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本項目以生物質(zhì)廢棄物作為原材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高成本碳纖維生產(chǎn)方法有利于將農(nóng)業(yè)與工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合于生物經(jīng)濟中，制造可再生產(chǎn)品符合綠色經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 高質(zhì)量的碳纖維以其高強度、低重量及耐熱性等卓越性能可作為自行車、汽車、風車以及運動器械等諸多領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)材料。以生物質(zhì)廢棄物作為原材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高成本碳纖維生產(chǎn)方法有利于將農(nóng)業(yè)與工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合于生物經(jīng)濟中，制造可再生產(chǎn)品符合綠色經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略。木質(zhì)素是世界上最豐富的生物聚合物之一，但其分子結(jié)構(gòu)復雜且具有異質(zhì)性，且作為造紙及紙漿工業(yè)的廢棄物無法得到合理利用。

絕緣體-金屬相變材料領(lǐng)域。 利用簡單易行的方法制備大尺寸高質(zhì)量二氧化釩單晶體，實現(xiàn)了二氧化釩單晶體電阻的快速溫度響應。 

劉奇航及其合作者以最近由中科院物理所領(lǐng)銜的研究團隊發(fā)現(xiàn)的ZnCu3(OH)6BrF為例，采用修正后的單體平均場密度泛函理論方法，對這一體系的本征和摻雜行為進行了詳盡的模擬。研究發(fā)現(xiàn)，ZnCu3(OH)6BrF摻雜后，摻入的電子并沒有成為期待的“自由載流子”，而是局域在一個銅原子周圍，引起了局域形變。這種電子與束縛它的晶格畸變的復合體稱為極化子（如圖一所示）。本征材料的帶隙中形成新的電子態(tài)。因此，電子摻雜后，ZnCu3(OH)6BrF并沒有實現(xiàn)半導體到導體的轉(zhuǎn)變。相比之下，具有類似CuO4局部環(huán)境的銅氧化物高溫超導體的母體材料Nd2CuO4顯現(xiàn)除了不同的隨摻雜濃度變化的導電性。研究發(fā)現(xiàn)，低摻雜濃度時，銅原子附近形成較為擴展的極化子，因此在高摻雜濃度時，這些極化子之間的躍遷可以使系統(tǒng)導電性大大增加，實現(xiàn)半導體到導體的轉(zhuǎn)變，與實驗觀測很好地吻合。? 該研究圓滿地解釋了最近實驗上觀測到的Kagome晶格的鋅銅羥基鹵化物在摻雜后并不導電的現(xiàn)象，指出要在量子自旋液體實現(xiàn)超導，僅僅找到量子自旋液體體系是遠遠不夠的，還必須實現(xiàn)有效摻雜，注入一定濃度的“自由載流子”，為耕耘在該領(lǐng)域的實驗工作者提出了新的挑戰(zhàn)和實驗方向。

本發(fā)明公開了一種控制應變加載模式下的瀝青混合料仿真疲勞試驗方法，該試驗方法通過對瀝青砂漿進行疲勞試驗獲取瀝青砂漿疲勞失效條件，再通過生成瀝青混合料仿真試件進行疲勞試驗輸出疲勞表征變量，將輸出表征變量與疲勞失效條件相對比，從而得出瀝青混合料疲勞失效相關(guān)參數(shù)。本發(fā)明能夠很好地模擬瀝青混合料在進行四點彎曲疲勞試驗時的受力狀態(tài)，在獲得瀝青砂漿疲勞性能衰減規(guī)律的基礎(chǔ)上，可任意改變粗集料含量實現(xiàn)瀝青混合料疲勞過程的仿真模擬而不需要進行實際瀝青混合料疲勞試驗，解決了瀝青混合料疲勞試驗周期長，實驗結(jié)果離散性大，試驗成本高等問題，對于道路工程專業(yè)研究具有重要意義。

本發(fā)明公開了一種基于內(nèi)摩擦角的乳化瀝青冷再生混合料制備方法，根據(jù)推薦級配范圍調(diào)整再生材料級配；通過對再生混合料的土工擊實試驗確定最佳含水率與最大干密度；在最佳含水率下成型并養(yǎng)生試件，利用三軸壓縮試驗得出的內(nèi)摩擦角確定最佳乳化瀝青用量；在此最佳乳化瀝青用量下通過干濕劈裂試驗確定劈裂強度是否滿足設(shè)計要求；根據(jù)確定的再生材料級配、最佳含水率及最佳瀝青用量確定乳化瀝青冷再生混合料配比，并進行混合料性能測試。本發(fā)明相比于現(xiàn)行基于干濕劈裂強度的乳化瀝青混合料設(shè)計方法，在考慮材料抗拉強度的同時，更加針對地考慮了乳化瀝青混合料使用過程中的剪切應變導致的永久變形或剪切破壞。

