借助石墨烯实现Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长

北京大学物理学院宽禁带半导体研究中心沈波和杨学林课题组与俞大鹏、刘开辉课题组合作，成功实现了Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长，相关工作于2019年7月23日在Advanced Functional Materials上在线刊登 [doi.org/10.1002/adfm.201905056]。 GaN基宽禁带半导体具有带隙大、击穿电场高、饱和电子漂移速度大等优异，能够满足现代电子技术对高温、高频、高功率等性能的要求，对国家的高技术发展和国防建设具有重要意义。由于缺乏天然的GaN单晶衬底，GaN基半导体材料和器件主要在异质衬底上外延生长。因具有大尺寸、低成本及易于集成等优点，Si衬底上外延GaN成为近年来学术界和产业界高度关注的热点领域。 目前用于GaN外延生长的Si衬底主要是Si(111)衬底，其表面原子结构为三重排列，可为六方结构的GaN外延提供六重对称表面。然而，Si(100)衬底是Si集成电路技术的主流衬底，获得Si(100)衬底上GaN外延薄膜对于实现GaN器件和Si器件的集成至关重要。但Si(100)表面原子为四重对称，外延生长时无法有效匹配；同时Si(100)表面存在二聚重构体，导致GaN面内同时存在两种不同取向的晶畴。迄今国际上还未能实现标准Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长。图 Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长 沈波和杨学林课题组创造性地使用单晶石墨烯作为缓冲层，在Si(100)衬底上实现了单晶GaN薄膜的外延生长，并系统研究了石墨烯上GaN外延的成核机理和外延机制。该突破不仅为GaN器件与Si器件的集成奠定了科学基础，而且对当前国际上关注的非晶衬底上氮化物半导体外延生长和GaN基柔性器件研制具有重要的指导价值。

北京大学 2021-04-11

一种单相α-Si3N4超细粉体及其制备方法

本发明涉及一种单相α‑Si3N4超细粉体及其制备方法。其技术方案是：先将5——30wt%的单质硅粉、15——45wt%的固态氮源和40——80wt%的卤化物粉混合均匀，制得混合物；再将所述混合物置入管式电炉内，在氮气气氛下以2——10℃/min的升温速率升至1000——1300℃，保温2——6小时；然后将所得产物用去离子水反复清洗，直至分别用AgNO3和Ca(NO3)2溶液滴定不再出现白色沉淀为止；最后在110℃条件下干燥10——24小时，即得单相α‑Si3N4超细粉体。本发明具有反应温度低、成本低、合成工艺简单、过程易于控制、产率高和产业化前景大的特点；所制备的单相α‑Si3N4超细粉体粒度为100——500nm，无杂相、活性高、颗粒团聚小和粒度分布均匀。 （注：本项目发布于2015年）

武汉科技大学 2021-01-12

商用激光投影机AL-LU700系列

深圳光峰科技股份有限公司 2022-09-19

牛传染性鼻气管炎ΔTK/ΔgE基因缺失标志活疫苗及制备技术

牛传染性鼻气管炎俗称红鼻子病，是由牛疱疹病毒1型（BHV-1）引起的一种牛的急性、热性、接触性传染病，主要引起呼吸道和生殖道疾病。该病的发生极大地降低了奶牛的产奶量、公牛的繁殖力及役用牛的使役力，并产生呼吸道感染还容易继发牛的细菌性肺炎，疫苗是防制该病的关键。 该项目所用的材料是牛疱疹病毒1型BHV-1临床分离株，具有全部的毒力因子和其他免疫原性很好的抗原。因此，以该病毒为基础构建的牛传染性鼻气管炎ΔTK/ΔgE基因缺失标志菌株所制备的基因工程疫苗对牛免疫具有很强的针对性，具有广阔的市场应用前景。 α疱疹病毒成员的主要毒力基因TK基因和牛疱疹病毒1型的十个囊膜糖蛋白之一gE基因的缺失疫苗相较只缺失TK或gE基因的缺失的疫苗更安全可靠，更方便实际操作。 目前国内尚无商品化的IBR疫苗和试剂盒上市。该项目通过开展诊断方法研究与疫苗免疫效果评价，制定相对应的综合防控技术措施，其实用性和可操作性强，有望获得具有自主知识产权的基因缺失标记疫苗和快速诊断试剂盒，可以保障肉牛业和奶牛业的健康发展，增加农民收入，保障畜禽产业链的运行，稳定牛肉牛奶供应，产生较大的社会经济发展作用，具有在全国推广应用的价值，推广前景看好。 转化条件：具有GMP车间，实现规模化生产。 成果完成时间：2016年

