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關于發布2023年稀土科技創新重大示范工程“揭榜掛帥”技術榜單的通知
為落實“五大任務”，緊扣我國重要能源和戰略資源基地建設要求，按照自治區黨委、政府重大決策部署和《關于建設國家重要能源和戰略資源基地的實施方案》，自治區全力推動創建國家稀土新材料技術創新中心，批復成立自治區稀土新材料技術創新中心。按照《內蒙古自治區稀土科技創新重大示范工程實施方案（2023-2025）》，自治區科技廳決定聯合稀土新材料技術創新中心采取“揭榜掛帥”組織方式，啟動實施自治區稀土科技創新重大示范工程，充分利用全國范圍的優勢創新資源解決關鍵技術難題。
內蒙古自治區科學技術廳戰略規劃處
2023-08-16
稀土金屬的新應用：從氮氣直接合成含氮有機物
目前幾乎所有人工合成的含氮有機化合物都需要經過工業合成氨（NH3）。而傳統的工業合成氨過程 (Haber-Bosch Process)條件極其苛刻。據推算年耗能占全球能耗的2%左右，需消耗約25%的化石資源，并且產生大量溫室氣體。因此，將氮氣直接、高效、溫和地轉化為含氮有機化合物，而不經過NH3, 是解決以上問題的重要途徑之一。但迄今相關文獻報道很少, 催化反應體系還沒有實現（見中文綜述：從氮氣直接合成含氮有機化合物。該研究實現了由稀土金屬鈧（Sc）促進的，直接由氮氣、MeOTf和親電試劑等有機底物反應高效合成肼衍生物的過程。他們分離和表征了(N2)2?-, (N2)3?-和(N2Me2)2?-Sc中間體，并發現CO能有效插入(N2Me2)2?-Sc中間體的Sc?N鍵中，實現了N2與CO的高效偶聯（Scandium-Promoted Direct Conversion of Dinitrogen into Hydrazine Derivatives via N?C Bond Formation. Ze-Jie Lv, Zhe Huang, Wen-Xiong Zhang,* and Zhenfeng Xi,* J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 8773?8777）。
北京大學
2021-04-11
由紫光LED芯片激發高效稀土三基色熒光粉合成暖白光技術
本項目經過14年（2007-2021）的艱苦不斷的探索，終于采用自主研發的由紫光LED芯片激發的高效稀土三基色熒光粉合成暖白光，成功解決了長期困擾于半導體照明領域的白光LED富藍光危害人體健康的全球性難題。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
本項目經過14年（2007-2021）的艱苦不斷的探索，終于采用自主研發的由紫光LED芯片激發的高效稀土三基色熒光粉合成暖白光，成功解決了長期困擾于半導體照明領域的白光LED富藍光危害人體健康的全球性難題。新型暖白光LED具有以下特點：
（1）繼承傳統白光LED所有優點（如，節能、便捷、小型固體化、驅動方便等）；
（2）沒有藍、紫光泄漏及其危害，對人眼和身體安全；
（3）在材料生長、器件制備、封裝和性能檢測等多方面和傳統的冷白光LED兼容，所以投入經費低，批量生產后成本還將低于傳統的白光LED；
（4）性能比傳統白光LED優越許多：如，顯色指數Ra＞90，可達95、98；色溫在2500-5500K可調適應各種人的需求；色坐標接近標準白光（0.33,0.33）；燈珠光效，3年內從25 lm/W 迅速提高到135 lm/W；
（5）應用更廣泛：在半導體照明和顯示、植物栽培、光醫療、光檢測和光傳感等領域，尤其是可用于在無藍光危害的手機、電腦、電視機等液晶顯示的背光源。
廈門大學
2022-07-28
新型配位交聯的聚合物合金
