该成果可更细致的反应光伏组件户外输出性能，所研制的光伏组件户外特性测试平台，使光伏组件长期工作于户外环境下，实时监测其输出特性，并积累测量数据，以评估组件长期工作于户外环境下的输出性能，便于电站设计人员针对具体环境，选用更合理的光伏组件建设光伏系统。也为组件生产商和科研实验工作提供了更好的保障与技术支持。

芳纶纸基材料是采用芳纶纤维和芳纶浆粕为原料，抄造成纸张，然后热压成型。与无纺布成型方式比较，造纸的办法可以将多种纤维原料复合在一起，纤维在材料中的排列方式可从XYZ三个方向灵活地调整，纤维在材料中的分布非常均匀。因此，该材料具有强韧的机械性能、优良的电介质强度、良好的耐高温性能、化学稳定性和适应性等多项优点。 芳纶纸制成SANDWICH复合结构材料可作为次受力结构部件大量应用于飞机、汽车、船舶等交通工具上以减轻重量；可以用于耐高温和腐蚀等环境的过滤材料；发电机、马达、变压器绝缘材料；

本成果针对全钒液流电池和铁铬液流电池，开发了一种高性能电极，可以实现高催化活性的同时，保持高稳定性，长期运行过程中性能无衰退。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 双碳背景下，以风能和太阳能为代表的可再生能源发电发展迅速。然而，可再生能源的间歇性、波动性等特征是其大规模应用的瓶颈。发展电网级的储能系统是解决这一问题的有效途径。在现有的大规模储能技术中，液流电池具有可扩展性好、效率高、安全好、寿命长、易回收等优点，颇具发展潜力。 目前液流电池由于电堆性能较差，功率密度较低，导致制造电堆所需核心材料用量较大，成本较高，限制了其推广应用。提高液流电池电极的催化活性是提升电池性能的关键。本成果针对全钒液流电池和铁铬液流电池，开发了一种高性能电极，可以实现高催化活性的同时，保持高稳定性，长期运行过程中性能无衰退。同时，该高性能电极的生产成本经核算，相较于传统电极未有明显提升。实验室测试数据表明，基于该400cm2高性能电极的全钒液流电池单电池，运行电流密度可达200mAcm2(基于传统电极的电池电流密度仅为120mAcm-2)，能量效率超过80%，在1000次充放电循环测试过程中，电极性能无衰退。该成果将有助于液流电池电堆成本降低20-40%，对高性能液流电池的开发起到关键推动作用助力储能产业的发展。

铁路轨道宽频性能测试系统拟解决轨道结构中各部件振动疲劳损伤的模拟研究，针对各个部件服役状态下所处的高频共振频段与低频频段共同作用，真实地模拟各部件现场工作状态。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 铁路轨道宽频性能测试系统拟解决轨道结构中各部件振动疲劳损伤的模拟研究，针对各个部件服役状态下所处的高频共振频段与低频频段共同作用，真实地模拟各部件现场工作状态。研制的新型轨道部件高低频疲劳试验机的组成包括驱动系统、预加载部分、润滑系统、计算机电气控制部分以及软件组成。试验机的驱动系统属于交流伺服系统，在主轴上设置有可调节压头行程的偏心轮，偏心轮的功能是将主轴的旋转运动形式转换成压头上下直线的运动形式，从而达到对部件的动负荷加载的功能。本设备可模拟各部件在各自共振频率和其他低频载荷叠加后的组合疲劳试验，试验对象包括但不限于钢轨、弹条、垫板、螺栓、轨枕以及轨道板等等。预计可系统性的回答上述各部件高低频组合疲劳伤损演化规律，填补国内外有关轨道部件高频疲劳寿命试验研究的空白。

为了进一步突破结构色领域的瓶颈，研究团队设计了一种由Si超表面产生的新型结构色。色域面积达到了97.2%的Rec.2020。同时将空间分辨率提高到至衍射极限，不影响色彩的均匀性和展示。Si超表面首次实现了优异结构色的所有关键参数。这一进展有望为结构色在动态显示、光学安全和信息存储等领域的商业化应用带来新途径。

