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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

本發明涉及一種生物基蒽醌類酸性染料及其制備方法，屬于染料化工和紡織印染領域。本發明所述的含生物基胺或生物基氨基酸的蒽醌類酸性染料制備方法簡單，可用于羊毛纖維的染色。具體的制備方法是：溴氨酸在催化劑的作用下與生物基胺或生物基氨基酸發生縮合，得到生物基酸性染料。利用此類酸性染料對羊毛織物進行染色，可以得到較高的上染率和良好的勻染性，提高織物的耐洗牢度、耐摩擦牢度和耐光牢度等，各項染色牢度達到4級以上。本發明所述的酸性染料制備方法簡單，反應條件溫和，原料易得、污染少，是一種生物基、綠色、環保產品，具有節約石油資源和保護環境的雙重功效。

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1-5μm，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。 成果亮點 技術特點：凹凸棒土作為觸變型防沉增稠劑，在水性和溶劑型體系中均具有良好的防沉、增稠效果，并具有以下特點：高觸變性，可防止漆膜流掛現象和涂布時涂料的飛濺，有利于建立厚層涂料、提高遮蓋力；當施工剪切時，粘度迅速下降，因此在凝膠結構重新建立前，改進了流動和流平性；良好的流變性，這包括顏料的優良懸浮性，可防止顏填料沉降，改善涂料分水；很好的抗流掛性能，可防縮孔和魚眼，使涂料外觀均勻；物理性能穩定，對微生物、鹽、輕度酸堿呈惰性，可穩定涂料體系，延長儲存期限，提高開罐效果，并可以干粉狀態下加到配方的顏料分散中，或在預凝膠后加入；可取代部分纖維素增稠劑而減少對水的敏感性，與其他增稠劑間有著很好的相容性。

將石墨烯進行二維或三維組裝，制備透明可導電薄膜、復合導熱膜及吸附材料技術。