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長循環(huán)硅基復合薄膜負極
隨著微電子行業(yè)等微型化科技的快速發(fā)展，薄膜材料得到廣泛應用。薄膜電池作為微型電源器件具有廣闊發(fā)展空間。薄膜材料對于硅基負極而言，其短程儲鋰深度和單向膨脹的優(yōu)勢能夠有效克服硅基材料的本征導電率低和體積膨脹大的問題。開發(fā)無需粘結(jié)劑的硅基負極薄膜材料對于薄膜負極發(fā)展意義深遠。項目通過物理沉積方法，實現(xiàn)電極結(jié)構(gòu)設計與導電型材料復合，改善硅基材料低導電率問題，優(yōu)化硅基材料體積膨脹緩沖空間，從而完成無粘結(jié)劑硅基材料制備和倍率、循環(huán)等性能的提高。
廈門大學
2021-01-12
陶瓷顆粒/樹脂基復合材料
在化工等行業(yè)存在既有強的酸堿腐蝕又有磨料磨損的工況，這些工況下常用的金屬材料很難同時具有抵抗腐蝕和磨損的能力，本成果將耐腐蝕性很好的樹脂與耐磨性很好的陶瓷顆粒復合，彌補了這一不足，這是本成果的特點之一。本成果的另一特點是用于局部磨損的大型工件的修復（如水輪機葉片），該工藝操作簡單，實施容易，可在現(xiàn)場進行。因此具有很好的應用前景。本成果技術(shù)創(chuàng)新在于陶瓷顆粒的
西安交通大學
2021-01-12
顆粒增強鋁基復合材料
本項目是針對目前存在的顆粒增強鋁基復合材料進行的改進研究的成果。當前對于顆粒增強尤其是SiC顆粒增強鋁基復合材料的研究較多，制備方法多種多樣，但都存在孔隙率和含鐵量高及強度低的缺點。北京交通大學機械電子與控制工程學院材料成型研究室采用自行研發(fā)的真空雙攪拌技術(shù)有效的改進了材料的上述性能，制備出高質(zhì)量的SiC顆粒增強鋁基復合材料，并在國家“863計劃”（高速客車用金屬基復合材料制動件的研究及應用）中得到應用。本課題組制備的顆粒增強鋁基復合材料的斷口照片和金相照片如下圖。 功能及用途: 本項目具有高的比強度、比剛度、低密度、優(yōu)異的抗蠕變性與耐磨損性，具有良好的熱穩(wěn)定性及可控制的熱膨脹系數(shù)等。本項目在航空、航天、軍工、鐵路、汽車、光學、電子、體育器械等領域中有著廣闊的應用前景。 主要技術(shù)指標: 鋁基復合材料的性能見下表。 鋁基復合材料力學性能 材料 sb/MPa s0.2/MPa d/% E/GPa 20vol.%SiC/A356 330 305 1.0 106 15vol.%SiC/A356 303 286 1.3 96 孔隙率：≤0.9％含鐵量：≤0.2％ 投入產(chǎn)出分析: 本項目生產(chǎn)所需的設備簡單，材料的制備工藝便于控制，制備費用低。以20vol.%SiC/A356材料為例加以說明。 主要材料的市場價格：A356 的市場價格按3萬元/噸，SiC顆粒的價格按2.5萬元/噸計算。 生產(chǎn)1噸20vol.%SiC/A356復合材料的成本約為（3×0.8+2.5×0.2）/0.7=4.2萬/噸，而1噸20vol.%SiC/A356復合材料的市場價格大約是15萬元，經(jīng)濟效益明顯。 市場應用前景： 環(huán)保和節(jié)能已經(jīng)成為當今各行業(yè)發(fā)展的主流。本項目的SiC顆粒增強鋁基復合材料是以工業(yè)上用的ZL101A為基體，以工業(yè)磨料SiC顆粒為增強體而制備的，制備成本較低，材料的價格大幅低于購買國外同類產(chǎn)品的價格；本項目較好的制備質(zhì)量和力學性能使其能夠在航空、航天、軍工、鐵路、汽車、光學、電子、體育器械等領域中得到廣泛的應用。因此，使用本項目能夠取得良好的社會和經(jīng)濟效益。
北京交通大學
2021-04-13
固體廢物基環(huán)保新材料
