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團隊長期從事納米材料及納米結(jié)構(gòu)研究，在長期納米結(jié)構(gòu)的制備及性能研究基礎(chǔ)上，與我國XX工程結(jié)合，開展高功率固體激光裝置運行環(huán)境污染檢測方法研究，基于各種納米結(jié)構(gòu)制作的聲表面波傳感器檢測靈敏度高達pg/mm2（10 12g/mm2）量級，實現(xiàn)了高精密測試，并且針對裝置運行環(huán)境中不同有機污染物的復雜情況，實現(xiàn)了高選擇性、高靈敏度測量，達到了國際領(lǐng)先水平。已通過在線測試并在XX工程中應(yīng)用，實現(xiàn)訂貨。 同時在高靈敏度聲表面波傳感器的研究基礎(chǔ)上，團隊在聲表面波傳感器的敏感芯片區(qū)建立了不同的敏感薄膜，如氧化硅薄膜、氧化鋅薄膜、SiO2/ZnO復合薄膜，實現(xiàn)了對環(huán)境污染氣體的高靈敏度響應(yīng)，特別是在聲表面波傳感器芯片上建立了三維納米結(jié)構(gòu)敏感材料，同時對其化學修飾，以實現(xiàn)化學、生物毒劑的高靈敏度監(jiān)測，目前正在和中電集團進行相關(guān)的聯(lián)合工作。 該傳感器可用于定量檢測/監(jiān)測各種真空、實驗室、大氣環(huán)境中的微量有機污染物、化學毒劑和生物毒劑。

成果簡介冷軋深沖鋼板主要應(yīng)用于汽車工業(yè)和板材加工業(yè)， 是高品質(zhì)冷軋鋼板的代表， 成型性能與表面質(zhì)量是冷軋深沖鋼板最為重要的要素。所謂成型性能是指板對于沖壓成形的適應(yīng)能力， 它的檢測， 控制和表面質(zhì)量的保證是生產(chǎn)高品質(zhì)冷軋深沖鋼板的關(guān)鍵。成型性能檢測主要是模擬成型性能的檢測， 包括 FLD， LDR， 杯突， CCV 和擴孔實驗， 其技術(shù)核心是成型實驗機和其相應(yīng)模具的開發(fā)。 目前開發(fā)的樣機具有操作和更換模具方便， 實驗空間大， 實驗過程觀察方便。 實驗過程計算機控制， 速度及壓邊力等參數(shù)控制精確。 成型性能檢測是高品質(zhì)冷軋深沖鋼板的基礎(chǔ)， 也可以為冷軋板的選擇和模具設(shè)計提供幫助。成型性能的優(yōu)化主要是在現(xiàn)有條件下進一步提高冷軋板成型性能， 其技術(shù)關(guān)鍵是冷軋板成分優(yōu)化， 熱軋工藝優(yōu)化， 冷軋工藝優(yōu)化， 退火工藝優(yōu)化和平整工藝優(yōu)化。表面質(zhì)量優(yōu)化主要是在現(xiàn)有條件下進一步提高冷軋板表面質(zhì)量， 其技術(shù)核心是熱軋板板坯表面質(zhì)量標準的制定， 熱軋工藝的優(yōu)化， 熱軋過程中氧化鐵皮的清除工藝優(yōu)化， 冷軋原料質(zhì)量標質(zhì)量標準制定， 酸洗工藝優(yōu)化， 冷軋工藝優(yōu)化， 退火工藝優(yōu)化和平整工藝優(yōu)化等。整個項目在國內(nèi)處于先進水平， 部分技術(shù)處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。成熟程度和所需建設(shè)條件本項目可以在現(xiàn)有的冷軋板生產(chǎn)線上使用推廣。目前成型實驗機和其相應(yīng)模具開發(fā)已完成， 已經(jīng)利用開發(fā)的實驗機為馬鋼，南航等完成擴孔， FLD 等成型性能檢測實驗。幫助馬鋼開發(fā) O5 級轎車用深沖外板， 雙相車輪鋼等產(chǎn)品， 取得顯著的經(jīng)濟效益。技術(shù)指標成型實驗機： 最大成形力： 300KN； 最大頂件力： 1.5KN； 壓邊力可調(diào)范圍： 4--50KN； 凸模上升速度： 0-300mm/min； 總電功率;3.5KW； 額定壓力：6.3MPa； 增壓比： 1:4； 測量精度： 位移 H≤0.02mm(20mm)； 成形力≤2%；可以協(xié)助開發(fā) O5 級轎車用深沖外板， 熱軋雙相鋼車輪板和 DC06 深沖板。市場分析和應(yīng)用前景目前已經(jīng)幫助馬鋼開發(fā) O5 級轎車用深沖外板， 熱軋雙相鋼車輪板和 DC06深沖板， 已經(jīng)得到江淮， 奇瑞等汽車廠的認可。社會經(jīng)濟效益分析幫助馬鋼開發(fā) O5 級轎車用深沖外板， 雙相車輪鋼等產(chǎn)品。 取得顯著的經(jīng)濟效益及社會經(jīng)濟效益。知識產(chǎn)權(quán)及成果獲獎情況專利： 一種在模擬成形試驗中試樣失穩(wěn)的檢測方法 ZL201010137855.0，專著： 冷軋深沖鋼板的性能檢測和缺陷分析合作方式合作開發(fā)、 受托開發(fā)聯(lián)系方式冶金學院 錢健清 13855526352