本技術充分利用材料中的可配位基團，如腈基 (C≡N) 、酯基 (O=C-0) ，同金屬陽離子進 行配位交聯，創建了一個新的非共價鍵交聯的網絡體系。由于金屬配位的鍵能高于氫鍵鍵能， 而且變化范圍也比較大，因此通過配位交聯所獲得的材料的力學性能優于通過氫鍵組裝的橡膠 材料；由于配位鍵的鍵能低于共價鍵，可以在一定情況下破壞配位交聯而不影響聚合物材料的 主鏈結構；配位鍵具有電、磁特性及非線性光學特性，通過選擇不同配位數和配位方式的金屬 離子，調節金屬離子的濃度，改變加工溫度和時間等方法控制聚合物的交聯程度和交聯密度， 實現了聚合物微觀結構和材料最終使用性能按需要進行調控；金屬離子同橡膠材料的配位是直 接在材料加工過程中一步實現，工藝簡單；這種配位交聯橡膠的添加劑和加工過程也無污染， 且幾乎不需要其他助劑，是一種環境友好的高性能、多功能材料，降低了對環境的污染和產品 的成本。無炭黑添加的配位交聯NBR的拉伸強度可超過60MPa，伸長率達到1000﹪，遠遠優于 硫磺交聯、炭黑補強的NBR (拉伸強度通常為20Mpa，伸長率<500%) 。而且由于金屬離子的引 入，橡膠材料也具有了一些特殊的性能，例如更加優良的耐油性及同金屬材料很好的粘接性 等。這些結果表明金屬配位交聯的綠色橡膠具有很高的實用價值和廣闊的應用前景。
華東理工大學
2021-04-11
先進粉末高溫合金的研制及制備技術
采用注射成形工藝實現復雜形狀增壓渦輪的近終成形，并滿足高性能和低成本的要求。根據注射成形渦輪對零件壁厚的要求，選擇 ø52mm 渦輪作為研制對象，并完成了中空蝸輪的結構設計及可靠性校驗，中空孔徑確定為 ø5mm，孔深 25mm，如圖 1 所示。對比分析實芯渦輪和中空渦輪的離心應力分布可知，采用中空結構的渦輪，其應力分布較原始渦輪應力分布一致，但渦輪離心應力有所增大，中空結構渦輪的最大離心應力為 626MPa，較原始渦輪增加了 20.4%。渦輪采用中空設計后，自振頻率變化很小，頻率平均變小 0.167%，可近似認為沒有變化。中空結構增壓渦輪不僅達到了減輕重量的目的，而且大幅度減小了燒結變形。設計了側向抽芯模具結構（如圖 2 所示），實現了復雜形狀增壓渦輪的近終成形。采用數值模擬方法對注射成形充模過程進行了模擬，得出了喂料的充模過程（如圖 3 所示），并闡明了渦輪在注射成形過程中產生的缺陷與機理。優化了注射成形工藝參數，得出最佳的注射成形工藝參數為：注射溫度為 160℃，注射壓力為 60MPa，模溫為 80℃，最終制備出了無缺陷的注射成形坯。以平均粒度 15μm 的惰性氣體霧化的 K418 鎳基高溫合金為原料，選用 67%裝載量，將粉末與粘結劑（60%石蠟+15%高密度聚乙烯+15%聚丙烯+10%硬脂酸）于 140℃在 開放式混煉機中混煉 30min，制備出適合鎳基高溫合金粉末注射成形的高效粘結劑，制備出了流變性能良好的注射喂料。分析了脫脂方法、脫脂制度和脫脂溫度對致密度和最終高溫合金性能的影響，掌握了碳、氧含量的精確控制技術。通過燒結+熱等靜壓工藝獲得高致密度的粉末高溫合金，具有晶粒細小、顯微組織均勻、綜合力學性能優異等優點。MIM418 合金 1230℃真空燒結相對密度為 97%，熱等靜壓后的樣品接近全致密。
北京科技大學
2021-02-01
鎂合金耐磨、耐蝕高性能協合涂層技術
鎂合金的腐蝕與防護是鎂合金應用中的全球性瓶頸問題，如何解決鎂合金的腐蝕問題是決定鎂合金應用前景的關鍵問題之一。上海交通大學輕合金精密成型國家工程研究中心是我國鎂合金材料和鎂合金制品的研究開發和產業化示范基地，在致力于鎂合金腐蝕與防護機理和方法近14年的系統、深入研究基礎上，開發出了一系列功能獨特、裝飾性好的鎂合金表面處理技術及其生產工藝。其中，技術成熟、性能優異、應用效果和反應良好的“鎂合金耐磨、耐蝕高性能協合涂層技術”最為突出，已在我國的航空、航天、衛星、雷達、通訊、汽車、紡織等領域獲得廣泛應用。
“協合涂層”不是傳統意義的涂層，而是采用特殊工藝將低摩擦系數的聚合物或者固體潤滑劑引入微弧氧化膜或者硬質鍍層之中，從而結合了原始膜層和引入物兩者的優點。該種涂層與基體金屬的表層形成一個整體，而非僅一層表面覆蓋層，故其性能優于原來的基體金屬和單一的涂層組分性能。本項目對鎂合金微弧氧化處理的“火花”大小和密度可進行調控，從而實現對氧化層微孔直徑、分布密度和膜層厚度的調控。協合涂層具有硬度高、強韌性好、耐磨耐蝕的優點。
該項目擁有鎂合金超聲濕噴丸方法、鎂合金陽極氧化用離子交換膜電解槽及其氧化方法兩項 授權發明專利，可廣泛應用于航空、航天、衛星、雷達、通訊、汽車、紡織等領域，具有很大的經濟和社會效益潛力。
