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成功獲得了兩種具有優良性能的新型功能材料，分別為強響應紅外非線性光學晶體Sr6Cd2Sb6O7S10，以及高穩定性的鋰離子導體Li4Cu8Ge3S12。 波長在3?20 ?m的中遠紅外可調諧激光在軍事和民用方面，如激光制導、紅外激光通訊、紅外遙感、紅外激光雷達、以及環境監測等，都有非常重要的應用。紅外非線性光學晶體材料可以通過光學參量震蕩（OPO）、倍頻（SHG）或者差頻（DFG）等非線性頻率轉換技術，變頻輸出中遠紅外激光。目前實用的ZnGeP2、AgGaS2和AgGaSe2等黃銅礦結構晶體均為國外在20世紀70年代發現，但它們都存在各自的問題，例如AgGaS2的熱導率小，激光損傷閾值較低，難以實現高功率激光輸出；ZnGeP2晶體中存在嚴重的雙光子吸收，難以實現寬頻輸出。這些問題都限制了材料的實際應用。因此，探索高性能的新型紅外非線性光學晶體材料具有十分重要的意義。

1. 高品質納米鈦白粉的研究及結構化成型納米二氧化鈦由于具有良好的化學穩定性、高比表面積、熱穩定性、無毒性等特點，并易于與負載金屬間產生SMSI效應，在催化工業中得到了廣泛應用，諸如：火電廠尾氣脫硝處理、VOCs(揮發性有機化合物)催化燃燒處理、柴油車尾氣排放控制等。以火電廠的煙氣脫硝SCR催化劑為例，納米級鈦白粉作為催化劑載體，占催化劑粉體的80?90%，總成本的40?50%，是SCR脫硝催化劑的重要組成。但是目前全球只有日本和歐洲的少數廠家可以生產高品級納米鈦白粉。在我國，目前應用于催化劑工業的納米鈦白粉尚未完全國產化，這是煙氣SCR脫硝催化劑等環保催化劑的價格居高不下的主要原因之一。大多數國內SCR脫硝催化劑是通過引進技術、設備和納米鈦白粉粉體等原料，其后自行壓縮制作蜂窩式、板式等催化劑，并沒有完全掌握催化劑中所有成分的制作及依據不同燃料尾氣進行配比的技術經驗和訣竅。總體上說，SCR脫硝催化劑在國內基本還處于“來料加工”的狀態(即使是國內市場份額較大的東方凱特瑞、無錫龍源等企業)。我們研究室通過探索鈦白粉的物化性質、成型性及催化性能三者之間的關系，嘗試從科學角度去構建適用于SCR脫硝催化劑等環保催化劑的納米鈦白粉的制備關鍵技術。進而在此基礎上，制備高品級的納米鈦白粉，包括鎢鈦，硅鈦，釩鈦等一系列產品，達到國外同類產品技術水平。同時通過探討不同因素在蜂窩狀脫硝催化劑成型過程中的影響，制備工業級別的蜂窩狀催化劑，從而最終改變目前國內煙道氣脫硝催化劑尚處于的“來料加工”狀態，掌握完全自主的知識產權。在研究中，我們采用改進的水熱合成法，在較為溫和的條件下(< 100°c的低溫、常壓下)，以偏鈦酸為原料出發，制備具有高比表面積和良好耐熱穩定性的納米鈦白粉(圖-1)。同時在制備鈦白粉的過程中，充分考察漿料的ph值、雜質含量、助劑(鎢、硅)等的添加、煅燒溫度等對最終產品的影響。另一方面，在催化劑成型中，我們對添加劑種類、加入順序、加入量和操作條件等對催化劑機械性能和活性等的影響進行了徹底的研究。在充分考慮泥團的酸堿，硬度，塑性等多種指標的前提下，采用獨自的多段攪拌技術制備了蜂窩狀催化劑(圖-2)。在納米鈦白粉粉體及成型性研究的同時，我們對其作為載體或催化劑在脫硝、脫臭及光化學催化中的應用也開展了研究，例如電廠、大型鍋爐、垃圾焚燒廠、船舶(新型輕質波紋板催化劑)等大型設備的煙氣SCR脫硝催化劑、VOCs(揮發性有機化合物)催化燃燒催化劑等，以及小型工廠、自動車、民用等SCR脫硝、VOCs催化燃燒等。