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利用輻射技術(shù)研制電池的離子交換隔膜，最早從日本原子能研究所開始，出發(fā)點是代替Nafion的工藝，制備性價比更高的膜材料。電離輻射技術(shù)，特別是基于電子加速器的電子束輻射加工技術(shù)，不使用催化劑/引發(fā)劑，室溫操作，高效快速, 適合大量生產(chǎn)。目前輻射加工技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)材料的生產(chǎn)，如電線、電纜、輪胎、發(fā)泡材料、熱收縮材料等行業(yè)。本項目是在早期輻射接枝技術(shù)制備離子交換膜的基礎(chǔ)上，在工藝體系中使用功能化離子液體代替含有陰陽離子一般離子交換功能基團，成功制備出具有更高耐熱、化學(xué)穩(wěn)定性、良好導(dǎo)電性、極為優(yōu)異抗釩離子滲漏的兩性離子交換膜（HUST-IL膜），并且在釩液流電池中的實際電池測試實驗中電池效率優(yōu)于Nafion系列膜。需要特別指出的是，本項目在制備工藝方面取得了重要突破，不需要一般陽離子交換膜中的磺化工藝，非常環(huán)保，并且在工藝上成功發(fā)展出替代傳統(tǒng)固液接枝反應(yīng)的工藝體系，避免了接枝反應(yīng)的復(fù)雜工藝和質(zhì)量控制問題；本項目的工藝技術(shù)，使電池隔膜的輻射制備工藝從傳統(tǒng)的輻射接枝轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛浣宦?lián)工藝，通過鋪膜和固體膜輻照即可完成制備，與現(xiàn)有電線電纜片材的輻射交聯(lián)工藝通用，工藝簡單，極易量產(chǎn)和推廣。 【技術(shù)優(yōu)勢】 (1) 本項目所得到的HUST-IL隔膜產(chǎn)品，其釩離子滲透率比Nafion膜（Nafion115，117）降低約1200倍，導(dǎo)電率提高3倍以上，電池效率實現(xiàn)了對Nafion膜的超越； (2) 在制備工藝方面的重要突破：不需要一般陽離子交換膜中的磺化工藝，非常環(huán)保，并且在工藝上成功發(fā)展出替代傳統(tǒng)固液接枝反應(yīng)的工藝體系，避免了接枝反應(yīng)的復(fù)雜工藝和質(zhì)量控制問題； (3) 本項目電池隔膜的輻射制備工藝從傳統(tǒng)的輻射接枝轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛浣宦?lián)工藝，通過鋪膜和固體膜輻照即可完成制備，與現(xiàn)有電線電纜片材的輻射交聯(lián)工藝通用，工藝簡單，極易量產(chǎn)和推廣。 【技術(shù)指標】 HUST-IL隔膜產(chǎn)品：釩離子滲透率比Nafion膜（Nafion115，117）降低約1200倍，導(dǎo)電率提高3倍以上，電池效率實現(xiàn)了對Nafion膜的超越。

光柵尺寸在國際上居于領(lǐng)先地位，最大達到了 1400mm， 遠超對手的 940mm；研制了一系列國內(nèi)首臺(套)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的米量級光柵研制工藝關(guān)鍵設(shè)備；在國際上首創(chuàng)了曝光拼接方法，實現(xiàn)了利用小口徑曝光系統(tǒng)，制作出了遠 大于曝光系統(tǒng)口徑的光柵；掌握了脈沖壓縮光柵設(shè)計、工 藝容差分析和工藝過程控制技術(shù)，通過對曝光監(jiān)測、顯影監(jiān)測和刻蝕監(jiān)測來保證光柵制作工藝的穩(wěn)定性，保證了光柵制作質(zhì)量；首次對大口徑高閾值光柵采用了綜合清洗技術(shù)處理，提高了光柵的衍射效率和抗激光損傷閾值。 

當金屬材料內(nèi)部的晶粒尺寸減小至納米尺度，材料的強度將依Hall-Petch關(guān)系大幅度提高。但當納米晶金屬塑性變形時,位錯變得極難在如此小的晶粒內(nèi)部保留下來，導(dǎo)致材料喪失應(yīng)變硬化能力，很容易發(fā)生塑性變形局域化而失穩(wěn)。