华中农业大学 2021-01-12

9ZZ-250ZN型牧草种子加工智能控制成套装备

一、技术(成果)简介 9ZZ-250ZN型牧草种子加工智能控制成套装备解决了牧草种子加工设备中存在的应用范围小和设置参数多操控复杂的难题。本成果建立了基于虚拟仪器技术的牧草种子加工成套装备的智能控制系统，利用多线程技术实现了多参数同步测试和多点实时控制，性能价格比高，扩展能力强，提升了系统智能化水平；采用模块化设计思想，实现了加工过程中物料和成套装备信息的分类采集与控制，便于系统的优化和扩展；运用关系型数据库方法，建立了典型形态牧草种子加工工艺、测控

中国农业大学 2021-04-14

Fe3Al基金属间化合物合金

基金属间化合物原料成本较低，具有低比重、优异的抗氧化、抗硫蚀等特点，可以应用于对强度要求不太高的中高温氧化或硫蚀环境中，如有色冶炼厂和高浓度烟气收尘设备及制酸系统中的烟气净化设备、转化器、热交换设备极板和壳体；汽车尾气管、电厂排气的烟气管道等。从1991年起，孙祖庆教授及其研究小组在国家科技部863专家委员会、国家自然科学基金委及中国-福特基金的支持下，开展了系统工作。 主要创新性研究成果有以下几点： 首次提出Fe3Al基合金的B2热机械处理工艺，使合金在空气中的室温拉伸延伸率提高到15％以上。 通过自行开发的提高合金中高温抗蠕变性能的处理工艺，研制成功Fe-28Al-XCr系金属间化合物材料。申请两项发明专利并已获得批准（专利号：ZL 93 1 14921.5）(专利号：ZL 93 1 21242.X)。 通过Cr, Ti, Mn, Ni, Mo等代位合金元素原子在Fe3Al基金属间化合物合金亚点阵占位的中子衍射研究及交互作用能计算探讨上述各元素对室温塑性的影响。Fe3Al基合金热加工过程中的变形织构研究。 在解决了该系列合金采用传统工艺制备大体积材料、并获得薄板的基础上，开展了超塑性行为、可焊性研究，并提出优化的热弯成型及焊接工艺。申请焊接发明专利一项，已公开（公开号：CN1251329A）。 Fe3Al基合金薄板在有色冶炼后处理含氧环境中的现场试验结果显示了它比不锈钢优异的抗蚀性能。通过鉴定一项。 B2结构Fe3Al单晶力学行为各向异性机理研究。不同取向单晶宏观拉伸切应力—切应变曲线形式、各阶段加工硬化行为与各滑移系的激活方式、晶体转动及位错组态的演变直接相关。 目前，有关Fe3Al基合金冶炼、热加工、焊接及组织性能控制的技术已经成熟，在普通钢铁企业现有的冶炼及轧制设备条件下，可以通过真空熔炼或非真空熔炼加电渣重熔工艺精炼来制备Fe3Al基合金铸锭，通过锻造及轧制设备生产各种规格的Fe3Al基合金板材；通过热弯工艺及焊接工艺可获得Fe3Al基合金焊管。

北京科技大学 2021-04-11

高性能Al2O3弥散强化铜合金

根据强化手段的不同, 高强化铜合金可分为两类: 沉淀强化铜合金和弥散强化铜合金。沉淀强化铜合金是利用过饱和固溶体的脱溶沉淀, 通过时效热处理, 达到强化效果。但沉淀析出相在高温下会聚集长大或重新固溶于基体中, 随着强化相的消失, 沉淀强化作用也随之消失, 从而限制了这类铜合金的使用温度和应用范围。目前被大量使用的铬锆铜合金就属于这一类, 其表现为导电、导热性损失较大，软化温度低(仅为500℃) 等。因此,铬锆铜合金在做点焊电极材料使用时经常出现变形、粘附、使用寿命不长及熔敷现象, 频繁的整修和更换电极严重影响了工作效率的提高。弥散强化铜合金则是通过在金属基体中引入高度分散的热稳定性强的第二相质点，阻碍位错运动，以达到提高强度的目的。而Al2O3粒子硬度高, 热力学和化学稳定性高，熔点高，在接近铜基体熔点的温度下也不会明显粗化，可以有效提高合金的高温强度和硬度。因此，Al2O3弥散强化铜合金可以用在电阻焊电极、集成电路引线框架、微波管结构导电材料、高速列车架空导线、热核实验反应堆、连铸结晶器等方面。本研究开发的Al2O3弥散强化铜合金在保证传统工艺内氧化、还原彻底性和烧结致密性的前提下简化了工艺过程降低了生产成本。 主要性能指标 1.抗拉强度σb：420～560MPa； 2.延伸率：12～20%； 3.导电率：78～85%IACS； 4.软化温度：900℃； 5.导热率：320～340W/ m·K； 6.电阻焊电极使用寿命为传统Cr-Zr-Cu合金的3倍以上