在工業(yè)生產(chǎn)中，有大量固體廢物產(chǎn)生，如污泥、赤泥、鋼渣、化工廢渣等， 固體廢物的減量化、無害化和資源化是目前的潮流和發(fā)展的趨勢。 針對以上各種問題，本項目以工業(yè)固體廢物為主要原料，開發(fā)出了輕質(zhì)、 超輕污泥陶粒制備工藝；發(fā)明了用于處理高濃度難降解有機廢水的輕質(zhì)陰、陽 極水處理濾料、抗板結(jié)系列粒狀鐵碳微電解填料；發(fā)明了用于工業(yè)廢水深度處 理的基于固廢陶粒的水處理技術(shù)；發(fā)明了基于污泥陶粒的綠色建材混凝土砌塊 和適用于民用建筑的室溫調(diào)節(jié)，具有顯著節(jié)能效果的污泥陶粒—多元脂肪酸相 變材料，取得了系列創(chuàng)新性的研究成果。環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益顯著。 本項目包括一套完整的固體廢物基環(huán)境友好材料成套技術(shù)，包括輕質(zhì)/超輕 污泥陶粒、污泥與工業(yè)固體廢物基微電解粒狀材料的研發(fā)、工業(yè)化生產(chǎn)及實際 應用。
山東大學
2021-04-13
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超細/ 納米 WC 基復合粉
原創(chuàng)性開發(fā)出 WC 基復合粉末的制備技術(shù)，粒徑分布為 60-500nm，成分為 WC-Co，WC-Co- Cr，WC-η 等含量可調(diào)。技術(shù)特色和優(yōu)勢為： （1）使用常規(guī)設備，顯著簡化了工藝路線和縮短了生產(chǎn)周期，且具有能耗低、排放少、節(jié)能環(huán)保的 突出特點，低成本、短流程。（2）復合粉的粒度及分布可控，物相純凈，易于控制缺碳相和游離碳。（3）粘接相在WC 基體中分布均勻，解決了納米相極易團聚的問題。（4）復合粉熱力學性質(zhì)穩(wěn)定，在加熱中不易突發(fā)晶粒粗化。（5）技術(shù)路線的特點和要求易于實現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)業(yè)化。超細/ 納米WC 基復合粉是耐磨損耐腐蝕硬質(zhì)合金防護涂層、高性能硬質(zhì)合金塊材生產(chǎn)的關(guān)鍵原料。
北京工業(yè)大學
2021-04-13
水泥基化學增強加固材料
水泥基地面和結(jié)構(gòu)件因為各種原因會出現(xiàn)起灰、起砂現(xiàn)象，嚴重影響水泥基材料的使用壽命。本材料通過水性物質(zhì)滲透到地面混凝土內(nèi)部，與混凝土的水化產(chǎn)物，如氫氧化鈣等發(fā)生化學反應，生產(chǎn)新的 物質(zhì)。該化學反應的速度快，一般能夠在 7 天時間內(nèi)迅速提高混凝土的強度，消除或者減輕地面起灰、起砂現(xiàn)象。該反應是不可逆的，因此不會出現(xiàn)再次起灰起砂。產(chǎn)品的施工方法簡單，通過噴灑在混凝土 表面即可。視原有混凝土的狀況差別，增強后的地面顯著性能改變是耐磨性增加 3-5 倍，消除或者減輕起灰起砂。地面粘接強度增加 2-7 倍，在此基礎上施工其他面層，如水泥自流平、環(huán)氧樹脂地面不會再有起皮現(xiàn)象。同時抗油滲、水滲性得到極大提高。
北京工業(yè)大學
2021-04-13
鎂基鐵水爐外脫硫技術(shù)
北京科技大學鎂基鐵水爐外脫硫(MDS)研究組是由長期從事鋼鐵冶金、傳輸傳熱、機械設計等涉及多學科的專門人才組成，具有深厚的理論基礎、設計能力和豐富的實踐經(jīng)驗。自1996 年開始以來，先后進行了基礎理論研究、冷態(tài)和熱態(tài)模擬實驗、半工業(yè)試驗和在天津鋼廠 30t 鐵水包內(nèi)進行了工業(yè)試驗。工業(yè)試驗共處理鐵水 5l0t，耗鎂 250kg，將化鐵爐鐵水的硫含量穩(wěn)定地從 0.075％左右降至 0.025％以下；同時獲得鎂基鐵水爐外脫硫工藝成本 24元／t—iron 的結(jié)果，開創(chuàng)了小噸位(容量小于 30t)、淺熔池(深度小于 1.4m)使用鎂基脫硫劑對鐵水進行爐外脫硫的先河。工業(yè)試驗的工藝設計、關(guān)鍵設備(包括自控系統(tǒng))的設計與制造及熱試車均由課題組自主完成，同時工業(yè)試驗所用脫硫劑生產(chǎn)技術(shù)也由課題組提供。該技術(shù)可以進行工程化運作。國家專利局已于 1999 年 11 月 2 日受理了該技術(shù)的專利申請，專利號為 99122342x。該技術(shù)可應用于煉鋼鐵水的脫硫和化鐵爐鑄造用鐵水的脫硫等領域。
北京科技大學
2021-04-13
納米纖維基凝膠電解質(zhì)
