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異質復合結構對n型BiAgSeS材料熱電性能的顯著強化
在可再生能源日益短缺及溫室效應日趨惡劣的嚴峻形勢下，Seebeck效應作為一種新的能源轉化方式，可以有效地將日常生活及工業生產廢熱和不能被太陽能電池有效吸收的紅外波段轉化為亟需的電能，故而引起了科研工作者們的廣泛關注。衡量熱電材料能量轉化效率的最重要的指標是其品質因子ZT(=S2σT/κ)，如何提高材料的品質因子是熱電科研工作者們普遍關注的問題。 由于本征的納米析出相以及價鍵非簡諧性(bond anharmonicity)的存在, BiAgSeS具有非常低的本征熱導率κ；然而，因其過低的載流子遷移率極大地限制了其功率因子S2σ。何佳清教授課題組巧妙地將在二維薄膜中廣泛運用的調制摻雜(modulation doping)技術推廣到三維塊體BiAgSeS材料中，使用具有不同載流子濃度的異質晶粒構建三維復合結構，從而極大地提升了該材料中的載流子遷移率，使得功率因子S2σ相對于均勻摻雜的對照樣品提升了約87%，進而顯著地提升了BiAgSeS材料的熱電轉化效率。文章結合了透射電子顯微術和理論計算對在n型BiAgSeS三維塊體復合材料中運用調制摻雜改進載流子遷移率的物理機制做了深入的探討；該工作對調制摻雜技術在三維塊體熱電材料中的廣泛運用頗具啟發意義。
南方科技大學
2021-04-13
超大型水電站金屬結構關鍵材料成套技術
針對建設超大型水電站對壓力管道用新型高性能關鍵材料與成套技術的迫切需求，集成開發了超大型水電站金屬結構關鍵材料成套技術。提出了易焊接高強水電鋼板、焊材、配套焊接工藝一體化解決方案，采用雙淬火調質工藝，突破了 150mm 特厚岔管用板低壓縮比連鑄生產工藝心部性能技術瓶頸。開發出適應50kJ/cm 大線能量焊接的 800MPa 級配套超低氫焊材，填補了行業空白。該成果獲 2017 年冶金科學技術一等獎，2018 年國家科學技術進步二等獎。
北京科技大學
2021-04-13
廉價、高效的材料微、細觀力學性能原位觀察系統
對于各種顆粒、纖維增強復合材料，目前主要采用大規模的宏觀力學實驗尋找力學性能變化規律，進而為提高材料力學性能提供支持，實驗繁雜，周期長，投入大。采用顯微鏡原位力學性能測試方法，對復合材料在各種外力作用下的破壞過程進行細觀觀測，有助于對填料、纖維的增強效果及其對復合材料力學性能的影響進行研究，進而探尋影響材料力學性能的主要因素，可大大節約開發成本，提高開發效率。但目前國內所具有的細觀力學性能觀測條件主要利用帶有原位加載臺的掃描電鏡技術，該實驗系統成本昂貴，國內僅有少數幾家科研院所擁有此設備，主要適于科
北京理工大學
2021-01-12
新型高效穩定型殼聚糖衍生物絡合碘殺菌材料
將功能性殼聚糖的改性產物（殼聚糖改性接枝共聚物，殼聚糖改性季銨鹽衍生物等）與碘絡合，制得新型高分子抗菌劑。該材料具有高效、安全的殺菌、抗病毒效果，成為新一代抗菌材料： ① 有效碘含量＞60mg/g，遠高于目前市場使用的碘制品； ② 碘結合穩定，60℃下加熱6h，有效碘含量降低比率＜3%，碘具有良好的緩釋性； ③ 具有廣譜的殺菌性能，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、糞腸球菌、肺炎克雷伯菌、白色念珠菌、淋球菌、單純皰疹病毒及乙肝病毒有良好的殺滅效果，近期研
北京理工大學
2021-01-12
光動力抗菌抗病毒材料的研發和產業化
上海交通大學
2021-04-13
基于先進三元材料鋰電池的儲能系統
儲能系統在應用領域上可以分為小型無間斷備用電源（UPS）和大型儲能電站(ESS)。UPS在停電時給計算機/服務器、存儲設備、網絡設備等計算機、通信網絡系統或工業控制系統、需要持續運轉的工業設備等提供不間斷的電力供應。儲能電站的目的是“削峰填谷”，可以把用電低谷期低價的富余的電儲存起來，在用電高峰電價較貴的時候再拿出來用，可以為用戶節約用電成本，也能在用電高峰期緩解電網的用電壓力。儲能電站還可存儲太陽能和風能電站產生的電能，將光能和風能與儲能電站完美結合，實現可再生電能的有效儲存，突破時間和氣候限制，解決了太陽能和風能由于缺乏穩定性而造成的并網難題。 目前市場上的儲能系統多是基于傳統的鉛酸電池，鉛酸電池雖然價格低廉，但是它主要有由金屬鉛構成，對環境危害很大，而且它們壽命很短，通常2年左右就要更換全部電池。在低碳和環保背景下，用新型鋰離子電池代替傳統鉛酸電池是大勢所趨。市場上雖然有基于磷酸鐵鋰電池的儲能系統，但是磷酸鐵鋰電池價格高昂，是鉛酸電池的3倍以上，在市場上缺乏競爭力。本項目的目的是設計和制造基于廉價三元鋰電池的儲能系統，可以用于備用電源也可以用于儲能電站，比基于磷酸鐵鋰的儲能系統在成本上能降低30%以上，而且能量密度更高，重量和占地面積都顯著降低。崔博士已經和敦煌力波能源科技有限公司合作在敦煌市的國家級光電基地建造了一個0.5MWH的儲能電站系統，這個儲能電站主要服務于一個光伏電廠，在光照不足時為輔助光伏板以產生穩定的輸出功率。
