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成果與項目的背景及主要用途： 吸波材料即雷達吸波材料（RAM），是指能夠吸收衰減入射的電磁波，并 將其電磁能轉(zhuǎn)換成熱能而消耗掉或使電磁波因干涉而消失的一類材料。目前，隨 著電磁波污染的日益嚴重，吸波材料在民用領(lǐng)域具有極大的發(fā)展?jié)摿?。許多研究 已證明，持續(xù)、高強度的電磁波照射會誘發(fā)細胞變異、誘發(fā)腫瘤、癌癥等疾病， 電磁波污染已成為世界各國本世紀重點治理的環(huán)境污染之一。不讓電子設(shè)備發(fā)射 電磁波是不可能的，所以消除電磁波污染最有效的辦法就是使用吸波材料。這項 屬于電磁干擾（EMI）范疇的研究已在世界各國得到廣泛重視和應(yīng)用。 技術(shù)原理與工藝流程簡介： 107天津大學科技成果選編 本項目研究制備含有不同含量及分布的碳纖維(氈)樹脂基復合吸波材料，主 要研究碳纖維(氈)排布方式、含量對于材料吸波性能的影響，通過調(diào)整參數(shù)，實 現(xiàn)材料對電磁波的寬頻吸收、高效吸收、選擇吸收的目的；其次，通過對纖維(氈) 表面改性、添加電磁損耗劑、改變基體種類等制備具有剛性和柔性基體吸波材料， 同時對吸波機理進行研究，以求開發(fā)一種低成本、寬頻、高效、輕質(zhì)的吸波材料。 試樣的制備采用復合材料成型工藝壓縮模塑。將環(huán)氧樹脂與低分子量聚酰胺 按質(zhì)量比 2：1 攪拌均勻（E-44 型環(huán)氧樹脂：低分子量聚酰胺樹脂=100：50～100： 100 質(zhì)量比），在真空干燥箱中脫泡，然后澆注到事先預熱的半溢式模具中，模 具中預置碳纖維或碳氈。在透波層表面加一層 S-玻璃布，目的是達到與自由空 間的阻抗匹配，在模具底部也加一層玻璃布，目的是抵消由透波層玻璃布引起的 應(yīng)力，使試樣不致彎曲而造成測量誤差。然后將澆注好的模具在 60℃，10MPa 的壓力下固化 2 個小時，得到所需的 180mm×180mm，厚度為 4mm 的正方標準 試樣。 技術(shù)水平及專利與獲獎情況： 本研究通過兩年多的大量實驗，獲得具有良好吸波性能和商用價值的環(huán)境功 能材料。可用于消除環(huán)境空間中的有害電磁波。本課題組制備了材料樣品，完成 了 4 個專題的研究報告，發(fā)表論文 12 篇，申請專利兩項。本研究已達到國際先 進水平。 應(yīng)用前景分析及效益預測： 隨著電信業(yè)的飛速發(fā)展，吸波材料的應(yīng)用已深入到通訊抗干擾、環(huán)保及人體 防護等諸多領(lǐng)域。 成本估算： 環(huán)氧樹脂/碳纖維復合吸波材料 E-44 環(huán)氧樹脂：15.4 元/公斤，低分子量聚酰胺樹脂：24 元/公斤。 碳纖維：300 元/公斤 每塊試樣用碳纖維：0.36 克 其他費用：電費，模具費，人工費 每塊試樣成本：約 4 元（180×180mm） 折合成本：約 120 元/平方米 108天津大學科技成果選編 109 應(yīng)用領(lǐng)域：電磁波污染的防護，構(gòu)筑微波暗室。 