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一、項目進(jìn)展 創(chuàng)意計劃階段 二、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時間 學(xué)號 惠翔 石油與天然氣工程學(xué)院 2020\2024 202031010333 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 蒲曉林 石油與天然氣工程學(xué)院 博導(dǎo)、教授 油氣井工程 劉鷺 石油與天然氣工程學(xué)院 助理研究員 油氣井工程 四、項目簡介 深水鉆井液技術(shù)作為深水油氣開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一，需解決深水復(fù)雜地層井壁失穩(wěn)、低溫流變性調(diào)控、天然氣水合物的生成等技術(shù)問題。本項目基于聚合物流行調(diào)節(jié)劑的研制，制備一套深水用恒流變油基鉆井液體系，以維持4~80℃條件下鉆井液流變性變化幅度小于30%。深入分析油水比、乳化劑、有機(jī)土、潤濕劑、加重劑等加量油基鉆井液流變性的影響規(guī)律，利用數(shù)學(xué)方法研究建立不同因素對流變性影響權(quán)重方程，為深水鉆井液的設(shè)計及應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

該鐵合金粉末平均粒徑小于500納米，比表面積大，強(qiáng)度高；與超細(xì)鐵粉相比，化學(xué)穩(wěn)定性好，具有一定的磁性，可長時間在空氣中放置而不腐蝕，不變質(zhì)，成型性好，阻尼性能好；適合取代超細(xì)鐵粉用于高端粉末冶金制造；適合用于阻尼涂料添加劑，對高頻振動波具有很好的吸收效果；適合用于磁流體材料添加劑，在弱酸、弱堿中能穩(wěn)定存在而不被腐蝕。

聚氨酯（Polyurethane, PU）是一種新興的有機(jī)高分子材料，被譽(yù)為 “第五大塑料”，與橡膠材料相比，聚氨酯特殊的微相分離結(jié)構(gòu)賦予PU良好的耐磨性、耐擦傷性、粘結(jié)性、柔韌性、優(yōu)良的保光性與低溫性等卓越的性能而被廣泛應(yīng)用于化工、輕工、電子、醫(yī)療、建筑、航空航天等眾多領(lǐng)域，是目前發(fā)展最快的特種有機(jī)樹脂之一。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 聚氨酯（Polyurethane, PU）是一種新興的有機(jī)高分子材料，被譽(yù)為 “第五大塑料”，與橡膠材料相比，聚氨酯特殊的微相分離結(jié)構(gòu)賦予PU良好的耐磨性、耐擦傷性、粘結(jié)性、柔韌性、優(yōu)良的保光性與低溫性等卓越的性能而被廣泛應(yīng)用于化工、輕工、電子、醫(yī)療、建筑、航空航天等眾多領(lǐng)域，是目前發(fā)展最快的特種有機(jī)樹脂之一。自從1998年以來，國內(nèi)聚氨酯產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速， 據(jù)統(tǒng)計，2020年，我國聚氨酯行業(yè)產(chǎn)量在1470萬噸左右，總產(chǎn)能約占全球總產(chǎn)能的36.4%，成為全球最大的聚氨酯生產(chǎn)國和消費(fèi)國。隨著石油的日益枯竭和環(huán)境污染等問題的出現(xiàn)，尋求廉價、高效、可再生和環(huán)境友好的資源替代石化資源合成PU已迫在眉睫，這也是行業(yè)近年來需要重點(diǎn)解決的問題。

