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強度和韌性的“倒置關系”是材料研究領域長期存在的難題。大量的實驗表明，隨著金屬材料內部晶粒尺寸的降低，在強度獲得提升的同時，韌性將大打折扣。目前，廣泛采用的高強材料韌化策略有：（1）改變組分，通過引入和調整材料的多種主要元素，同時激活多種塑性變形機制，高熵合金材料就是采用這種思路；（2）改變微結構，在材料內部引入一種或多種梯度分布的微結構，避免由于特征長度突變帶來的性能突變，有效克服金屬材料強度和韌性的失配問題，這種材料被稱為梯度納米結構材料。 圖1 梯度結構金屬材料的類型（摘自：李毅，梯度結構金屬材料研究進展，中國材料進展，2016, 35: 658-665）人工制備的梯度納米金屬結構主要包括以下幾種：梯度晶粒，梯度位錯，梯度孿晶，梯度固溶物，梯度相，以及包含兩種以上的梯度混合結構。在已經發展成熟的金屬材料內部引入梯度納米結構，可以進一步提高其強韌性匹配能力。例如，通過表面研磨處理（SMAT）在孿晶誘發塑性（TWIP）鋼表面引入大量的塑性變形，使其表面晶粒細化，隨著深度的增加，晶粒細化的程度逐漸降低，同時塑性變形也會導致位錯演化和孿晶的產生，因此在TWIP鋼內部形成了包含梯度晶粒，梯度位錯和梯度孿晶的梯度混合結構。這種梯度納米結構TWIP鋼的強度可以提升50%，斷裂應變僅從60%下降到52%，具有更高的強韌性匹配能力。目前，關于梯度納米結構TWIP鋼的研究集中于實驗，反映物理機制的本構模型研究還鮮見報道。西南交通大學力學與工程學院張旭教授與德國馬普鋼鐵所、中國鋼鐵研究總院等機構開展合作，指導博士生陸曉翀發展出考慮位錯滑移和變形孿晶等物理機制的微結構尺寸相關晶體塑性本構模型。依托DAMASK平臺將該模型移植有限元，并對梯度納米結構TWIP鋼的單軸拉伸變形行為展開模擬，揭示了其微結構演化與宏觀性能之間的關系，量化了不同梯度結構對材料強韌性的貢獻。相關研究工作已在金屬材料與固體力學交叉領域頂級期刊《International Journal of Plasticity》上在線發表，論文題目為Crystal plasticity finite element analysis of gradient nanostructured TWIP steel。 論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2020.102703作者首先使用不同晶粒尺寸Fe-15Mn-2Al-2Si-0.7C (wt.%) TWIP鋼的單拉實驗數據驗證該模型的合理性，結果表明該模型對不同尺寸下的應力應變響應和應變強化行為都可以較好地描述，特別是細晶TWIP鋼硬化率曲線中的up-turn效應。通過對內變量演化的分析及對比性模擬，作者發現這種up-turn效應源自于細晶中顯著的背應力。 圖2 對比不同晶粒尺寸TWIP鋼的單拉實驗和模擬結果由于梯度納米結構TWIP鋼的微結構十分復雜，晶粒數目眾多，通過采用三維均勻化方法，建立了宏觀試樣尺寸的有限元模型。通過對每層單元賦予不同的晶粒尺寸，初始位錯密度和孿晶體積分數，離散地描述材料內部微結構的梯度分布，并通過梯度網格劃分方法進一步減少單元數目。對于材料表層微結構變化劇烈的區域，采用密度較高的網格，以保證更加精確地描述微結構的梯度變化。 圖3三維均勻化方法示意圖作者利用發展的晶體塑性模型，對均勻和梯度納米結構的Fe-10Mn-0.5C-3Ni (wt.%) TWIP鋼的單拉變形行為進行模擬。結果表明，在合理描述均勻結構TWIP鋼應力-應變響應的基礎上，通過引入微結構的梯度分布，無需修改任何參數就可以較好地描述梯度納米結構TWIP鋼的單拉力學行為。通過對比變形云圖，作者發現均勻和梯度納米結構TWIP鋼的表面都會變的粗糙不平，但梯度納米結構的表面粗糙度更加明顯，產生的應變局域化形成了兩個凹陷區，且凹陷區在垂直于平面方向也會發生收縮。隨著深度的增加，收縮程度逐漸降低。通過對比性模擬，作者發現表面凹陷區的出現就是梯度納米結構TWIP鋼韌性略微下降的原因。而應變局域化的產生與表面納米層晶粒的應變強化能力有關，提高表面納米晶的硬化能力，就可以抑制表面凹陷區的出現和韌性的下降。此外，作者通過分析不同層位錯密度的演化，進一步證實了上述觀點。作者還通過對比性模擬量化了不同梯度結構對材料強韌性的貢獻。結果表明：強度的提升源于梯度位錯結構，梯度晶粒和梯度孿晶結構有助于保持材料的應變強化能力。 圖4 均勻結構和梯度納米結構TWIP鋼的模擬結果對比分析。