2、 連續(xù)碳納米管纖維 成果與項目的背景及主要用途： 碳納米管被譽為超級纖維，是 21 世紀的基礎(chǔ)材料，具有優(yōu)異的物理化學性 質(zhì)，其密度只有鋼的六分之一，強度超過鋼 100 倍，具有高導電導熱性，導熱性 是銅的 5-8 倍，在高性能復合材料，能源電極，電場發(fā)射等多方面有重要的應(yīng)用 前景，世界各國和大公司都爭先投入搶占碳納米管市場，近年來產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。 連續(xù)碳納米管纖維是無數(shù)碳納米管構(gòu)成的長紗線，輕于碳纖維，有高柔性， 具有碳納米管所有結(jié)構(gòu)和功能特性，可編織和成型，較碳納米管更接近應(yīng)用，在 制備高性能復合材料方面，極具潛力，可用于宇航、汽車用高性能復合材料、風 力發(fā)電葉片、導電導熱材料、電力傳輸電纜、高強編織物，智能紡織和柔性光電 器件等。 基于天津大學的氣相法制備連續(xù)碳納米管纖維技術(shù)，研發(fā)碳納米管纖維量產(chǎn) 化技術(shù)，制備萬米連續(xù)碳納米管纖維材料, 研發(fā)碳納米纖維復合材料和相關(guān)新材 料，在國內(nèi)率先推出碳納米纖維新產(chǎn)品，主導國內(nèi)市場，開拓國際市場。 技術(shù)原理與工藝流程簡介： 本方法是一步制備連續(xù)碳管纖維的方法，具有工業(yè)化應(yīng)用前景。2010 年天 津大學技術(shù)團隊取得關(guān)鍵制備技術(shù)的突破，紡出千米連續(xù)的碳納米管纖維，為產(chǎn) 業(yè)化提供了基礎(chǔ)。 氣相紡絲法是以含碳原理和催化劑輸入到高溫爐中，在氣流中生長碳納米管 并組裝成絲，用機械的方法紡出碳納米管纖維的新方法。主要成果包括發(fā)明了乙 醇/丙酮混合碳源，發(fā)明了水密封反應(yīng)器和致密碳管纖維的紡絲方法。目前已經(jīng) 取得連續(xù)紡絲數(shù)小時數(shù)千米連續(xù)碳管纖維，在方法、技術(shù)和材料性能方面處于國 際領(lǐng)先水平。 應(yīng)用前景分析及效益預測： 碳納米管的價格范圍較大 2-20000 元/克，價格取決于碳管種類和純度，有 些容易合成，有些受制備限制，尚未量產(chǎn)化。目前市場上多壁管 2000 元/公斤，天津大學科技成果選編 高純碳管價格十倍以上。高純單壁碳管尚未量產(chǎn)，目前仍以克量計，純度 80% 的單壁管價格為 60 美元/克，高純（>90%）單壁管在 1000-2000 美元/克以上。 連續(xù)碳管纖維為雙壁管，純度 90%，短期可參考單壁管價格 60-2000 美元/克。 應(yīng)用領(lǐng)域： 高性能復合材料、導電導熱材料、儲能材料、功能電子和織物，產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域航 空航天、能源、環(huán)境、化工和紡織等。 合作方式及條件： 技術(shù)合作與專利轉(zhuǎn)讓 與國際知名企業(yè)和研究單位建立合作,引領(lǐng)碳納米管纖維新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

