|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
新型多门控超导纳米线逻辑器件
为了追求极限性能，越来越多的电子系统需要在低温条件下工作。例如，在量子计算机、高性能传感器、深空观测以及一些经典信息处理系统中，通常使用工作温度为2K甚至是mk温区的低温器件，从而在噪声、速度和灵敏度等方面实现接近量子极限的性能。对于这一类低温系统，信号读取与处理通常采用两种方式：第一种是采用超导数字电路SFQ（单磁通量子技术）来实现高性能计算和处理；第二种是将信号传送至几十K的温区，再采用低温CMOS技术对进行信号处理。然而，不论采用何种技术路径，数字电路的功耗都必须控制在极小范围之内，从而保持极低温的工作环境，维持低温器件的高性能。随着应用需求的提高和低温阵列器件规模的扩大，低温电子系统性能受到信号处理和传输技术的制约，急切需要新的方案进行解决。 图1. (a) 采用超导纳米线结构实现的12门控或逻辑门；(b) 超导纳米线数字编码器芯片照片。针对此问题，南京大学吴培亨院士领导的超导电子学研究所团队，赵清源教授和康琳教授课题组设计出新型多门控超导纳米线逻辑器件(superconducting nanowire cryotron, nTron)，并利用此器件搭建经典二进制数字编码器；在1.6K的温度下，成功实现数字信息编码，总功耗小于1微瓦(10-6瓦)。同时，他们还利用此编码器对超导纳米线单光子探测器阵列实现数字化读出，为低温阵列探测器的信号读出和处理提供第三种解决方案。图2. 超导纳米线逻辑芯片实现对单光子探测器阵列的数字化读取。半导体数字电路，经历了从电子管、晶体管、混合集成电路至大规模集成电路的发展过程。每一代技术的升级变革，其核心推力都是基础逻辑器件的更新换代。前沿技术领域对超导电子器件的应用需求，也正将超导电子技术推向数字化的发展时代。南京大学吴培亨院士团队基于超导纳米线技术，开展了新型超导逻辑器件(nTron)的研究工作。nTron为单层平面器件，利用局部超导相变，实现高速低功耗的开关逻辑。
南京大学
2021-04-11
超导MRI全身人体成像有源屏蔽梯度线圈
本项目属于MRI核心部件研发。梯度线圈为MRI仪器的三大核心部件之一，其作用是在一定范围内产生一个交变的梯度磁场，其性能对成像质量与成像速度起着至关重要的作用。该项目具备以下优点： 涡流小：涡流是梯度线圈最重要的指标之一，影响图像的质量，而且很难校正。我们的梯度线圈涡流比Tesla公司同款产品的小很多，经MRI系统厂家测试，成像更清新。 载流能力强：两款线圈载流能力达到850A以上，能匹配更高性能的功放。 耐压强度高：匹配梯度功放的电压可达到1400V以上
河海大学
2021-04-14
一种超导饼拆装更换装置
本发明公开了一种超导饼拆装更换装置，该装置包括下底板、 上盖板、铜环导体和定位支撑杆，多个定位支撑杆安装在下底板上， 上盖板穿装在定位支撑杆上；铜环导体的数量为多个并且这些铜环导 体均位于下底板和上盖板之间，相邻的两个铜环导体之间存在间距； 每个铜环导体上均设置有多个定位孔，每个定位孔均竖直设置，每个 定位支撑杆分别从对应位置处的一定位孔穿过所述的铜环导体；所述 铜环导体上开设有多个引线孔。本装置将多个饼式子线圈通过铜环导 体联接在一起，可以实现并联或串联，而没有直接将接头焊接在一起， 提高了故障饼
华中科技大学
2021-04-14
高温压电振动能量回收器件和高温驱动器
传统PZT压电陶瓷应用广泛，但在居里温度较低，环境温度较高时，PZT陶瓷样品极易退极化。随着压电材料的应用范围的进一步拓展，一些极端条件对压电陶瓷的应用提出了新的挑战。北京大学工学院实验室利用高居里点的钪酸铋-钛酸铅压电陶瓷制备了基于d31模式和d33模式的应用于高温环境中的压电振动能量回收器，器件可以稳定地工作在150℃以上的高温环境中。高温下由于电畴被活化，器件的压电系数和相应的输出功率比室温时提高一倍以上。 与压电能量回收器不同的是，压电驱动器是一种利用压电效应，将电能转化为机械能实现纳米级驱动的器件，压电驱动器利用压电材料的准静态逆压电效应实现10微米至100微米的微小位移；同时，还可以利用压电陶瓷的高温谐振动效应制备高温压电马达。
北京大学
2021-02-01
高温压电振动能量回收器件和高温驱动器
传统PZT压电陶瓷应用广泛，但在居里温度较低，环境温度较高时，PZT陶瓷样品极易退极化。随着压电材料的应用范围的进一步拓展，一些极端条件对压电陶瓷的应用提出了新的挑战。北京大学工学院实验室利用高居里点的钪酸铋 - 钛酸铅压电陶瓷制备了基于 d31模式和d33模式的应用于高温环境中的压电振动能量回收器，器件可以稳定地工作在 150℃以上的高温环境中。高温下由于电畴被活化，器件的压电系数和相应的输出功率比室温时提高一倍以上。