根據(jù)強化手段的不同，高強化銅合金可分為兩類: 沉淀強化銅合金和彌散強化銅合金。沉淀強化銅合金是利用過飽和固溶體的脫溶沉淀，通過時效熱處理，達到強化效果。但沉淀析出相在高溫下會聚集長大或重新固溶于基體中，隨著強化相的消失，沉淀強化作用也隨之消失，從而限制了這類銅合金的使用溫度和應(yīng)用范圍。目前被大量使用的鉻鋯銅合金就屬于這一類，其表現(xiàn)為導(dǎo)電、導(dǎo)熱性損失較大，軟化溫度低(僅為500℃) 等。因此，鉻鋯銅合金在做點焊電極材料使用時經(jīng)常出現(xiàn)變形、粘附、使用壽命不長及熔敷現(xiàn)象，頻繁的整修和更換電極嚴重影響了工作效率的提高。彌散強化銅合金則是通過在金屬基體中引入高度分散的熱穩(wěn)定性強的第二相質(zhì)點，阻礙位錯運動，以達到提高強度的目的。而Al2O3粒子硬度高，熱力學(xué)和化學(xué)穩(wěn)定性高，熔點高，在接近銅基體熔點的溫度下也不會明顯粗化，可以有效提高合金的高溫強度和硬度。因此，Al2O3彌散強化銅合金可以用在電阻焊電極、集成電路引線框架、微波管結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料、高速列車架空導(dǎo)線、熱核實驗反應(yīng)堆、連鑄結(jié)晶器等方面。本研究開發(fā)的Al2O3彌散強化銅合金在保證傳統(tǒng)工藝內(nèi)氧化、還原徹底性和燒結(jié)致密性的前提下簡化了工藝過程降低了生產(chǎn)成本。

相較于傳統(tǒng)聚合物發(fā)泡所用化學(xué)發(fā)泡劑和氟利昂類、烷烴類等物理發(fā)泡劑，采用超臨界CO 2 或N 2 作為發(fā)泡劑，不僅氣體原料來源豐富，價格便宜和環(huán)境友好，符合日益嚴格的環(huán)保要求，而且所得到的泡孔尺寸更小，孔密度更大且泡孔形態(tài)更容易控制，生產(chǎn)過程安全性也大大提高。 自主研發(fā)了超臨界CO 2 擠出和模壓發(fā)泡技術(shù)，包括超臨界流體恒流進氣系統(tǒng)和裝備，以及適于超臨界CO 2 發(fā)泡過程的雙階、單階擠出發(fā)泡和模壓發(fā)泡系統(tǒng)和裝備，并可基于CO2 和聚合物的相互作用快速確定優(yōu)化的發(fā)泡工藝。采用超臨界CO2 擠出發(fā)泡技術(shù)制備了泡孔尺寸0.5～1 mm，發(fā)泡倍率5～20倍的聚酯PET、聚苯乙烯PS、聚丙烯PP、聚乳酸PLA和聚乙烯PE等發(fā)泡棒材。采用超臨界CO 2 模壓發(fā)泡技術(shù)制備了泡孔尺寸1～50 μm，發(fā)泡倍率5～20倍的發(fā)泡片材。另外采用Mucell超臨界流體注塑成型制備了泡孔尺寸1～100 μm、較實體材料減重5～30%而力學(xué)性能不損失的多種聚合物的微孔發(fā)泡材料，包括聚丙烯PP、聚苯乙烯PS、聚酯PET、聚醚砜PES、聚砜PSF以及復(fù)合材料等。

