模具是现代工业中不可缺少的关键装备之一，市场潜力巨大。为避免模具过早失效，模具型腔及相对运动件表面必须具有高硬度及自润性，以达到耐磨、减磨、耐蚀及抗疲劳的作用。因此,表面强化技术是充分发挥模具潜力、提高其使用寿命的一条行之有效的途径，它是国内外模具工业与技术的主要发展方向之一。为此,东南大学研究了镀液配方中主盐、还原剂、络合剂、稳定剂、分散剂等对模具表面镀层的硬度、耐磨性、结合力、表面光洁度、耐腐蚀性等的影响规律，优化的纳米改性层硬度为HV900以上，纳米改性层与模具基体结合力大于150MPa，处理后表面光洁度不低于处理前；处理前后表面厚度变化小于30mm；纳米改性后塑料成型模次提高30%以上。 /line此外，采用先进的反应磁控溅射离子镀方法，研究开发了Ti－Al－C－N系纳米复合硬质涂层，系统研究了碳含量，铝含量，氮流量，沉积温度和偏压对涂层微观结构和性能的影响。研究表明涂层的性能与微观纳米结构密切相关，通过工艺参数优化后的纳米复合TiAlCN涂层具有HV2400的显微硬度，同时具有0.2的低摩擦系数，并且具有良好的膜基结合性能和抗氧化性能。

我国的多层居民建筑，目前，大多尚未注意到保温隔热问题。而不断增多的高层建筑，由于不准使用实心粘土砖，如果采用整体浇注的水泥板墙（剪力墙），则不得不考虑墙体保温问题。现在的外墙保温，大多是在外墙内侧用钉子挂住矿棉板，外面敷以钢板网，网上再抹一层约20mm厚的砂浆。这样做保温效果尚可，但钢板网上面这一层砂浆，则较难施工，易开裂、剥落，而且整体造价高。近来，也有

结构材料轻量化是目前国民经济、国家重大需求的重大挑战，材料结构功能一体是新材料的重要发展方向。 轻质高强泡沫铝合金复合夹芯板以超轻质的泡沫铝合金为芯层，与铝合金面板实现冶金结合，具有比重小，高刚度，高阻尼减振，高能量吸收的特点，同时实现与阻燃、电磁屏蔽功能兼容性，在先进交通、航空航天领域具有广泛的应用前景。通过可调控的芯层泡沫铝合金孔结构，复合夹芯板的实现了同等质量钢板6倍的高刚度，同时比重仅与水接近，该成果已经应用于我国重要装备制造。

本仪器符合GB/T18204.2-2014《公共场所卫生检验方法第2部分：化学污染物》、GBZ/T300.37-2017《工作场所空气有毒物质测定第37部分：一氧化碳和二氧化碳》和GB/T9801-1988《空气质量一氧化碳的测定非分散红外法》的国家标准；符合HJ/T44-1999《固定污染源排气中一氧化碳的测定非色散红外吸收法》的生态环境部标准。 本仪器符合JJG635-2011《一氧化碳、二氧化碳红外线气体分析器》的国家计量检定规程，主要的技术指标符合国家二级仪表的技术要求，可以取得中国计量科学研究院的检定证书（检定结论：合格，该仪器符合二级技术要求）。 本仪器内置式调零过滤器、六通阀切换调零与测量，操作简便灵活。 本仪器可以定制测量范围。

开发出离心喷雾干燥附加热处理的方法，实现对超细 / 纳米粉末团聚造粒。本技术工艺步骤简单易行，重复性好，造粒后热喷涂粉末具备优良的热喷涂工艺适用性：粒度分布 5—30µm 和 10— 45µm 两个级别，球形度 >95%，松装密度 3.0—5.0g/cm3，流速 <18s/50g。该团聚造粒技术已批量生产 WC 基耐磨、耐蚀涂层所需热喷涂粉末。 研发出高性能超细 / 纳米结构 WC 基涂层制备所需的复合粉最佳成分、喷涂粉末合适粒径分布和热喷涂工艺等关键技术参数，进而发明了控制脱碳和晶粒粗化的超细 / 纳米结构硬质合金涂层的创新制备技术。与常规粗粉涂层相比较，组织致密，粘接相分布均匀，表面质量高，具有优良的强韧性配 合。涂层性能检测结果：显微硬度≥ 1350 HV0.3，截面平均孔隙率≤ 0.5%，结合强度≥ 65MPa, 依据ASTM G65-04（2010）标准，在相同测试条件下本涂层的磨损速率较同种成分进口 WC 基热喷涂粉末制备涂层的磨损速率下降了 30%—50%。

