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低成本、高性能的新穎熱電化合物的研究
隨著社會的發展與進步，日益突出的能源供需矛盾不斷將尋找清潔、高效、經濟的新型能源材料推向研究前沿。熱電材料是一類能利用熱電效應，直接將熱能（包括太陽能、地熱、工業余熱等能量）轉換成電能的材料，由于熱電轉換技術便捷、環保等優勢，在車載冰箱、深空探測器電源等領域具有不可替代的地位，受到科學家們的高度重視。而探索發現低成本、高豐度、低毒性的高效熱電材料，是該領域基礎研究的重點，是一項面臨巨大挑戰的研究工作。 吳立明2004年發明了獨特且安全的固相合成方法——硼硫化法（J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4676-4681.），近期，課題組利用該方法，發現了一種新的四方相α-CsCu5Se3，并實現宏量合成。該材料擁有前所未見的獨特晶體結構：Cs+由類中國結形狀的Cu8Se8結構單元構筑的三維無限擴展結構，其中鑲嵌Cs+金屬陽離子。α-CsCu5Se3熱穩定性好，表現出典型晶態固體的熱傳輸行為，并遵循Umklapp散射機制，這與具有類液態的熱傳導行為的二元化合物Cu2-xSe完全不同。晶體學及熱傳輸性能研究表明α-CsCu5Se3指出了一個有效抑制Cu+液體傳輸行為特征的方法。與吳立明老師2016年發現的高性能熱電材料CsAg5Te3（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 11431–11436）相比，α-CsCu5Se3的晶體單胞體積減小了30％，導致材料具有更強的原子間d軌道重疊作用，從而顯著降低有效質量(m*)，這使得α-CsCu5Se3相比于CsAg5Te3實現了功率因子200％的增長，達到8.17 μW/cm/K2，是目前報道的堿金屬富銅硫屬化合物中最高值；同時，理論研究表明，由于結構中的Cu–Se軟化學鍵和Cs+ 離子擾動作用，該材料具有很低的熱導率。綜合上述各方面因素，該化合物的本征熱電優值ZT達到1.03（980 K）。進一步通過Sb摻雜優化熱電性能的研究發現：Sb3+的孤對電子能夠增大材料的晶格非諧性，有效增強Umklapp型散射，從而降低聲子速度，使得α-Cs(Cu0.96Sb0.04)5Se3的晶格熱導率進一步降低至0.40 W/m/K，熱電優值ZTmax提升到1.30。該工作系統深入研究了α-CsCu5Se3體系結構和熱電相關性能的關系，為低成本，高豐度，高性能硫屬化合物材料的設計探索研究邁出重要的一步。
北京師范大學
2021-02-01
高容量富鋰錳基正極材料的合成與性能研究
本發明公開了一種富鋰錳基正極材料及其制備方法。該方法采用共沉淀法制備前驅體[Ni(x-y/2)/x+(2-y)/3CoyMn((2-x)/3-y/2)/(x+(2-x)/3)](OH)2，然后采用高溫固相法得到富鋰錳基正極材料 Li[Li(1-2x)/3Nix-y/2CoyMn(2-x)/3-y/2]O2（0＜x＜0.5,0≤y≤0.15）。這些材料在 2.0-4.6V充放電比容量達到 200mAh/g 以上。本發明的制備方法工藝簡單，成本低，適用于工業化大生產，所得到的富鋰錳基正極材料在-20°C 下的放電容量可達到常溫放電容量的 70%以上，可以廣泛應用于電動汽車、通訊領域等。目前已經研究的體系有 Li[Li（1-x）/3Ni2x/3Mn （ 2-x ） /3]O2 ， Li[Li （ 1-x ） /3NixMn （ 2-2x ） /3]O2 ， Li[Li1/3-2x/3NixMn2/3-x/3]O2 ，Li1+x(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2+x/2 等。
江西理工大學
2021-05-04
一種參數可調智能高性能發動機主構架
