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高性能復合型髖關(guān)節(jié)股骨假體材料及產(chǎn)品
研發(fā)階段/n目前國內(nèi)生產(chǎn)使用的主要是金屬關(guān)節(jié)，雖然其價格低廉，但仍存在斷裂、腐蝕、股骨頭磨損等問題，進口人工關(guān)節(jié)價格昂貴。高純氧化鋁生物陶瓷適用于矯形關(guān)節(jié)假體部件的替代材料及制品，是一種生物相容性好、耐腐蝕及耐磨損的生物惰性材料。氧化鋁陶瓷與金屬復合的人工關(guān)節(jié)，結(jié)合了陶瓷生物相容性好、耐磨及金屬抗折強度高、韌性好的優(yōu)點，開發(fā)生物陶瓷與金屬復合及配伍的人工髖關(guān)節(jié)，能改變目前國內(nèi)無生物陶瓷人工關(guān)節(jié)生產(chǎn)的局面，提高我國人工關(guān)節(jié)產(chǎn)品的檔次，參與國外產(chǎn)品的競爭，為我國髖關(guān)節(jié)患者提供高質(zhì)量、價廉的人工髖關(guān)節(jié)產(chǎn)品
武漢理工大學
2021-01-12
高性能連續(xù)纖維增強復合材料 3D 打印工藝
本項目以連續(xù)纖維增強熱塑性聚合物基高性能復合材料零件直接3D打印為目標，采用連續(xù)纖維與熱塑性聚合物為原材料，利用復合浸漬-熔融沉積的3D打印工藝實現(xiàn)高性能復雜結(jié)構(gòu)復合材料構(gòu)件的低成本一體化快速制造，打印的復合材料零件的拉伸與彎曲強度分別達到340MPa與390MPa,該技術(shù)既改進了傳統(tǒng)3D打印零件強度不足的缺點推動了3D打印技術(shù)向工業(yè)化應用的進程，又克服了傳統(tǒng)復合材料成型工藝成本高、周期長的技術(shù)瓶頸促進了復合材料在將來的進一步發(fā)展與應用，是一次具有革命性的創(chuàng)新與突破。該技術(shù)屬于國內(nèi)首創(chuàng)，獲得多項自主知識產(chǎn)權(quán)，受到國內(nèi)外越來越多機構(gòu)的關(guān)注，在國內(nèi)，本項目得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、載人航天等項目的支持，開展關(guān)于工藝機理與裝備等方面的研究，探索該工藝在航空航天領域的應用前景，在國外，分別與德國、俄羅斯等研究單位合作對該工藝的材料以及結(jié)構(gòu)設計開展研究，研究水平國內(nèi)外領先。在當今全球3D打印領域快速發(fā)展的形勢下，復合材料3D打印具有巨大的發(fā)展前景，據(jù)SmarTech預測，至2026年全球用于3D打印的復合材料收入將超過5億美元，未來十年內(nèi)復合材料將成為3D打印最主要的市場機遇，目前該項技術(shù)已經(jīng)開發(fā)出了成熟的工業(yè)設備，形成了成熟的裝備-材料-工藝體系，具備了商業(yè)化應用的條件，已經(jīng)初步在復合材料輕質(zhì)結(jié)構(gòu)等方面得到應用，隨著該技術(shù)的成熟，將來必將在航空航天、汽車交通甚至民用領域得到廣泛的應用。本項目目前正在積極尋求具有熱塑性復合材料界面改性、基體材料開發(fā)、復合材料結(jié)構(gòu)設計以及復合材料應用等方面特長的合作單位共同推動該新型技術(shù)的工業(yè)化進程。
西安交通大學
2021-04-11
石墨烯包覆鈦酸鋰材料及高性能超級電池
一、項目分類
顯著效益成果轉(zhuǎn)化
二、成果簡介
本項目開創(chuàng)性地將石墨烯用于包覆鈦酸鋰，通過獨特的加工工藝制得業(yè)內(nèi)領先的石墨烯包覆鈦酸鋰材料，有效地解決了鈦酸鋰負極材料的產(chǎn)氣問題，并以此為基礎制得了高性能的鈦酸鋰超級電池。該電池單體可8C持續(xù)放電，20C脈沖放電，充放電循環(huán)大于30000次，10分鐘可充電90%以上，低溫性能優(yōu)異（可在-40度環(huán)境下放電）。
石墨烯具有高導電性和優(yōu)良的電化學穩(wěn)定性，通過石墨烯的均勻包覆改善了鈦酸鋰的電子電導性，進而提升了電池的大倍率充放電能力和高低溫性能。同時，石墨烯包覆降低了材料充放電過程中的極化，提高了材料的容量發(fā)揮，通過鈍化鈦酸鋰材料表面的活性位點，解決了其產(chǎn)氣問題。利用該負極材料做成鈦酸鋰超級電池，具有優(yōu)異的倍率充放電性能、長壽命、高安全性能和優(yōu)異的低溫充放電性能。