成果简介：本项目阻燃隔热硬质聚氨酯泡沫塑料具有阻燃效率高、产烟量低、 压缩强度高、导热系数低等优点。阻燃性能达到B1 级，密度 4080 kg/m3， 导热系数 0.024W/mK，吸水率≤2%，压缩强度 0.3 MPa。 项目来源：横向项目 技术领域：新材料技术 应用范围：用于建筑领域外墙及管道的隔热保温。 现状特点：国内先进 技术创新：结合了聚氨酯结构改性与阻燃剂改性复合技术 所在阶段：小批量生产

成果与项目的背景及主要用途：用于 CO2 分离的膜技术在天然气、沼气的 净化，三次采油中的 CO2 回收，密闭空间中的 CO2 脱除以及减轻温室效应等领 域有广阔的应用性前景。与传统的 CO2 分离技术相比，膜分离方法具有投资少， 能耗低，环境友好，设备简单紧凑、节约空间、高效灵活、易于操作等优点，而 且 CO2 浓度越高，膜法分离越经济，即使 CO2 浓度低于 5%，用膜法的费用也 仅为吸收法的 64.7%。 18天津大学科技成果选编 19 可以用于脱除酸性气体的膜主要有液膜、无机膜和高分子膜，实际应用中满 足气体分离要求的目前只有高分子膜。但普通的高分子膜也存在高的渗透性和选 择性不能兼得的缺点。含有固定载体的促进传递膜兼具液膜和普通高分子膜的优 势，能同时具有高的分离系数和透过速率，而且稳定性好，是一类很有发展前途 的气体分离膜，已引起国际上研究者们的极大关注。 技术原理与工艺流程简介：本研究成果合成了几种对 CO2 具有促进传递作 用的固定载体膜材料，通过载体与 CO2 的相互作用促进 CO2 在膜内的传递，因 而具有较高的渗透选择性。同时由于载体是以化学键固定在高分子上，因此具有 很好的稳定性。 本成果以自主开发的固定载体膜材料为分离层，以多种材质的超滤膜为基膜， 制备了用于 CO2 分离的固定载体复合膜。所研制的复合膜，其 CO2/CH4 透过分 离性能处于世界领先水平。 技术水平及专利与获奖情况：所制备的固定载体复合膜 CO2/CH4 分离因子 可达 100～300，CO2 渗透速率可达 10-6～10-5 cm3(STP)/cm2·s·cmHg。 本研究成果共获得发明专利 3 项，分别为： 1. 用于酸性气体分离的固定载体复合膜制备方法（专利号：ZL02148632.8） 2. CO2 气体分离复合膜的制备方法（专利号：01144974.8） 3. 用于分离酸性气体的固定载体复合膜制备方法（专利号：ZL02158530.X） 本成果与所在课题组其他成果一起，获 2004 年度天津市自然科学奖一等奖 应用前景分析及效益预测：本研究成果所开发的 CO2 分离膜制备技术其经 济效益是明显的。首先，采用 CO2 膜分离可以降低我国能源生产的成本。我国 目前的天然气产量已经超过 300 亿 m3，若其中的 10%以膜分离方法来进行净化， 则需要约 12 万 m2 的膜才能满足需要，与传统方法相比每年可节约 4000 万元。 此外，由于可持续发展和环境保护的需要，采用城市生活垃圾和其他工业垃圾生 产沼气近年来得到了迅速发展。至今，我国已建设了大中型沼气池 3 万多个，总 容积超过 137 万 m3，年产沼气 5.5 亿 m3，采用膜分离技术处理这些沼气也需要 大量的 CO2 分离膜。最后，随着海上油气资源的开发以及农业生产中气肥的大 量使用，对 CO2 分离膜的需求和产生的效益也很大。天津大学科技成果选编 应用领域： 1. 天然气、沼气的净化； 2. 三次采油中的 CO2 回收； 3. 密闭空间中的 CO2 脱除； 4. 农业生产中气肥的使用。 该项目需要以下条件： 1. 聚合物合成的相关设备及原料：反应釜，冷却装置等。 2. 复合膜加工设备及原料：涂膜机，干燥器，膜交联设备，交联剂等。 3. 膜组件加工设备及原料。 4. 需要厂房面积大于 1000m2。 合作方式及条件： 由天津大学提供膜材料合成、复合膜制备、交联等相关技术，由合作方提供 厂房、设备、原材料及相关的人员配套。 