本發(fā)明提出了一種基于交通狀態(tài)識別的交通干線雙向動態(tài)綠波控制方法，該方法將基于K均值聚類分析法的交通狀態(tài)識別方法和基于數(shù)解法的雙向綠波控制模型相結(jié)合，能夠根據(jù)路網(wǎng)交通狀態(tài)的變化動態(tài)地調(diào)整雙向綠波控制方案。該方法的具體步驟為：交通參數(shù)獲取、交通狀態(tài)判別、計算各假定的理想信號間距、確定實際信號相對于各理想信號的挪移量、確定合適的理想信號位置、連續(xù)行駛通過帶的設(shè)計、確定系統(tǒng)帶速。該方法能夠顯著減少城市道路交通流的延誤和停車率，提高城市道路的運行效率，為城市道路綠波控制提供有力的技術(shù)支撐。

1、成果簡介 調(diào)制（又稱鎖相，Lock-in）紅外熱像 (熱波)無損檢測設(shè)備以頻率可調(diào)的簡諧波或階躍函數(shù)方式對檢測對象進行連續(xù)光熱激勵，以紅外熱像的相位、幅值等信息檢測物體的內(nèi)部缺陷，具有單次檢測面積大、非接觸、可單面檢測、不必拆下總裝后的部件、可在外場使用等優(yōu)點。是一種適合于大型復合材料和多層膠接結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷檢測的可視化檢測設(shè)備。與脈沖熱像法相比檢測設(shè)備簡單、檢測深度更深，但檢測時間較長。主要檢測對象有：航空航天復合材料結(jié)構(gòu)的內(nèi)部分層、脫粘；蜂窩結(jié)構(gòu)和夾層結(jié)構(gòu)的內(nèi)部分層、脫粘、積水；各類多層膠接結(jié)構(gòu)的脫粘；固體發(fā)動機絕熱層和包覆層脫粘；壁畫空鼓等。該設(shè)備和技術(shù)是2001年以來4.5次國家自然科學基金、3次航空科學基金、2次航天支撐技術(shù)基金共同資助下的自主創(chuàng)新研究成果，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，有廣闊的應(yīng)用前景。 典型技術(shù)指標： 加熱功率：1000～4000W； 圖像分辨率：320*240～620*480； 檢測時間：20-300s； 單次檢測面積：500mm*375mm及以上。 具體指標可根據(jù)實際需要的技術(shù)、經(jīng)濟性能合理調(diào)整。2、應(yīng)用說明 用于各類材料、結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的無損檢測，如航空、航天復合材料結(jié)構(gòu)的內(nèi)部分層、脫粘、異物和撞擊損傷，蜂窩結(jié)構(gòu)和夾層結(jié)構(gòu)的內(nèi)部分層、脫粘、積水，鋁蒙皮和金屬板背面的腐蝕，熱障涂層的內(nèi)部脫粘、裂紋，固體發(fā)動機絕熱層和包覆層脫粘。應(yīng)用單位有航天二院201所、北京衛(wèi)星制造廠，技術(shù)合作單位有航天6院389廠、北京航空材料研究院。3、效益分析 該設(shè)備和技術(shù)是自2001年以來4.5次國家自然科學基金、3次航空科學基金、2次航天支撐技術(shù)基金共同資助下積累的自主創(chuàng)新研究成果，具有國際先進的技術(shù)水平，有臺式、移動、便攜形式，有廣闊的應(yīng)用前景。

1、成果簡介 脈沖紅外熱像（熱波）無損檢測設(shè)備以閃光燈為熱激勵源，以紅外熱成像方式檢測物體的內(nèi)部缺陷，具有單次檢測面積大、速度快、非接觸、可單面檢測、不必拆下總裝后的部件、可在外場使用等優(yōu)點。是一種適合于大型復合材料和金屬板殼結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷檢測的可視化、數(shù)字化、定量化的檢測設(shè)備。主要檢測對象有：航空航天復合材料結(jié)構(gòu)的內(nèi)部分層、脫粘、異物和撞擊缺陷；蜂窩結(jié)構(gòu)和夾層結(jié)構(gòu)的內(nèi)部分層、脫粘、積水；各類多層膠接結(jié)構(gòu)的脫膠；鋁蒙皮和金屬板背面的腐蝕；熱障涂層的內(nèi)部脫粘、厚度不均；固體發(fā)動機絕熱層和包覆層脫粘；壁畫空鼓，等等。該設(shè)備和技術(shù)是自2001年以來4.5次國家自然科學基金、3次航空科學基金、2次航天支撐技術(shù)基金共同資助下積累的自主創(chuàng)新研究成果，有廣闊的應(yīng)用前景。 典型技術(shù)指標： 脈沖能量：3000～6000J； 圖像分辨率：320*240～640*480； 檢測時間：10～20s； 單次檢測面積：500mm*375mm及以上。 具體指標可根據(jù)實際需要的技術(shù)、經(jīng)濟性能合理調(diào)整。2、應(yīng)用說明 用于各類材料、結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的無損檢測，如航空、航天復合材料結(jié)構(gòu)的內(nèi)部分層、脫粘、異物和撞擊損傷，蜂窩結(jié)構(gòu)和夾層結(jié)構(gòu)的內(nèi)部分層、脫粘、積水，鋁蒙皮和金屬板背面的腐蝕，熱障涂層的內(nèi)部脫粘、裂紋，固體發(fā)動機絕熱層和包覆層脫粘。應(yīng)用單位有航天二院201所、北京衛(wèi)星制造廠，技術(shù)合作單位有航天6院389廠、北京航空材料研究院。3、效益分析 該設(shè)備和技術(shù)是自2001年以來4.5次國家自然科學基金、3次航空科學基金、2次航天支撐技術(shù)基金共同資助下積累的自主創(chuàng)新研究成果，具有國際先進的技術(shù)水平，有臺式、移動、便攜形式，有廣闊的應(yīng)用前景。

