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一種水基Fe3O4磁性流體的制備方法,它涉及一種具有超順磁性的水基納米磁性流體的制備方法.本發(fā)明解決了現(xiàn)有磁流體含有有機(jī)物,與生物體兼容性差的問(wèn)題.本發(fā)明方法如下:將FeCl3與FeCl2溶解在去離子水中,調(diào)節(jié)pH值;在120～180℃油浴中,惰性氣體保護(hù)下,滴加NaOH后,保溫?cái)嚢?.5～2.5小時(shí);去離子水洗滌,超聲分散,用永磁鐵沉降至溶液中不含氯離子并且呈中性;再將溶液超聲分散后離心;在100～160℃,惰性氣體保護(hù)下以300r/min的速度攪拌濃縮回流3～6小時(shí).本發(fā)明制備的水基Fe3O4磁流體粘度小于10mpa·s,粒徑為3-10nm,飽和磁化強(qiáng)度高于60emu/g,具有超順磁的特性,穩(wěn)定性好,水溶性好,所用材料無(wú)毒,便宜,操作簡(jiǎn)單易行,適合工業(yè)化生產(chǎn).

研制出的3mm波段高功率回旋管可用于毫米波非致命拒止武器系統(tǒng)、毫米波雷達(dá)成像系統(tǒng)和毫米波定向能武器系統(tǒng),是毫米波拒止武器系統(tǒng)必需的大功率微波源。主動(dòng)拒止武器主要是利用3mm高功率微波刺激人體表皮的痛覺(jué)神經(jīng)，使人感到劇烈灼痛達(dá)到驅(qū)散非合作人群的目的?？捎糜谘b備部隊(duì)作戰(zhàn)、維和、反恐(針對(duì)恐怖活動(dòng)與恐怖分子,尤其是人體炸彈)，裝備警察用于制暴、監(jiān)獄控制、重要目標(biāo)(軍事、政治、經(jīng)濟(jì)及安全設(shè)施和人員等)保護(hù)（如軍事基地、軍事禁區(qū)、使領(lǐng)館、航船、機(jī)場(chǎng)、重要場(chǎng)館等的防護(hù)）及反海盜劫持活動(dòng)等等，這對(duì)保障國(guó)家安全具有重要作用。 本項(xiàng)目在突破一系列關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上研制出了低電壓、小電流3mm波段高功率連續(xù)波回旋振蕩管，在關(guān)鍵技術(shù)研究上有一系列創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。 研制成功了高效、高模式純度TE62模式的W波段連續(xù)波回旋管：頻率94 GHz、工作電壓29.4 kV、工作電流2.2A、輸出功率26.5 kW、效率41%。其各項(xiàng)參量達(dá)到和超過(guò)合同指標(biāo)，器件綜合技術(shù)水平達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。 目前國(guó)內(nèi)100萬(wàn)人以上大城市數(shù)量已達(dá)到100多個(gè)，按照目前大型城市安全需要，每個(gè)城市為其各重要部門(mén)的綜合安全防護(hù)系統(tǒng)總共配備10套主動(dòng)拒止武器系統(tǒng)，每套按500萬(wàn)元計(jì)算，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值約為50億。每套成本低，單套實(shí)驗(yàn)演示系統(tǒng)造價(jià)小于500萬(wàn)元，僅為美國(guó)每套造價(jià)的8%；其核心器件3mm高功率回旋振蕩管及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)、配套器件實(shí)現(xiàn)完全國(guó)產(chǎn)化。

該項(xiàng)目是針對(duì)電子領(lǐng)域的功能電子材料，特別是柔性電子材料的3D打印。3D打印技術(shù)是世界制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破，是先進(jìn)精密制造、計(jì)算機(jī)技術(shù)(軟件開(kāi)發(fā))、精密驅(qū)動(dòng)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)等多學(xué)科技術(shù)的系統(tǒng)集成。在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)其發(fā)展趨勢(shì)必定是面向個(gè)性化、智能化的3D打印系統(tǒng)的不斷涌現(xiàn)。按照3D打印制備的材料類別分析，目前聚合物及金屬(合金)材料及其結(jié)構(gòu)件的報(bào)道較多，而很少涉及到針對(duì)電子領(lǐng)域的功能電子材料，特別是柔性電子材料的3D打印。但隨著柔性電子領(lǐng)域的快速發(fā)展，也出現(xiàn)了可對(duì)電子材料進(jìn)行高精密3D打印的技術(shù)。