上海理工大学 2021-04-11

B/N 掺杂型 Al-Ti-C 系晶种合金

铝合金结晶组织的微细化会显著提高铝材的强韧性、组织均匀性、致密性、 耐蚀性、加工工艺性和表面质量等，并减少偏析和裂纹等诸多铸造缺陷。目前， 国内外通常采用 Al-Ti-B 或 Al-Ti-C 中间合金来细化晶粒，但 Al-Ti-B 中间合金 126 的形核衬底质点 TiB2 本身的直径大小在 0.5-3.0μm，而且往往以较大的聚集团 形式存在，如此大的颗粒团在加入到铝合金中后会带来一系列的副作用。而普 通 Al-Ti-C 中间合金细化效果不稳定，易衰退，难以满足铝制品产品质量的要 求。 Al-Ti-C 中间合金之所以细化效果不稳定和容易衰退，是由于其中的 TiCx 晶体存在较多碳空位，从而使之失稳，且随 TiCx中碳空位数量的增加，Al 原子 在 TiCx 表面的偏聚及有序化受到抑制，由原来的完全共格逐渐转变为不完全共 格。因此，减少 TiCx中的碳空位是提高其结构稳定性和生核效率的关键。 研究表明，无空位的 TiC 是铝的有效生核衬底，在接近凝固点的铝熔体中， Al 原子能够依附于其周围形成一个完全共格的有序区，最终促进 α-Al 生核和铝 晶粒细化。经过长期的研究和探索发现，TiCx 中的碳空位可以被原子半径较小 的 B、N 等原子填充，最终形成掺杂型的 TiCxB1-x和 TiCxN1-x等粒子，从而降低 空位浓度并提高异质生核能力。 B 掺杂型 Al-Ti-C 晶种合金中含有大量直径在 1μm 以下（亚微米）的 TiCxB1-x 晶核衬底粒子，且弥散分布，当将该中间合金以微量（0.15%左右）加 入到待细化的铝及其合金熔体中后，立即释放出大量的亚微米级的掺杂型 TiC 晶核，从而使待细化铝合金的晶粒组织得到显著细化甚至超细化（指晶粒直径 在微米级）。因此，采用掺杂型 Al-Ti-C 晶种合金对铝熔体进行晶粒细化处理 将是铝加工行业又一次重要的技术进步。

山东大学 2021-04-13

高速超塑性 ZrB2/2024Al 复合材料

项目简介铝基复合材料具有高比强度、高比刚度以及高耐磨损性能，相比传统单一材料强度更高、更轻、更耐磨，是一种应用前景广阔新能源材料。然而，由于复合材料内部含有大量的增强颗粒，使得其综合性能大幅提升的同时，导致材料塑性变差，后续成型加工变得困难，尤其是复合材料焊接成型，难以形成形状复杂的结构零部件，成为铝基复合材料零件化有待于突破的一大瓶颈。上世纪 90 年代初，日本研究人员率先开发出了 SiC/6061Al 高速超塑性铝基材料，其塑性延伸率可达 200%以上，报道最高延伸率

江苏大学 2021-04-14

高性能Al2O3弥散强化铜合金

根据强化手段的不同，高强化铜合金可分为两类: 沉淀强化铜合金和弥散强化铜合金。沉淀强化铜合金是利用过饱和固溶体的脱溶沉淀，通过时效热处理，达到强化效果。但沉淀析出相在高温下会聚集长大或重新固溶于基体中，随着强化相的消失，沉淀强化作用也随之消失，从而限制了这类铜合金的使用温度和应用范围。目前被大量使用的铬锆铜合金就属于这一类，其表现为导电、导热性损失较大，软化温度低(仅为500℃) 等。因此，铬锆铜合金在做点焊电极材料使用时经常出现变形、粘附、使用寿命不长及熔敷现象，频繁的整修和更换电极严重影响了工作效率的提高。弥散强化铜合金则是通过在金属基体中引入高度分散的热稳定性强的第二相质点，阻碍位错运动，以达到提高强度的目的。而Al2O3粒子硬度高，热力学和化学稳定性高，熔点高，在接近铜基体熔点的温度下也不会明显粗化，可以有效提高合金的高温强度和硬度。因此，Al2O3弥散强化铜合金可以用在电阻焊电极、集成电路引线框架、微波管结构导电材料、高速列车架空导线、热核实验反应堆、连铸结晶器等方面。本研究开发的Al2O3弥散强化铜合金在保证传统工艺内氧化、还原彻底性和烧结致密性的前提下简化了工艺过程降低了生产成本。

上海理工大学 2021-04-13