本項目首先開發(fā)了石墨烯包覆的鈦酸鋰材料，采用高溫固相法合成，X射線衍射圖譜證明其為標準的鈦酸鋰尖晶石結(jié)構(gòu)，微觀上由100-200nm的一次顆粒組成的微米和亞微米級二次球形顆粒，D50為15±5μm，1C可逆容量大于155mAh/g。
獲得了基于石墨烯包覆鈦酸鋰負極材料的鈦酸鋰超級電池，通過串并聯(lián)成組后可以用于低溫啟動電源，軌道交通，儲能等領域，在長壽命、高安全、快充和低溫充放電領域具有廣闊的應用前景。
南開大學
2022-07-29
三維機織/編織高性能纖維樹脂基復合材料
以高性能纖維（玻纖、碳纖、芳綸等）為增強體，通過自有獨特專利技術(shù)制備三維正交、角聯(lián)鎖、間隔型機織物以及三維多向編織物，并通過樹脂改性、復合成型等技術(shù)集成制備成系列三維機織、三維編織復合材料。系列結(jié)構(gòu)材料具有質(zhì)輕、高強、高模、耐沖擊等性能、阻燃、隔音、隔熱等特性，可廣泛用于交通工具、體育用品、軍事、安全防護等領域。
關(guān)鍵技術(shù)
① 重構(gòu)出“纖維-預制件-復合材料”在空間位置的真實圖像，再現(xiàn)復合材料內(nèi)部纖維束空間路徑、偏轉(zhuǎn)和纖維束間的接觸狀態(tài)，定量揭示工藝織造參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；基于連續(xù)介質(zhì)假設和有限變形理論，建立三維機織多尺度結(jié)構(gòu)設計方法。
②以界面相的微觀結(jié)構(gòu)為切入點，從設計合理的碳纖維-環(huán)氧樹脂界面微結(jié)構(gòu)入手，將碳納米材料作為納米改性劑引入碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料界面中，揭示其界面增強增韌機理，最終確立界面、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)聯(lián)機制。
知識產(chǎn)權(quán)及項目獲獎情況
（1）一種用于寬幅扁平碳纖維絲束的連續(xù)定型工藝ZL201010519415.1
（2）一種適用于無彎曲織物織造的夾頭 ZL201310303000.4
（3）一種適用于無彎曲織物織造的送經(jīng)裝置 ZL201310302349.6
（4）一種無彎曲織物織造的緯紗遞進裝置 ZL201310302920.4
（5）一種體密度梯度變化的碳纖維針刺預制體 ZL201410159117.4
（6）一種深交聯(lián)結(jié)構(gòu)碳纖維增強酚醛樹脂基摩擦材料及其制備方法ZL201501531119.6
項目成熟度：成熟度 5 級
投資期望及應用情況 ：可廣泛用于交通工具、體育用品、軍事、安全防護等領域。
江南大學
2021-04-13
高性能電機及其健康狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)技術(shù)
團隊具備成熟的高性能電機研發(fā)能力，具備瞬態(tài)有限元仿真技術(shù)、多物理場聯(lián)合仿真技術(shù)、場路耦合仿真技術(shù)，能夠定制開發(fā)有刷/無刷直流、感應電機、電勵磁/永磁同步等各類電機，助力多家企業(yè)實現(xiàn)核心電機自主化、國產(chǎn)化。
團隊研發(fā)了基于空間磁場的高性能電機健康狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測電機健康狀態(tài)，即使發(fā)現(xiàn)電機微小故障，有效提高電機可靠性。
重慶文理學院
2025-05-19
氫能源車用納米結(jié)構(gòu)鎂基合金復合儲氫材料
