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本研究以多元低維碳材料為發熱主體，構建由不同形態的碳材料之間協同作用，搭建三維立體載流子傳輸通道的水性電熱油墨體系。通過理論分析與實驗數據相結合的方式，揭示導電填料的微觀形貌、粒徑、導電性以及流變性與油墨電熱性能的關聯關系。 一、項目分類 顯著效益成果轉化 二、成果簡介 創新性： 本研究以多元低維碳材料為發熱主體，構建由不同形態的碳材料之間協同作用，搭建三維立體載流子傳輸通道的水性電熱油墨體系。通過理論分析與實驗數據相結合的方式，揭示導電填料的微觀形貌、粒徑、導電性以及流變性與油墨電熱性能的關聯關系。根據發熱器件的實際使用需求，指導油墨配方的調整，明確提高電熱轉化效率的關鍵因素，并以此為指導得到高電熱轉化效率、低成本、低功耗、可大規模生產制備的碳系水性電熱油墨。 先進性： 進入二十一世紀以來，國內外許多公司和科研機構都致力于研發低成本高電熱效率的電熱膜，快速的加熱性能和低驅動電壓是其核心目標；大規模低成本的制備工藝、均勻的加熱分布、電熱膜的耐用性及其規模化生產仍然是一個挑戰；良好的柔韌性以及動態穩定性是實現其大范圍應用的關鍵；環保無毒害是未來發展的必然趨勢。針對上述問題，本項目構建了一種多元碳體系水性電熱油墨。該油墨以水為溶劑，炭黑、納米級石墨片、少層石墨烯和碳納米管等碳系材料作為導電發熱填料，水性樹脂作為連接料，利用不同形態碳材料之間的橋接效應和協同作用，降低電熱油墨的滲流閾值并提升電加熱性能。該電熱油墨具備低功耗、低成本、低單位面積使用量的特性。研究了碳材料本身的結構和性能、不同配合體系油墨的導電、導熱機理，優化制備方法，形成高電熱轉化效率、適用于各種復雜場景使用的多元碳體系電熱油墨，具有較高理論和實踐意義。 獨占性 針對目前市場上的碳體系電熱油墨工作電壓高（220 V）、實際電熱轉化率低、功耗大、發熱性能難以滿足復雜多變的應用場景、難以規模化生產等問題。本項目擬以低成本、大規模制備、高電熱轉化效率、綠色環保為目標，構建多元碳體系電熱油墨。利用機器學習方法揭示額定條件下油墨的電熱轉化效率與體系中碳材料的形貌結構、碳材料與連接劑和分散劑等的配比以及制備工藝之間的關聯性；探討界面處發生的各種熱力學和動力學問題；研究多元碳材料之間的協同作用。構建了在24 V~220 V條件下均可使用且能量內耗低、電熱轉化效率大于90 %、油墨用量少的環保性碳系水性電熱油墨。并實現絲網、凹版一次印刷即可滿足24 V工作電壓的使用需求，提高了生產效率，拓寬了應用范圍和領域。

產品詳細介紹 全不銹鋼真空碳管爐  產品編號：898435416  ◎產品說明  設備特點：  本電爐為周期作業式，廣泛用于功能陶瓷、光學材料、碳復合材料、硬質合金、粉末治金等高溫下進行上海燒結處理，也可在充氣保護下成型燒結。  技術參數：  1、型號：ZT-20-22   2、 額定功率：20KW   3、 額定溫度：2200℃  4、儀表控溫精度：正負1℃   5、控溫方式：鎢錸熱電偶+紅外衣  6、工作區尺寸：直徑80x100mm   7、冷態極限真空度：5x10-3 Pa   8、壓升率：2Pa/h   9、電源電壓：380V 50Hz 單相  10、充氣壓力：<0.03Mpa（可充氮氣、氬氣）   11、發熱元件：石墨管（高純石墨）  結構組成與說明  1、爐體：采用雙層水夾層結構，"內層為不銹鋼（1Gr18N9Ti）拋光。上、下法蘭組焊筒形結構，法蘭平面開設封閉槽。采用“0”圈真空密封，并設有水冷裝置（防止因溫度過高“0”圈老化）。開設有抽氣、熱電偶、紅外儀等。  2、爐蓋：采用雙層水夾層封頭結構，設有觀察窗，屏蔽鎖緊、開啟裝置，并通水冷。  3、爐底：采用雙層水夾層封頭結構，設有電極引出裝置，支撐平臺等，并設有水冷裝置。  4、爐架：山型鋼及鋼板組焊成箱式結構，爐體安裝放在箱體內，美觀大方。  5、真空系統：又一臺K-100擴散泵配冷阱，一臺2XZ-8D直聯泵、手動高真空蝶閥、真空壓力表（Pa）、充氣閥、放氣閥和真空管路等組成，擴散泵采用金屬波紋軟管快速接頭聯接（減緩震動），真空度的測量采用數顯復合真空計。  6、控制系統PLC控制：控制系統是由我公司自行開發人機對話操軟件，畫面顯示友好，操作簡單，要以爐內工況進行實時監測，軟件彩色模擬屏顯示，加熱升溫顯示及真空閥門的控制都集成到電腦上操作，現場也可以手動操作，需要電腦操作時，直聯由232接口連接到筆記本電腦上啟動軟件，可檢測到各種狀態，也可通過485通訊連接到辦公室操作，本設備可采納溫度、真空度曲線和燒結時間，方便用戶根據歷史曲線分析燒結工藝。控溫方式為1300℃以下熱電偶升溫。1000℃-2200℃紅外儀表自動控制。壓力控制可采用手動及自動方式。控制系統上設有過流、超溫及斷水等分類報警功能。  7、氣路系統：整個系統中設有1個j進氣口、1個放氣口、可沖氣氛。  8、電氣控制：采用各種管道閥等相關裝置組成，具有斷水聲光報警自動切斷電源能。 

