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本團(tuán)隊(duì)基于電磁冶金領(lǐng)域二十余年的積累，掌握了銅合金領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的銅鉻鋯合金的非真空熔煉-長(zhǎng)尺寸大卷重電磁連鑄技術(shù)，開(kāi)發(fā)出易偏析銅合金合金超細(xì)化與均質(zhì)化連鑄技術(shù)、高性能銅合金多模式定制磁場(chǎng)凈化技術(shù)等一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破、顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、成果簡(jiǎn)介 本團(tuán)隊(duì)基于電磁冶金領(lǐng)域二十余年的積累，掌握了銅合金領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的銅鉻鋯合金的非真空熔煉-長(zhǎng)尺寸大卷重電磁連鑄技術(shù)，開(kāi)發(fā)出易偏析銅合金合金超細(xì)化與均質(zhì)化連鑄技術(shù)、高性能銅合金多模式定制磁場(chǎng)凈化技術(shù)等一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于高強(qiáng)高導(dǎo)高彈銅合金領(lǐng)域如銅鉻鋯合金、銅鎳錫合金、銅鈦合金、銅碲合金及超高純無(wú)氧銅的規(guī)模化制備等都取得較好的效果。 1）銅鉻鋯非真空熔煉-電磁連鑄技術(shù) 由于鉻、鋯元素和氧的親和力較大，所以合金元素的燒損是銅鉻鋯合金的熔煉必須解決的問(wèn)題。本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在銅合金熔煉，特別是銅鉻鋯合金的非真空熔煉方面，開(kāi)展了近20年的研究，開(kāi)發(fā)了一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的非真空熔煉連鑄技術(shù)、成分穩(wěn)定控制技術(shù)、合金熔體潔凈化技術(shù)等，獲授權(quán)發(fā)明專利和實(shí)用新型專利近20項(xiàng)。本團(tuán)隊(duì)已在完成中試級(jí)表面光滑、內(nèi)部致密無(wú)裂紋、成分均勻的全等軸晶銅鉻鋯棒線材，鑄態(tài)宏觀晶粒度經(jīng)上海材料研究所測(cè)定為M-9.0級(jí)。此外，本團(tuán)隊(duì)從前期研究中，從塑形變形工藝和熱處理工藝角度，提出采用多道次連續(xù)擠壓及熱處理工藝優(yōu)化銅鉻鋯合金想性能的方法，并成功將銅鉻鋯棒材性能的抗拉強(qiáng)度提高到654MPa，斷后延伸率為13.5%，且電導(dǎo)率還能保持在79.3%IACS；這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2017年電車線用銅鉻鋯合金線材國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的性能要求：抗拉強(qiáng)度＞570MPa，塑性＞3%，電導(dǎo)率＞75%IACS。相關(guān)技術(shù)已與世界五百?gòu)?qiáng)新興際華集團(tuán)下屬新興發(fā)展集團(tuán)有限公司達(dá)成1800萬(wàn)元專利轉(zhuǎn)讓。 2）高均質(zhì)超細(xì)晶電磁連鑄技術(shù) 傳統(tǒng)連鑄制備過(guò)程中多元銅合金如銅鉻鋯合金等常存在組織粗大、成分偏析等問(wèn)題，這將會(huì)嚴(yán)重影響后續(xù)的材料加工過(guò)程，導(dǎo)致在后續(xù)的軋制，擠壓等工藝過(guò)程中很容易產(chǎn)生軋制裂紋等缺陷。本團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的電磁場(chǎng)連鑄過(guò)程易偏析合金超細(xì)化與均質(zhì)化調(diào)控技術(shù)，能在連鑄過(guò)程中，充分?jǐn)嚢枞垠w，均勻化凝固前沿溫度，實(shí)現(xiàn)易偏析合金的超細(xì)化與均質(zhì)化。該技術(shù)已被應(yīng)用于銅鎳錫合金的連鑄中，實(shí)現(xiàn)了該合金連鑄制備的超細(xì)化和均質(zhì)化，所制備全等軸晶銅鎳錫合金鑄態(tài)組織宏觀晶粒度達(dá)到M-10.0級(jí)。目前該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)中試級(jí)百米長(zhǎng)度的連續(xù)電磁鑄造，且已與寧波博威、上海中船重工711研究所、銅陵金威、溫州元鼎等開(kāi)展合作。進(jìn)一步將該技術(shù)推廣于銅碲、銅鐵、銅鈦的連鑄，均取得了極為優(yōu)異的細(xì)晶、表面光潔、成分均勻的連鑄效果。 3）超高純無(wú)氧銅電磁連鑄技術(shù) 金屬材料純凈度是提高其力學(xué)和電學(xué)等綜合性能的關(guān)鍵因素，是制備高品質(zhì)金屬材料的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。高端金屬材料中夾雜物和氣泡對(duì)材料性能影響巨大，許多高端金屬材料的開(kāi)發(fā)都取決于這類缺陷的控制水平。本團(tuán)隊(duì)參與開(kāi)發(fā)的金屬連鑄多模式定制磁場(chǎng)凈化技術(shù)，已成功應(yīng)用于高純高導(dǎo)無(wú)氧銅材料的制備，可將銅中氧含量中降低3ppm以下，達(dá)到目前世界無(wú)氧銅的最高標(biāo)準(zhǔn)——美國(guó)ASTM≤3ppm。與此同時(shí)，該高純無(wú)氧銅的電導(dǎo)率高達(dá)100.1%IACS，目前已全面取代進(jìn)口并用于我國(guó)蘭州重離子加速器、散裂中子源大科學(xué)裝置、美國(guó)Michigan大學(xué)FRIB裝置等重大科學(xué)裝置建設(shè)。該項(xiàng)技術(shù)已獲得2015年度上海市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，2015年度教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)，2015年度教育部技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。目前該技術(shù)已與福建紫金銅業(yè)、上海上大眾鑫科技發(fā)展有限公司、寧波興業(yè)、寧波金田等開(kāi)展深入合作。

