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一種應力約束下多相材料柔性機構拓撲優化方法
本發明屬于結構優化設計相關技術領域，其公開了一種應力約 束下多相材料柔性機構拓撲優化方法，用于優化多相材料柔性機構的 結構，其包括以下步驟:(1)構建多相材料水平集拓撲描述模型，描述 結構多相材料分布;(2)構建剛度插值模型和可分離應力插值模型，分 別計算多相材料結構彈性剛度和應力;(3)構建基于加權法和應力懲罰 的多相材料柔性機構參數化水平集拓撲優化模型，同時優化柔性機構 的輸出位移和柔度，并控制多相材料結構局部應力。上述方法應用于 應力約束下多相材料柔性機構拓撲優化設計，優化后獲得的多相材料 柔
華中科技大學
2021-04-14
航空航天用新型高強高溫鈦基復合材料
網狀結構鈦基復合材料密度(4.5 g/cm3)與傳統鈦合金相當，是在高溫鈦合金的基礎上，通過粉末冶金與增強相分布調控技術，在鈦合金晶粒周圍定向引入增強相，有效抑制晶界高溫弱化效果、并進一步提高了室溫強化效果、均勻等軸的網狀組織以及大尺寸基體區的存在有效提高了塑韌性，體現出超耐高溫與高強韌一體化的特性。
一、項目分類
顯著效益成果轉化
二、成果簡介
網狀結構鈦基復合材料密度(4.5 g/cm3)與傳統鈦合金相當，是在高溫鈦合金的基礎上，通過粉末冶金與增強相分布調控技術，在鈦合金晶粒周圍定向引入增強相，有效抑制晶界高溫弱化效果、并進一步提高了室溫強化效果、均勻等軸的網狀組織以及大尺寸基體區的存在有效提高了塑韌性，體現出超耐高溫與高強韌一體化的特性。使用溫度較基體鈦合金提高200 ℃，達到600-800 ℃。某高溫條件下，較基體鈦合金穩態蠕變速率降低2-3個數量級、相同持久時間下，持久應力提高3倍多、相同應力下，持久時間提高57倍，顯示非常優異的高溫性能。且具有優異的焊接性能、塑性與成形性能，成為高速飛行器耐熱部件的理想結構材料，替代高溫合金可減重45%左右，如設計的鈦基復合材料氣動格柵單件可實現減重5800 g，具有重要經濟與社會價值。可徹底解決高速飛行器輕質耐熱結構件無合適材料可選的瓶頸問題，填補了其它領域無可用的輕質、耐熱、高強韌、可加工、可焊接材料空白，處于世界領先水平。
哈爾濱工業大學
2022-08-12
石墨烯包覆鈦酸鋰材料及高性能超級電池
一、項目分類
顯著效益成果轉化
二、成果簡介
本項目開創性地將石墨烯用于包覆鈦酸鋰，通過獨特的加工工藝制得業內領先的石墨烯包覆鈦酸鋰材料，有效地解決了鈦酸鋰負極材料的產氣問題，并以此為基礎制得了高性能的鈦酸鋰超級電池。該電池單體可8C持續放電，20C脈沖放電，充放電循環大于30000次，10分鐘可充電90%以上，低溫性能優異（可在-40度環境下放電）。
石墨烯具有高導電性和優良的電化學穩定性，通過石墨烯的均勻包覆改善了鈦酸鋰的電子電導性，進而提升了電池的大倍率充放電能力和高低溫性能。同時，石墨烯包覆降低了材料充放電過程中的極化，提高了材料的容量發揮，通過鈍化鈦酸鋰材料表面的活性位點，解決了其產氣問題。利用該負極材料做成鈦酸鋰超級電池，具有優異的倍率充放電性能、長壽命、高安全性能和優異的低溫充放電性能。
本項目首先開發了石墨烯包覆的鈦酸鋰材料，采用高溫固相法合成，X射線衍射圖譜證明其為標準的鈦酸鋰尖晶石結構，微觀上由100-200nm的一次顆粒組成的微米和亞微米級二次球形顆粒，D50為15±5μm，1C可逆容量大于155mAh/g。
獲得了基于石墨烯包覆鈦酸鋰負極材料的鈦酸鋰超級電池，通過串并聯成組后可以用于低溫啟動電源，軌道交通，儲能等領域，在長壽命、高安全、快充和低溫充放電領域具有廣闊的應用前景。
南開大學
2022-07-29
尖晶石型錳系高比能鋰電池正極材料
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