凝膠電解質(zhì)具有電導率高，界面電阻小，安全性高，穩(wěn)定性好等優(yōu)勢，有望替代傳統(tǒng)鋰金屬電池液體電解液，解決鋰金屬電池的電解液泄露、高溫脹氣、鋰枝晶等安全問題。納米纖維具有纖維直徑小、比表面積大、孔隙率高、柔軟、耐高低溫及有機溶劑腐蝕等特點，保證納米纖維鋰離子電池凝膠電解質(zhì)具有很強的吸液和保液能力。納米纖維作為凝膠電解質(zhì)支撐層不僅保證具有足夠的吸收聚合物液體的能力，而且保證電解質(zhì)的柔性，為可穿戴電子設備提供柔性電源。納米纖維凝膠電解質(zhì)具有以下優(yōu)勢:1）具有足夠的化學和電化學穩(wěn)定性，有一定的耐濕性和耐腐蝕性；納米纖維凝膠電解質(zhì)膨脹收縮現(xiàn)象不明顯，小于 5%，電化學穩(wěn)定窗口在 0-5 183 / 298V，滿足鋰離子電池使用要求，甚至為高壓正極材料提供保證。2）對電解液潤濕性好，有足夠的吸液保濕能力；納米纖維高的孔隙率，且大部分孔都是連通孔，保證了凝膠電解質(zhì)與電極之間良好的浸潤性，增加了離子導電性，提高電池的容量，改善電池的充放電效率和循環(huán)性能。3）高低溫性能優(yōu)異，電導率高；電池的使用溫度范圍通常在-20-60 oC，商用 PP 膜在 100 oC 保持 10 min 收縮率達 10%，但納米纖維隔膜在 140 oC 下橫向和縱向收縮率<2%，在 50 oC 高溫條件下，相比于商用隔膜循環(huán)小于 100 次，納米纖維隔膜在循環(huán) 300 次后容量保持在 83.5%。4）具有一定的抗張強度和抗刺穿強度；納米纖維膜的垂直拉伸強度>3.035 N，避免了凝膠電解質(zhì)被鋰枝晶刺穿，發(fā)生短路，提高安全性。5）成本低，適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；我們從設備到工藝已實現(xiàn)自主研制和開發(fā)，靜電紡納米纖維膜已實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
北京科技大學
2021-04-13
高性能氮化鎵基電子材料
已有樣品/n中科院半導體所是國內(nèi)最早開展 GaN 基電子材料研發(fā)的單位，并一直在該領域起著引領、 示范和帶動作用。經(jīng)過盡二十年的自主創(chuàng)新，攻克了 2 英寸和3英寸藍寶石、碳化硅和硅襯底上GaN 基電子材料外延生長的關(guān)鍵科學技術(shù)問題，在高阻 GaN 外延材料、高遷移率 GaN 外延材料、高遷移率 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)材料等方面形成了系統(tǒng)的自主知識產(chǎn)權(quán)，設計并研制出了多種具有特色的 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)構(gòu)電子材料，并實現(xiàn)了批量供片。市場預期：該技術(shù)是采用金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）
中國科學院大學
2021-01-12
發(fā)現(xiàn)高性能SnTe基熱電材料
熱電材料是能夠?qū)崿F(xiàn)熱能與電能直接相互轉(zhuǎn)換的新能源材料，在熱電制冷和廢熱發(fā)電等方面有著廣泛的應用前景，對于提高現(xiàn)有能源利用率和緩解能源危機有重要作用。相比于傳統(tǒng)熱電材料PbTe，SnTe由于其廉價、環(huán)保等優(yōu)勢而被廣為關(guān)注。然而由于其極低的賽貝克系數(shù)（seebeck coefficient）長久以來SnTe的最高以及平均熱電轉(zhuǎn)換效率都遠低于PbTe。 文章指出在銦元素摻雜引入共振能級的情況下，將SnTe與AgSbTe2復合，從而在優(yōu)化材料功率因子的同時，降低了材料的晶格熱導率。此外，透射電鏡表明兩者是以完全固溶的形式而非兩相復合的形式存在。最終，在873K時的最高zT優(yōu)值達到1.3，并在323K-873K溫度區(qū)間內(nèi)的平均zT優(yōu)值達到0.84，是本征SnTe的3.44倍，為目前該體系平均zT值的最高水平。這種將引入共振能級和多相固溶結(jié)合起來的方法，也為提升其他體系熱電材料的性能指出了一個值得嘗試的方向。
南方科技大學
2021-04-13