（一）項目背景 當(dāng)前以硅、砷化鎵為代表的第一和二代半導(dǎo)體接近其物理極限，以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體是當(dāng)前國際競爭熱點(diǎn)，也是我國發(fā)展自主核心半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、實(shí)現(xiàn)換道超車的難得機(jī)遇。氮化鎵（GaN）特別適合制作高頻、高效、高溫、高壓的大功率微波器件，是下一代通信、雷達(dá)、制導(dǎo)等電子裝備向更大功率、更高頻率、更小體積和抗惡劣環(huán)境（高溫抗輻照）方向發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。 目前氮化鎵基射頻器件已接近于商用，需解決從走出實(shí)驗(yàn)室到小量中試的最后“1 公里”，重點(diǎn)攻克其在可靠性工藝和量產(chǎn)穩(wěn)定性的瓶頸。 以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體是當(dāng)前國際競爭熱點(diǎn)，也是我國發(fā)展自主核心半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、實(shí)現(xiàn)換道超車的難得機(jī)遇。 半導(dǎo)體作為信息時代的“糧食”，將成為 5G 基建、特高壓、城際高鐵和城際軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等“新基建”七大領(lǐng)域發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)。而氮化鎵為代表的寬禁帶半導(dǎo)體先進(jìn)電子器件，憑借其高效、高壓、高溫等優(yōu)勢，將在“新基建”中大放異彩，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件的技術(shù)瓶頸，滿足更高性能器件要求。 （二）項目簡介 5G 要求更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，發(fā)射機(jī)的效率會出現(xiàn)指數(shù)級的下降。這種下降可以使用包絡(luò)跟蹤技術(shù)來修復(fù)，該技術(shù)已經(jīng)在較新的 4G/LTE 基站以及蜂窩電話中采用。基站中的包絡(luò)跟蹤需要高速，高功率和高電壓，這些只有使用 GaN 技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。諸如 GaN 助力運(yùn)營商和基站 OEM 等實(shí)現(xiàn)了 5Gsub-6-GHz 和 mmWave 大規(guī)模 MIMO 的目標(biāo)。 GaN 可以說為 5Gsub-6-GHz 大規(guī)模 MIMO 基站應(yīng)用提供了眾多優(yōu)勢：1、在 3.5GHz 及以上頻率下表現(xiàn)良好，對比其他產(chǎn)品優(yōu)勢明顯。2、GaN 的特性能轉(zhuǎn)化為高輸出功率，寬帶寬和高效率。采用 DohertyPA 配置的 GaN 在 100W 輸出功率下的平均效率達(dá)到 50%至 60%，明顯降低了發(fā)射功耗。3、在高頻和寬帶寬下的效率意味著大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)可以更緊湊。4、可在較高的工作溫度下可靠運(yùn)行，這意味著它可以使用更小的散熱器。 根據(jù) Strategy Analytics 的數(shù)據(jù)，預(yù)計 5G 移動連接將從 2019 年的 500 萬增長到 2023 年的近 6 億。所以需求還將不斷上漲。 根據(jù)Strategy Analytics的數(shù)據(jù)，預(yù)計5G移動連接將從2019年的500萬增長到2023年的近6億。所以需求還將不斷上漲。 Efficient Power Conversion 的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Alex Lidow 討論5G時也說道：“基站中的包絡(luò)跟蹤需要高速，高功率和高電壓，這些只有使用GaN技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。根據(jù)Yole Development公司發(fā)布的2018年度報告數(shù)據(jù)顯示，隨著全球整體數(shù)據(jù)流量的激增，我國5G產(chǎn)業(yè)將迎來大規(guī)模的需求增長。預(yù)計到2022年，我國5G基站規(guī)模將達(dá)到千億市場，5G基站數(shù)量將達(dá)百萬個。所以未來氮化鎵基射頻器件是5G通信基站收發(fā)端的核心。 氮化鎵基射頻器件是華為和中興發(fā)展 5G 通信產(chǎn)業(yè)的核心器件，西安電子科技大學(xué)氮化鎵射頻器件研究團(tuán)隊自 2016 年起就與華為西安研究所、中興西安研究所等國內(nèi)主流5G通信公司協(xié)同攻關(guān)開展氮化鎵基射頻器件的研究，目前承擔(dān)的流片服務(wù)項目合計約 500 萬元。 2017 年，西安電子科技大學(xué)與西安市高新區(qū)、西電電氣集團(tuán)等聯(lián)合成立“陜西半導(dǎo)體先導(dǎo)技術(shù)中心”，中心致力于推動陜西第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)以氮化鎵為代表的射頻器件、功率器件等加速產(chǎn)業(yè)化，2019 年團(tuán)隊向陜西半導(dǎo)體先導(dǎo)技術(shù)中心轉(zhuǎn)讓專利 35 項，作價 2000 萬元，雙方正在聯(lián)合推進(jìn)搭建第三代半導(dǎo)體中試平臺，平臺將會立足西安，服務(wù)全國，提升氮化鎵基射頻器件量產(chǎn)工藝可靠性，實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。 （三）關(guān)鍵技術(shù) 本項目由西安電子科技大學(xué)作為技術(shù)攻關(guān)的主要單位，制定技術(shù)路線，保障國家重大科技專項“高效 GaN 微波功率器件及可靠性研究”和“5G 移動通信 GaN 芯片可靠性機(jī)理研究”研究，與華為和中興聯(lián)合開展工程合作項目實(shí)施，加快解決器件工藝可靠性工程問題，重點(diǎn)開展氮化鎵微波功率與太赫茲器件工程技術(shù)研究，突破高性能低缺陷外延材料生長、高效率高可靠氮化鎵微波功率器件工藝技術(shù)等關(guān)鍵瓶頸問題，協(xié)助規(guī)模量產(chǎn)高效率 S-Ku 波段典型氮化鎵功率器件和模塊、5G 基站核心射頻模塊。