本系統(tǒng)針對連續(xù)小波變換（CWT）對非平衡信號優(yōu)良的時頻分析性能，采用連續(xù)小波變換對來自諸如汽車發(fā)動機、柴油機等往復式機械的聲音信號進行消噪和特征提取，然后利用多媒體技術(shù)將連續(xù)小波消噪和特征提取后的信號轉(zhuǎn)換成聲音信號進行重新播放，使故障特征能被簡單而清楚的識別，從而改變以前過多依賴于個人經(jīng)驗進行這方面故障診斷的現(xiàn)狀。本系統(tǒng)對某型汽車發(fā)動機進行實驗，證明系統(tǒng)對

高導熱寬頻強吸收吸波彈性體材料通過將氮化硼、石墨烯等二維納米材料進行高效剝離、與納米鐵氧體顆粒雜化、采用高效均勻的混合攪拌和高精度的壓延成型工藝制備而成，具有導熱吸波性能、力學性能好、硬度低等特點，其導熱系數(shù)大于3wm-1k-1， 吸收頻寬（RL<-10dB）高達 5GHz，最小反射損耗低于-50dB，達國內(nèi)先進水平。

一、項目進展 創(chuàng)意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業(yè) 入學/畢業(yè)時間 學號 楊鈺萍 機電工程學院/測控技術(shù)與儀器 2016.9/2020.6 201631034227 劉玉潔 機電工程學院/測控技術(shù)與儀器 2016.9/2020.6 201631034210 黃祺 機電工程學院/測控技術(shù)與儀器 2017.9/2021.6 201731034414 黎峰 機電工程學院/測控技術(shù)與儀器 2017.9/2021.6 201731034425 李正煜 機電工程學院/測控技術(shù)與儀器 2018.9/2022.6 201831034413 任星星 機電工程學院/測控技術(shù)與儀器 2016.9/2020.6 201631034306 楊柳 外國語學院/英語 2016.9/2020.6 201631131301 胡玉蓮 外國語學院/英語 2016.9/2020.6 201631131304 三、指導教師 姓名 學院/所學專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 陳波 外國語學院/測試計量技術(shù)及儀器 實驗師 傳感器技術(shù) 四、項目簡介 本項目以電磁流量計的勵磁技術(shù)為切入點展開研究，了解了已有勵磁技術(shù)的優(yōu)缺點，合理推導雙向梯形波具有的優(yōu)點——既有穩(wěn)態(tài)部分利于數(shù)據(jù)采集與處理；又存在緩慢的上升和下降沿可減少微分干擾。故設(shè)計了雙向梯形波勵磁擬解決現(xiàn)有勵磁技術(shù)微分干擾過大的問題，并可提高電磁流量計在流速測量中的精度。該項目一旦成熟推向市場時，可實現(xiàn)系列化生產(chǎn)，對提高流量流速測量精度，擴大電磁流量計的應(yīng)用范圍有較大的現(xiàn)實意義。

碳納米管的優(yōu)越電磁波吸收性能， 在軍事領(lǐng)域及民用領(lǐng)域里有潛在的 巨大用途。碳納米管吸波材料對于國家安全、隱形作戰(zhàn)裝備研制、具有十 分重大的意義。碳納米管 /聚合物復合吸波材料還可廣泛應(yīng)用于民用領(lǐng)域， 可用于抗靜電、電磁屏蔽，減少或者消除電磁波對人體的傷害及電磁設(shè)備 的干擾。 本研究顯示碳納米管 /聚合物復合吸波材料具有優(yōu)良的雷達波吸收性 能，具有廣闊的市場空間和應(yīng)用前景。