團隊發(fā)明了小料頭/無料頭的楔橫軋成形工藝，將軸類成形的材料利用率提高至95%以上，實現(xiàn)楔橫軋軸類零件無料頭近凈成形。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 軸類件為機械裝備的關(guān)鍵零件之一，傳統(tǒng)工藝多為鍛造與切削方法加工制造。楔橫軋是一種高效節(jié)能節(jié)材的軸類件先進成形技術(shù)，與傳統(tǒng)的切削、鍛造成形方法比較，成本平均下降約30%，是成形軸類件的最佳工藝。 團隊發(fā)明了小料頭/無料頭的楔橫軋成形工藝，將軸類成形的材料利用率提高至95%以上，實現(xiàn)楔橫軋軸類零件無料頭近凈成形。發(fā)明了一種熱輥剪成形機構(gòu)，通過棒料剪切裝置中上、下軋輥進行擠壓剪切，得到所需的端面特定形狀，解決了復雜坯料端部形狀不易預成形難題。 團隊研制了抑制楔橫軋非對稱軋制軸向竄動的新型模具，實現(xiàn)了非對稱軸類件穩(wěn)定軋制，擴大了楔橫軋產(chǎn)品范圍，同時擴展到大型長軸類的非對稱件，發(fā)明了非對稱鐵路車軸可更換輥系自位型輥式楔橫軋機，這是國內(nèi)外首次設(shè)計完成的大型楔橫軋機，解決了軋制時軋件受力與變形不均勻及模具快速更換難題，為高鐵空心車軸等大型軸類件的國產(chǎn)化提供技術(shù)與設(shè)備保障。 在非對稱軸類件軋制以及無料頭楔橫軋成形方面的技術(shù)發(fā)明，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)發(fā)明鏈，申請發(fā)明專利18項，已授權(quán)發(fā)明專利11項，轉(zhuǎn)讓發(fā)明專利5項，出版專著3部。

航空發(fā)動機機匣是一種復雜薄壁零件，其加工變形問題是我國航空發(fā)動機制造的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。機匣毛坯組織結(jié)構(gòu)的均勻性是影響機匣加工變形的主要原因之一。鎳基高溫合金具有優(yōu)異的高溫強度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，是航空發(fā)動機機匣的主要原料。鎳基高溫合金鑄、鍛件組織結(jié)構(gòu)的無損檢測與定量評價是實現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)均勻性檢測與評價的基礎(chǔ)，有助于準確判斷毛坯制造質(zhì)量，表征制造工藝改進的有效性，降低機匣加工變形概率。 超聲檢測具有穿透能力強，靈敏度和分辨率高、可定位和定量檢測等優(yōu)點，在航空發(fā)動機大規(guī)格高溫合金構(gòu)件制造質(zhì)量檢測領(lǐng)域得到了廣泛應用。超聲檢測信號特征值與材料組織結(jié)構(gòu)變化、二次相或沉淀物的形成相關(guān)，具備有效評價鎳基高溫合金的組織結(jié)構(gòu)的能力。現(xiàn)有鎳基高溫合金鑄、鍛件組織結(jié)構(gòu)的超聲檢測以噪聲波高為主要判據(jù)，指標簡單、閾值設(shè)置嚴格、誤判率高，無法適應不斷改進的制造工藝。 組織結(jié)構(gòu)超聲定量評價技術(shù)的核心是確定微觀組織特征參數(shù)與超聲檢測特征參數(shù)之間的定量關(guān)系模型，其本質(zhì)是以模型待定系數(shù)為決策變量，以評價準確性為目標函數(shù)的優(yōu)化問題。超聲波在鎳基高溫合金中傳播時，受到晶界、相界、孿晶等復雜組織結(jié)構(gòu)的綜合作用，若采用聲速、衰減系數(shù)、非線性系數(shù)等單一超聲檢測參數(shù)對組織結(jié)構(gòu)進行建模與評價，會因信息量的缺失而導致評價誤差大；若增加檢測參數(shù)規(guī)模，則會導致所對應優(yōu)化問題的困難性大幅增加。 本研究以鎳基高溫合金組織結(jié)構(gòu)定量評價為主要研究對象，圍繞如何利用協(xié)同進化算法求解定量評價的大規(guī)模優(yōu)化問題、以及如何同時利用多種微觀組織特征參數(shù)對鎳基高溫合金進行綜合表征展開研究。科研成果為航空發(fā)動機機匣鎳基高溫合金毛坯制造質(zhì)量檢測、評價、性能預測提供技術(shù)支持，為制造工藝改進提供數(shù)據(jù)支持，也可進一步推廣至其它高溫合金、鈦合金等材料中。