上海理工大學
2021-04-13
原位自生TiC或(TiC+TiB)增強鈦基復合材料
鈦及鈦合金具有密度小、強度高、耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、非磁性、線膨脹系數小等多種優點，特別是其比強度，在已有的材料中幾乎是最高的，因此，鈦主要應用在航空領域中以降低飛行器重量。隨著科技的發展，原來的鈦合金在某些方面已經不能滿足現代航空、航天的需求。鈦基復合材料既保持了鈦的優良性質又具有比鈦更高的比強度和比模量，可望成為航空航天與其它高技術領域中重要的結構材料。其中，原位自生復合材料，增強相是通過外加的化學元素之間發生化學反應而生成的。與傳統的外加法制得的復合材料相比，原位自生鈦基復合材料表現出以下優點：制備工藝簡單，可以用鈦合金傳統的冶煉和加工的設備制備大尺寸的鈦基復合材料，因此易于工業化生產；增強體和基體在熱力學上穩定，因此在高溫工作時，性能不易退化；避免了外加法帶來的界面污染等問題；原位生成的增強相在基體中分布均勻，表現出優良的機械性能。而TiC和TiB共同的特點是：熔點高，比強度、比剛度高和化學穩定性好；物理和機械性能優良；與鈦基體之間的熱膨脹系數差別小。因此TiC和TiB是鈦合金中較為理想的增強體，通過本研究開發的原位自生的TiC或(TiC+TiB)增強鈦基復合材料，具有優良的機械性能。
上海理工大學
2021-04-13
新一代價廉高效空氣電池用電催化材料
設計合成了C/ a-MoC /Ag三組元復合電催化劑，巧妙利用高度石墨化多孔碳矩陣的高導電性、a-MoC的穩定性、Ag納米團簇的單分散性和優越氧吸附特點，C、a-MoC和Ag之間相互作用產生有效協同效應，使得C/ a-MoC/Ag復合催化劑具有可以與貴金屬鉑媲美的電化學氧還原性能。通過旋轉圓盤電極測試了C/ a-MoC/Ag新型復合催化劑在堿性條件下的氧還原電催化性能（如圖1），C/α-MoC/Ag的半波電勢遷移到電勢更正的位置（?0.145 V ），這表明氧分子還原性能由于C/α-MoC和Ag之間的協同作用得到了很大的提升。盡管Pt/C電極產生了更正的半波電勢（-0.125V），但是C/α-MoC/Ag復合催化劑在-0.8V的質量傳遞限制電流密度相比Pt/C來說增長的斜率更大。更重要的是Ag在C/MoC/Ag中的含量僅為百分之6.7，相對于20%Pt/C來說極具有商業應用價值。為了進一步闡明C/α-MoC/Ag的協同效應，他們利用DFT理論研究了氧氣分子在a-MoC(001)負載Ag納米顆粒的吸附行為（圖2），結果表明，相對于純的a-MoC(001)面比較來說，少量Ag負載后，整個基地表面上氧氣分子的活化能均大大降低(>0.28eV)，充分說明了復合催化劑C/α-MoC/Ag三成分之間的有效協同效應。此研究為設計新一代價廉高效空氣電池用電催化材料提供了新思路。
南方科技大學
2021-04-13
非晶合金，高熵合金， 高性能鋼鐵材料和多孔金屬
在 Nature，Science，Physical Review Letters，Advanced Materials 等學術刊物上發表論文 200 余篇，申請中國發明專利 65 件，授權發明專利 22 件。2010 年相關塊體非晶復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 等學術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，其中關于超高強鋼的成果被國際權威給予很高的評價，同時被科技部評為“2017 年度中國科學十大進展”并在央視新聞聯播報道。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。
北京科技大學
2021-04-13
一種用黃蜀葵秸稈制備塑木材料的方法
【發 明 人】陳佩東；段金廒；嚴輝 【摘要】 本發明公開了一種用黃蜀葵秸稈制備塑木材料的方法，它包括黃蜀葵粉末的制備，電輔加熱高速混合，除濕、造粒，擠出和加工成型等步驟。本發明提供的用黃蜀葵秸稈制備塑木材料的方法，工藝設計合理，可操作性強，根據黃蜀葵的纖維特征和理化性質，優選出制備工藝，制備得到的塑木，強度高，握釘力強，并且木質纖維含量高，抗沖擊強度高，環保性高，是一種優良的塑木材料。并且本發明原料為中藥廢棄物，生產成本較低，原料中植物纖維長、含量高，可將廢棄資源回收再生化，產品沖擊強度等物理性能提高，使用壽命延長，具有重要的經濟效益和社會效益。
南京中醫藥大學
2021-04-13