗高性能软磁复合材料及关键制备技术
项目针对软磁复合材料长期存在的严重问题开展了深入研究，提出了在软磁粉末基体表面原位生成高电阻率软磁壳层，降低涡流损耗并保持高磁性能的技术思路，发明了多软磁相核壳结构复合材料，构建了高性能软磁合金新体系，制备出具有高磁通密度、高直流叠加等不同特性的系列软磁复合材料。项目达到国际领先水平，获得了系统的自主知识产权，授权发明专利 43 项，发表论文 50 余篇，推动我国软磁复合材料产业进入了世界先进行列。
浙江大学
2021-04-11
高性能低成本无钴金属陶瓷材料制备技术
传统的硬质合金工模具材料耐磨性和强韧性难以兼得，而其中的钨、钴元素属于稀有贵重元素。本项目所采用的Ti(C,N)基金属陶瓷不但具有较高的硬度、耐磨性、红硬性、优良的化学稳定性和高温抗氧化性、与金属间极低的摩擦系数、无磁性、而且还具有较高的强韧性，不含稀有贵重元素，其制造成本仅为硬质合金的35～40%，已在市场上得到较广泛的应用。该成果发明了系列无钴金属陶瓷强韧化、无磁化制备技术，开发了系列高性能低成本无钴金属陶瓷材料，是硬质合金理想的升级替代材料，也具有陶瓷材料、聚晶立方氮化硼等超硬材料难以相比的强韧性。
技术特征
该材料主要性能指标可达：硬度≥92.2HRA，抗弯强度≥3250MPa，断裂韧性≥9.4 MPa·m1/2。
获得相关授权国家发明专利8项，相关技术曾获国家技术发明二等奖，达到国际先进水平。
南京航空航天大学
2021-05-11
高性能车辆底盘结构创新设计与协同控制关键
"2019年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）科学技术进步奖一等奖。项目组经过数年的研究，创新设计底盘驱动/制动、转向、悬架等系统的关键组件，构建了智能底盘多智能体动态协调控制架构，提出纵向、横向及垂向耦合集成与协同控制技术，形成以四项创新点为代表的技术群： 1、驱动/制动关键部件结构优化设计及车辆行驶敏捷性、稳定性协同控制技术。鉴于现有研究多聚焦于车辆驱动/制动系统独立控制且忽视内在耦合关系，割裂影响机理、系统结构及控制方法。从驱动/制动系统结构优化与方法设计两个方面，提出融合路面附着系数估计的车辆驱动防滑（ASR）、能量回馈型制动防抱死系统（ABS）及制动力精细调节技术、驱动/制动协同的车辆稳定性强鲁棒控制技术，解决车辆行驶敏捷性与稳定性控制所面临的参数摄动、控制时滞、多执行器耦合与冗余等难题。 2、车辆线控转向系统优化设计及转向操纵主动控制技术。针对转向系统存在的耦合摆振、结构参数时变不确定和线控时滞问题，项目组分别提出了考虑悬架与摆振问题耦合机理的车辆系统优化设计技术、减轻操纵负荷的前轮主动转向驾驶员共享控制技术和全电控四轮线控转向轨迹精确跟踪及横摆稳定性控制技术。
东南大学
2021-04-10
氧化石墨烯增强超高性能混凝土的开发和应用
本技术采用先进的氧化石墨烯分散技术，实现了氧化石墨烯在超高性能混凝土的可控分散，进而制备出超高韧性、超高耐久的水泥基材料。本技术通过从纳微观尺度上对水泥基材料水化产物的改性，克服了传统水泥基材料本质上脆性行为的弊端，产品能够在严苛的服役环境中长期（大于 100 年）保持优异的服役状态。同时，相比于现有的纳米混凝土改性技术，本技术使用的纳米外加剂-氧化石墨烯制备工艺简单，价格优势明显，改善效果更为显著，使该产品具有较大的经济优势。
青岛理工大学
2021-04-22
高性能低成本无钴金属陶瓷材料制备技术
传统的硬质合金工模具材料耐磨性和强韧性难以兼得，而其中的钨、钴元素属于稀有贵重元素。本项目所采用的Ti(C,N)基金属陶瓷不但具有较高的硬度、耐磨性、红硬性、优良的化学稳定性和高温抗氧化性、与金属间极低的摩擦系数、无磁性、而且还具有较高的强韧性，不含稀有贵重元素，其制造成本仅为硬质合金的35～40%，已在市场上得到较广泛的应用。该成果发明了系列无钴金属陶瓷强韧化、无磁化制备技术，开发了系列高性能低成本无钴金属陶瓷材料，是硬质合金理想的升级替代材料，也具有陶瓷材料、聚晶立方氮化硼等超硬材料难以相比的强韧性。技术特征该材料主要性能指标可达：硬度≥92.2HRA，抗弯强度≥3250MPa，断裂韧性≥9.4 MPa·m1/2。获得相关授权国家发明专利8项，相关技术曾获国家技术发明二等奖，达到国际先进水平。应用范围:主要用途：①适用于制作各种可转位刀片，用于难加工材料的干式切削；②适合用于制作加工磁性材料的刀具和成型模具；③用于碳纤维预浸料的切割时，使用的稳定性和寿命大大高于目前进口产品；④适合于制作电子元器件生产及激光加工生产线中的专用模具，综合性能优良；⑤适合制作苛刻环境下使用的密封环和耐磨件。
南京航空航天大学
2021-04-10
高性能可换钻尖式多刃多尖钻头（群钻）
钻削加工是机械制造行业中孔加工的最主要方法，钻头是切削刀具中使用频率最高、应用最为广泛的刀具。多刃多尖钻头（倪志福钻头）“好用，但难磨”是业界公认的，该技术产品的的推广应用的关键问题是“重磨”。胡思节教授采用可换钻尖的形式制造高性能的多刃多尖钻头，改变传统整体钻头结构，使用钻杆和刀片可分离的结构形式，钻杆可多次重复使用，刀片磨损后可快速更换,刀片更换后的定位精度可以达到0.02mm，彻底解决了多刃多尖钻头钻尖“重磨”的难题，为多刃多尖钻头的大面积推广使用铺平了道路。钻尖形式根据多年的研究成果，采用独特的多刃多尖的结构形式(且这些钻型只能用我们自己研发的特有的五轴数控钻尖磨床来加工)。钻尖刀片采用高硬度耐磨的硬质合金材料制造，把“好钢用在刀刃上”，可节约90%以上昂贵的硬质合金材料(硬质合金材料的价格是制造刀杆材料价格的10倍以上)，从而大大降低可换钻尖式硬质合金钻头的制造成本。
湖南大学
2021-04-11