成果與項目的背景及主要用途：該項目是天津市科技發(fā)展計劃項目，通過了科委組織的專家驗收。項目組采用自頂向下的設(shè)計方法，完成了 CMOS 圖像傳感器 1024×768 像素陣列的版圖設(shè)計，通過了仿真驗證，結(jié)果達到了設(shè)計要求。在 Chartered 公司0.35um 工藝線上成功試制了關(guān)鍵模塊和小規(guī)模完整的 CMOS 圖像傳感器樣片。樣片工作正常，能夠正確的拍攝運動物體，各項指標均滿足設(shè)計要求。 背景：CMOS 圖像傳感器是當前已廣泛用于民用、工業(yè)、科技和國防領(lǐng)域的各類圖像攝取系統(tǒng)，近年來民用電子產(chǎn)品領(lǐng)域發(fā)展迅猛，如照相手機、PC 機、像機等。該成果主要用于圖像攝取系統(tǒng)的核心部件—CMOS 圖像傳感器設(shè)計中。 技術(shù)原理與工藝流程簡介：CMOS 圖像傳感器利用成熟的 CMOS 工藝制作光敏像素單元，因此可以把光電接收器和信號處理電路集成在單個芯片上。 主要設(shè)計內(nèi)容包括：像素陣列、消噪放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、時序控制電路和測試系統(tǒng)設(shè)計。采用自頂向下的設(shè)計方法，首先根據(jù)功能要求對系統(tǒng)進行架構(gòu)設(shè)計，將系統(tǒng)分為時序控制電路部分（數(shù)字電路實現(xiàn)）和從像素陣列到 AD 轉(zhuǎn)換的信號處理部分（模擬電路實現(xiàn)）。版圖設(shè)計完成后，導(dǎo)出 GDSII 文件，在新加坡 Chartered 公司 0.35um 工藝線進行流片，然后進行封裝。根據(jù)芯片工作對外界的要求設(shè)計 PCB電路板，搭建測試系統(tǒng)，對芯片功能和各項電學(xué)指標進行測試分析。  技術(shù)水平及專利與獲獎情況：技術(shù)水平屬國內(nèi)先進。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測：該項目取得了 CMOS 圖像傳感器的核心設(shè)計技術(shù)，可用于各種CMOS圖像傳感器設(shè)計中，中國CMOS圖像傳感器市場需求龐大，年復(fù)合成長率達到 60%，因此有著廣闊的應(yīng)用前景。目前國外同類產(chǎn)品的銷售價格遠遠高于芯片的開發(fā)成本，因此存在很大的利潤空間，將產(chǎn)生很好的經(jīng)濟效益。功能上可完全兼容、并替代進，通過合作根據(jù)市場需求，隨時調(diào)整產(chǎn)品種類和指標，使經(jīng)濟效益最大化。 應(yīng)用領(lǐng)域：CMOS 圖像傳感器廣泛應(yīng)用于消費類、工業(yè)和科技等各個領(lǐng)域。 民用領(lǐng)域：拍照手機、數(shù)碼相機、可視門鏡、攝像機、汽車防盜等；工業(yè)領(lǐng)域：生產(chǎn)監(jiān)控、安全監(jiān)控等。

在突破高均勻混合納米金屬粉體及納米陶瓷粉體制備及其多層表面修飾技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)的系列型納米金屬粉體與納米陶瓷粉復(fù)合的納米復(fù)合自修復(fù)產(chǎn)品。現(xiàn)已開發(fā)出汽油和柴油內(nèi)燃機、機械設(shè)備和機械密封三大系列潤滑油添加劑產(chǎn)品；納米自修復(fù)潤滑脂產(chǎn)品；納米自修復(fù)潤滑油和液壓油；水-乙二醇系列納米自修復(fù)抗燃液壓液。產(chǎn)品性能達到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進，完全可替代進口產(chǎn)品。對國民經(jīng)濟各行業(yè)的節(jié)能、環(huán)保和技術(shù)經(jīng)濟、社會效益的提高意義重大。部分產(chǎn)品已建立產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地，產(chǎn)值達10億元以上。