1.痛点问题 原油，特别是稠油在管道输运过程中，由于其高粘度，必须采用加热降粘的措施。目前，国内外针对稠油输送的常规加热方式，多为水套炉、电加热技术，存在能源效率利用率低、污染严重等问题。随着双碳目标要求，发展先进高效的低/零碳的供热方案变得尤为必要。 2.解决方案 根据原油管输加热的要求与原油的物性特点，本团队所研发的跨临界二氧化碳热泵技术，通过系统热力学优化、换热器传热性能优化和控制系统优化等一系列措施，开发出的跨临界二氧化碳热泵技术，可在-25℃~40℃的环境范围内，将原油稳定加热至55~85℃，在满足原油加热需求的前提下，可实现零碳/低碳供热，很好的解决了原油输运中存在的高耗能、高污染的问题，同时还具有较好的经济效益，是供热领域替代化石能源的优势方案，将有力推动能源清洁低碳安全高效利用，助力碳中和目标的实现。 跨临界CO2热泵原油加热系统原理图与实验现场如下： 3.合作需求 （1）标准厂房1000平米，工业用电负荷300KVA，办公与实验区500平米; （2）拥有油田业务资源的企业进行合作推广应用。

成果与项目的背景及主要用途：近年来我国钢材年消耗量迅速增加，焊接工 程量巨大，高效化焊接成为焊接技术发展的主流。MAG/CO2 焊由于其易于实现 自动化、抗锈低氢、成本低以及可进行全位置焊接等优点，成为高效化焊接方法 的重要选择。在我国，以 MAG/CO2 焊为主的气体保护焊工艺应用水平与发达国 家相比仍有较大差距，但发展较快。据统计：1999 年，我国的气体保护焊在整 个焊接工艺中所占的比例约为 10%，而日本和美国则达 70%左右；2002 年我国 此比例达到了约 17%，预计 2005 年可以达到 22~25%。在我国以 MAG/CO2焊为 主的气体保护焊在很大范围内正逐步取代焊条电弧焊，极具发展潜力。 MAG/CO2 气体保护焊短路过渡方式应用非常突出，国内外研究人员的研究 证明：采用 MAG/CO2 焊短路过渡形式，可以有效地防止高速焊接(1m/min 以上) 时形成的焊接缺陷。但由于 MAG/CO2 焊保护气体本身的物理性质所决定的，使 用活性 CO2 气体保护的焊接无论是采用细丝短路过渡方式，还是粗丝大电流的颗 粒过渡方式，都会造成较大的飞溅，在短路过渡方式中，焊缝成形差也是很大的 问题。著名的 STT 控制法利用对电流电压的快速控制，大大降低了短路过渡过程 的飞溅，改善了焊缝成形，但也只适用于电流较小的场合，用于高速焊接需要大 电流的场合时仍存在飞溅大等不足之处。 该技术主要解决纯 CO2 气体保护焊或低氩保护 MAG 焊时短路过渡的飞溅和 焊缝成形问题。 技术原理与工艺流程简介：该系统利用传感器采集信息，由单片机系统对焊 接过程的信息进行分析，控制逆变弧焊电源的输出。 关键问题在于实时控制的及时性。短路过渡存在大量快速的瞬态过程，需要 122天津大学科技成果选编 123 控制电路及时做出响应，有很大难度。美国林肯公司的 STT 焊机利用 IGBT 功率 开关并联限流电阻的方法，可以非常迅速地减小电流，对于防止飞溅非常有利。 但 IGBT 的工作条件非常严酷，限制了利用 IGBT 功率开关进行深入的研究，也使 其局限于较小电流的场合。受上述条件的制约，我们必须考虑其他的选择。 本技术找到了一种预判短路过程的方法，采用高速模拟电路为主并结合单片 机的中断处理方法加以控制；而对短路过渡相对稳定的过程，其控制则以单片机 为主，可以进行信息融合运算，甚至可以进行瞬态过程的预判运算。 技术水平及专利与获奖情况：国际先进，国家发明专利。 应用前景分析及效益预测：目前 CO2 焊的飞溅问题的解决主要采用：a.纯氩 或混合气保护，气体成本高；b.利用进口 STT 焊机，在低速焊、小电流范围应用， 焊机成本高；c.采用药芯焊丝，焊丝成本高，且只能焊接中厚板，不能短路过渡 焊。这些解决方法都并不令人十分满意，因而本技术有很好的的实际应用前景。 本技术可将飞溅率降为普通短路过渡的 1/2~1/3 以下，以一个年消耗焊丝 500~1000 吨的大中型企业计算，每年仅焊丝飞溅造成的损失就可减少数十万元， 尚不包括清理飞溅所投入的人力物力。而本技术在普通逆变焊机基础上加上 500~1000 元的一次性的材料成本投入，即可大幅度提高焊机的性能。 应用领域：机械、船舶、钢结构、汽车等众多行业。