本項目開發出兩類高性能尖晶石型錳系鋰電池正極材料，包括多孔結構LiMn2O4材料和微納結構 LiNi0.5Mn1.5O4材料。對于LiMn2O4材料，利用“乳液沉淀-固相鋰化”制備路徑，獲得了高純度富鋰尖晶石相，產物具有一維多孔結構，產物尺寸可在納米、亞微米和微米尺度范圍內調節，優化的產品具有非常好的高倍率性能和長周期循環性能。對于LiNi0.5Mn1.5O4材料，利用“碳酸鹽一步共沉淀法”和“表面活性劑輔助草酸鹽共沉淀法”兩種制備技術路線，獲得的產品眾多優點。
項目特色和創新之處：開發了“乳液沉淀-固相鋰化”、“碳酸鹽一步共沉淀法”和“表面活性劑輔助草酸鹽共沉淀法”三條技術路線，用于多孔結構LiMn2O4電極材料和微納結構LiNi0.5Mn1.5O4的制備，制備方法工藝簡單、易于實施，有利于推廣應用，制備的產品具有晶相純度高、形貌規整、粒徑可調、振實密度大、高電壓區間容量高、比容量高、倍率性能好、長周期循環性能突出等特點。
社會貢獻和經濟效益：使尖晶石型新型錳系鋰電池正極材料形成自主知識產權，促進成果轉化和產業化，提升電池行業的研發水平和產業鏈結構優化，帶動鋰電池等新興能源產業發展。
南開大學
2022-07-29
一種氮摻雜碳納米材料、其制備方法及應用
本發明公開了一種氮摻雜碳納米材料、其制備方法及其應用于 制備燃料電池陰極材料。所述氮摻雜碳納米材料包括含氮雜環化合物 以及碳納米材料，其中氮的質量含量在 2%至 10.4%之間。其制備方法 包括以下步驟：（1）將表面活化的碳納米材料與含氮絡合物，按照質 量比例 1:1 至 1:5 均勻混合，得到前驅體混合物；（2）將步驟（1）中 獲得的前驅體混合物在保護氣體環境下，升溫至 800℃至 1000℃，煅 燒 2 小時至
華中科技大學
2021-04-14
高新能聚合物／石墨烯復合材料系列產品
項目簡介： 石墨烯屬于碳納米材料家族中的一員，具 有高硬度、高
西華大學
2021-04-14
納米二氧化硅氣凝膠隔熱保溫材料
與市場上現有氣凝膠產品采用超臨界干燥技術不同， 本產品采用常壓干燥方式制備。 粉體的導熱系數達到 0.015W/mK,復合保溫氈墊的導熱系數達到 0.022 W/mK，保溫性能優于市場上有機保溫材料， 而且燃燒性能達到 A 級不燃，兼有保溫和防火效果。 通過工藝改進解決了常壓干燥制備有機溶劑使用量大和制備周期長的缺點，而且使用無機硅源和有機溶劑使用少，制備成本大大降低。
中國科學技術大學
2023-05-19
輕質高強防火隔熱材料的研發和規模化制備
開發了一種冰晶誘導自組裝和熱固化相結合的技術， 以傳統的熱固性樹脂（如酚醛樹脂和密胺樹脂）為基體材料，成功研制了一系列的樹脂基仿生人工木材。這種方法還可以復合多種納米材料以制備多功能復合人工木材，而且簡單高效，容易放大生產。
中國科學技術大學
2023-05-19
汽車用高性能熱作模具材料及表面復合強化技術
可以量產/n成果簡介：近幾年來,中國的轎車市場每年新增的車型不下百款,由于汽車大部分零部件是由模具制造成型的，僅每年新開模具就超過100億元，因此提高模具制造質量及壽命對汽車產品質量和汽車行業的發展至關重要，具有極大的經濟效益和社會效益。本成果借助大型熱力學和動力學計算軟件Thermo-calc&Dictra，在H13鋼基礎通過優化合金成分并添加微量的鈮，在保持H13鋼原有優異性能的前提下，改善H13鋼的熱疲勞性能，從而出開發一種新型優質的汽車用熱作模具鋼HG1鋼。同時結合表面處理新工藝，將
湖北工業大學
2021-01-12
一種寬頻帶異向介質材料及其制備方法
本發明公開了一種寬頻帶異向介質材料及其制備方法，屬于電磁材料領域。該寬頻帶異向介質材料主要包括第一介質、第二介質和異向介質環，異向介質環同時具有負磁導率與負介電常數，第二介質在異向介質環的環內，第一介質在異向介質環的環外，第二介質的磁導率的絕對值大于第一介質的磁導率的絕對值。本發明的優點是異向介質材料的負折射率頻帶的相對帶寬百分比可以接近200％，從而可以減輕這些材料的色散特性；本發明在微波、紅外、光等各個頻段均可適用。
浙江大學
2021-04-13