鎂合金是作為一種輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)材料，具有密度低、比強(qiáng)度和比剛度高、阻尼性能好、電磁屏蔽效果好、鑄造性能優(yōu)良和加工性能好的優(yōu)點(diǎn)，獲得了廣泛的應(yīng)用前景。在鎂合金產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用過(guò)程中，稀土往往作為制備過(guò)程中的優(yōu)化劑來(lái)改善合金的熔體純凈度、晶粒細(xì)化度及產(chǎn)品外觀質(zhì)量，同時(shí)可大幅度提升合金的強(qiáng)度與延伸率。但是目前普遍使用的稀土鎂合金強(qiáng)度低導(dǎo)熱性能差，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。因此，開(kāi)發(fā)具有高導(dǎo)熱性、高強(qiáng)度的鎂合金對(duì)于擴(kuò)大鎂合金在 5G 通信、3C 器件及汽車產(chǎn)品等需要高散熱領(lǐng)域的應(yīng)用，具有極其重要的意義。 高導(dǎo)熱高強(qiáng)度鎂合金是在一定配比的 Mg-Zn-Zr 系列合金中添加 Nd 稀土金屬，Nd 的添加可以改善合金的熔體純凈度、晶粒細(xì)化度及產(chǎn)品外觀質(zhì)量，并有效析出基體中的 Zn和 Zr 原子，有效提升合金的導(dǎo)熱性能和力學(xué)強(qiáng)度。鎂合金的導(dǎo)熱性能可以通過(guò)導(dǎo)熱率來(lái)體現(xiàn)，力學(xué)性能可以通過(guò)抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度體現(xiàn)。高的導(dǎo)熱性能可以保證合金在散熱器件領(lǐng)域的熱導(dǎo)性能指標(biāo)，使器件可以具有較快的熱量傳輸能力，使設(shè)備內(nèi)部熱量及時(shí)排出;高的力學(xué)強(qiáng)度可以保證合金作為結(jié)構(gòu)件的力學(xué)性能指標(biāo)，使其作為結(jié)構(gòu)件更為可靠。相較于傳統(tǒng)鎂合金，團(tuán)隊(duì)通過(guò)添加 Nd 稀土元素可以有效提升鎂合金的導(dǎo)熱性能和力學(xué)強(qiáng)度，Nd 一般分布于晶界，可以弱化鎂合金的織構(gòu)，提升鎂合金各晶粒之間的協(xié)調(diào)能力:而且 Nd 在鎂合金成型過(guò)程中可以與 Zn 原子結(jié)合形成熱穩(wěn)定的第二相，促進(jìn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶提升鎂合金的強(qiáng)度:此外，Nd 元素的添加會(huì)與基體中的 Zn 元素結(jié)合，減弱基體中的晶格畸變，提升鎂合金的熱導(dǎo)率。

