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一、項目進展 創意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業 入學/畢業時間 學號 惠翔 石油與天然氣工程學院 2020\2024 202031010333 三、指導教師 姓名 學院/所學專業 職務/職稱 研究方向 蒲曉林 石油與天然氣工程學院 博導、教授 油氣井工程 劉鷺 石油與天然氣工程學院 助理研究員 油氣井工程 四、項目簡介 深水鉆井液技術作為深水油氣開發的關鍵技術之一，需解決深水復雜地層井壁失穩、低溫流變性調控、天然氣水合物的生成等技術問題。本項目基于聚合物流行調節劑的研制，制備一套深水用恒流變油基鉆井液體系，以維持4~80℃條件下鉆井液流變性變化幅度小于30%。深入分析油水比、乳化劑、有機土、潤濕劑、加重劑等加量油基鉆井液流變性的影響規律，利用數學方法研究建立不同因素對流變性影響權重方程，為深水鉆井液的設計及應用提供理論基礎。

該鐵合金粉末平均粒徑小于500納米，比表面積大，強度高；與超細鐵粉相比，化學穩定性好，具有一定的磁性，可長時間在空氣中放置而不腐蝕，不變質，成型性好，阻尼性能好；適合取代超細鐵粉用于高端粉末冶金制造；適合用于阻尼涂料添加劑，對高頻振動波具有很好的吸收效果；適合用于磁流體材料添加劑，在弱酸、弱堿中能穩定存在而不被腐蝕。

一種基于硅基液晶的波長選擇開關，屬于光交換器件，解決現 有基于硅基液晶的波長選擇開關輸出端口數量受到限制的問題。本發 明由設置在光路上的輸入單模光纖、偏振轉換組件、反射鏡、傅里葉 透鏡、衍射光柵、硅基液晶相位空間光調制器、自聚焦準直透鏡陣列 和輸出二維單模光纖陣列構成。本發明對需要交換的光束利用硅基液 晶相位空間光調制器實現二維偏轉，使波長選擇開關輸出光纖陣列的 光束由一維向二維轉化，能夠大幅度增加波長選擇開關輸出端

聚氨酯（Polyurethane, PU）是一種新興的有機高分子材料，被譽為 “第五大塑料”，與橡膠材料相比，聚氨酯特殊的微相分離結構賦予PU良好的耐磨性、耐擦傷性、粘結性、柔韌性、優良的保光性與低溫性等卓越的性能而被廣泛應用于化工、輕工、電子、醫療、建筑、航空航天等眾多領域，是目前發展最快的特種有機樹脂之一。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 聚氨酯（Polyurethane, PU）是一種新興的有機高分子材料，被譽為 “第五大塑料”，與橡膠材料相比，聚氨酯特殊的微相分離結構賦予PU良好的耐磨性、耐擦傷性、粘結性、柔韌性、優良的保光性與低溫性等卓越的性能而被廣泛應用于化工、輕工、電子、醫療、建筑、航空航天等眾多領域，是目前發展最快的特種有機樹脂之一。自從1998年以來，國內聚氨酯產業發展迅速， 據統計，2020年，我國聚氨酯行業產量在1470萬噸左右，總產能約占全球總產能的36.4%，成為全球最大的聚氨酯生產國和消費國。隨著石油的日益枯竭和環境污染等問題的出現，尋求廉價、高效、可再生和環境友好的資源替代石化資源合成PU已迫在眉睫，這也是行業近年來需要重點解決的問題。

一種基于硅基液晶的波長選擇開關，屬于光交換器件，解決現 有基于硅基液晶的波長選擇開關輸出端口數量受到限制的問題。本發 明由設置在光路上的輸入單模光纖、偏振轉換組件、反射鏡、傅里葉 透鏡、衍射光柵、硅基液晶相位空間光調制器、自聚焦準直透鏡陣列 和輸出二維單模光纖陣列構成。本發明對需要交換的光束利用硅基液 晶相位空間光調制器實現二維偏轉，使波長選擇開關輸出光纖陣列的 光束由一維向二維轉化，能夠大幅度增加波長選擇開關輸出端

