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在拓扑外尔半金属晶体中观测到非平庸的超导特性
通过电输运、扫描隧道谱、比热、抗磁性等系统的实验研究并结合第一性原理计算，在掺硫的第二类拓扑外尔半金属二碲化钼单晶中发现了非平庸超导态的特征。实验中所使用的硫掺杂的高质量二碲化钼晶体是通过化学气相输运的方法合成的，掺杂比例约为0.2。 首先通过准粒子干涉实验与第一性原理计算相结合，在样品表面探测到了费米弧拓扑表面态的存在。最后通过扫描隧道谱学和比热的测量对比，发现样品表面态的超导能隙远大于体态的超导能隙，而且该样品表面态的能隙与临界温度的比值（Δ/kBTc）约为8.6，远大于常规超导材料的能隙与临界温度的比值（约为1.76），表明了表面态具有非常规超导库珀对配对机制，极可能是拓扑超导的普适特征。然后通过电输运测量和比热测量，发现这种材料为s波超导体，且它的超导能隙的带间耦合很强，超导对称性应为s+- 对称性。这可能是继铁基高温超导之后，又一种新的s+-超导体。而且根据理论预言，拓扑外尔半金属中s+-对称性的超导态会形成拓扑超导态。掺硫的第二类拓扑外尔半金属二碲化钼单晶中拓扑超导特征的发现，证实了外尔半金属中实现拓扑超导的可行性，推动了拓扑超导相关领域的进一步发展，也为拓扑量子计算机的最终实现奠定了前期的科研基础。图一. 电磁输运实验观测到的s+- 超导的证据，揭示拓扑超导的可能性。 (A) 电磁输运实验的测量示意图。 (B) 超导转变温度附近的电阻率-温度关系。(C) 各个温度和磁场下的电阻率。(D) 超导上临界磁场和温度的关系。红色的线是两带超导模型的拟合曲线，拟合结果发现带间耦合比较大，表明该超导行为是s+- 超导。图二. 扫描隧道显微镜观发现表面态的超导能隙远超过体态的超导能隙，揭示出拓扑超导的可能性。(A) 4 K和0.4 K下样品表面的微分电导dI/dV谱。在0.4 K下，超导能隙是1.7 meV，远大于体态的超导能隙，且能隙与临界温度的比值约为约为8.6，远大于常规超导材料的能隙与临界温度的比值（1.76）。4 K时样品处于非超导态。(B) 0.4 K超导dI/dV谱和各向同性BCS超导谱的对比。(C) 0.4 K时，不同磁场下的超导dI/dV谱，超导能隙被外加磁场所抑制。
北京大学
2021-04-11
一种超导电感电容混合储能脉冲功率电源
本实用新型公开了一种超导电感电容混合储能脉冲功率电源，包括初始充电电源、可控开关、储能电容器、非线性电阻、三绕组脉冲变压器、二极管和负载；本实用新型结构将超导电感储能和电容储能有效结合，并利用三绕组脉冲变压器将能量进行快速压缩和释放；电容器集储能和限压两种功能并且通过LC振荡回路加速了能量向负载传递的速率和效率；压敏电阻使原边超导线圈中的剩余电流快速衰减，提升了能量传递效率。
西南交通大学
2016-10-24
一种U型集热管超导液太阳能热水器
本发明公开了一种U型集热管超导液太阳能热水器。在水箱的一端设有集热管孔，U型集热管由集热内管和集热外管组成，集热内管的内置部分通入水箱内浸入水中，集热内管外置部分套装有集热外管，安装在抛物槽面的聚光线上，集热内管与集热外管间留有间隙，并呈真空状态，集热内管的内置部分向上倾斜，集热内管外置部分向下倾斜，集热内管管内装有超导液。集热管内的超导液受阳光照射，转变为高温超导液蒸气，进入集热内管内置部分，将水箱水加热，水吸热后使超导液蒸气一部分变为超导液再流回集热内管外置部分，超导液受到阳光照射再次蒸发，如此往复，实现将水加热。
