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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的真空雙攪拌技術有效的改進了材料的上述性能，制備出高質量的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、優異的抗蠕變性與耐磨損性，具有良好的熱穩定性及可控制的熱膨脹系數等。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％ 投入產出分析: 本項目生產所需的設備簡單，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，經濟效益明顯。 市場應用前景： 環保和節能已經成為當今各行業發展的主流。本項目的SiC顆粒增強鋁基復合材料是以工業上用的ZL101A為基體，以工業磨料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品的價格；本項目較好的制備質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濟效益。
北京交通大學
2021-04-13
固體廢物基環保新材料
在工業生產中，有大量固體廢物產生，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展的趨勢。 針對以上各種問題，本項目以工業固體廢物為主要原料，開發出了輕質、 超輕污泥陶粒制備工藝；發明了用于處理高濃度難降解有機廢水的輕質陰、陽 極水處理濾料、抗板結系列粒狀鐵碳微電解填料；發明了用于工業廢水深度處 理的基于固廢陶粒的水處理技術；發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節，具有顯著節能效果的污泥陶粒—多元脂肪酸相 變材料，取得了系列創新性的研究成果。環境效益、經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境友好材料成套技術，包括輕質/超輕 污泥陶粒、污泥與工業固體廢物基微電解粒狀材料的研發、工業化生產及實際 應用。
山東大學
2021-04-13
水泥基化學增強加固材料
水泥基地面和結構件因為各種原因會出現起灰、起砂現象，嚴重影響水泥基材料的使用壽命。本材料通過水性物質滲透到地面混凝土內部，與混凝土的水化產物，如氫氧化鈣等發生化學反應，生產新的 物質。該化學反應的速度快，一般能夠在 7 天時間內迅速提高混凝土的強度，消除或者減輕地面起灰、起砂現象。該反應是不可逆的，因此不會出現再次起灰起砂。產品的施工方法簡單，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、環氧樹脂地面不會再有起皮現象。同時抗油滲、水滲性得到極大提高。
北京工業大學
2021-04-13
耐高溫樹脂及其復合材料
本項目開發的苯并噁嗪樹脂，是最近 20 年在國際上出現的一種新型耐高溫 樹脂。具有耐溫性優于酚醛、環氧樹脂，接近昂貴的雙馬來酰亞胺樹脂；阻燃 性高；成型加工容易；成本低的特點。因此一出現就引起人們的關注， 國內綿陽東方絕緣材料公司、美國亨斯曼公司、日本日立化成已經實現工業化 生產。苯并噁嗪樹脂及其復合材料已經用于國產戰機、三峽發電機組、無鹵阻 135 燃印制線路板等領域，市場用量正處于蓬勃發展期。
山東大學
2021-04-13
先進鑄造耐磨材料制備應用
北京工業大學鑄造耐磨材料課題組主要研究鑄造耐磨材料強韌化、高溫耐磨材料組相協同控制和 離心復合鑄造耐磨高速鋼軋輥。開發的耐磨高速鋼軋輥（輥環）、多元低合金鋼挖掘機斗齒、大型球 磨機復合襯板、燒結機耐磨蝕篦條、低破碎率鉻系耐磨鑄鐵磨球、微合金化高鉻鑄鋼軋機導輥、硼鈦 微合金化（超）高錳鋼、高鉻耐磨復合燒結礦篩板（篩網）、耐磨耐蝕導電輥、高爐溜槽耐磨襯板、 爆炸焊接軋機襯板和高硼鑄鋼耐火制品模具等產品，已成功應用于寶鋼、昆鋼、江銅等大型企業，取 得了顯著的經濟和社會效益。已主持國家自然科學基金 3 項、科技部中小企業創新基金 5 項、北京市教委項目 4 項。榮獲國家技術發明二等獎 2 項，國家科技進步二等獎 1 項、教育部技術發明一等獎 2 項，云南省、陜西省技術發明一等獎各 1 項