成果描述：本發明公開了一種參數可調智能高性能發動機主構架，通過曲柄搖桿機構、擺桿、搖桿滑塊機構將曲軸的圓周運動轉化為副活塞的上下往復直線運動，主副活塞所受側向力、阻力均較小，發動機噪聲低、熱效率高；通過特定尺寸大小關系，發動機體積和重量大幅降低；排量調整機構調整發動機的排量、壓縮比與發動機其它輔助系統協調工作實現發動機熱力循環類型可調。本發明可以根據負載、路況的變化實時調節發動機排量、壓縮比、熱力循環，確保發動機在各種負載、路況下都有良好的工作條件，中小負載時該發動機的節能減排效果更明顯,四缸發動機排量的最大調整范圍在1.2-3.5之間，發動機壓縮比的最大調整范圍在6-6之間。市場前景分析：內燃機工程技術領域。與同類成果相比的優勢分析：技術先進，性價比較高。
電子科技大學
2021-04-10
電容器用PET-PEN共聚膜制備及其性能研究
電子元器件、集成電路和軟件工程是電子信息技術發展的三大支柱，其中電阻、電容、電 感等無源元件作為電子元器件的主體在電子信息產品中扮演著必不可少的角色，而電容器占到 無源元件的40％～50％。用于電容器介質材料的主要有陶瓷、電解質和有機薄膜三大類，聚酯 薄膜作為電容器介質材料屬于有機薄膜類。聚酯材料經雙向拉伸工藝技術制成聚酯薄膜，聚酯 薄膜電性能優良，具有較大的介電常數，較小的介電損耗角正切，且吸水性較小，尺寸穩定性 好，耐化學性好，很適合于制造低壓電器的電容器。經PEN共聚改性的聚酯薄膜更兼具有耐熱 性好、抗刮傷和化學穩定性高、氣體阻隔性強、強度高、抗紫外線輻射等特點，可用作F級耐 熱絕緣材料，制作超薄錄像帶及高性能電子元件，如旋轉電極線圈、薄膜電容器、變壓器等。 本項目進行PET-PEN共聚酯薄膜的研制和性能測試，開發形成電容器膜用PET-PEN聚酯 切片的合成技術和膜加工技術。
華東理工大學
2021-04-11
非晶合金，高熵合金，高性能鋼鐵材料和多孔金屬
在 Nature，Science，Physical Review Letters，Advanced Materials 等學術刊物上發表論文 200 余篇，申請中國發明專利 65 件，授權發明專利 22 件。2010 年相關塊體非晶復合材料韌化的工作被 Nature-Asia Materials 做專題評述，多項其它工作還被 Science，Materials Today，Nature 等學術雜志做專題評述以及其它世界各國媒體報道。在新一代超高強鋼和先進耐熱鋼研究上取得了國際水平的研究成果，其中關于超高強鋼的成果被國際權威給予很高的評價，同時被科技部評為“2017 年度中國科學十大進展”并在央視新聞聯播報道。 超高強鋼； 先進高熵合金； 塊體非晶合金； 非晶納米晶軟磁合金； 非晶態耐磨耐蝕合金； 非晶與高熵合金釬焊材料； 高熵合金生物材料； 高強耐蝕鎂合金。
北京科技大學
2021-02-01
低成本、高性能的新穎熱電化合物的研究
隨著社會的發展與進步，日益突出的能源供需矛盾不斷將尋找清潔、高效、經濟的新型能源材料推向研究前沿。熱電材料是一類能利用熱電效應，直接將熱能（包括太陽能、地熱、工業余熱等能量）轉換成電能的材料，由于熱電轉換技術便捷、環保等優勢，在車載冰箱、深空探測器電源等領域具有不可替代的地位，受到科學家們的高度重視。而探索發現低成本、高豐度、低毒性的高效熱電材料，是該領域基礎研究的重點，是一項面臨巨大挑戰的研究工作。 吳立明2004年發明了獨特且安全的固相合成方法——硼硫化法（J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4676-4681.），近期，課題組利用該方法，發現了一種新的四方相α-CsCu5Se3，并實現宏量合成。該材料擁有前所未見的獨特晶體結構：Cs+由類中國結形狀的Cu8Se8結構單元構筑的三維無限擴展結構，其中鑲嵌Cs+金屬陽離子。α-CsCu5Se3熱穩定性好，表現出典型晶態固體的熱傳輸行為，并遵循Umklapp散射機制，這與具有類液態的熱傳導行為的二元化合物Cu2-xSe完全不同。晶體學及熱傳輸性能研究表明α-CsCu5Se3指出了一個有效抑制Cu+液體傳輸行為特征的方法。