陶瓷基板由于具有热导率高、耐热性好、高绝缘、耐腐蚀、抗辐射等技术优势，广泛应用于功率半导体和高温电子器件封装。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 电子封装是将构成半导体器件的各个部件（芯片、基板和导线等）按规定要求合理布置，通过贴片、打线与焊接等工艺，达到保护芯片，实现器件功能的目的。随着芯片功率的不断增加和封装集成度的不断提高，散热成为影响器件性能与可靠性的关键。对于半导体器件而言，通常温度每升高10℃，器件有效寿命降低30-50%。由于芯片一般贴装在封装基板（又称电路板、线路板）上，因此，基板除具备基本的机械支撑与布线（电互连）功能外，还要求具有较高的导热、耐热、绝缘、耐压能力与热匹配性能。目前常用封装基板主要分为树脂基板（印刷线路板、PCB）、金属基板（MCPCB）和陶瓷基板。其中，陶瓷基板由于具有热导率高、耐热性好、高绝缘、耐腐蚀、抗辐射等技术优势，广泛应用于功率半导体和高温电子器件封装。

针对目前国内成形磨齿机床在加工工艺软件设计方面的缺陷进行改善。自主开发了包括截形计算、齿轮常用数据库、随机测量、轴交角优化等系列功能的程序包，开发出高端齿轮成形磨齿机，掌握齿轮成套磨削的核心技术。

开发了多种结构的纳米复合催化材料，用于高性能的电解水制氢电极材料。

依照美国AMCA207标准设计适合于不同类型规格风机的性能测试台，配用高精度传感器，采用计算机自动数据采集系统，对测量参数进行实时监控与测量，最后形成标准试验报告。

成果与项目的背景及主要用途：统计资料表明，80-90%焊接结构断裂事故是由疲劳失效引起的，由于焊接接头的焊趾处的应力集中和残余拉伸应力作用，焊接接头疲劳强度大幅度地低于基本金属的疲劳强度。虽然结构按疲劳规范设计，仍然发生一些整体结构的过早疲劳失效，造成巨大的经济损失，甚至是人身伤亡事故。由于焊接接头焊趾是疲劳裂纹引发部位，如果对该部位实施适当的处理，使残余拉伸应力转变为压缩应力和减少应力集中，这将有利于延缓疲劳裂纹的产生，具有巨大的社会效益和经济效益。本项目是在国家自然科学基金的支持下完成的，从超声波冲击、相变应力应用、等离子喷涂等三方面提出了三种改善焊接结构疲劳性能的新技术，研制发明了相应的装置、焊接材料和喷涂技术。这些方法可以方便地应用到桥梁、采油平台、船舶、飞机、机车车辆、压力容器及管道等工况、野外施工和高空现场作业的场合，其应用前景是十分乐观。 技术原理与工艺流程简介： 1）超声冲击方法改善焊接结构疲劳性能的基本工作原理为：通过超声波发生器将电网上的工频交流电转换成超声频的交流电，用以激励声学系统的换能器。换能器将电能转换成同样频率的机械振动，在机架所提供的一定压力作用下，将该超声频的机械振动传递给工件上的焊缝，使以焊趾为中心的一定区域内焊接接头表面产生足够厚度的塑性变形层，从而达到改善接头几何外形，降低应力集中程度、调节其应力场沿厚度方向的分布状况，最终达到改善焊接接头疲劳强度的目的。 2）相变应力应用改善焊接结构疲劳性能的基本工作原理：利用开发的相变应力焊接材料使焊缝金属冷却中产生的相变应力，抵消焊接残余拉伸应力并获得压缩应力，最终达到改善焊接接头疲劳强度的目的。 3）等离子喷涂改善焊接结构疲劳性能的基本工作原理：利用等离子在焊趾部位喷上结合性能良好的涂层材料来改善接头的应力集中状态，最终达到改善焊接接头疲劳强度的目的。技术水平及专利与获奖情况：整体研究达国际先进水平；已获国家发明专利3 项，在申请国家发明专利 5 项；2004 年度天津市自然科学一等奖，2002 年获教育部发明二等奖。 应用前景分析及效益预测：接头焊趾及焊跟部位是焊接结构承受疲劳载荷的薄弱环节，改善焊趾和焊根部位的疲劳性能将提高整个结构的疲劳性能。使用超声波冲击、相变应力及等离子喷涂等这些新技术可以大幅度地改善焊接结构的疲劳寿命，显著降低焊接结构破坏事故的发生几率, 进而节约焊接结构的用钢量和资金，增加焊接结构的安全裕度，防止因焊接结构发生意外疲劳破坏事故给国家和人民财产的经济损失，因此具有广阔的应用前景及产生巨大社会效益和经济效益的可能。 应用领域：可以应用到桥梁、采油平台、船舶、飞机、机车车辆、压力容器及管道、水轮机、火箭发动机、汽车制造等诸多领域。