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燃料電池技術應用的關鍵在與新材料的開發，基于材料的優化得到更好的燃料電池產電輸出性能。項目團隊基于固態離子理論，設計了一系列燃料電池電極新材料及新結構，以提高電池輸出性能為目的，開發了一系列高性能的陽極功能材料，陰極層材料與新結構。項目取得完整知識產權，申請發明專利15件，授權發明專利8件。

成果與項目的背景及主要用途：目前，多軸拉扭疲勞試驗機多采用液壓系統實現，液壓疲勞試驗機主要存在以下幾個問題： 1、液壓系統的量程較大，無法滿足小型試件的精密試驗； 2、動態響應速度慢，無法進行高頻疲勞試驗； 3、功率大，試驗過程中產生較多熱量，試驗機進行高周疲勞試驗時會有散熱問題。因此，液壓試驗機無法滿足微電子材料、高分子材料等各種新型材料的力學性能測試要求。 本試驗機可以滿足新型材料的拉扭復合應力下微電子材料、高分子材料等各種新型材料的力學性能的測試。 技術原理與工藝流程簡介： 音圈電機是本試驗機的基本作動單元，該電機具有卓越的直線進給運動控制功能。其工作原理是利用通電線圈在恒定磁場中受電磁力作用，力的大小與磁場強度、線圈運動速度及通電電流成正比。當電機型號確定，磁場強度也就確定，因此電機的作動單元可根據需要形成力矩環或速度環的閉環控制方式。電機的動態響應性能優越，運動加速度可達到 20g。同時，輸出力與通電電流成正比，可方便對輸出載荷的大小進行控制調節。將電機控制器與上位機相連，可單獨對電機進行控制或與上位機通訊控制。電機控制器提供AD 輸入接口，可以將外部載荷傳感器信號輸入形成閉環控制，或采用電機控制器的命令將信號讀出進行顯示和存儲。扭轉方向采用微型直流電機與減速器配合使用，可在保證 0.0068 度的角度控制精度下輸出 1N·m 大小以內的扭矩。采用與直線動動方向相同的控制器對扭轉方向的運動進行控制。扭矩的大小同樣可以通過外部扭矩傳感器測量得到后輸入到控制器進行處理。試驗機的控制裝置為全數字閉環控制系統，兩種控制模式（載荷、位移）可根據需要自由選擇。由于位移控制的精度極高（最大分辨率 1um），經標定可以將位移信號用作應變信號。軸向運動與扭轉運動由獨立的控制器分別控制，兩通道可無干擾的異步工作，也可同步協調工作。控制波形由音圈電機控制器的內部數字寄存器產生，可生成三角波、正弦波、方波、斜波、梯形波等各種控制波形。合理的設置拉扭方向的控制方式及波形、頻率，可實現比例路徑和各種非比例路徑的加載，用于研究金屬、非金屬材料在多軸非比例加載條件下的力學響應。通過將電機控制器與上位機相連，可以把試驗過程中的載荷、位移信號在上位機實時顯示、控制或存儲以備后續處理。音圈電機控制器可以解釋和執行 ASCII 碼命令，可利用 VB 或 Delphi 等編程語言制作疲勞試驗程序界面，形成上位機對音圈電機的控制。控制器對單條指令的解釋時間不超過 200μs，可以滿足疲勞試驗動態響應要求。自主開發的疲勞試驗程序功能主要包括初始化電機控制器的控制參數，對試驗數據如軸向力、位移、扭矩、轉角進行實時顯示和存儲，設定試驗參數，對電機進行位移和載荷方式保護等。 技術水平及專利與獲獎情況：試驗機具有精度高、響應快、功耗小、易操作等主要特點。拉扭電機及拉扭傳感器均為美國原裝進口。拉伸載荷±100N；扭轉載荷±1Nm；位移行程 50mm；頻率 0.01-80Hz。 [1] 專利：微型寬頻拉-扭疲勞試驗機，申請號：2004200298116，已授權。 [2] 專利：高頻響應高溫拉-扭疲勞引伸計，申請號：2004100721891 應用前景分析及效益預測：將單軸疲勞模型應用到多軸情況已不能滿足現代工業的設計要求，因此材料多軸疲勞的試驗研究已成為疲勞領域的重要課題。隨著新材料，如高分子材料，電子材料的涌現，對其力學性能的試驗研究有很大的需求。 應用領域：材料的力學性能試驗，包括單軸拉伸，扭轉，拉扭復合的疲勞試驗。 合作方式及條件：可提供現成產品，或技術轉讓。 

