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航空航天用新型高強高溫鈦基復(fù)合材料
網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)鈦基復(fù)合材料密度(4.5 g/cm3)與傳統(tǒng)鈦合金相當(dāng)，是在高溫鈦合金的基礎(chǔ)上，通過粉末冶金與增強相分布調(diào)控技術(shù)，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(wǎng)狀組織以及大尺寸基體區(qū)的存在有效提高了塑韌性，體現(xiàn)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(zhuǎn)化
二、成果簡介
網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)鈦基復(fù)合材料密度(4.5 g/cm3)與傳統(tǒng)鈦合金相當(dāng)，是在高溫鈦合金的基礎(chǔ)上，通過粉末冶金與增強相分布調(diào)控技術(shù)，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(wǎng)狀組織以及大尺寸基體區(qū)的存在有效提高了塑韌性，體現(xiàn)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(dá)到600-800 ℃。某高溫條件下，較基體鈦合金穩(wěn)態(tài)蠕變速率降低2-3個數(shù)量級、相同持久時間下，持久應(yīng)力提高3倍多、相同應(yīng)力下，持久時間提高57倍，顯示非常優(yōu)異的高溫性能。且具有優(yōu)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(jié)構(gòu)材料，替代高溫合金可減重45%左右，如設(shè)計的鈦基復(fù)合材料氣動格柵單件可實現(xiàn)減重5800 g，具有重要經(jīng)濟與社會價值。可徹底解決高速飛行器輕質(zhì)耐熱結(jié)構(gòu)件無合適材料可選的瓶頸問題，填補了其它領(lǐng)域無可用的輕質(zhì)、耐熱、高強韌、可加工、可焊接材料空白，處于世界領(lǐng)先水平。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)
2022-08-12
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銅基量子自旋液體的候選者和銅基高溫超導(dǎo)材料母體在摻雜后的電子結(jié)構(gòu)
劉奇航及其合作者以最近由中科院物理所領(lǐng)銜的研究團隊發(fā)現(xiàn)的ZnCu3(OH)6BrF為例，采用修正后的單體平均場密度泛函理論方法，對這一體系的本征和摻雜行為進行了詳盡的模擬。研究發(fā)現(xiàn)，ZnCu3(OH)6BrF摻雜后，摻入的電子并沒有成為期待的“自由載流子”，而是局域在一個銅原子周圍，引起了局域形變。這種電子與束縛它的晶格畸變的復(fù)合體稱為極化子（如圖一所示）。本征材料的帶隙中形成新的電子態(tài)。因此，電子摻雜后，ZnCu3(OH)6BrF并沒有實現(xiàn)半導(dǎo)體到導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變。相比之下，具有類似CuO4局部環(huán)境的銅氧化物高溫超導(dǎo)體的母體材料Nd2CuO4顯現(xiàn)除了不同的隨摻雜濃度變化的導(dǎo)電性。研究發(fā)現(xiàn)，低摻雜濃度時，銅原子附近形成較為擴展的極化子，因此在高摻雜濃度時，這些極化子之間的躍遷可以使系統(tǒng)導(dǎo)電性大大增加，實現(xiàn)半導(dǎo)體到導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變，與實驗觀測很好地吻合。? 該研究圓滿地解釋了最近實驗上觀測到的Kagome晶格的鋅銅羥基鹵化物在摻雜后并不導(dǎo)電的現(xiàn)象，指出要在量子自旋液體實現(xiàn)超導(dǎo)，僅僅找到量子自旋液體體系是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須實現(xiàn)有效摻雜，注入一定濃度的“自由載流子”，為耕耘在該領(lǐng)域的實驗工作者提出了新的挑戰(zhàn)和實驗方向。
南方科技大學(xué)
2021-04-13
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新型廢水處理功能材料及其工程應(yīng)用