本發(fā)明公開了一種基于人工表面等離激元的同頻雙圓極化漏波天線，包括介質(zhì)基板，覆蓋在該介質(zhì)基板上表面的金屬條帶以及覆蓋在該介質(zhì)基板下表面的金屬地板；金屬條帶包括兩端的帶地共面波導匹配結(jié)構(gòu)和中間的人工表面等離激元結(jié)構(gòu)；人工表面等離激元結(jié)構(gòu)包括上下兩個邊帶，每個邊帶包括若干調(diào)制周期排布的人工表面等離激元單元結(jié)構(gòu)；上下兩個邊帶之間開槽單元結(jié)構(gòu)形成90°的角度，且上下兩個邊帶對稱設(shè)置，并有錯位。本發(fā)明為雙端口漏波天線，不同的端口饋電將產(chǎn)生不同的輻射模式，可在8.6?9.0GHz內(nèi)實現(xiàn)雙

冷軋深沖鋼板主要應(yīng)用于汽車工業(yè)和板材加工業(yè)，是高品質(zhì)冷軋鋼板的代表，成型性能與表面質(zhì)量是冷軋深沖鋼板最為重要的要素。所謂成型性能是指板對于沖壓成形的適應(yīng)能力，它的檢測，控制和表面質(zhì)量的保證是生產(chǎn)高品質(zhì)冷軋深沖鋼板的關(guān)鍵。成型性能檢測主要是模擬成型性能的檢測，包括 FLD，LDR，杯突，CCV 和擴孔實驗，其技術(shù)核心是成型實驗機和其相應(yīng)模具的開發(fā)。目前開發(fā)的樣機具有操作和更換模具方便，實驗空間大，實驗過程觀察方便。實驗過程計算機控制，速度及壓邊力等參數(shù)控制精確。成型性能檢測是高品質(zhì)冷軋深沖鋼板的基礎(chǔ)，也可以為冷軋板的選擇和模具設(shè)計提供幫助。成型性能的優(yōu)化主要是在現(xiàn)有條件下進一步提高冷軋板成型性能，其技術(shù)關(guān)鍵是冷軋板成分優(yōu)化，熱軋工藝優(yōu)化，冷軋工藝優(yōu)化，退火工藝優(yōu)化和平整工藝優(yōu)化。表面質(zhì)量優(yōu)化主要是在現(xiàn)有條件下進一步提高冷軋板表面質(zhì)量，其技術(shù)核心是熱軋板板坯表面質(zhì)量標準的制定，熱軋工藝的優(yōu)化，熱軋過程中氧化鐵皮的清除工藝優(yōu)化，冷軋原料質(zhì)量標質(zhì)量標準制定，酸洗工藝優(yōu)化，冷軋工藝優(yōu)化，退火工藝優(yōu)化和平整工藝優(yōu)化等。整個項目在國內(nèi)處于先進水平，部分技術(shù)處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。