針對車載氫能源的難題，開展納米結(jié)構(gòu)鎂基合金復合材料儲氫研究，特別開展了 Mg 納米線的儲氫性能研究。 MgH2（7.6wt% H2）是理想的輕質(zhì)儲氫材料之一，但其緩慢的吸放氫動力學和相對高的操作溫度，限制了它的發(fā)展。為了改善鎂基材料的儲氫性能，通過氣相傳輸?shù)姆椒ㄖ苽淞瞬煌蚊驳?Mg 納米線。結(jié)果表明，改變載氣流速、傳輸溫度和沉積基底，可以控制 Mg 納米 10線的長度和直徑。測試結(jié)果顯示，Mg 納米線降低了脫附能壘，改善了熱力學和動力學性能。實驗結(jié)果顯示，直徑為 30-50nm 的 Mg 納米線具有良好的可逆儲放氫性能。 研究成果發(fā)表在 J. Am. Chem. Soc.，J. Phys. Chem. C，J. Alloys Compds 等期刊上，授權(quán)發(fā)明專利 2 項。
南開大學
2021-02-01
氫能源車用納米結(jié)構(gòu)鎂基合金復合儲氫材料
針對車載氫能源的難題，開展納米結(jié)構(gòu)鎂基合金復合材料儲氫研究，特別開展了Mg納米線的儲氫性能研究。 MgH2（7.6wt% H2）是理想的輕質(zhì)儲氫材料之一，但其緩慢的吸放氫動力學和相對高的操作溫度，限制了它的發(fā)展。為了改善鎂基材料的儲氫性能，通過氣相傳輸?shù)姆椒ㄖ苽淞瞬煌蚊驳腗g納米線。結(jié)果表明，改變載氣流速、傳輸溫度和沉積基底，可以控制Mg納米線的長度和直徑。測試結(jié)果顯示，Mg納米線降低了脫附能壘，改善了熱力學和動力學性能。實驗結(jié)果顯示，直
南開大學
2021-04-14
氫能源車用納米結(jié)構(gòu)鎂基合金復合儲氫材料
針對車載氫能源的難題，開展納米結(jié)構(gòu)鎂基合金復合材料儲氫研究，特別開展了 Mg 納米線的儲氫性能研究。
MgH2（7.6wt% H2）是理想的輕質(zhì)儲氫材料之一，但其緩慢的吸放氫動力學和相對高的操作溫度，限制了它的發(fā)展。為了改善鎂基材料的儲氫性能，通過氣相傳輸?shù)姆椒ㄖ苽淞瞬煌蚊驳?Mg 納米線。
結(jié)果表明，改變載氣流速、傳輸溫度和沉積基底，可以控制 Mg 納米線的長度和直徑。測試結(jié)果顯示，Mg 納米線降低了脫附能壘，改善了熱力學和動力學性能。實驗結(jié)果顯示，直徑為 30-50nm 的 Mg 納米線具有良好的可逆儲放氫性能。研究成果發(fā)表在 J. Am. Chem. Soc.，J. Phys. Chem. C，J. AlloysCompds 等期刊上，授權(quán)發(fā)明專利 2 項。
南開大學
2021-04-13
5、高壓真空開關(guān)用銅鉻合金觸頭材料
本項目采用真空熔鑄方法，解決了 Cu-Cr 合金鑄造產(chǎn)生的成分偏析及組織不 均勻問題，得到的顯微組織細化、成分均勻化，尤其是合金中 Cr 粒子的細化問 題，大幅度提高耐電壓強度，同時又能保持銅的高導電性，觸頭的小型化才有實 現(xiàn)的可能。本方法還能回收利用生產(chǎn)廢料，因此生產(chǎn)工藝更為環(huán)保。而且生產(chǎn)成 本大大降低，性能還有所提高。本項目制備的觸頭材料,性能與國內(nèi)外同類產(chǎn)品 相比,在導電性,均勻性,組織細化等多方面全面領先。
上海理工大學
2021-01-12
高性能無鹵阻燃板
目前在阻燃材料領域最常用的技術(shù)有添加型阻燃技術(shù)和反應型阻燃技術(shù)兩種。在添加型 阻燃技術(shù)中，所用的阻燃劑為含鹵、含磷、含硼、含銻及其它金屬元素，能夠有效的阻燃，但 是其危害性很大，使用中會污染環(huán)境。因此，阻燃材料不僅要求其具有高的阻燃效率，而且要 求其燃燒時無毒、低煙、對環(huán)境影響小。添加無鹵阻燃劑 (氫氧化鋁或氫氧化鎂) 的阻燃材料 可以滿足這些要求。如果采用氫氧化鋁或氫氧化鎂，為了達到UL94V-0級，其質(zhì)量分數(shù)要達到 60％～70％，致使材料的拉伸強度、伸長率、沖擊強度降低。將本征阻燃聚合物如酚醛樹脂、 多乙炔苯、聚酰亞胺 (PI) 及其衍生物、聚苯并咪唑 (PBI) 等反應結(jié)合到基體樹脂上得到阻燃改 性的基體樹脂也是目前研發(fā)的方向之一。 材料的阻燃性，通常是通過氣相阻燃、凝聚相阻燃及中斷熱交換阻燃等機理來實現(xiàn)。凝聚 相阻燃機理是指在凝聚相中延緩或中斷阻燃材料熱分解而達到阻燃效果。阻燃材料燃燒時在其 表面生成難燃、隔熱、隔氧炭層，可阻止可燃氣進入燃燒氣相及外部熱源向材料的內(nèi)部傳遞， 致使燃燒中斷。本技術(shù)依據(jù)凝聚相阻燃機理，制了備高性能的無鹵阻燃板。
華東理工大學
2021-04-11