石墨烯增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備及性能研究

本發(fā)明涉及一種生物基蒽醌類酸性染料及其制備方法，屬于染料化工和紡織印染領(lǐng)域。本發(fā)明所述的含生物基胺或生物基氨基酸的蒽醌類酸性染料制備方法簡單，可用于羊毛纖維的染色。具體的制備方法是：溴氨酸在催化劑的作用下與生物基胺或生物基氨基酸發(fā)生縮合，得到生物基酸性染料。利用此類酸性染料對羊毛織物進(jìn)行染色，可以得到較高的上染率和良好的勻染性，提高織物的耐洗牢度、耐摩擦牢度和耐光牢度等，各項染色牢度達(dá)到4級以上。本發(fā)明所述的酸性染料制備方法簡單，反應(yīng)條件溫和，原料易得、污染少，是一種生物基、綠色、環(huán)保產(chǎn)品，具有節(jié)約石油資源和保護(hù)環(huán)境的雙重功效。

凹凸棒石粘土是一種具有規(guī)整孔道（0.36nm×0.64nm）和納米棒晶結(jié)構(gòu)（棒晶長約1-5μm，直徑約20-70nm）的天然一維納米材料，具有獨(dú)特的吸附性能與膠體性能，與傳統(tǒng)涂料中使用的增稠劑有機(jī)膨潤土相比，可大幅提高漆膜的光澤防止漆膜流掛現(xiàn)象和涂布過程中的飛濺現(xiàn)象，防止顏填料沉降，改善涂料水分，使涂料外觀均勻，并對微生物、鹽、輕度酸堿呈惰性，可有效改善涂料的穩(wěn)定性。 成果亮點(diǎn) 技術(shù)特點(diǎn)：凹凸棒土作為觸變型防沉增稠劑，在水性和溶劑型體系中均具有良好的防沉、增稠效果，并具有以下特點(diǎn)：高觸變性，可防止漆膜流掛現(xiàn)象和涂布時涂料的飛濺，有利于建立厚層涂料、提高遮蓋力；當(dāng)施工剪切時，粘度迅速下降，因此在凝膠結(jié)構(gòu)重新建立前，改進(jìn)了流動和流平性；良好的流變性，這包括顏料的優(yōu)良懸浮性，可防止顏填料沉降，改善涂料分水；很好的抗流掛性能，可防縮孔和魚眼，使涂料外觀均勻；物理性能穩(wěn)定，對微生物、鹽、輕度酸堿呈惰性，可穩(wěn)定涂料體系，延長儲存期限，提高開罐效果，并可以干粉狀態(tài)下加到配方的顏料分散中，或在預(yù)凝膠后加入；可取代部分纖維素增稠劑而減少對水的敏感性，與其他增稠劑間有著很好的相容性。

將石墨烯進(jìn)行二維或三維組裝，制備透明可導(dǎo)電薄膜、復(fù)合導(dǎo)熱膜及吸附材料技術(shù)。

石墨烯基多種納米復(fù)合材料的制備及用于光催化技術(shù)。

近年來，隨著綠色經(jīng)濟(jì)概念的提出和人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，生物基材料的研究和應(yīng)用受到了廣泛的關(guān)注。張勝文團(tuán)隊以纖維素為基體，成功制備了纖維素/CeO2 復(fù)合材料，并通過簡單熱壓貼合的方法制備了 PMMA/纖維素/CeO2 復(fù)合材料。其中，CeO2 納米粒子以 20nm 的尺寸較均勻的分布在纖維素基體中，且復(fù)合材料在 550nm 處的可見光透過率達(dá) 75%，在 330nm 處紫外光阻隔率高達(dá) 99%，在戶外紫外線的防護(hù)領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景。 關(guān)鍵技術(shù) 1、通過堿脲體系制備了再生纖維素膜； 2、通過一步酸解法制備了羧基化納米纖維素； 3、通過原位合成的方法制備了纖維素/CeO2 復(fù)合材料。 獲得成果 1、發(fā)表學(xué)術(shù)論文一篇 2、申請專利一項