与压电能量回收器不同的是，压电驱动器是一种利用压电效应，将电能转化为机械能实现纳米级驱动的器件，压电驱动器利用压电材料的准静态逆压电效应实现10微米至100微米的微小位移；同时，还可以利用压电陶瓷的高温谐振动效应制备高温压电马达。
北京大学
2021-04-13
大型乙烯生产装置高温裂解炉结焦抑制技术及应用
我国乙烯装置的平均综合能耗比国际先进水平高出27%。裂解炉是乙烯生产的核心设备，其能耗占到整个乙烯装置能耗的50-60%。裂解反应炉管的结焦导致装置能耗增大、乙烯产量下降、炉管寿命大大缩短。本项目在上海市科委、市教委等科研项目的支持下，实现了大型乙烯裂解炉高温裂解结焦抑制技术的工业化应用及推广，填补了国内空白，整体技术水平达到国际先进。 项目创新性地提出了采用陶瓷梯度涂层来抑制裂解炉管内壁结焦、渗碳、氧化的新技术。发明了内表面带有特殊陶瓷层及复合氧化物纳米薄膜扩散障的裂解反应炉管制造技术，开发了工业化成套制造设备及陶瓷复合炉管的焊接技术。发明了可在裂解炉使用现场重复实施的抑制结焦在线预膜技术。自主设计、搭建了国内最大规模的高温裂解结焦抑制技术中试放大及抑制结焦效果评价系统。开发了适合在大型裂解炉高速紊流、管内复杂表面状态下在线制备陶瓷复合预膜层的工艺。优化了结焦抑制剂的添加工艺。实现了上述高温裂解结焦抑制技术的工业化应用及推广。 结焦抑制技术在大型乙烯裂解炉上的成功应用，解决了制约乙烯生产的瓶颈问题，实现了乙烯装置的长周期、高效、安全可靠运行，且可大幅度提升我国乙烯生产的技术水平。可推广应用于所有新建和在役乙烯装置、催化、焦化等石化装置、煤制油等煤化工装置等。 近 年累计为企业创造经济效益约6亿元。
华东理工大学
2021-02-01
高温红外辐射节能涂料
本项目采用系列化新型氧化物红外陶瓷+低成本制备技技术，其关键技术特点在于：1.涂层消泡技术；2.涂层抗热震技术；3.小孔格子砖涂覆技术；4.涂料抗高温烧蚀技术
中国科学院大学
2021-04-10
高温静电除尘系统
本发明涉及一种高温静电除尘系统，包括气体入口、除尘器壳体、气体出口和分层灰斗，除尘器壳体左右两端分别与气体入口、气体出口相连，除尘器壳体下端与分层灰斗相连；除尘器壳体内设有阳极板和阴极杆，除尘器壳体外围设有密封壳体，密封壳体与除尘器壳体之间形成空腔，阴极杆与除尘器壳体之间通过高铝陶瓷绝缘，高铝陶瓷与热风吹扫装置相连，阳极板底部设有机械振打装置；分层灰斗外围设有保温装置，分层灰斗包括上部灰斗和下部灰斗，上部灰斗与除尘器壳体相连，下部灰斗一端通过卸灰阀与上部灰斗相连，另一端与灰斗气流输送装置相连。本发明确保电除尘器在300～800℃高温条件下能够有效捕集裂解气中的细微颗粒物，且实现设备运行阻力小于600Pa。
浙江大学
2021-04-13
耐高温粘合剂
本项目所生产的耐高温粘合剂是一种具有特殊结构的芳烷基树脂复合材料， 是具有显著耐高温和热稳定性能的粘合剂。 本项目产品除具有通用型粘合剂的一般用途外，还特别适用于对耐热性要 求和耐磨性要求较高的领域，具有较高的力学强度及耐热性，难燃、低毒、低 发烟，可与其他多聚物共混，耐腐蚀性能和高温下表现出较好的机械强度和保 留率，可代替英国 939p 酚醛树脂等进口产品。
山东大学
2021-04-13
高温高能激光防护涂层
本成果掌握了新型高温高能防护涂层原材料设计和制备、涂层结构-功能一体化设计、涂层寿命可靠预测等技术方法，突破了陶瓷涂层强韧化、涂层宏微结构控制、大尺寸薄壁异形件的尺寸稳定性和涂层质量均匀性控制等关键技术，研制的新型涂层实现了kW/cm2量级高功率密度数十秒的激光有效防护。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、技术分析
针对重大装备对高能激光防护涂层材料提出的迫切需求，开展了高能激光防护涂层材料技术研究。掌握了新型高温高能防护涂层原材料设计和制备、涂层结构-功能一体化设计、涂层寿命可靠预测等技术方法，突破了陶瓷涂层强韧化、涂层宏微结构控制、大尺寸薄壁异形件的尺寸稳定性和涂层质量均匀性控制等关键技术，研制的新型涂层实现了kW/cm2量级高功率密度数十秒的激光有效防护。研究成果已成功应用于高空无人机等重要装备的高温高能防护。
图1：研制的喷涂粉体
图2：大尺寸薄壁异形件构件表面高能激光防护涂层
北京理工大学
2022-08-17