基片集成類導波結(jié)構(gòu)是近十幾年來微波毫米波學界發(fā)展起來的一種新型高性能平面集成導波結(jié)構(gòu)，它具有極低的電磁泄露和互擾，其品質(zhì)因數(shù)和功率容量遠高于傳統(tǒng)平面?zhèn)鬏斁€，國內(nèi)外數(shù)百所大學和研究機構(gòu)開展了大量研究，使之成為微波毫米波領(lǐng)域最受關(guān)注的研究分支之一。 學科洪偉教授課題組是國際上這一學術(shù)分支的主要倡導者和貢獻者之一，在IEEE系列刊物上發(fā)表學術(shù)論文120余篇，在美、英、德、日、韓、波、葡等國家召開的國際會議上作大會報告、特邀報告20余次，論文被40多個國家的學者正面他引5000余次，獲授權(quán)國家發(fā)明專利50余項。 該研究成果在國內(nèi)外都產(chǎn)生了比較大的影響，獲2016年度國家自然科學二等獎。

1 成果簡介隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和人民生活水平的提高，環(huán)境污染、疾病監(jiān)測、食品安全等民生熱點日益受到人們的關(guān)注。如何對上述問題進行簡單、快速的監(jiān)控，將一些危害降至最低，保障人民生活和生產(chǎn)，這就需要一種可實時實地檢測、操作簡便的多應(yīng)用傳感器件。 表面等離子體波（ SPP）傳感器是一種基于光學檢測的傳感器件，被廣泛用于藥物篩選、食物檢測、環(huán)境監(jiān)測和細胞膜模擬等方面。相對于目前常見的化學、電子、力學等傳感器，SPP 傳感器擁有實時檢測、無需標記、對被檢測物無損害、探測方法簡單等眾多優(yōu)點。為了降低成本、 穩(wěn)定性能、減小體積，集成型 SPP 傳感器件的成為了現(xiàn)今研究熱點。然而現(xiàn)有的集成型 SPP 傳感器件普遍存在靈敏度低，探測范圍小等問題，限制了其應(yīng)用的推廣。 課題組從 2006 年開始合作從事集成型 SPP 傳感器件研究，在清國家 973 項目、自然科學基金重點項目、教育部清華大學自主研究項目等項目資助下， 創(chuàng)新性提出一種基于 SPP-介質(zhì)波導異質(zhì)垂直耦合器的可集成生化傳感芯片，并對傳感芯片的傳感特性和應(yīng)用進行了深入研究和探索。芯片的特點和性能如下：可集成，芯片體積小，可與便攜設(shè)備集成；可批量生產(chǎn)，價格低廉；靈敏度較傳統(tǒng)的集成型 SPP 傳感器件高出一個數(shù)量級；可實現(xiàn)對傳感區(qū)域的精確或者大范圍調(diào)節(jié)；可實現(xiàn)對納米量級大小的物質(zhì)的探測；傳感性能穩(wěn)定，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。上述優(yōu)點表明該芯片可以工廠大批量生產(chǎn)經(jīng)營，也可以用于實驗室的科研研究，在化學，生物，醫(yī)學等多 個領(lǐng)域均有應(yīng)用價值。查新表明，國內(nèi)外目前尚未發(fā)現(xiàn)有相似原理的器件。 圖 1 (a) 集成型 SPP 傳感芯片與一元硬幣尺寸對比圖 (b) 傳感芯片的顯微鏡照片2 應(yīng)用說明可集成型 SPP 生化傳感芯片在實驗室經(jīng)多次驗證，可以實現(xiàn)對折射率液體以及納米級薄層物質(zhì)的高靈敏探測，并初步應(yīng)用于對雙酚 a（簡稱 BPA，一種塑料生長常用原料，每年生產(chǎn)將近 2700 萬噸含 BPA 的塑料類物質(zhì)， BPA 具有胚胎致畸性和致毒性）的檢測。實驗結(jié)果表明，該芯片對于 BPA 的探測極限濃度可以達到 0.1ng/ml （歐盟公布食品準則中水含有BPA 的最高濃度為 1ng/ml）。3 效益分析由于目前國內(nèi)尚無同類產(chǎn)品， 而且此產(chǎn)品在疾病檢驗，環(huán)境監(jiān)測，藥品鑒別等多個領(lǐng)域具有應(yīng)用價值， 因此本儀器具有較大的市場推廣空間。本傳感芯片價格低廉，使用簡便，對樣品無二次污染，性能穩(wěn)定，甚至對納米量級的生化小分子探測均具有高靈敏度，相對于其他類型的傳感器件， 具有明顯的經(jīng)濟和技術(shù)優(yōu)勢。