團隊長期從事納米材料及納米結(jié)構(gòu)研究，在長期納米結(jié)構(gòu)的制備及性能研究基礎(chǔ)上，與我國XX工程結(jié)合，開展高功率固體激光裝置運行環(huán)境污染檢測方法研究，基于各種納米結(jié)構(gòu)制作的聲表面波傳感器檢測靈敏度高達pg/mm2（10?12g/mm2）量級，實現(xiàn)了高精密測試，并且針對裝置運行環(huán)境中不同有機污染物的復雜情況，實現(xiàn)了高選擇性、高靈敏度測量，達到了國際領(lǐng)先水平。已通過在線測試并在XX工程中應(yīng)用，實現(xiàn)訂貨。同時在高靈敏度聲表面波傳感器的研究基礎(chǔ)上，團隊在聲表面波傳感器的敏感芯片區(qū)建立了不同的敏感薄膜，如氧化硅薄膜、氧化鋅薄膜、SiO2/ZnO復合薄膜，實現(xiàn)了對環(huán)境污染氣體的高靈敏度響應(yīng)，特別是在聲表面波傳感器芯片上建立了三維納米結(jié)構(gòu)敏感材料，同時對其化學修飾，以實現(xiàn)化學、生物毒劑的高靈敏度監(jiān)測，目前正在和中電集團進行相關(guān)的聯(lián)合工作。

本技術(shù)可以提供一種利用工業(yè)廢棄物硼泥和廢玻璃為原料制備的鈦合金高溫防護涂料。該涂料可直接刷涂在鈦合金工件表面上，并在熱加工過程中形成高溫防護層，達到減少鈦合金的氧化燒損，提高出材率及鈦合金表面質(zhì)量的目的；同時涂層具有在熱處理完成后的冷卻過程中從鈦合金表面自剝落的能力。 本技術(shù)綠色環(huán)保，成本低廉；工藝簡單，適用范圍廣；涂層保護效果好，易于清除。 本涂料技術(shù)可廣泛應(yīng)用于鈦合金材料工件在后期熱加工中的抗氧化保護，尤其在汽車工業(yè)和航空航天工業(yè)中對鈦合金工件大量需要的工業(yè)部門可廣泛推廣。

聲子極化激元是極性材料中晶格振動與光場之間的強耦合，有望應(yīng)用在低損耗納米光學元器件中。相關(guān)的理論研究由黃昆先生于上世紀五十年代提出，目前已經(jīng)較為成熟。但是實驗測量表面聲子極化激元直到近年才有較大的進展，主要是因為表面聲子極化激元的測量同時需要高的空間分辨率和能量分辨率。目前測量表面聲子極化激元的主要方法為近場光學方法（s-SNOM），該方法可以在中紅外和太赫茲區(qū)間對聲子極化激元進行很好的探測。但在遠紅外區(qū)間，由于目前缺少合適的遠紅外激光光源和探測器，相關(guān)材料體系的表面聲子極化激元的研究受到很大限制。 近日，北京大學物理學院2016級本科生亓瑞時和王任飛利用掃描透射電子顯微鏡的電子能量損失譜，對ZnO納米結(jié)構(gòu)中的遠紅外表面聲子極化激元進行了細致的探測。通過在納米尺度上測量納米線、納米片不同空間位置的電子能量損失，探究了表面聲子極化激元的性質(zhì)，得到了表面聲子極化激元的色散關(guān)系，并研究了其尺寸效應(yīng)、幾何效應(yīng)等。圖1. 左：利用電子束激發(fā)和探測納米線表面聲子極化激元。右：測量得到的色散關(guān)系。 利用電子顯微鏡中的電子束來激發(fā)和探測聲子極化激元具有很多的優(yōu)點，包括（1）電子顯微鏡方法具有亞埃的空間分辨率；（2）電子激發(fā)具有更高的效率（電子與材料相互作用的散射截面更大）；（3）電子能激發(fā)一些非光學活性的模式；（4）電子能量損失譜能得到高q（波矢）值下的信息；（5）電子能量損失譜具有很寬的激發(fā)、測量窗口，原則上可以測量從meV量級的振動譜信號至keV量級的芯電子激發(fā)譜信號。因此，電子能量損失譜有望極大地推動包括表面聲子極化激元在內(nèi)的相關(guān)實驗研究。 該工作于2019年7月19日在線發(fā)表于學術(shù)期刊Nano Letters（DOI:10.1021/acs.nanolett.9b01350），第一作者為北京大學物理學院2016級本科生亓瑞時、王任飛，指導老師為量子材料科學中心和電子顯微鏡實驗室的高鵬研究員。該項研究得到國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、量子物質(zhì)科學協(xié)同創(chuàng)新中心等基金的支持。 論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.9b01350