河北师范大学
2021-05-03
一种混合型磁通耦合超导故障限流器及限流方法
本发明涉及一种混合型磁通耦合超导故障限流器及限流方法，本发明中：耦合变压器的一次侧绕组 线圈同快速开关相联且并入 MOA 氧化锌电阻片，二次侧绕组线圈同超导限流材料相串联，继而将一、 二次侧绕组线圈呈反向并联后接入电力系统主回路。在电力系统正常运行时，快速开关处于闭合状态； 当系统发生短路故障后，控制快速开关触发断开，耦合变压器的磁通锁定特性将解除，且超导材料因其 通流大于临界电流设定而切换到高阻态，此时限流器呈现电感-电阻混合式成分进行故障限
武汉大学
2021-04-14
镍基高温合金组织结构超声智能评价方法
航空发动机机匣是一种复杂薄壁零件，其加工变形问题是我国航空发动机制造的关键技术瓶颈。机匣毛坯组织结构的均匀性是影响机匣加工变形的主要原因之一。镍基高温合金具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，是航空发动机机匣的主要原料。镍基高温合金铸、锻件组织结构的无损检测与定量评价是实现组织结构均匀性检测与评价的基础，有助于准确判断毛坯制造质量，表征制造工艺改进的有效性，降低机匣加工变形概率。
超声检测具有穿透能力强，灵敏度和分辨率高、可定位和定量检测等优点，在航空发动机大规格高温合金构件制造质量检测领域得到了广泛应用。超声检测信号特征值与材料组织结构变化、二次相或沉淀物的形成相关，具备有效评价镍基高温合金的组织结构的能力。现有镍基高温合金铸、锻件组织结构的超声检测以噪声波高为主要判据，指标简单、阈值设置严格、误判率高，无法适应不断改进的制造工艺。
组织结构超声定量评价技术的核心是确定微观组织特征参数与超声检测特征参数之间的定量关系模型，其本质是以模型待定系数为决策变量，以评价准确性为目标函数的优化问题。超声波在镍基高温合金中传播时，受到晶界、相界、孪晶等复杂组织结构的综合作用，若采用声速、衰减系数、非线性系数等单一超声检测参数对组织结构进行建模与评价，会因信息量的缺失而导致评价误差大；若增加检测参数规模，则会导致所对应优化问题的困难性大幅增加。
本研究以镍基高温合金组织结构定量评价为主要研究对象，围绕如何利用协同进化算法求解定量评价的大规模优化问题、以及如何同时利用多种微观组织特征参数对镍基高温合金进行综合表征展开研究。科研成果为航空发动机机匣镍基高温合金毛坯制造质量检测、评价、性能预测提供技术支持，为制造工艺改进提供数据支持，也可进一步推广至其它高温合金、钛合金等材料中。
南昌航空大学
2021-05-04
高温含尘废气治理技术及其装备的研发
本项目以高温含尘废气治理为目标，开展以高性能大规格壁流式蜂窝陶瓷为核心过滤元件的高温除尘装置的研究开发，得到了“十二五”国家科技支撑计划的支持。课题研究开发出室温至800℃平均热膨胀系数为≤1.6×10-6℃-1的超低热膨胀系数堇青石及堇青石基复合陶瓷材料；研究开发了具有自主知识产权的大规格高性能壁流式蜂窝陶瓷及其制备技术，形成了产业化中试技术，建立了中试生产线；计研发制造出以大规格壁流式蜂窝陶瓷为核心过滤元件的高温含尘烟气净化装备，烟气处理量为≥10000 m3/h，过滤后烟气粉尘浓度为≤15 mg/m3；申请发明专利7项、实用新型专利2项，发表学术论文5篇；制定大规格壁流式蜂窝陶瓷企业标准1项。课题研究成果能够很好的解决当前高温含尘废气排放超标与高温废气余热利用的关键技术难题。该课题已于2014年4月29日通过了中国轻工业联合会组织的验收，相关技术与性能指标达到国际同类产品先进水平。