圖-3為納米氧化鈦在VOCs催化燃燒中的應用，圖-4為工業級火電廠脫硝用納米氧化鈦擠出型蜂窩狀SCR催化劑，圖-5為工業級柴油車尾氣脫硝用涂層式蜂窩狀催化劑。與商業鈦白粉的耐熱性對比(900°C 9 h in air)    不同摻雜物質對納米氧化鈦比表面積的影響圖-1 高比表面積和良好耐熱穩定性的新型納米鈦白粉2. 新型金屬整體式催化劑載體(PCT專利WO2005/089939A1，日本專利2011-31162) 催化劑的活性組份、結構化載體和反應器三者集成化的思想，已成為當前催化領域重要的且被逐漸接受的新思維。從宏觀尺度出發研制的具有結構化的整體式催化劑，由于糅合了催化劑設計和反應器設計，從而具有傳質傳熱好、床層壓降低、緊湊小型、工程放大簡單等優點，有利于提高催化反應的活性和選擇性等。在大氣環保和催化燃燒等氣固相反應中已得到廣泛應用，在多相反應中也顯示了巨大的潛力。但傳統的涂層式整體式催化劑，因活性組分涂層與基材物性(堇青石或金屬合金)的較大差異，使得涂層的粘附穩定性不高，易剝離的問題尚未得到完善解決。針對傳統涂覆法制備的金屬基體整體式催化劑(MMC)的活性涂層易剝離的瓶頸，以及近年來發展的非涂覆式MMC的比表面積小、孔道難以調控的缺點，我們利用多孔陽極氧化鋁材料(PAA)的金屬自生長氧化鋁膜與金屬基體間具有高度粘附性的特點，在保持其有序孔骨架結構的前提下，通過“陽極氧化-擴孔-水熱反應-焙燒”的方法，對其孔道結構和化學特性進行改性修飾，制備一種具有大比表面積的新型非涂覆式MMC。在材料合成過程中，結合陽極氧化和擴孔處理對多孔膜的幾何參數的調變，解析水熱反應中擬薄水鋁石層的形成機制以及由此帶來的封孔效應，創新性地利用金屬自生長和原位相變技術在MMC上實現大范圍尺度可調的規則雙孔道結構。在此基礎之上，我們通過探索PAA催化劑的構效關系，獲得既利于分散和反應又有利于擴散傳質的孔道特征，發展了一套面向具體反應可控合成MMC的新方法。改性PAA膜與金屬基材間緊密的一體化構造，實現了反應場上熱量的快速供給與轉移。高度可塑性的金屬基材使得催化劑可以具有復雜的立體結構，確保了裝置的低壓損和小型化(圖-6)。采用Al/Fe–Cr–Ni Alloy/Al覆層鋁材制備的高溫型PAA載體，實現了快速通電加熱，從室溫到1000°C僅需數秒，大幅提升了系統啟動性和響應性(圖-7)。另外，開發了金屬中間擴散層技術和微小龜裂技術用于改善PAA膜在劇烈機械或熱沖擊下的韌性和穩定性，在40000次通電加熱1000°C – 室溫急冷的循環測試中，未發現PAA膜的剝落。在研究PAA載體的同時，對其在環保和新能源領域，尤其是對系統壓損、啟動性、熱應答性/熱耦合、輕質化及小型化等具有嚴格要求的體系中的應用，均開展了長期的研究，例如自動車尾氣脫硝處理，VOCs/CO/NH3的催化燃燒，甲烷/甲醇/乙醇/DME/煤油的重整制氫等等。3. 貴金屬替代型高效催化燃燒(含尾氣污染的催化燃燒治理)目前在工業催化燃燒中，主要以貴金屬為活性組分，多使用顆粒狀充填反應器或堇青石蜂窩狀反應器。主要問題是：① 貴金屬催化劑性能優異，但價格昂貴；② 設備較為龐大，能量利用率低和運轉費用過高，從而嚴重限制了向中小型企業的普及應用。貴金屬替代催化劑和高效節能的緊湊型反應器的開發成為該領域的主要發展趨勢。我們對于有機揮發性氣體VOCs、CO及NH3的催化燃燒凈化，使用多種類型的催化劑進行了研究。主要包括：傳統的粒狀負載催化劑、負載型改性PAA整體式催化劑、Bulk型復合金屬氧化物催化劑、改性TiO2催化劑、含碳素的非貴金屬催化劑等。目前為止，所開發的Bulk型Cu-Co系、Cu-Mn系、Fe-Mn系等催化劑，在芳香族(苯、甲苯、二甲苯)的燃燒上接近貴金屬催化劑。