與吳立明老師2016年發現的高性能熱電材料CsAg5Te3（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 11431–11436）相比，α-CsCu5Se3的晶體單胞體積減小了30％，導致材料具有更強的原子間d軌道重疊作用，從而顯著降低有效質量(m*)，這使得α-CsCu5Se3相比于CsAg5Te3實現了功率因子200％的增長，達到8.17 μW/cm/K2，是目前報道的堿金屬富銅硫屬化合物中最高值；同時，理論研究表明，由于結構中的Cu–Se軟化學鍵和Cs+ 離子擾動作用，該材料具有很低的熱導率。綜合上述各方面因素，該化合物的本征熱電優值ZT達到1.03（980 K）。進一步通過Sb摻雜優化熱電性能的研究發現：Sb3+的孤對電子能夠增大材料的晶格非諧性，有效增強Umklapp型散射，從而降低聲子速度，使得α-Cs(Cu0.96Sb0.04)5Se3的晶格熱導率進一步降低至0.40 W/m/K，熱電優值ZTmax提升到1.30。該工作系統深入研究了α-CsCu5Se3體系結構和熱電相關性能的關系，為低成本，高豐度，高性能硫屬化合物材料的設計探索研究邁出重要的一步。
北京師范大學
2021-04-10
高性能防腐耐磨非晶粉末與熱噴涂非晶涂層
非晶合金（又稱金屬玻璃）是一種結構/功能一體化新型金屬材料，被譽為繼鋼鐵、塑料之后的第三次材料工業革命性材料。非晶合金因其特殊的原子結構（長程無序）而擁有一系列獨特的性能，如非晶合金是地球上最強和最耐腐蝕的金屬材料；非晶合金具有高耐磨性能以及優異催化降解性能等。非晶合金及其衍生產品（粉末、涂層、催化劑）在海洋工業、石油化工、3D打印、水處理等行業具有非常廣泛的應用前景。利用所團隊研發的非晶合金粉末，可通過堆焊、激光、熱噴涂等技術制備不同高性能非晶涂層，能賦予零部件防腐蝕、耐磨損、抗疲勞、抗沖擊、防腐蝕等優異性能，極大延長使用壽命。
華中科技大學
2021-04-10
一種高性能的球團礦粘結劑的制備方法
簡介：本發明公開了一種高性能的球團礦粘結劑的制備方法，屬于冶金球團粘結劑技術領域。本發明按質量比稱取膨潤土35?42份、活性石灰5?8份、聚乙二醇2?4份和聚酯樹脂2?3份混勻得混合物A；按質量比稱取粉煤灰1?2份、燒結礦篩下料5?9份和氧化鋯1份，與混合物A混勻得混合物B；按質量比稱取淀粉4?7份、食鹽1?3份、聚氨基甲酸酯1?3份和酚醛樹脂2?4份混勻得混合物C；混合物B與混合物C混勻后即得粘結劑。本發明的一種高性能的球團礦粘結劑的制備方法，將鋼鐵企業的廢物資源化利用，且燒殘率低，使球團礦的冶金性能得到改善，入爐礦石的品位提高，且減少了高爐煉鐵冶煉的渣量，燃耗降低，具有良好的經濟效益。
安徽工業大學
2021-04-11
低功耗高性能軟磁復合材料及關鍵制備技術
項目針對軟磁復合材料長期存在的嚴重問題開展了深入研究，提出了在軟磁粉末基體表面原位生成高電阻率軟磁殼層，降低渦流損耗并保持高磁性能的技術思路，發明了多軟磁相核殼結構復合材料，構建了高性能軟磁合金新體系，制備出具有高磁通密度、高直流疊加等不同特性的系列軟磁復合材料。項目達到國際領先水平，獲得了系統的自主知識產權，授權發明專利 43 項，發表論文 50 余篇，推動我國軟磁復合材料產業進入了世界先進行列。
浙江大學
2021-04-11
三維石墨烯體相材料的制備及其性能研究
制備在宏觀尺度上具備二維單片石墨烯的獨特本征性質的石墨烯三維體相材料是材料學研究中兼具學術價值和實用意義的重大挑戰。本項目制備得到了一種三維石墨烯宏觀體相材料，其由大量獨立且懸空的二維石墨烯單元通過片層邊緣的化學鍵構筑而成。該材料具有良好的機械性能，在常溫可見光下作用下具有電子發射能力，在瓦特功率級別的可見波段激光或聚焦的太陽光照射下，厘米尺寸的此石墨烯材料樣品可以在真空條件下實現有效的直接光驅動，此現象為國內外所首次觀察及報道，為石墨烯帶來了一種激動人心的潛在應用價值。上述材料的制備及相關性能研究還可為石墨烯在催化，能源轉換與存儲等領域的應用提供材料支持與相關理論支撐。
南開大學
2021-02-01