電磁波/聲波的軌道角動量（Orbital Angular Momentum,OAM）在粒子操控、信息傳遞和獲取、先進通信系統(tǒng)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。針對重大應(yīng)用需求，如何實現(xiàn)對渦旋波OAM的自由調(diào)控是目前亟需解決的前沿問題之一。 近日，物理科學與技術(shù)學院徐亞東教授團隊以“Sound vortex diffraction via topological charge in phase gradient metagratings”為題，在《Science Advances》發(fā)表論文。在之前研究成果（Y.Xu et al. Nat. Commun. 10, 2326 (2019))基礎(chǔ)上，把發(fā)現(xiàn)的奇偶性相關(guān)的“光柵衍射新規(guī)律”從“自由空間”拓展到三維圓柱波導“受限空間”，創(chuàng)新地提出“廣義拓撲荷守恒原則”，揭示了操控軌道角動量新的自由度，為操控“受限空間”中渦旋波的OAM提供了新的理論基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，研究團隊設(shè)計并開展聲波實驗研究，驗證了一種不對稱渦旋波傳輸器件，該器件在基于OAM通信方面具有極大的應(yīng)用價值。

本發(fā)明提供一種基于超精密球頭銑刀加工的工件三維表面形貌建模及仿真方法，首先提取影響仿真三維表面形貌生成的刀位點，根據(jù)提取刀位點并結(jié)合刀具在加工過程中的運動學模型建立刀刃掃掠點云模型，然后設(shè)定仿真區(qū)域范圍內(nèi)三維表面形貌采樣點，最終形成仿真區(qū)域內(nèi)工件三維表面形貌。本發(fā)明建立了刀具參數(shù)、加工策略、加工參數(shù)與工件三維表面形貌的關(guān)系，能夠清晰地表征超精密加工條件下的三維表面形貌，進而可實現(xiàn)基于工件三維表面形貌的工藝參數(shù)優(yōu)化。

本發(fā)明提出了一種復合十字形縫隙頻率選擇表面,是一種低插入損耗、寬頻帶、具有空間和頻率帶通濾波性能的頻率選擇表面(FSS)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明包含單層和雙層頻率選擇表面結(jié)構(gòu)。其中，單層頻率選擇表面分層結(jié)構(gòu)從上到下依次是：覆銅層、基板層、介質(zhì)層，覆銅層為周期性金屬貼片單元由四腿加載縫隙單元和十字縫隙單元組合而成，單元結(jié)構(gòu)為正方形周期結(jié)構(gòu)；雙層頻率選擇表面分層結(jié)構(gòu)從上到下依次是：覆銅層、基板層、介質(zhì)層、基板層、覆銅層，覆銅層貼片單元以及周期結(jié)構(gòu)與單層頻率選擇表面金屬貼片相同。該頻率選擇表面在結(jié)構(gòu)上具有結(jié)構(gòu)簡單、便于加工和實現(xiàn)的優(yōu)點。