研制出的3mm波段高功率回旋管可用于毫米波非致命拒止武器系統(tǒng)、毫米波雷達(dá)成像系統(tǒng)和毫米波定向能武器系統(tǒng),是毫米波拒止武器系統(tǒng)必需的大功率微波源。主動(dòng)拒止武器主要是利用3mm高功率微波刺激人體表皮的痛覺(jué)神經(jīng)，使人感到劇烈灼痛達(dá)到驅(qū)散非合作人群的目的。可用于裝備部隊(duì)作戰(zhàn)、維和、反恐(針對(duì)恐怖活動(dòng)與恐怖分子,尤其是人體炸彈)，裝備警察用于制暴、監(jiān)獄控制、重要目標(biāo)(軍事、政治、經(jīng)濟(jì)及安全設(shè)施和人員等)保護(hù)（如軍事基地、軍事禁區(qū)、使領(lǐng)館、航船、機(jī)場(chǎng)、重要場(chǎng)館等的防護(hù)）及反海盜劫持活動(dòng)等等，這對(duì)保障國(guó)家安全具有重要作用。

基金屬間化合物原料成本較低，具有低比重、優(yōu)異的抗氧化、抗硫蝕等特點(diǎn)，可以應(yīng)用于對(duì)強(qiáng)度要求不太高的中高溫氧化或硫蝕環(huán)境中，如有色冶煉廠和高濃度煙氣收塵設(shè)備及制酸系統(tǒng)中的煙氣凈化設(shè)備、轉(zhuǎn)化器、熱交換設(shè)備極板和殼體；汽車尾氣管、電廠排氣的煙氣管道等。從1991年起，孫祖慶教授及其研究小組在國(guó)家科技部863專家委員會(huì)、國(guó)家自然科學(xué)基金委及中國(guó)-福特基金的支持下，開(kāi)展了系統(tǒng)工作。 主要?jiǎng)?chuàng)新性研究成果有以下幾點(diǎn)： 首次提出Fe3Al基合金的B2熱機(jī)械處理工藝，使合金在空氣中的室溫拉伸延伸率提高到15％以上。 通過(guò)自行開(kāi)發(fā)的提高合金中高溫抗蠕變性能的處理工藝，研制成功Fe-28Al-XCr系金屬間化合物材料。申請(qǐng)兩項(xiàng)發(fā)明專利并已獲得批準(zhǔn)（專利號(hào)：ZL 93 1 14921.5）(專利號(hào)：ZL 93 1 21242.X)。 通過(guò)Cr, Ti, Mn, Ni, Mo等代位合金元素原子在Fe3Al基金屬間化合物合金亞點(diǎn)陣占位的中子衍射研究及交互作用能計(jì)算探討上述各元素對(duì)室溫塑性的影響。Fe3Al基合金熱加工過(guò)程中的變形織構(gòu)研究。 在解決了該系列合金采用傳統(tǒng)工藝制備大體積材料、并獲得薄板的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了超塑性行為、可焊性研究，并提出優(yōu)化的熱彎成型及焊接工藝。申請(qǐng)焊接發(fā)明專利一項(xiàng)，已公開(kāi)（公開(kāi)號(hào)：CN1251329A）。 Fe3Al基合金薄板在有色冶煉后處理含氧環(huán)境中的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果顯示了它比不銹鋼優(yōu)異的抗蝕性能。通過(guò)鑒定一項(xiàng)。 B2結(jié)構(gòu)Fe3Al單晶力學(xué)行為各向異性機(jī)理研究。不同取向單晶宏觀拉伸切應(yīng)力—切應(yīng)變曲線形式、各階段加工硬化行為與各滑移系的激活方式、晶體轉(zhuǎn)動(dòng)及位錯(cuò)組態(tài)的演變直接相關(guān)。 目前，有關(guān)Fe3Al基合金冶煉、熱加工、焊接及組織性能控制的技術(shù)已經(jīng)成熟，在普通鋼鐵企業(yè)現(xiàn)有的冶煉及軋制設(shè)備條件下，可以通過(guò)真空熔煉或非真空熔煉加電渣重熔工藝精煉來(lái)制備Fe3Al基合金鑄錠，通過(guò)鍛造及軋制設(shè)備生產(chǎn)各種規(guī)格的Fe3Al基合金板材；通過(guò)熱彎工藝及焊接工藝可獲得Fe3Al基合金焊管。

