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成果簡介： 回轉體構型運動副在重大裝備及精密裝備中應用廣泛，各類主機的工作精度、 性能、壽命、可靠性等指標均與回轉體運動副的性能密切相關，然而其空間結構 的復雜性及高的功能特性要求對其制造工藝提出了巨大挑戰。復雜構型回轉體運 動副表面要求耐磨、減阻并具有較高的疲勞強度，需要較高的表面面型精度。目 前回轉體構型零件淬硬表面一般采用固結磨料面接觸制造工藝實現，然而固結磨 41天津大學科技成果選編 42 料制造技術易于造成磨削燒傷及表面裂紋，影響零件的性能及使用壽命。此外， 某些精密元器件或者特殊環境下工作的元器件在使用過程中表面會附著污染物、 粉塵等物質而導致腐蝕或者性能下降，常規的機械作用強度較大，易于導致表面 損傷，耦合化學、機械以及超聲振動的表面精密修整工藝能夠柔順覆蓋材料全表 面，確保精準去除表面缺陷、污染物的同時避免附加損傷；此外某些工件空間尺 寸較小且內外表面工藝結構復雜，蘊含大量的邊、角、棱結構，易于導致制造工 藝末端缺陷（毛刺）并對運動副配合表面造成損傷，嚴重影響使用性能，確保已 加工表面的面形精度同時高效去除表面末端缺陷已成為迫切需要解決的生產實 際問題。常規剛性工具難以實現表面的精準吻合而無法實現全表面精密修整，而 基于自由磨料的液態柔性磨具可以實現容器空間的全部填充，實現工具-工件的 全表面精準吻合并避免表面附加損傷，是復雜構型零件表面精密修整與清洗的理 想工藝。基于上述分析，課題組開發了復雜構型表面精密修整清洗多功能一體機。 表面精密修形是在柔性工具對零件表面廓形進行擬合運動的基礎上通過表層材 料的塑性流動、小尺度材料剝離實現表面幾何特征屬性的全面提升，柔性工具與 零件表面之間的弱機械作用可以在提高零件表面微觀幾何精度的同時有效避免 附加損傷，然而目前為止獲得納米級表面粗糙度仍然主要依靠熟練操作者的手工 研拋為主，生產效率低、勞動強度大、最終表面質量嚴重依賴于操作者個人的技 術水準，難以保證高精度復合曲面制造精度的穩定性。復雜構型表面精密修整清 洗多功能一體機將有助于實現表面精密修整、去污的一體化，降低生產成本，提 高生產效率，具有廣闊的市場前景。 市場分析及前景： 表面精密修整清洗一體化技術在許多行業都具有較好的應用前景：一、機械 零部件在電鍍前后的清洗或噴涂前的清洗，拆修零部件的清洗，要求高清洗度， 如油泵油嘴偶件、軸 承、制動器、燃油過濾器、閥門的清洗。二是印制電路板、 硅片、晶片、元器件殼、座、鐵路系統用的信號控制繼電器、元器件、連接件、 顯像管以及電真空器件等的清洗。三是眼鏡、顯微鏡、望遠鏡、瞄準具等光學系 統及取樣玻璃片的清洗。四是醫用器具、食品、制藥、生化等試驗中所用各種瓶 罐的清洗。五是噴絲頭、精密 模具、精密橡膠件、珠寶工藝品等的清洗。天津大學科技成果選編 我國現有各類超聲設備制造企業上百家，分布主要集中在東南沿海地區。據 統計資料，沿海地區的廠家占全國總數的 85%，可見經濟發達地區對超聲波表面 修整技術的應用廣泛，普及程度高，這也證明超聲波清表面修整技術推廣普及的 前景十分廣闊。 主要技術指標： [1] 精密修整后的表面粗糙度小于 1nm，邊、角、棱結構處的末端缺陷消失； [2] 表面光滑亮澤，無油污及顆粒物附著。 技術水平及知識產權認定情況情況：本成果屬于國際先進水平，成果歸獨家所有， 計劃申請一項專利 應用領域：工程機械、微電子系統、光學精密儀器，醫療器械等 合作方式及條件：技術入股 