在CO、NH3、乙酸乙酯、己烷等的燃燒上達到或超越貴金屬催化劑(表-1)。當前，我們在整合PAA改性修飾技術和復合金屬氧化物技術的基礎之上，正在從事負載非貴金屬的PAA催化燃燒催化劑的開發，并把它用于化工供熱源及大氣污染的燃燒治理(VOC、NH3、CO、HC等)。充分利用金屬整體式催化劑在可塑性和傳熱性上的優異性能，通過合理的催化劑成型及反應器設計，提高放/吸熱耦合性，實現高效節能和小型化的目的(諸如采用Multi-tube型、Wall-type型、多層同心圓等反應器設計，在平板狀催化劑的兩側分別設置燃燒反應和換熱介質)。同時，在結合金屬整體式催化劑特性的基礎之上，根據具體的用途對反應體系進行合理的工藝設計。例如對于低濃度大風量尾氣的處理，采用“濃縮–燃燒”一體化設計，并在反應啟動階段采用通電啟動催化反應(圖-8)。圖-8 大中小型VOCs催化氧化處理系統4. 多功能型重整制氫催化劑的研究 (日本專利2011-31162) 碳氫化合物的重整制氫主要用途為PEFC燃料電池的制氫及H2和CO化工原料的制備。但是由于重整制氫多為強吸熱反應，反應體系對吸/放熱的耦合有嚴格要求，另外PEFC制氫的啟動性和小型化等也被較多地關注。2004年起，我們啟動了多功能重整制氫催化劑的開發(甲烷、DME、甲醇、乙醇、煤油等)，為降低催化劑成本，使用低價Ni為主要活性成分(圖-9)。為解決鎳催化劑中常出現的鎳氧化、結焦、燒結等失活問題，在孔道控制的基礎之上，通過Nickel Aluminate中間層及痕跡量貴金屬添加等技術的開發，制備了具有較高壽命并且可以自活化?自復活的AAO鎳催化劑。在與商業催化劑（SüD–CHEMIE的RUA和FCR-4，新日本石油的RUA-2）的對比測試中，該催化劑表現出更加優異的性能。使用都市煤氣13A為原料，3000h靜態壽命測試及500回DSS模式測試(Daily startup and shutdown)均取得良好結果(圖-10)。基于板式通電加熱型PAA催化劑的水蒸氣重整制氫的測試結果表明，采用階段式通電加熱，系統啟動時間可從傳統的外加熱式的1h縮短為10min，從而為實現PEFC的快速啟動提供了有力的技術保障。多用途是該催化劑的重要特點。除天然氣的水蒸氣重整之外，在甲醇、乙醇、燈油的水蒸氣重整，甲烷直接部分氧化重整，甲烷二氧化碳重整等體系中均取得了良好結果。迄今為止，在非貴金屬催化劑中，多功能型重整催化劑尚未見報道。目前的主要工作是：1) 催化劑的進一步改良優化；2) 以流程集成化和強化傳熱為目的，進行Multi-tube或Wall-type型反應器的設計(重整–燃燒一體化) (圖-11)；3) 整合非平衡式“CO2吸附–重整”一體化設計，超越CO的SHIFT反應的平衡限制，例如采用CO2吸附技術，或催化膜反應器等；3) 生物質原料(生物質甲醇、乙醇、甲烷等)的重整制氫，及CO2的重整等研究；5. 整體式催化劑的新用途在上述研究的基礎之上，我們根植于材料化學工程國家重點實驗室和化學工程與技術國家一級重點學科，進行跨專業跨學科的合作，充分發揮整體式催化劑的特點，逐步拓展其在能源和環保等領域中的應用，例如：1) 金屬基催化劑的放電電極和催化反應效果的疊加2) 再生式環控生保系統二氧化碳的Sabatier反應3) 加氫、裂解、C1及C2合成4) 水污染治理上的應用5) 傳統化工領域的技術革新，例如，在催化精餾中實現流道設計用的塔填料與反應用的催化劑的一體化構造，用以實現裝置的小型化、降低床層壓降以及解決催化精餾常出現的液泛等問題。