隨著社會的發(fā)展與進步，日益突出的能源供需矛盾不斷將尋找清潔、高效、經(jīng)濟的新型能源材料推向研究前沿。熱電材料是一類能利用熱電效應(yīng)，直接將熱能（包括太陽能、地熱、工業(yè)余熱等能量）轉(zhuǎn)換成電能的材料，由于熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)便捷、環(huán)保等優(yōu)勢，在車載冰箱、深空探測器電源等領(lǐng)域具有不可替代的地位，受到科學(xué)家們的高度重視。而探索發(fā)現(xiàn)低成本、高豐度、低毒性的高效熱電材料，是該領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的重點，是一項面臨巨大挑戰(zhàn)的研究工作。 吳立明2004年發(fā)明了獨特且安全的固相合成方法——硼硫化法（J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4676-4681.），近期，課題組利用該方法，發(fā)現(xiàn)了一種新的四方相α-CsCu5Se3，并實現(xiàn)宏量合成。該材料擁有前所未見的獨特晶體結(jié)構(gòu)：Cs+由類中國結(jié)形狀的Cu8Se8結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的三維無限擴展結(jié)構(gòu)，其中鑲嵌Cs+金屬陽離子。α-CsCu5Se3熱穩(wěn)定性好，表現(xiàn)出典型晶態(tài)固體的熱傳輸行為，并遵循Umklapp散射機制，這與具有類液態(tài)的熱傳導(dǎo)行為的二元化合物Cu2-xSe完全不同。晶體學(xué)及熱傳輸性能研究表明α-CsCu5Se3指出了一個有效抑制Cu+液體傳輸行為特征的方法。與吳立明老師2016年發(fā)現(xiàn)的高性能熱電材料CsAg5Te3（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 11431–11436）相比，α-CsCu5Se3的晶體單胞體積減小了30％，導(dǎo)致材料具有更強的原子間d軌道重疊作用，從而顯著降低有效質(zhì)量(m*)，這使得α-CsCu5Se3相比于CsAg5Te3實現(xiàn)了功率因子200％的增長，達到8.17 μW/cm/K2，是目前報道的堿金屬富銅硫?qū)倩衔镏凶罡咧担煌瑫r，理論研究表明，由于結(jié)構(gòu)中的Cu–Se軟化學(xué)鍵和Cs+ 離子擾動作用，該材料具有很低的熱導(dǎo)率。綜合上述各方面因素，該化合物的本征熱電優(yōu)值ZT達到1.03（980 K）。進一步通過Sb摻雜優(yōu)化熱電性能的研究發(fā)現(xiàn)：Sb3+的孤對電子能夠增大材料的晶格非諧性，有效增強Umklapp型散射，從而降低聲子速度，使得α-Cs(Cu0.96Sb0.04)5Se3的晶格熱導(dǎo)率進一步降低至0.40 W/m/K，熱電優(yōu)值ZTmax提升到1.30。該工作系統(tǒng)深入研究了α-CsCu5Se3體系結(jié)構(gòu)和熱電相關(guān)性能的關(guān)系，為低成本，高豐度，高性能硫?qū)倩衔锊牧系脑O(shè)計探索研究邁出重要的一步。

成果描述：本發(fā)明公開了一種參數(shù)可調(diào)智能高性能發(fā)動機主構(gòu)架，通過曲柄搖桿機構(gòu)、擺桿、搖桿滑塊機構(gòu)將曲軸的圓周運動轉(zhuǎn)化為副活塞的上下往復(fù)直線運動，主副活塞所受側(cè)向力、阻力均較小，發(fā)動機噪聲低、熱效率高；通過特定尺寸大小關(guān)系，發(fā)動機體積和重量大幅降低；排量調(diào)整機構(gòu)調(diào)整發(fā)動機的排量、壓縮比與發(fā)動機其它輔助系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作實現(xiàn)發(fā)動機熱力循環(huán)類型可調(diào)。本發(fā)明可以根據(jù)負載、路況的變化實時調(diào)節(jié)發(fā)動機排量、壓縮比、熱力循環(huán)，確保發(fā)動機在各種負載、路況下都有良好的工作條件，中小負載時該發(fā)動機的節(jié)能減排效果更明顯,四缸發(fā)動機排量的最大調(diào)整范圍在1.2-3.5之間，發(fā)動機壓縮比的最大調(diào)整范圍在6-6之間。市場前景分析：內(nèi)燃機工程技術(shù)領(lǐng)域。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：技術(shù)先進，性價比較高。

在 Nature，Science，Physical Review Letters，Advanced Materials 等學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文 200 余篇，申請中國發(fā)明專利 65 件，授權(quán)發(fā)明專利 22 件。2010 年相關(guān)塊體非晶復(fù)合材料韌化的工作被 Nature-Asia Materials 做專題評述，多項其它工作還被 Science，Materials Today，Nature 等學(xué)術(shù)雜志做專題評述以及其它世界各國媒體報道。在新一代超高強鋼和先進耐熱鋼研究上取得了國際水平的研究成果，其中關(guān)于超高強鋼的成果被國際權(quán)威給予很高的評價，同時被科技部評為“2017 年度中國科學(xué)十大進展”并在央視新聞聯(lián)播報道。 超高強鋼； 先進高熵合金； 塊體非晶合金； 非晶納米晶軟磁合金； 非晶態(tài)耐磨耐蝕合金； 非晶與高熵合金釬焊材料； 高熵合金生物材料； 高強耐蝕鎂合金。