一種用于單晶生長裝置的結晶區溫度梯度調節器,由保溫隔熱材料制作的座板和保溫隔熱材料制作的動板組成;座板上設置有一底部為平面的凹槽,凹槽的中心部位開設有大于坩堝套外徑的通孔I,凹槽的環面上開設有調溫孔I;動板的形狀和徑向尺寸與座板上設置的凹槽相匹配,動板中心部位開設有與通孔I尺寸相同的通孔II,動板環面上開設有調溫孔II,調溫孔II與調溫孔I形狀、尺寸、數量、間距相同;動板放置在座板所設置的凹槽中,其與凹槽為動配合,座板固定在坩堝下降法單晶生長裝置爐體上。此種調節器結構簡單,使用方便,調節單晶生長爐結晶區溫度梯度時靈敏度高,使結晶區溫度梯度可在大范圍內調整,易于獲得窄溫區、大溫梯的溫場分布。

本發明設計了一種基于磁梯度自愈合防腐涂層的制備方法，屬于金屬防腐涂層領域。基于磁梯度自愈合防腐涂層的制備方法，其特征在于，向涂層中添加包封緩蝕劑的磁性納米顆粒，在涂層制備過程中通過施加外部磁場，使磁性納米顆粒在涂層中呈縱向梯度分布，近金屬表面的納米顆粒濃度高，該方法制備工藝簡單，安全環保，降低了的智能納米容器或功能性高分子微球的使用量，提高了常規自愈合涂層的防腐效果。

本發明公開了一種基于位移差分的 MEMS 重力梯度儀。包括第一振子單元和第二振子單元；前者包括第一外圍框架和與第一外圍框架通過第一組梁連接的第一檢驗質量，后者包括第二外圍框架和與第二外圍框架通過第二組梁連接的第二檢驗質量，第一組梁和第一檢驗質量構成第一機械振子，第二組梁和第二檢驗質量構成第二機械振子，第一振子單元和第二振子單元相向正對設置，第一機械振子和第二機械振子的敏感軸位于同一直線上，第一檢驗質量上的電容陣列與第二檢驗質量上的電容陣列構成位移檢測電容，通過位移檢測電容測得檢驗質量的位移差進而得到

本發明公開了一種 SIFT 特征向量梯度直方圖多通道更新電路，使用 16 個八維四更新的直方圖組來取代 1 個 128 維 16 更新的直方圖，每一個八維四更新的直方圖代表同一空間位置的 NBO 方向維度的子特征值向量。所述電路包括：第一三線性插值模塊、第二三線性插值模塊、方向地址仲裁模塊、第一至第十六四通道更新仲裁模塊、第一至第十六八維四通道更新直方圖模塊。本發明的電路硬件面積開銷僅占傳統128維16更新的直方圖電

該項目利用先進激光誘導石墨烯技術（Laser Induced Graphene, LIG）成功制備出無基質的大尺寸石墨烯紙，并可對其結構和性能進行精準調控，為石墨烯的廣泛應用提供了有力支撐。該方法不僅實現了石墨烯紙的連續/高效/低成本/大規模制備，還可對石墨烯紙進行多尺度/圖案化/不同結構的定制化制作，同時性能可調控的特點有效擴展了石墨烯紙的多功能應用。 目前，研發團隊在實驗室條件下已實現基于石墨烯紙的智能復合材料在自固化，全生命周期結構健康監測和功能結構層-阻燃/除冰方面的成功應用。同時基于其可調控的結構和性能，已開展其在傳感、結構功能表面、超級電容器和生物抗菌方面的應用研究。該項目在智能傳感，能源存儲等領域受到行業多家企業的關注，后續將在智能復合材料一體化成型及結構健康監測、高靈敏性可穿戴器件集成以及高性能蓄電池復合板柵材料等方面開展交流合作。? 該項目所制備的石墨烯紙應用非常廣泛，能應用在在傳感、儲能、環境等方面。“原位激光誘導石墨烯”技術能滿足儲能領域、軍用高強度結構、民用可穿戴器件等各領域的產業化需求。

該項目利用先進激光誘導石墨烯技術（Laser Induced Graphene, LIG）成功制備出無基質的大尺寸石墨烯紙，并可對其結構和性能進行精準調控，為石墨烯的廣泛應用提供了有力支撐。該方法不僅實現了石墨烯紙的連續/高效/低成本/大規模制備，還可對石墨烯紙進行多尺度/圖案化/不同結構的定制化制作，同時性能可調控的特點有效擴展了石墨烯紙的多功能應用。