高摻量復(fù)合工業(yè)廢渣輔助性膠凝材料屬本課題組開(kāi)發(fā)的“新型綠色水泥及混凝土制造技術(shù)”的組合技術(shù)之一。該技術(shù)能復(fù)合利用各種工業(yè)廢渣（鋼渣、礦渣、粉煤灰及其它工業(yè)廢渣）制備高性能輔助性膠凝材料產(chǎn)品；大幅度提高了工業(yè)廢渣綜合利用程度和資源化效率，使工業(yè)廢渣資源化利用效率提高到70％以上，在混凝土中替用水泥量60％以上。研究表明，與用普通輔助性膠凝材料（混凝土摻

我們已采用磁控濺射沉積方法成功地制備和研究了環(huán)境友好的鈦酸鋇和鉍鎂鋯鈦氧的復(fù)合薄膜，發(fā)現(xiàn)其儲(chǔ)能密度和儲(chǔ)能效率在-100~200 °C溫度區(qū)間內(nèi)都表現(xiàn)出了良好的熱穩(wěn)定性，并且其寬溫儲(chǔ)能密度明顯高于鉛基材料在這個(gè)溫度區(qū)間報(bào)道的最大值，使其成為替代鉛基儲(chǔ)能材料的最佳選擇。為了降低生產(chǎn)成本，目前我們正在通過(guò)研究和調(diào)控薄膜的生長(zhǎng)工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)在成本低廉的Si、Ni等襯底上制備大面積、高質(zhì)量、高性能的復(fù)合儲(chǔ)能薄膜。

    由于天然植物的各類有效成分具有各自特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),因此針對(duì)不同的有效成分我們開(kāi)發(fā)了專用的提取樹(shù)脂,例如黃酮類有效成分提取專用樹(shù)脂、生物堿提取專用樹(shù)脂、有機(jī)酸提取專用樹(shù)脂等,成功制備了天然植物各有效成分的高純度提取,且與現(xiàn)有樹(shù)脂法提取工藝相比,吸附容量大大提高,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本降低。這類專用樹(shù)脂的研發(fā)和生產(chǎn),有效彌補(bǔ)了目前商品化提取樹(shù)脂結(jié)構(gòu)單一、使用中仍以盲目篩選為主的缺陷,對(duì)于天然植物深入的藥用硏究有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

結(jié)構(gòu)特異性醇/酯因其獨(dú)特的理化性質(zhì)與生理功能在食品、醫(yī)藥和化工等領(lǐng) 域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本項(xiàng)目針對(duì)立體特異性芳基醇和位置特異性結(jié)構(gòu)脂質(zhì)為典型代表的高附加值醇/酯，解決其綠色制造過(guò)程中關(guān)鍵酶選擇性差，工業(yè)適應(yīng)性弱，表達(dá)制備成本高以及催化反應(yīng)效率低的關(guān)鍵技術(shù)難題，開(kāi)展工業(yè)酶的定向 篩選、功能強(qiáng)化、高效表達(dá)及應(yīng)用技術(shù)研究，開(kāi)發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和適合工業(yè)化要求的高選擇性、高活性、高穩(wěn)定性工業(yè)酶（脂肪酶和氧化還原酶）的高效創(chuàng)制及應(yīng)用技術(shù)體系，打破國(guó)際技術(shù)壁壘，推動(dòng)了我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和持續(xù)健康發(fā)展

針對(duì)留巷困難、鉆孔易破壞、瓦斯 抽采效果差等技術(shù)難題，提出深井煤層 群首采工作面外錯(cuò)高抽巷Y型通風(fēng)方法， 有效解決高地壓礦井長(zhǎng)距離留巷維護(hù)困 難的問(wèn)題；提出讓壓型單層套管護(hù)孔結(jié) 構(gòu)、施工工藝和布置方法，實(shí)現(xiàn)外錯(cuò)高 抽巷內(nèi)抽采鉆孔高效穩(wěn)定抽采采動(dòng)卸壓 瓦斯；建立一面三巷、一巷多用、聯(lián)合 治理、無(wú)煤柱開(kāi)采的瓦斯治理新模式， 實(shí)現(xiàn)了深井低透氣性高瓦斯煤層群的煤 與瓦斯安全高效共采。

基于MDE具有明確活性中心結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步結(jié)合原位/在線X射線吸收光譜和理論計(jì)算深入揭示了取代基調(diào)控催化劑性能的機(jī)理（圖3）。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，NiPc MDEs的CO2還原起峰電位與Ni中心的部分還原緊密相關(guān)，而不簡(jiǎn)單取決于理論計(jì)算中的反應(yīng)能壘。氰基（CN）取代可以使分子更容易被還原，因此具有更正的起峰電位。此外，OMe取代可以提高催化過(guò)程中Ni-N鍵強(qiáng)度并促進(jìn)CO中間體脫附，從而提高催化劑穩(wěn)定性。