本項目圍繞我國典型工業(yè)廢水處理/城鎮(zhèn)污水提標(biāo)處理關(guān)鍵技術(shù)難題，通過基礎(chǔ)研究-材料開發(fā)-技術(shù)發(fā)明-工程應(yīng)用，設(shè)計開發(fā)了一系列經(jīng)濟、高效的新型廢水處理功能材料及其水處理集成技術(shù)，并應(yīng)用于典型工業(yè)廢水/城鎮(zhèn)污水處理工程。本項目開發(fā)的新型廢水處理功能材料及其水處理技術(shù)已成功應(yīng)用于多個城鎮(zhèn)污水提標(biāo)改造/典型工業(yè)廢水處理與回用等水處理工程，解決了相關(guān)行業(yè)廢水處理中的諸多難題，促進了相關(guān)行業(yè)的節(jié)能減排，取得了顯著的社會經(jīng)濟效益，顯著提升了城鎮(zhèn)污水/工業(yè)廢水處理的技術(shù)水平，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
浙江大學(xué)
2021-04-11
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新型膨潤土插層改性復(fù)合功能材料產(chǎn)業(yè)化
項目1：基于超分子化工和納米技術(shù)，將具有特定光學(xué)特性分子引入膨潤土層狀主體結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)分子尺度的均一復(fù)合，得到具有發(fā)光效率高、亮度強、壽命長、穩(wěn)定性好、色度純正的光學(xué)功能納米材料，并將其添加到高分子樹脂中獲得新型復(fù)合熒光油墨。該系列高性能材料的產(chǎn)業(yè)化在光致/電致發(fā)光。熒光傳感器等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景。特別是可以作為新一代稀土替代型熒光防偽材料。防偽商標(biāo)，防偽標(biāo)簽的使用者，從事各類產(chǎn)品包裝及證件的公司和相關(guān)政府企業(yè)均可作為本項目產(chǎn)品的主要用戶。預(yù)計 2015年，本產(chǎn)品國內(nèi)年需求量將達(dá)1萬噸，國內(nèi)年消費額達(dá)6.5億元，投資回收期約4.2年。 項目2：基于插層組裝原理，將功能性聚合物在膨潤土表面及層間進行插層改性，以實現(xiàn)膨潤土相關(guān)物理化學(xué)特性（如親水親油性。熱穩(wěn)定性、力學(xué)強度等）的精細(xì)調(diào)控。將該類無機有機復(fù)合材料應(yīng)用于高附加值化工助劑領(lǐng)域，如高分子聚合物（如橡膠、塑料。滌綸等）的增韌材料、阻燃材料、熱穩(wěn)定材料、抗沖擊材料等，實現(xiàn)復(fù)合材料功能的一體化。
北京化工大學(xué)
2021-02-01
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乳液模板法制備功能化聚合物多孔材料
聚合物多孔材料在高技術(shù)領(lǐng)域有可觀的應(yīng)用前景，如作為有機合成催化劑載體、生物組織工程支架等。通過高內(nèi)相乳液模板法（HIPEs）制備的聚合物多孔材料具有孔徑和孔容積可調(diào)等優(yōu)點，是極具工業(yè)價值的一種技術(shù)。但前人的工作都基于乳液經(jīng)典理論：Bancroft規(guī)則即水包油型的乳液只能采用水溶性的乳化劑，油包水型的乳液只能采用油溶性的乳化劑，這嚴(yán)重限制了以高內(nèi)相乳液為模板制成的聚合物多孔材料的直接應(yīng)用，迫使其在使用前必須經(jīng)由復(fù)雜的表面功能化；且傳統(tǒng)方法在制備穩(wěn)定高內(nèi)相乳液時，乳化劑占有機相5-70 wt%，大大增加了高內(nèi)相乳液制備成本，并造成環(huán)境污染。本項目以一步法制備功能化聚合物多孔材料及降低HIPEs制備過程乳化劑用量為技術(shù)特點，以僅占有機相0.8 wt% 的水溶性乳化劑為穩(wěn)定劑，獲得穩(wěn)定的、水相體積分?jǐn)?shù)達(dá)96.3vol% 的油包水型高內(nèi)相乳液，并聚合得到功能化聚苯乙烯-二乙烯基苯基多孔材料。該多孔材料已成功地用作有機合成的微反應(yīng)器和催化劑載體，避免了高毒性有機錫類催化劑的使用，為聚合物多孔材料在綠色化學(xué)工業(yè)中直接應(yīng)用提供新的途徑。
華東理工大學(xué)
2021-04-11
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微納米顆粒復(fù)合制備功能性粉體材料
1 成果簡介新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動了納米粉體技術(shù)的發(fā)展，如何合理分散和使用納米粉體材料已經(jīng)成為制約該技術(shù)應(yīng)用的瓶頸。因此，各類納米粉體根據(jù)用途而進行二次加工處理，制備用戶方便使用的“功能性微納米復(fù)合粉體材料” 也就逐漸形成了市場。 該技術(shù)的特點是：借助微米級母粒子與納米級子粒子的復(fù)合，完成對納米粉體的有序分散和實現(xiàn)納米顆粒對微米顆粒的包覆；或者是將不規(guī)則的顆粒整形處理，從而制備不同類型的功能性復(fù)合粉體，滿足新材料功能的需要。這一新成果已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，解決了許多航空、航天、電子、生物、材料、醫(yī)藥、涂料、冶金等行業(yè)對新一代粉體材料的需求。