西安交大科研團隊研制的新型鎂鋰合金是目前世界上最輕的金屬結構材料。材料成功地應用于“浦江一號”和“高分微納”兩顆衛星。其中，高分辨率微納衛星幾乎整顆都用了該型鎂鋰合金材料替代鋁合金結構材料，大大減輕了自身的結構重量，有效載荷得到顯著提高，是鎂鋰合金在航空航天應用史上的一次重大突破。   由高性能鎂鋰合金衍生出高性能鎂合金（汽車用）、高性能鋁鎂合金（特種行業）等一系列民用產品。西安交大具備開發系列新型高性能鋁、鎂合金的能力。

磁性是物質的基本屬性之一，磁性能測試是研究物質磁性的主要手段。先進的計算機自動測試系統是未來的希望。軟磁材料的最大特點是矯頑力小，導磁率大，易被磁化，也容易失掉磁性，但它是應用最廣泛的磁性材料。對于軟磁材料而言，要想通過純粹理論的方法來掌握其性能是不可能的。因此，用實驗測試的方法來解決研究設計和應用中的一些基本問題，就顯得十分重要。該系統可自動測試軟件磁材

研發階段/n一種聚合物／紙漿纖維復合材料的制備方法，其特征在于：用純凈、干燥的紙漿纖維與聚合物熔融共混，制得聚合物／紙漿纖維增強增韌復合材料。這種復合材料可通過改性后的紙漿纖維來增強增韌熱塑性塑料，其中的紙漿可以使用新鮮紙漿，也可以采用回收廢紙的紙漿。紙漿干燥后一般須進行表面改性處理，處理方法是化學接枝反應方法和偶聯劑直接處理方法，然后再與聚合物進行熔融復合制取聚合物／紙漿纖維復合材料。有效地利用紙漿纖維大的長徑比和絕干時的強度特性，充分發揮紙漿纖維的功能，提高聚合物的物理性能。

研發階段/n成果簡介：高導電高分子電磁屏蔽彈性密封材料是一種具有電磁屏蔽功能、使用時可在施工部位就地成型的一類電磁密封材料。在成型前呈膏狀，成型時通過在需要電磁密封部位擠壓成所需要的形狀，在常溫下自動固化，形成彈性體襯墊。具有高電性能而達到電磁屏蔽的目的。該材料最大的優點是可將這種半流體狀材料，按照客戶指定的尺寸和形狀要求，直接點涂到電子裝置部件，在室溫下成型成襯墊，消除了使用傳統襯墊時裁切成型及裝配工序，從而大大節省裝配時間和制造成本，產品無污染。主要用于電子產品。效益分析：設備投入：50萬元/年