（一）項目背景 當前以硅、砷化鎵為代表的第一和二代半導體接近其物理極限，以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導體是當前國際競爭熱點，也是我國發展自主核心半導體產業、實現換道超車的難得機遇。氮化鎵（GaN）特別適合制作高頻、高效、高溫、高壓的大功率微波器件，是下一代通信、雷達、制導等電子裝備向更大功率、更高頻率、更小體積和抗惡劣環境（高溫抗輻照）方向發展的關鍵技術。 目前氮化鎵基射頻器件已接近于商用，需解決從走出實驗室到小量中試的最后“1 公里”，重點攻克其在可靠性工藝和量產穩定性的瓶頸。 以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導體是當前國際競爭熱點，也是我國發展自主核心半導體產業、實現換道超車的難得機遇。 半導體作為信息時代的“糧食”，將成為 5G 基建、特高壓、城際高鐵和城際軌道交通、新能源汽車充電樁、大數據中心、人工智能、工業互聯網等“新基建”七大領域發展的支柱性產業。而氮化鎵為代表的寬禁帶半導體先進電子器件，憑借其高效、高壓、高溫等優勢，將在“新基建”中大放異彩，可以彌補傳統半導體器件的技術瓶頸，滿足更高性能器件要求。 （二）項目簡介 5G 要求更高的數據傳輸速率，發射機的效率會出現指數級的下降。這種下降可以使用包絡跟蹤技術來修復，該技術已經在較新的 4G/LTE 基站以及蜂窩電話中采用。基站中的包絡跟蹤需要高速，高功率和高電壓，這些只有使用 GaN 技術才能實現。諸如 GaN 助力運營商和基站 OEM 等實現了 5Gsub-6-GHz 和 mmWave 大規模 MIMO 的目標。 GaN 可以說為 5Gsub-6-GHz 大規模 MIMO 基站應用提供了眾多優勢：1、在 3.5GHz 及以上頻率下表現良好，對比其他產品優勢明顯。2、GaN 的特性能轉化為高輸出功率，寬帶寬和高效率。采用 DohertyPA 配置的 GaN 在 100W 輸出功率下的平均效率達到 50%至 60%，明顯降低了發射功耗。3、在高頻和寬帶寬下的效率意味著大規模 MIMO 系統可以更緊湊。4、可在較高的工作溫度下可靠運行，這意味著它可以使用更小的散熱器。 根據 Strategy Analytics 的數據，預計 5G 移動連接將從 2019 年的 500 萬增長到 2023 年的近 6 億。所以需求還將不斷上漲。 根據Strategy Analytics的數據，預計5G移動連接將從2019年的500萬增長到2023年的近6億。所以需求還將不斷上漲。 Efficient Power Conversion 的首席執行官兼聯合創始人Alex Lidow 討論5G時也說道：“基站中的包絡跟蹤需要高速，高功率和高電壓，這些只有使用GaN技術才能實現。根據Yole Development公司發布的2018年度報告數據顯示，隨著全球整體數據流量的激增，我國5G產業將迎來大規模的需求增長。預計到2022年，我國5G基站規模將達到千億市場，5G基站數量將達百萬個。所以未來氮化鎵基射頻器件是5G通信基站收發端的核心。 氮化鎵基射頻器件是華為和中興發展 5G 通信產業的核心器件，西安電子科技大學氮化鎵射頻器件研究團隊自 2016 年起就與華為西安研究所、中興西安研究所等國內主流5G通信公司協同攻關開展氮化鎵基射頻器件的研究，目前承擔的流片服務項目合計約 500 萬元。 2017 年，西安電子科技大學與西安市高新區、西電電氣集團等聯合成立“陜西半導體先導技術中心”，中心致力于推動陜西第三代半導體產業發展，促進以氮化鎵為代表的射頻器件、功率器件等加速產業化，2019 年團隊向陜西半導體先導技術中心轉讓專利 35 項，作價 2000 萬元，雙方正在聯合推進搭建第三代半導體中試平臺，平臺將會立足西安，服務全國，提升氮化鎵基射頻器件量產工藝可靠性，實現相關技術成果轉化。 （三）關鍵技術 本項目由西安電子科技大學作為技術攻關的主要單位，制定技術路線，保障國家重大科技專項“高效 GaN 微波功率器件及可靠性研究”和“5G 移動通信 GaN 芯片可靠性機理研究”研究，與華為和中興聯合開展工程合作項目實施，加快解決器件工藝可靠性工程問題，重點開展氮化鎵微波功率與太赫茲器件工程技術研究，突破高性能低缺陷外延材料生長、高效率高可靠氮化鎵微波功率器件工藝技術等關鍵瓶頸問題，協助規模量產高效率 S-Ku 波段典型氮化鎵功率器件和模塊、5G 基站核心射頻模塊。

石墨烯增強金屬基復合材料制備及性能研究

白光光發射二極管以高效、節能、環保和長壽命等特點受到人們的廣泛關注，已被看作可以取代傳統照明光源的新型固態光源，成為當今照明領域的研究熱點。硅酸鹽體系熒光粉是一種可寬范圍波長激發，并在一個寬的波長范圍能實現發射光波長可調的發光基質，并且有著極高的光轉換效率，是實現與藍光芯片有效復合、改進發光性能的潛在基質。然而，硅酸鹽材料的制備條件比較苛刻，其合成溫度較高，系統相組成復雜，結構不易控制，比如在合成 Sr3SiO5 時，往往得到的是Sr3SiO5和Sr2SiO4的復合相，難以獲得單一物相的Sr3SiO

凹凸棒石粘土是一種具有規整孔道（0.36nm×0.64nm）和納米棒晶結構（棒晶長約 1-5 μm，直徑約 20-70nm）的天然一維納米材料， 具有獨特的吸附性能與膠體性能，與傳統涂料中使用的增稠劑有機膨 潤土相比，可大幅提高漆膜的光澤防止漆膜流掛現象和涂布過程中的飛濺現象，防止顏填料沉降，改善涂料水分，使涂料外觀均勻，并對微生物、鹽、輕度酸堿呈惰性，可有效改善涂料的穩定性。

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。