產品詳細介紹  紅外碳硫分析儀 1HW型 紅外碳硫分析儀 是冶金與機械行業重要的分析儀器之一，可對鋼、鐵、合金、碳化合物、礦石、水泥、陶瓷、玻璃等固體材料中的碳和硫進行分析。我公司生產的1HW型紅外碳硫分析儀是集光、機、電、計算機、分析技術等于一體的高新技術產品，具有測量范圍寬、分析結果準確可靠等特點，屏幕顯示的圖、文及數據的采集、處理等都達到了目前國內先進水平，是諸多行業測定碳、硫兩元素理想的分析設備。 紅外碳硫分析儀  主要技術參數: 1、 測量范圍：   碳：0.0001%-6.0000%(可擴至99.999%) 硫：0.0001%-0.3500%(可擴至99.999%) 2、 準確度及精密度： 準確度：  碳符合ISO9556-94標準 硫符合ISO4935-94標準 精密度：  符合國家計量檢定規程JJG395-97標準 3、 分析時間：25-60秒可調，一般在35秒左右 4、 最小讀數：0.00001% 5、 電子天平：稱量范圍：210g 讀數精度：0.001g（可選配精度為0.0001g的電子天平） 紅外碳硫分析儀  的結構： 本儀器共分五個部分：紅外檢測部分、高頻感應加熱部分、電腦、打印機、電子天平等，紅外檢測裝置中有模塊電源、電源插座、保險絲和主機板。另有雙層屏蔽氣體分析室，室內有碳測試室和硫測試室。 紅外碳硫分析儀 紅外檢測原理 CO2、SO2等氣體分子在紅外光波段，具有選擇性吸收譜圖，當此特定波長的紅外光通過CO2或SO2氣體后，能產生強烈的光吸收，由于探測器是將光信號轉換為電信號，當探測器工作在線性區域內，  當選定某一特定波長并且確定了分析池（吸收池）長度時，由測量光強能換算出混合氣體中被測氣體的濃度，這就是紅外吸收法能定量測量氣體濃度的基本原理。本儀器選定的測量波長：CO2為4.26um，SO2為7.4um。 更多有關紅外碳硫儀資料信息可參考這個網站：http://www.nsfcn.com

產品詳細介紹  紅外碳硫儀主要特點： 1.      品牌電腦，進口品牌電子天平等均保證了操作的穩定性和數據的可靠性。 2.      不需動力氣體，化學試劑，只需使用氧氣。 3.      全中文菜單操作，測試軟件功能齊全，對任何操作人員均不存在障礙。 4.      擁有自我診斷和保護功能，出現錯誤自動報警，并可進行遠程診斷。 5.      大功率高頻電路設計，采用高頻功率管，減輕高頻燃燒系統的負載，提高使用壽命；可根據客戶需求，任意設置碳吸收池、硫池吸收數量，保證了高碳、低碳、高硫、低硫測定的精密度和準確度。 紅外碳硫儀主要技術參數： 1.      測量范圍: 碳：0.00001%～99.9999% 硫：0.00001%～99.9999% 2.      測量時間：25～60秒可調 （一般在35秒） 3.      測量精度：符合國家計量檢定規程JJG395-97標準 4.      測量準確度：碳：符合ISO9556～94標準 硫：符合ISO4935～94

項目背景： 超高強汽車用鋼具有超高的強度和優異的塑性，是汽車輕量化的理想材料，受到汽車制造行業的廣泛關注。根據國家強國戰略咨詢委員會發布的《節能與新能源汽車技術路線圖》，汽車輕量化近期和中期目標為：重點發展超高強鋼和先進高強鋼技術，實現高強鋼在汽車中的應用比例達到 50%以上；重點發展第三代汽車鋼和鋁合金技術，并推進其產業化應用。因此，在車身結構件上應用超高強鋼是汽車行業極具潛力的發展方向之一。然而，超高強鋼在使用中還存在較多的應用瓶頸，比如其成形窗口窄、邊部開裂、回彈、可焊性差等問題。在所有問題中，回彈最為突出，并且隨著強度增加，回彈的傾向和嚴重程度不斷增大。在此背景下，開展針對超高強鋼回彈技術的研究，采取有效手段控制回彈，可有效推進高強鋼在汽車車身上的應用。 關鍵工藝技術： 項目的關鍵工藝技術為：基于組織演變的回彈行為控制技術，即基于超高強鋼成形過程中的組織演變與回彈的內在關系，提出回彈行為的控制技術。通過分析超高強汽車用鋼在成形過程中的 local misorientation 等微觀組織、力學性能和彈性模量的變化，總結影響超高強鋼的回彈機理，建立超高強鋼回彈預測模型，最終實現超高強鋼的回彈行為控制。