本項目通過在Cu-Cr原位復合材料中加入稀土來提高銅合金的導電率，同時還能有效提高合金的強度和抗軟化溫度。加入微量合金元素Zr、Ag提高合金的強度和抗軟化溫度。在Cu-15%Cr合金中加入微合金元素Zr的Cu-15%Cr-0.15%Zr合金，由于Zr的加入可使材料的抗拉強度提高8%左右，并減緩退火處理時強度的下降速度，即提高抗軟化溫度30～50℃。中間熱處理溫度在450℃時所得綜合性能最佳，在應變量η=8.63時，形變Cu-15%Cr原位復合材料的抗拉強度可以達到995MPa，導電率為75%IACS。CuNb合金經大量拉拔變形后，形成的Nb纖維分布在Cu基體上，Cu-20%Nb（體積分數%）復合材料的抗拉強度接近2000MPa。

1、塑料注射成型仿真及優化 2、塑料產品工藝分析及模具結構設計，如汽車內外飾件、精密電子產品外殼等

隨著世界經濟的發展，全球變暖、能源危機以及白色污染等問題日趨嚴重，應對這些全球關注的焦點問題，生物降解塑料發揮著無可替代的積極作用。目前商業化的生物降解塑料主要有 PLA、PBAT、PHA、PBS 等，由于價格居高不下，這大大地制約了其大規模應用。本技術將生物降解塑料和成本低廉的淀粉進行共混改性，一方面降低其成本，另一方面維持生物降解塑料較高的力學性能。本技術制備的復合材料成本低、性能好（可滿足多種用途）。 創新要點：淀粉含量高（>40wt%），性能好。 效益分析：可根據用戶具體需要分析。

原料預處理單元，用于將廢棄橡膠中的金屬與橡膠分離和并切割橡膠形成膠粒； 進料單元，與原料預處理單元連接，用于實現密封無氧進料熱解反應單元，與進料單元連接，包括反應器以及纏繞于所述反應器外部的加熱線圈，加熱線圈以電磁輻射的方式對反應器供熱以使原料熱解形成油氣混合物，反應器下端設有炭黑出料口，上端設有油氣出氣口；炭黑收集/精制單元，與所述炭黑出料口連接；油氣冷凝單元，與油氣出氣口連接，包括換熱器和油品收集罐，換熱器用于冷凝所述油氣混合物形成初級油品和可燃氣，油品收集罐用于收集所述初級油品；油品收集/精制單元，與油品收集罐連接；燃氣凈化/發電單元，用于凈化所述換熱器產生的可燃氣，并通過所述可燃氣發電以及廢水處理單元，用于處理來自所述燃氣凈化/發電單元和所述油品收集/精制單元產生的廢水。通過上述過程，目前該技術的設備已經研發完成、運行可靠，可以實現廢棄橡膠材料的循環再利用。

功能高分子新型材料與國民經濟、國防建設和人民生活密切相關，是我國集 中研究與重點發展的產業之一。樹脂型高分子功能新材料的特性主要是依靠助劑包括增塑劑和熱穩定劑等體現出來的，其應用領域十分廣闊。本項目針對助劑領域全球無毒化的趨勢和要求，將化學工程與催化、分離科學原理應用于環保塑料助劑清潔生產技術工程化，建立化工過程中高品質調控技術體系，提出開展環保塑料助劑的催化與合成調控研究的思路，形成了多種環保塑料助劑的清潔生產工藝并成功實現了產業化，可以工業化多品種替代鄰苯類增塑劑及重金屬熱穩定劑，多項技術獲得國家發明專利。

隨著世界經濟的發展，全球變暖、能源危機以及白色污染等問題日趨嚴重，應對這些全球關注的焦點問題，生物降解塑料發揮著無可替代的積極作用。目前商業化的生物降解塑料主要有 PLA、PBAT、PHA、PBS 等，由于價格居高不下，這大大地制約了其大規模應用。本技術將生物降解塑料和成本低廉的淀粉進行共混改性，一方面降低其成本，另一方面維持生物降解塑料較高的力學性能。本技術制備的復合材料成本低、性能好（可滿足多種用途）。