研制出了多種具有自主知識產權的Ag-MAX電接觸材料，具有優異的力學性能、電學性能、熱學性能及耐電弧侵蝕性能，具體研究成果包括：（1）新型Ag-MAX電接觸材料開發：制備了高純Ti3AlC2，Ti3SiC2，Ti2SnC和Ti2AlC等MAX相粉末材料，研制了Ag-MAX電觸頭復合材料，在400V、100A條件下（GB14048.4-2010）承受6000次電弧侵蝕后，質量損失約為5[[[[[%]]]]]（與銅基座一體），樣品仍然保持完整性，綜合性能與商用Ag-CdO相當、優于Ag-C產品；（2）Ag-MAX電接觸材料制備技術研究：研究了無壓燒結和放電等離子燒結（SPS）制備Ag-MAX電觸頭復合材料，利用等通道轉角擠壓優化制備了Ag-MAX復合材料，通過MAX相表面包覆碳層的工藝調控Ag/MAX界面反應與結合，最終改善了材料致密度、微觀組織、力學性能及耐電弧侵蝕性能，最佳條件下制備的樣品在承受6000次電弧侵蝕后質量損失小于3[[[[[%]]]]]；（3）Ag與MAX相高溫潤濕性研究：研究了Ag與Ti3AlC2、Ti3SiC2等MAX相塊體材料的高溫潤濕行為，發現二者具有反應/非反應性兩種不同潤濕性，同時通過導電、導熱和耐電弧侵蝕等性能表征，結果表明非反應性潤濕體系具有更加優良的耐電弧侵蝕性能，對于Ag-MAX的體系開發與制備技術具有重要指導價值。主要創新點：1、研制了新型無Cd節約貴金屬Ag的Ag-MAX電接觸材料體系;2、優化制備了具有MAX相組織細化、定向排布特點的Ag-MAX電接觸材料；3、研究了Ag與MAX的高溫潤濕行為，發現非反應性潤濕的Ag-MAX體系綜合性能更優。應用領域：預期本項目開發制備的Ag-MAX電接觸材料，在航天航空、高速列車、電動汽車、智能電網、智能電器等行業的低壓電接觸器件（如電路開關、接觸器、繼電器等）中具有廣闊市場前景。

采用激光切割技術，完成厚度范圍為百微米至十余毫米的多種高硬脆非金屬材料（金屬/ 非金屬等硬脆性難加工材料）的直線、曲線、角型等自由路徑的切割、打孔等。其技術創新點在于：（1）可實現   多種厚度、多種材料的切割，且材料規格不局限于板材，管材與弧面材料亦可進行加工。（2）可以直接   實現材料自由路徑切割，而不局限于直線路經。（3）切割質量高，對于厚度較薄的材料可以保證較高的   切面粗糙度，對于較厚的材料可以保證切割后切割路徑邊緣無裂紋產生。（4）具有提供特殊硬脆性材料   精細加工研發工藝方案和設備系統開發的能力。

本項目開發一種蓄放冷能力強、使用壽命長的新型蓄冷材料。 我國電力供求的不匹配導致了電網的負荷存在峰谷，這體現在夏季用電高峰時段電力供應不足，以及晚上發電無處可供。2010 年 10 月 25 日北京用電峰谷差更是達到 10:1 保供難度較大。此外，冰箱的使用也加大了電網供電的峰谷差。截止到 2009 年中國冰箱保有量為 1.3 億臺，家用冰箱的城市普及率已經超過 90%，農村普及率超過 16%，家用冰箱的年用電量達 6000 億度，占居民總用電量的 25%—45%。冰箱蓄冷采用了用電低谷期積蓄冷量，用電高峰期釋放冷量的運行方式，有以下優點：實現移峰填谷， 降低電費；延緩冰箱溫度回升時間、冰箱內溫度的波動、冰箱壓縮機的啟動次數，節約能源，并且可以 在特殊場合使用，如偏遠山（牧）區，邊防哨所，旅游景點等場所。

熱導率、熱擴散率和比熱是物質非常重要的熱物理性能參數，也是進行絕熱設計和熱分析計算不可或缺的關鍵參數。基于非穩態平面熱源法的高溫可變氣壓熱導率測試系統，可為納米超級隔熱材料、航空航天熱防護材料、能源及建筑保溫材料的制備和應用相關部門提供可靠的熱導率和熱擴散率測試手段。測試系統主要主要由平面熱源、高溫環境箱及數據采集系統等組成，如圖 1所示，給平面熱源通以一定形式（階躍或脈沖式）的加熱電流 I(t)，同時用熱電偶測量距熱源為 x 的位置處材料內部的溫度變化 T(x,t)，根據熱源-試樣測量系統的傳熱數學模型及其非穩態導熱方程的解析解，通過基于最小二乘擬合的參數估計算法，可以同時確定出設定溫度和氣壓條件下被測材料試樣的熱導率、熱擴散率和體積熱容三個熱物性參數。對于階躍式加熱，溫度響應公式為：圖1熱導率測試范圍：0.005～5 W/（m.K） ；測試精度：5%；溫度范圍：RT～1200℃；氣壓范圍：10～105Pa 。