隨著我國四個現代的高速發展，對高分子材料制品提出了各種新的要求。為了滿足不同用途的需要，除了積極發展新的合成橡膠和合成樹脂之外，還應該在現有樹脂或橡膠加工成制品的過程中，利用化學方法或物理方法改變制品的一些性能，以達到預期的目的，這就是高分子材料改性。高分子材料改性一般可分為化學改性和物理改性。物理改性分為填充改性和共混改性等。填充改性是指在高分子材料成型加工過程中加入無機或有機填充劑，不僅能使高分子材料制品價格大大降低，而且更重要的是能顯著改善高分子材料的機械性能或增加其他功能性，如導熱性能、導電性能、光學性能等等。然而，無機填料和高分子材料間密度的差異妨礙了填料在基體中的均勻分散，因而給混煉成型加工帶來了困難。又因為兩者表面能不同，在遇到外力時，高分子材料與填料界面上應力集中易產生空隙，加速材料的老化。為了提高填料與高分子材料的親和能力，需要對填料進行活化處理。本項目即涉及用于塑料和橡膠中大部分填料的表面處理技術，包括多種填料，如炭黑、碳納米管、硅灰石、滑石粉、云母、碳酸鈣、鐵粉等等。該處理技術簡單，易產業化，并具有成功產業化案例：某企業要求向再生丁基橡膠中加入鐵粉和鈣粉，需大量填充使膠料密度達到2.7，但直接添加，根本加不進去如此大量的填料，經本技術改性后，成功添加到膠料中，且密度達到要求。

簡介：本發明公開了一種用于圓柱狀或類似零件外表面均勻涂覆的噴涂裝置。該裝置主要由外殼、支撐架、調速電機、電機軸、調速電源開關、曲軸、連桿、U型槽、篩網、擋板、皮帶以及皮帶輪組成。通過調速電機控制曲軸的轉動,從而控制U型槽的翹板式往復運動,零件置于U型槽內的篩網上,對零件進行噴涂。本裝置便于操作,并可以通過調節電機轉速,實現不同大小的圓柱狀或類似零件的均勻噴涂。

（專利號：ZL 201310128992.1） 簡介：本發明涉及一種鈦合金表面溶膠凝膠透輝石涂層的方法，屬于金屬材料涂層制備技術領域。該方法包括：a、稱取硝酸鈣、硝酸鎂、正硅酸乙酯，將上述組分溶入無水乙醇中；b、將上述混合溶液在室溫下攪拌，然后陳化；c、依次用酒精、丙酮將鈦合金片超聲清洗；d、將清洗后的鈦合金片浸入步驟b陳化后的溶液中，提拉得到涂層；e、將帶有涂層的鈦合金片干燥；f、對干燥之后的鈦合金片重復步驟d-e的處理5次；g、將步驟

導電聚合物具有傳統聚合物所缺乏的電活性，因而在輕質電池、電磁屏蔽材料、防腐涂層和傳感器等領域有著很大的發展潛力。導電聚合物特別是聚苯胺由于自身的分子結構剛性大，分子鏈間相互作用力強，因而其加工性能較差，難溶難熔，這在一定程度上限制了導電聚合物的應用。將聚苯胺與其他材料復合，制備復合材料是解決這個缺陷的重要方法之一。該項目涉及一項基于表面修飾導電聚合物的單分散聚苯乙烯高分子微球的生產技術。單分散的聚苯乙烯微球經改性后，可獲得表面包覆有殼層結構或者納米線結構的導電聚合

在管道輸送的流體中添加少量的表面活性劑，流動阻力可大大降低，最高可達80%以上，從而可以減少泵的功耗以達到節能的目的。表面活性劑具有良好的機械、化學、光、熱等穩定性，與高分子聚合物相比沒有機械退化，在受到破壞后容易自身修復而不會降低減阻性能，可應用到供暖水、冷卻水和冷凍水的管道輸送系統等領域內。 本項目利用在實驗室測試的多種表面活性劑減阻性能的數據，結合開發的不同管徑下表面活性劑減阻性能預測技術，可進行不同供暖及供冷系統的減阻節能設計和改造。系統改造簡單方便，易于實施，只需添加加藥口和加藥泵即可。加入表面活性劑后系統節能達30%-50%。

研發階段/n一種多壁納米碳管表面化學鍍鎳鋅的方法，其特征在于：ａ．首先在鍍鎳鋅之前對碳納米管進行預處理，通過純化、氧化處理獲得較純凈納米碳管，再通過活化、敏化處理在納米碳管表面形成催化金屬核；ｂ．將預處理后的納米碳管加入鎳鋅鍍液中，反應過程用超聲波振蕩器充分散，Ｎｉ－Ｚｎ－Ｐ在納米碳管表面的催化金屬核上沉積并長大，繼而形成連續結合鍍層，鎳的自催化活性使沉積持續進行，從而得到較厚的鍍層。將經過以上處理的納米碳管用作金屬基復合材料增強體時，可以和金屬基體緊密結合，充分發揮其優良特性。