本技術適用于芳綸纖維、高強高模聚乙烯纖維、碳纖維、聚醚醚酮纖維、聚酰亞胺纖維等高性能化學纖維，采用濕法造紙技術，制備絕緣紙、摩擦材料等紙基功能材料和蜂窩紙等高強度結構材料等。解決了高性能纖維紙基功能材料生產中的纖維改性、分散、濕法成形和高溫熱壓等關鍵技術。可提供高性能纖維紙基材料濕法連續生產線成套技術，為相關行業提供高性能纖維紙基功能材料和結構材料及其復合材料等高新技術材料產品。 關鍵技術 對于濕法抄造工藝來說，纖維能否均勻分散、濕法成型工藝和熱壓工藝是否合理是決定產品質量是否合格的重要因素。本項目成果解決了高性能纖維紙基材料生產中的纖維改性、分散、濕法成形和高溫熱壓等關鍵技術。超高效碳纖維電磁屏蔽紙的制備創新地利用碳纖維、金屬導電纖維這兩種纖維的優勢互補，保證成紙在擁有良好屏蔽效能的同時具有很好的機械性能和柔韌性。性能良好的超高分子量聚乙烯纖維紙主要是采用纖維洗滌-超聲預處理-疏解分散-分散劑分散工藝，通過預處理、添加助劑、成型和增強而制得。采用聚酰亞胺纖維通過自有技術制備得到高性能的聚酰亞胺纖維絕緣紙等紙基功能材料。采用碳纖維配用聚醚醚酮纖維制備紙基摩擦材料。 知識產權及項目獲獎情況 一種聚酰亞胺導電紙的制備方法 201610487328.X 一種超高分子量聚乙烯纖維紙的制備方法 201610921059.3 一種超高分子量聚乙烯纖維的預處理分散方法 201610920332.0 一種超高效碳纖維電磁屏蔽紙 201710204473.7 一種聚醚醚酮纖維紙及其制備方法 201710544478.4 一種碳纖維增強聚醚醚酮紙基摩擦材料及其制備方法 201710559878.2 項目成熟度 實驗室試驗和中試已完成，部分成果已經用于試生產。 投資期望及應用情況 期望在碳纖維、高強高模聚乙烯纖維、聚醚醚酮纖維技等高性能纖維共同進行技術開發或技術轉讓。 采用高性能纖維制備紙基功能材料和結構材料是航空航天、國防、高鐵和電力電機等重要領域開發的一類產品，目前主要是日本、奧地利和美國等國家生產。 國內近年開始關注，并有少數幾家開始進行，但尚只能生產少數幾類低檔次產品。目前已經利用本項目成果建成年產 150 噸聚酰亞胺纖維絕緣紙生產線，生產聚酰亞胺纖維絕緣紙。

本成果提出了兩種鎂/鋁復合材料新型加工方法，可以用來制備具有特種用途的鎂鋁復合材料。主要包括：鎂/鋁復合棒材的擠壓制備和鎂鋁復合板材的 擠壓加工，已經申請了國家發明專利，并獲得授權。具體介紹如下： 1. 一種鋁合金包覆鎂合金棒材的擠壓加工制備方法： 采用擠壓加工制備鋁合金包裹鎂合金的棒材，最終產品可為棒材及 板材及管材等型材，具體方法包括：在鋁合金擠壓錠的中心嵌入鎂合金材料, 此復合擠壓棒隨后進行擠壓加工成棒材，最終棒材外表為鋁合金，心部為鎂 合金，且其比例與原始擠壓棒中鎂合金和鋁合金的比例相當。與單純的鋁合 金棒材相比，此種復合結構可顯著降低比重，減輕結構重量；與單純的鎂合 金棒材相比，外表的鋁合金復合結構使此復合結構具有優異抗腐蝕性能。 2.  一種鎂鋁多層復合板材的擠壓加工方法： 提出了利用擠壓加工制備鎂鋁復合板材，通過對鎂合金和鋁合金鑄態坯料擠 壓加工可以制備出單層或多層復合板，通過調控擠壓坯料中鎂合金和鋁合金的 比例可以有效調控多層復合板材中的鎂合金和鋁合金的比例。與傳統的累積疊 軋方法相比，此方法的優點如下： 1） 采用鑄態坯料制備板材，無需將難變形的鎂合金加工成板材后再進 行復合，因此加工成本低； 2） 由于擠壓坯料為塊狀而非板材，表面氧化物量少，可以有效的減少 表面氧化物對復合板材截面結合的影響； 3） 整個復合板材中鎂合金處于中心部位，鋁合金處于表面，可以有效 的防止中心易腐蝕的鎂合金部分的腐蝕。