超高韌性混凝土（UHTCC） 硬化后具有顯著的應變硬化特征，在拉伸荷載作用下可產生多條細密裂縫，極限裂縫寬度小于0.1mm，極限拉應變可穩定地達到3％以上。該材料的極限拉應變是混凝土拉應變 (0.01%)的300倍以上，鋼筋屈服應變 (0.15%) 的20倍以上。采用UHTCC永久性模板-結構一體化設計方法，在模板設計過程中，使用模板的連接件和面板來分散混凝土主體結構上的裂縫，借助UHTCC材料的裂縫無害化分散能力將混凝土結構可能產生的裂縫分散成寬度小于0.1mm的無害裂縫，通過這樣的方法可以有效控制大體積混凝土表面的裂縫，從而提升其耐久性

大跨徑橋梁需采用輕質高強的鋼橋，然而鋼橋橋面疲勞開裂和鋪裝層頻繁破損每年給國家帶來巨大的經濟損失和不良的社會影響，如武漢三橋“10年24修”等，屬世界性難題。針對這一問題，邵旭東教授成功研發了專用于鋼橋面的超高韌性混凝土（STC）材料，攻克了收縮、開裂、疲勞、薄層組合等一系列難題。鋼—STC輕型組合橋面能將橋面局部剛度提高40倍以上，延長鋼橋面抗疲勞壽命超3倍；鋼橋面鋪裝的難題不復存在。鋼—STC輕型組合橋面的使用壽命達100年，遠超常規鋼橋面鋪裝5~10年的壽命，初始成本略高，全壽命成本遠低于傳統鋪裝。該成果適用于各類新建或改建鋼橋橋面。目前在國內橋梁界影響巨大，受到權威橋梁專家的高度評價，獲得7項發明專利，頒布了相關地方標準，包括洞庭湖二大橋等20余座大型鋼橋已采用此橋面方案。

納米孔道的離子輸運現象是材料科學和生物物理等領域研究的熱點。當納米孔道的尺度達到納米即接近分子大小時，將會出現許多奇異的輸運現象。研究這些輸運現象對于了解細胞膜離子通道機制，制備新型高效分離設備淡化海水、處理污水，探索新型DNA測序方法等都有重要意義。基于核徑跡高分子膜制備的納米孔具有結構堅韌富有柔性并且可以高效大規模制備的優點，但是由于已沿用六十多年的傳統化學蝕刻制備法不便可靠控制蝕刻速率，無法達到亞納米尺度。劉峰和王宇鋼課題組基于多年來核徑跡納米孔研究工作的基礎（JACS，2008,2009；AFM, 2010,2011; EES, 2011等），首次通過高能重離子轟擊高分子膜并進行充分紫外線照射，不進行蝕刻而成功制備亞納米尺度的核孔膜 （Qi Wen, et al., Advanced Functional Materials，2016, Cover Highlights)。該膜具有超高離子選擇性，比如陰陽離子選擇性高達108，但導通量離實際應用尚有一定距離。事實上，選擇性和通量對于所有離子分離膜都是一對難以調和的矛盾。2017年《Science》專門就此發表題為“Maximizing the right stuff: The trade-off between membrane permeability and selectivity”的長篇評述文章，指出分離膜研究的正確方向是要同時具有高選擇性和高通量。通過優選高分子膜并利用新的制備工藝，劉峰、王宇鋼課題組所獲得的新型納米尺度核孔膜，在保持堿金屬離子與重金屬離子高選擇性的同時，將離子的輸運率提高了3個數量級 （圖A）。 這種納米核孔膜的優異分離性能突破了傳統的分離膜和氧化石墨烯等新型分離膜的局限 （圖B）。與此同時，他們還建立了高分子納米孔模型并通過分子動力學模擬揭示，一方面由于孔的半徑在0.5納米左右極大減少了脫水勢壘的阻礙從而極大提高了輸運量，同時由于部分脫水的離子和表面吸附的電荷之間的相互作用而保持了高選擇性 （圖C）。 這項研究揭示了納米孔道的離子輸運新機制，并且為突破高選擇性和高輸運率的矛盾提供了新的思路。通過該方法所制備的高分子膜在過濾重金屬元素的水凈化，制備新型電池等方面也有重要應用價值。