季銨鹽是表面活性劑的重要組成部分，具有比傳統的表面活性劑更明顯的優 勢，如乳化性能高、增溶性強、生物降解性好，能夠大量的運用于礦石浮選、日 用化妝品、殺菌、金屬緩蝕、紡織等諸多方面。課題開發亞麻油酰胺丙基-PG-二 甲基氯化銨、椰油酸雙酯季銨鹽等表面活性劑的制備新工藝，提高其表面張力、 增溶性、乳化性等方面的物理性質，現代許多化學工業生產中不可或缺的添加劑， 尤其是對于新型季銨鹽表面活性劑的研究意義重大。不同結構的天然脂肪酸表面 活性劑具有表面活性劑的水溶性好，使用 pH 范圍大，適合用于個人日常的護理 清潔用品，在清洗劑中能夠與非離子表面活性劑復配成殺菌、消毒清洗劑。 關鍵技術 ? 表面活性劑的制備技術； ? 表面活性劑的結構調控與性能。 獲得成果 1、論文發表方面：公開發表 SCI 學術論文 30 余篇； 2、專利申請方面：授權中國專利 6 件； 3、基金資助方面：獲國家自然科學基金項目 3 項。

本成果創新性發明了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構高精度測量技術及系統。 本項目依托華中科技大學儀器學科在表面形貌與結構精密測量領域的傳統特色優勢和長期積累的科研基礎，在國家重大科學儀器設備開發專項、國家自然科學基金儀器研制專項、國家863重點項目課題、國家自然科學基金面上項目等支持下，針對相關制造領域微米尺度、納米尺度、跨尺度微納表面結構精密測量問題開展了系列研究。本成果技術主要包括以下方面： 1）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構測量原理和方法，共光路融合白光顯微干涉與原子力探針傳感，突破跨尺度微納傳感瓶頸，解決大動態范圍微納結構測量難題，實現nm-μm-mm跨尺度微納表面結構高效測量； 2）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度測量的可溯源標定和坐標統一方法，突破了白光干涉與原子力探針跨尺度微納傳感的坐標統一瓶頸和漂移難題，實現了微納表面結構跨尺度測量的可溯源和穩定高精度； 3）提出了白光干涉質量評價模型和三維圖像噪聲區域辨識與重建方法，及二維掃描工作臺平面度誤差阿貝補償與二維運動同步計量方法，解決噪聲問題與宏微驅動二維工作臺運動誤差對測量精度的影響問題，為跨尺度微納表面結構高精度測量提供支撐。 圖1 微納結構多模式跨尺度測量儀器實物圖 圖2 白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構測量原理示意圖

本成果創新性發明了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構高精度測量技術及系統。 本項目依托華中科技大學儀器學科在表面形貌與結構精密測量領域的傳統特色優勢和長期積累的科研基礎，在國家重大科學儀器設備開發專項、國家自然科學基金儀器研制專項、國家863重點項目課題、國家自然科學基金面上項目等支持下，針對相關制造領域微米尺度、納米尺度、跨尺度微納表面結構精密測量問題開展了系列研究。本成果技術主要包括以下方面： 1）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構測量原理和方法，共光路融合白光顯微干涉與原子力探針傳感，突破跨尺度微納傳感瓶頸，解決大動態范圍微納結構測量難題，實現nm-μm-mm跨尺度微納表面結構高效測量； 2）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度測量的可溯源標定和坐標統一方法，突破了白光干涉與原子力探針跨尺度微納傳感的坐標統一瓶頸和漂移難題，實現了微納表面結構跨尺度測量的可溯源和穩定高精度； 3）提出了白光干涉質量評價模型和三維圖像噪聲區域辨識與重建方法，及二維掃描工作臺平面度誤差阿貝補償與二維運動同步計量方法，解決噪聲問題與宏微驅動二維工作臺運動誤差對測量精度的影響問題，為跨尺度微納表面結構高精度測量提供支撐。 圖1 微納結構多模式跨尺度測量儀器實物圖 圖2 白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構測量原理示意圖 【技術優勢】 本成果項目研制了具有我國自主知識產權的白光干涉原子力探針掃描測量儀等系列微納表面結構測量儀器，并通過了國家計量院組織的儀器性能和軟件的檢定測試，納米尺度原子力垂直測量范圍超出國際商用儀器10倍以上，水平動態范圍達國際領先水平。 【技術指標】 本成果項目提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構測量原理和方法，建立跨尺度傳感方法，實現nm-μm-mm跨尺度微納表面結構高效測量。同時，發明的白光干涉原子力探針掃描測量方法與現有商用原子力顯微鏡相比，垂直測量范圍提高10倍，分辨率優于0.01nm。