2 應(yīng)用說明 圖 1 生產(chǎn)功能性微納米復(fù)合粉體材料的技術(shù)路線 采用我們研制的 PCS-II 型粉體復(fù)合機，借助機械沖擊的方法對粉體顆粒進行表面處理，有目的地改變其物理化學(xué)特征、表面結(jié)構(gòu)和顆粒的形貌特征。 產(chǎn)品的特點是：功能性：根據(jù)需要制備具有特定新性能的復(fù)合粉體材料，如導(dǎo)電導(dǎo)熱粉體、高流動性粉末、球形化石墨粉體、氧化鋁彌散銅粉、碳化硅彌散鋁粉等；以殼代核：節(jié)約貴重原料，如包覆銀的聚合物（銅、鋁）粉體、包覆銅的鐵（鋁）粉體等；以微米顆粒為載體分散納米粉體，如包覆碳納米管的聚合物（銅）粉體、包覆納米二氧化硅的橡膠粉體、包覆納米氧化鋁的聚合物粉體等。3 效益分析不同產(chǎn)品的市場背景和成本都有不同，需根據(jù)具體情況系統(tǒng)分析。
清華大學(xué)
2021-04-13
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通過晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計合成新型功能材料
成功獲得了兩種具有優(yōu)良性能的新型功能材料，分別為強響應(yīng)紅外非線性光學(xué)晶體Sr6Cd2Sb6O7S10，以及高穩(wěn)定性的鋰離子導(dǎo)體Li4Cu8Ge3S12。 波長在3?20 ?m的中遠(yuǎn)紅外可調(diào)諧激光在軍事和民用方面，如激光制導(dǎo)、紅外激光通訊、紅外遙感、紅外激光雷達(dá)、以及環(huán)境監(jiān)測等，都有非常重要的應(yīng)用。紅外非線性光學(xué)晶體材料可以通過光學(xué)參量震蕩（OPO）、倍頻（SHG）或者差頻（DFG）等非線性頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)，變頻輸出中遠(yuǎn)紅外激光。目前實用的ZnGeP2、AgGaS2和AgGaSe2等黃銅礦結(jié)構(gòu)晶體均為國外在20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)，但它們都存在各自的問題，例如AgGaS2的熱導(dǎo)率小，激光損傷閾值較低，難以實現(xiàn)高功率激光輸出；ZnGeP2晶體中存在嚴(yán)重的雙光子吸收，難以實現(xiàn)寬頻輸出。這些問題都限制了材料的實際應(yīng)用。因此，探索高性能的新型紅外非線性光學(xué)晶體材料具有十分重要的意義。
北京大學(xué)
2021-04-11
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底泥原位固化穩(wěn)定化制備不同功能材料的技術(shù)
底泥原位固化穩(wěn)定化制備不同功能材料的技術(shù)，在底泥性質(zhì)和污染物水平和賦存形態(tài)分析的基礎(chǔ)上，利用水泥的水化反應(yīng)形成水化產(chǎn)物物理封裝或通過化學(xué)反應(yīng)將有效態(tài)重金屬污染物轉(zhuǎn)變?yōu)闅堅鼞B(tài)；加入外加劑，使底泥中的硅、鈣、鋁等離子形成穩(wěn)定的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，促進底泥膠結(jié)。針對不同應(yīng)用目標(biāo)，通過調(diào)節(jié)配方配比研制出具有多種強度的安全和耐久的工程材料；
上海理工大學(xué)
2021-01-12
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皮革用膨脹型膠原基納米復(fù)合阻燃功能材料
本發(fā)明公開的皮革用膨脹型膠原基納米復(fù)合阻燃功能材料是由以下方法制備而成：(1)用季戊四醇雙磷酰氯、含氮氨基化合物和羥甲基膦鹽為原料制備膨脹型阻燃性化合物；(2)用膠原蛋白對有機蒙脫土進行改性以獲得膠原基改性有機蒙脫土；(3)采用插層復(fù)合法將膨脹型阻燃性化合物和膠原基改性有機蒙脫土進行插層復(fù)合。該材料既含有與皮革膠原纖維具有良好反應(yīng)活性和有一定鞣性的親水性羥甲基基團，又含具有增強增韌作用，與皮革膠原纖維具有良好相容性的膠原基改性的有機蒙脫土，能同時賦予皮革良好的阻燃性能和復(fù)鞣填充性能，是一種添加量少，阻燃效率高，相容性好又耐久的皮革阻燃功能材料。
四川大學(xué)
2016-10-27
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瀝青路面功能材料開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)
提出采用微波輻射的方法對廢膠粉進行表面活化處理來改善廢膠粉改性瀝青路用性能，研究確定了微波輻射廢膠粉活化方法和最佳活化條件，提出了微波輻射廢膠粉的最佳活化工藝，提高了廢膠粉改性瀝青的技術(shù)性能。該成果與 SBS 改性瀝青性能相當(dāng)，但可節(jié)約一半成本，既節(jié)約能源，又能保護環(huán)境。
揚州大學(xué)
2021-04-14