北京工業大學
2021-04-13
MOFs生物雜交材料的可控設計
開發一種簡單的合成策略，制備具有高活性的酶@MOFs生物雜交材料。該方法的關鍵在于添加了能夠作為“形貌調制器”的聚多肽-聚谷氨酸（γ-poly-L-glutamic acid, PLGA)。PLGA是一種陰離子生物聚多肽，不僅可通過靜電組裝方式調控酶的表面電荷進而加速酶@ZIF-8雜交材料的形成，而且PLGA直鏈上豐富的羧基基團可與金屬離子競爭配位，原位裁剪出具有不同形貌和孔徑尺寸的酶@ZIF-8納米結構（圖1A）。研究表明不同的納米結構對于雜交材料的活性有重要影響，其中設計的介孔2D酶@ZIF-8納米片結構由于具有更短的底物擴散路徑和更大的孔道尺寸，極大提高酶活性位點的利用率，因此得到的MOFs雜交材料具有優異的生物活性。基于提出的合成策略，研究人員還建立一個 MOFs“人造細胞”，通過酶級聯反應模擬細胞內的信號轉導（圖1B）。該人造細胞對葡萄糖具有雙重光學（熒光和比色信號）響應，兩種光學信號都與葡萄糖濃度成正比，并且在兩個互補的濃度范圍內靈敏。
中山大學
2021-04-13
材料基因工程數據共享平臺
形成了具有中國自身特色的材料基因工程數據共享平臺技術，并據此建成便捷實用的數據服務平臺。基于材料基因工程思想，在國家“863”計劃（2015AA034201）支持下，建設國家材料科學數據共享網 2.0 版。2017 年 5 月完成建設并實現上線運行訪問，滿足材料基因工程數據存儲與管理需要（http://www.materdata.cn/）。該平臺同時承擔國家“863”計劃和北京市科技支撐計劃材料基因工程項目（D16110300240000）的數據匯交任務。材料基因工程數據共享平臺于2018年4月3日在北京舉辦的“863”課題驗收會議上成功驗收，并得到專家認可。專家委員會主席秦高梧教授認為：初步構建了材料基因工程數據共享平臺的框架，具有查詢、檢索、統計、下載以及對接數據挖掘等功能；初步形成了集熱力學計算、動力學計算、有限元模擬、神經網絡分析的多層次跨尺度一體化設計方法。為滿足該平臺的數據匯交和數據共享，開發了材料科學數據DOI 注冊軟件[MaterDataDOI] v1.0，并獲得了該軟件的著作權（北京科技大學，2017SR056658）。除公益性數據互聯網共享服務外，同時面向鋼鐵、有色等行業，提供定向資源共享以及專題性定制服務，探索公益性共享與定向服務數據共享機制和方式。
北京科技大學
2021-04-13
超長有機磷光材料發光效率
提出了一種通過調節鹵素的取代位置以引入分子內鹵鍵來提高UOP材料QE的新策略。其中，CzS2Br的磷光效率高達52.10％，這是迄今為止報道的單組分有機長余輝效率最高值。通過系統地研究發現，作者指出分子內鹵鍵（intramolecular halogen bonding，分子內鹵氧相互作用）是獲得高效率UOP材料的關鍵所在。分子內鹵鍵不僅能夠通過促進自旋-軌道耦合以提高分子系間竄躍效率，還可以抑制激發態分子的振動和轉動，從而限制分子的非輻射躍遷。
中山大學
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最早開展 GaN 基電子材料研發的單位，并一直在該領域起著引領、 示范和帶動作用。經過盡二十年的自主創新，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鍵科學技術問題，在高阻 GaN 外延材料、高遷移率 GaN 外延材料、高遷移率 AlGaN/GaN 異質結結構材料等方面形成了系統的自主知識產權，設計并研制出了多種具有特色的 AlGaN/GaN 異質結構電子材料，并實現了批量供片。市場預期：該技術是采用金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）
中國科學院大學
2021-01-12
異種材料攪拌摩擦焊技術
上海交通大學
2021-04-13