上海交通大學
2021-05-11
低成本釩基固溶體貯氫合金
成果描述：氫能做為一種新型能源，以其清潔、高效、來源廣泛等優點引起了人們的廣泛關注。貯氫合金是發展歷史最長、技術最為成熟的儲氫介質，在體積儲氫密度、工作溫度、工作壓力、吸放氫動力學性能和安全性等方面都具有優勢。 常用的AB5、AB2及AB型儲氫合金的儲氫量一般都不超過2wt%，限制了其工程應用。釩鈦基儲氫合金具有超過3.8wt%的理論貯氫量，常溫附近放氫量可接近3.0wt%，熱力學及動力學性能良好，有望在燃料電池驅動的器件上得到廣泛應用。 在863和各級省市政府支持下，已經形成如下技術成果： 1.形成了具有自主知識產權的V-Ti-Cr-Fe四元合金體系，其釩含量可在20-60wt%變化； 2.這類合金多數可用價廉的FeV80中間合金制備，相對于用純金屬釩制備，合金材料成本下降到10%左右，解決了這類合金應用的成本制約因素； 3.這類合金無需活化處理，可直接在室溫下吸放氫，298K下6分鐘內合金吸氫量普遍超過3.6wt%； 4.截止壓為0.01MPa時，部分合金298K放氫量超過2.5wt%，278K吸氫后333K放氫量超過3.0wt%，是目前已見報道的含Fe的低成本釩鈦基儲氫合金中0.01MPa截止壓下放氫量最高的。市場前景分析：近年來，用質子交換膜燃料電池驅動的便攜電源、不間斷電源、燃料電池自行車、三輪代步車等在國內外市場上悄然興起，氫燃料電池汽車、潛艇等技術也逐漸成熟并形成市場，釩鈦基貯氫合金可以作為氫源為質子交換膜電池提供氫氣。與同類成果相比的優勢分析：低成本釩鈦基貯氫合金項目已與加拿大和國內2家企業等企業開展合作，其中擬與加拿大開展合作建立低成本釩鈦基貯氫合金生產線。國內正共同開發制氫-貯氫-燃料電池-燃料電池汽車示范工程，釩鈦基貯氫合金系統將作為其中重要的一環。
四川大學
2021-04-10
系列新型民用高溫耐熱合金
合金性能特點及應用范圍新型系列民用高溫性能特點及用途 典型合金種類 性能及用途等 抗氧化 能在高達1200~1310℃下長期使用，最高使用溫度可達1360℃?？蓮V泛用于各種熱電偶保護管、石油化工的高溫燃氣管道、燃燒裝置、各種高溫爐、高溫輻射管、電子組件、化工設備、蒸汽發生器管道及高溫部件等。 高溫高強度 具有極高的高溫強度和耐磨性能，能在高達900~1280℃高溫下長期使用。如各種熱風爐、發電廠硫化床、高溫模具、陶瓷燒結爐燃燒噴嘴等。 抗硫化 適合于一些高溫高硫氣氛中使用，如石油、煤培燒廠熱交換器、煤處理轉換處理設備、氣體燃燒爐、燃燒氣體交換器等。 抗碳化 適合于氣體滲碳爐構件，碳再生及活化裝備、乙烯裂解裝置的熱解管、煤氣化及燃燒廠的熱交換器等。
北京科技大學
2021-04-11
高性能低成本鑄造Al-Si合金
本成果源自于教育部博士點基金項目和江蘇省自然科學基金項目。鑄造Al-Si合金是兩大傳統結構材料之一，廣泛應用在航空航天工業，軍事工業，汽車工業，電力工業，機械工業中。本項目的合金體系是Al-(11.0%-13.0%)Si-(0.3%-0.5%)Mg，屬近共晶類合金。
東南大學
2021-04-10
模塊化鋁合金地鐵車體開發
與某車輛廠合作，在江蘇省十五重大攻關項目“模塊化鋁合金地鐵車體開發及產業化”（No.BE2004016）資助下，以新型高速地鐵列車為研究對象，對模塊化鋁合金地鐵車體開發的關鍵技術進行了深入廣泛的研究。主要研究成果：
模塊化鋁合金車體零、部件和總成的CAE建模、模型修正，各種載荷下的強度、剛度、疲勞、模態分析。以提高車體的綜合動態性能為目標的整車車身結構優化設計，為開發具有自主知識產權的軌道車輛，提高我國地鐵車輛設計水平奠定了理論基礎。
采用數值模擬方法，在虛擬環境下進行車輛的碰撞性能仿真分析，獲得了較可靠的軌道車輛耐碰撞結構設計，從而有效地保護乘客在撞擊事故中的生命安全。
司機室頭部流線型概念設計、動力學分析與優化及外觀美化設計，不僅運行阻力小, 節約能源，而且美觀流暢，反映時代特征和城市風貌。
建立鋁合金車體零、部件和總成結構動態優化設計CAD/CAE信息集成系統數據庫及車體快速開發平臺,以支持新車體的開發。
東南大學
2021-04-10