景德镇陶瓷大学
2021-05-04
生物质低温气化高温熔融制取可燃气技术
目前国内外现有工业规模的生物质气化技术，普遍存在生物质气化效率低、燃气中焦油含量高等问题。燃气中焦油含既造成能源浪费，又易造成堵塞，加快设备损耗，气化岛整体使用寿命不长。己建成的工程利用率不高，大部分已停用，一定程度上影响了生物质气化集中供应，不利于进一步产业化。 为了解决目前存在的诸多问题，东南大学针对我国国情和农作物废弃物的特点，采用流化床低温气化+高温熔融气化制取焦油含量极低的中热值可燃气，目前已建成该工艺的日处理秸秆量7吨的成套示范工程，已稳定连续运行2000小时以上，获得了热值7MJ/Nm3的可燃气，可燃气中焦油含量小于1mg/Nm3，远小于人工煤气国家标准（GB/T 13612-2006）中焦油含量要求，生物质中碳元素转化率96.5%，能量综合利用效率90.7％，单位MJ的可燃气成本低于天然气。 本技术可广泛用于煤炉改造、粮食烘干，也可为居民提供可燃气，对加快和谐社会及新农村建设的步伐具有重要意义。 本技术已申请国家发明专利7件（授权5件），发表学术论文24篇，获国家科技支撑计划、江苏省重点研发项目支持。
东南大学
2021-04-11
生物质低温气化高温熔融制取可燃气技术
成果介绍目前国内外现有工业规模的生物质气化技术，普遍存在生物质气化效率低、燃气中焦油含量高等问题。燃气中焦油含既造成能源浪费，又易造成堵塞，加快设备损耗，气化岛整体使用寿命不长。己建成的工程利用率不高，大部分已停用，一定程度上影响了生物质气化集中供应，不利于进一步产业化。 为了解决目前存在的诸多问题，东南大学针对我国国情和农作物废弃物的特点，采用流化床低温气化+高温熔融气化制取焦油含量极低的中热值可燃气，目前已建成该工艺的日处理秸秆量7吨的成套示范工程，已稳定连续运行2000小时以上，获得了热值7MJ/Nm3的可燃气，可燃气中焦油含量小于1mg/Nm3，远小于人工煤气国家标准（GB/T 13612-2006）中焦油含量要求，生物质中碳元素转化率96.5[[[[[%]]]]]，能量综合利用效率90.7％，单位MJ的可燃气成本低于天然气。市场前景本技术可广泛用于煤炉改造、粮食烘干，也可为居民提供可燃气，对加快和谐社会及新农村建设的步伐具有重要意义。本技术已申请国家发明专利7件（授权5件），发表学术论文24篇，获国家科技支撑计划、江苏省重点研发项目支持。
东南大学
2021-04-11
耐磨损、耐高温TiC强化钢铁基材料
在冶金、机械、汽车和石油化工等行业中，许多设备和零部件都需要好的耐磨性能，如高速线材轧机的辊环和导向轮，化纤行业中的刀具，汽车及船舶汽缸套，各种阀门及矿山机械、农业机械、工程机械和运输机械中执行机构零件。 由于目前用于这些零部件的许多耐磨材料难以满足这些设备零部件的使用要求，有时甚至因为某些零部件的故障而导致整个系统的非计划停工，给企业的正常生产带来严重影响，并造成重大经济损失。基于上述技术需要，本实验室开发出多种性能好、成本低的耐磨损材料。这些材料的基体成分选择余地大，可替代高合金钢、耐磨铜合金等耐磨材料，用于冶金、机械、汽车和石油化工等工业产品和设备上的磨损件，以提高零件的使用寿命并降低其成本。 本项目获得过3项国家863自主，目前已完成全部生产性试验和用户中试。
东南大学
2021-04-10
超硬耐高温抗氧化纳米多层膜材料
"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。 "
厦门大学
2021-04-10