基于CMOS工藝，設(shè)計了大量射頻、毫米波收發(fā)機和頻率源芯片； CMOS 90nm 60GHz 接收機芯片，集成片上天線，傳輸效率優(yōu)于IBM芯片90%； CMOS 90nm 21dBm 60GHz功率放大器，性能優(yōu)于Hittite商用GaAs芯片； CMOS 60GHz 移相器芯片，為開發(fā)毫米波相控陣芯片奠定良好基礎(chǔ)；

項目成果/簡介:目前鋰離子電池的能量密度已經(jīng)越來越不能滿足其在電動汽車、智能手機和大規(guī)模儲能方面的應用。鋰離子電池的能量密度低主要是因為所采用的正負極材料的比容量較低，尤其是負極材料石墨，其理論比容量為 372 mAh/g。目前研究最多的、最具有商業(yè)化前景的負極材料為硅基負極材料，其理論比容量為 4200 mAh/g，是石墨的十倍以上。據(jù)招商證券預計，硅基負極材料在 2020 年的市場使用量接近于 5 萬噸，銷售額接近于 50 億。 然而硅基材料在充放電過程中較大的體積變化率（>300%）限制了其商業(yè)化應用，較大的體積變化導致極片碎裂以及電解液在材料表面持續(xù)分解，從而造成其循環(huán)性能劇烈下降。另外，硅基材料為半導體，其導電性較差，從而導致硅基負極材料的倍率性能較差。如何解決硅基負極材料這兩大缺點是普及硅基材料在鋰離子電池應用的關(guān)鍵。 陳永勝教授課題組結(jié)合在納米技術(shù)和石墨烯材料領(lǐng)域的專長，經(jīng)過近 10 幾年的研究，采用低成本的原材料、易工業(yè)化的工藝技術(shù)制備了石墨烯包覆的硅基負極材料，主要技術(shù)創(chuàng)新點包括：1）采用獨特的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的納米技術(shù)將大粒徑的硅粉進行納米化處理，納米化大大緩解了硅在充放電過程中體積變化的問題，從而從根本上解決了硅基負極材料循環(huán)性能差的問題；2）石墨烯包覆則充分發(fā)揮了石墨烯導電導熱性能好、機械性能優(yōu)異、電化學性能穩(wěn)定等特點，改善了材料的鋰離子擴散性能和電子導電性，大大提高了功率特性； 14隔絕了硅與電解液的直接接觸，抑制副反應造成的電解液分解和材料侵蝕，提高了首次效率，延緩了使用過程中的壽命衰減；進一步減緩了充放電過程中硅的體積變化，維持材料結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，極大地提升了循環(huán)特性。效益分析:陳永勝教授課題組發(fā)明的石墨烯包覆硅基負極材料，從制備過程上講，具有工藝簡單、成本低廉、易工業(yè)化的特點；從性能上講，具有比容量高、穩(wěn)定性好、壓實密度大等優(yōu)點，與高比容量正極組成的鋰離子電池的能量密度是當前商業(yè)化鋰離子電池能量密度的數(shù)倍以上。

"印制電子技術(shù)是將功能性材料墨水印制在基材上，是微電子行業(yè)的一項重要革新，解決了傳統(tǒng)光刻技術(shù)存在的生產(chǎn)周期長、操作復雜、污染嚴重等問題。 課題組發(fā)明了一種無固體顆粒的噴墨打印用銀基導電墨水，該導電墨水是通過將一種有機銀絡(luò)合物溶解在溶劑中，同時加入微量的助劑充分溶解而獲得。突出優(yōu)點：（1）固化溫度低：在很低的分解溫度獲得納米銀顆粒（最低可