本項目的開發是將上述材料實現規模化生產，為制藥行業提供所需的樹脂，特別是為中藥現代化提供高選擇性的吸附樹脂及相應的中藥成分分離技術。南開大學開發的天然產物的樹脂吸附法提取工藝和針對甜菊甙、人參皂甙、絞股藍皂甙等研制出的吸附樹脂和脫色樹脂，都已實現產業化，并在其它天然成分的分離中也顯示出良好性能。90年代，針對多酚類研制出ADS系列吸附樹脂，完成了銀杏葉、沙棘葉、苦蕎、山楂、白芍、喜樹果、穿心蓮等藥材的樹脂吸附提取工藝研究，這些中藥材含黃酮類、皂甙類、生物堿類、酯類等典型成分，因而可推廣到其它許多中藥的提取。樹脂吸附提取工藝和ADS吸附樹脂已在十多個廠家（包括天津、上海、山東、浙江、云南、湖北等地的廠家）使用。近年來研制的固相有機合成載體樹脂，已小批量生產，除少量提供給國內研究單位使用外，大部分產品出口到歐、美等國家。/line南開大學針對中藥成分的復雜性，研究出多種具有原始創新性和自主知識產權的特種吸附樹脂，包括給體型、受體型和混合型氫鍵吸附劑、凝膠型吸附樹脂、分子篩吸附樹脂等。這些樹脂在原料、結構、吸附機理和性能上均不相同，分別對中藥的不同主要成分具有選擇性，因而能得到高質量的提取物。在常規條件下，用普通吸附樹脂從銀杏葉中提取黃酮類成分，其含量只能達到20%左右；但用氫鍵吸附樹脂提取，黃酮類成分的含量可達到35%。/line南開大學研制的新型吸附分離樹脂新品種有氫鍵吸附樹脂ADS-17、21，   凝膠吸附樹脂ADS-F8，絡合吸附樹脂（尚未命名）和分子篩吸附樹脂（尚未命名）等，國內外尚無此類產品。 固相有機合成載體是南開大學近年開發的另一類反應性高分子材料，南開大學研制的系列固相有機合成載體有氯甲基樹脂、氨甲基樹脂、芐醇基樹脂、王樹脂、三苯基樹脂、磺酰肼樹脂和磺酰胺樹脂等。隨著基因組工程的完成，生命科學的下一個重點將是蛋白組工程，在蛋白組工程中,固相多肽合成將會發揮很大的作用。因此，固相合成載體的市場近幾年來以非常快的速度增長，將來的用量會越來越大。據歐、美幾屆展覽會了解，僅匈牙利有這種產品出售。

開發出了FCST(負離子超疏水防護涂層)、SGNF(SiO2高耐沾污耐腐蝕涂層)、FFT(防輻射涂層)等材料的應用技術。進一步優化了UHPDC材料體系和工藝技術路線，同步提升材料強度和韌性。開發出了建筑信息模型(BIM)信息系統，實現裝配式建筑設計、生產、施工等全過程信息的融合，打造UHPDC產品先進設計及柔性化、智能化制造生產線。抗壓強度120-150 MPa；抗折強度10-20 MPa；抗彎極限強度≥30 MPa；50次凍融表面無破壞；熱阻≥0.9(m2 K)/W(厚度30-50mm)；燃燒等級A級；水接觸角<15°，表面亞甲基藍降解率≥90%。本研究開發成果集科技、綠色、藝術于一身，融結構與功能于一體，通過項目實施，能夠推動建筑材料、建筑、環保、文化等產業的融合升級和產業鏈的延伸。 項目已完成中試，產品進入小批量生產及銷售階段，填補國內空白。經國家化學建筑材料測試中心、江蘇省建材建工檢測中心和中國科學院理化技術研究所測試，各項性能指標均達到設計要求；產品在南京青奧中心、上海迪斯尼、武漢辛亥革命紀念館、上海錢學森圖書館、唐山第三空間工程、卡塔爾圖書館、阿爾及利亞嘉瑪大清真寺等中應用，獲得好評。

一種具有梯度親疏水性能的集水器，包括梯度孔徑親水多孔泡沫1、疏水多孔泡沫2、集液槽3、防護罩4和多孔泡沫固定結構5；所述防護罩4中填充有梯度孔徑親水多孔泡沫1和疏水多孔泡沫2，疏水多孔泡沫2與梯度孔徑親水多孔泡沫1通過多孔泡沫固定結構5進行固定，疏水多孔泡沫2兩側設置兩個空間，前側空間是疏水多孔泡沫2與梯度孔徑親水多孔泡沫1之間的間隔縫隙，其寬度為毫米量級，后側空間設置集液槽3；疏水多孔泡沫2通過多孔泡沫固定結構5懸空安裝，使得前側的間隔縫隙與后側空間的集液槽3相通。 優選地，還可利用風扇8強化空氣對流。風扇8可加快濕空氣的流通速度，從而顯著提高集水器的集水性能。 此時，所述梯度孔徑親水多孔泡沫1和疏水多孔泡沫2的形狀，可以為圓筒式、板式、帽盔狀等多種。圓筒形狀便于設計成集水杯等便攜產品；板狀易于生產、加工，便于擴展換熱面積和體積，可設計為類似板式換熱器形狀，易于霧水捕捉集成化處理；帽盔狀則適合不容易安放集水器的地區，直接扣于地面，用于局部集水。