生物特征識(shí)別是模式識(shí)別、圖像處理、人工智能等學(xué)科領(lǐng)域的一個(gè)前沿研究方向，是涉及國(guó)家社會(huì)公共安全的戰(zhàn)略高技術(shù)，同時(shí)也是電子信息產(chǎn)業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。從今年開(kāi)始，我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始計(jì)劃在第二代身份證和電子護(hù)照中嵌入生物特征信息以提高個(gè)體身份認(rèn)證的可靠性，生物特征識(shí)別技術(shù)在國(guó)家的人口管理、安全反恐、機(jī)場(chǎng)安檢、出入境邊檢、門(mén)禁與安全系統(tǒng)、權(quán)限控制、對(duì)象監(jiān)控、金融防偽、電子商務(wù)、社保福利等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

該項(xiàng)目是針對(duì)電子領(lǐng)域的功能電子材料，特別是柔性電子材料的3D打印。3D打印技術(shù)是世界制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破，是先進(jìn)精密制造、計(jì)算機(jī)技術(shù)(軟件開(kāi)發(fā))、精密驅(qū)動(dòng)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)等多學(xué)科技術(shù)的系統(tǒng)集成。在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)其發(fā)展趨勢(shì)必定是面向個(gè)性化、智能化的3D打印系統(tǒng)的不斷涌現(xiàn)。按照3D打印制備的材料類別分析，目前聚合物及金屬(合金)材料及其結(jié)構(gòu)件的報(bào)道較多，而很少涉及到針對(duì)電子領(lǐng)域的功能電子材料，特別是柔性電子材料的3D打印。但隨著柔性電子領(lǐng)域的快速發(fā)展，也出現(xiàn)了可對(duì)電子材料進(jìn)行高精密3D打印的技術(shù)。應(yīng)用范圍 柔性電子是在有機(jī)/無(wú)機(jī)材料電子器件制作或其它柔性基板上制作的一種新興電子技術(shù)，其獨(dú)特的性能以及高效、低成本的制造工藝在信息、能源、醫(yī)療、國(guó)防等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。如柔性電子可應(yīng)用于顯示器、有機(jī)發(fā)光二極管OLED、印刷RFID、薄膜太陽(yáng)能電池板、電子用表面粘貼(Skin Patches)等。與傳統(tǒng)IC技術(shù)一樣，制造工藝和裝備也是柔性電子技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。項(xiàng)目階段 團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)兩年的攻關(guān)，已經(jīng)在電子漿料研發(fā)、精密壓電超聲刮刀、高分辨率工作臺(tái)和Z軸壓電驅(qū)動(dòng)器、界面軟件、系統(tǒng)集成與控制五大關(guān)鍵技術(shù)方面，取得了重要進(jìn)展，獲得系列階段性的科研成果，完成了樣機(jī)的初步研發(fā)和制作。知識(shí)產(chǎn)權(quán) 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人長(zhǎng)期從事壓電、鐵電、磁電功能材料與器件方面的研究，擁有30項(xiàng)中國(guó)和美國(guó)授權(quán)發(fā)明專利，發(fā)表SCI文章100余篇。2014、2015年被國(guó)際Elsevier評(píng)為最具世界影響力的中國(guó)學(xué)者之一。合作方式 技術(shù)轉(zhuǎn)讓、合作開(kāi)發(fā)、技術(shù)入股。

“野外環(huán)境3D打印維修保障系統(tǒng)”是針對(duì)野外環(huán)境條件裝備應(yīng)急搶修所研發(fā)的野外修復(fù)裝備，系統(tǒng)包括零部件數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、三維反求測(cè)量系統(tǒng)、金屬激光3D打印系統(tǒng)及后處理模塊等

一、 項(xiàng)目簡(jiǎn)介基于Web GIS/3G的設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)基于3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及Google地圖的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要針對(duì)那些分布廣泛或數(shù)據(jù)不易采集的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，當(dāng)設(shè)備數(shù)據(jù)異常時(shí)，GIS地圖迅速定位到異常地并有報(bào)警提示聲音，同時(shí)以短信或電話方式通知設(shè)備關(guān)聯(lián)人員前去現(xiàn)場(chǎng)查看確認(rèn)。二、 項(xiàng)目技術(shù)成熟程度該項(xiàng)目技術(shù)成熟，目前已在天津市消防系統(tǒng)試運(yùn)行。三、 技術(shù)指標(biāo)（包括鑒定、知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利、獲獎(jiǎng)等情況）正在申請(qǐng)軟件著作權(quán)。四、 市場(chǎng)前景（應(yīng)用領(lǐng)域、市場(chǎng)分析等）  本項(xiàng)目的研發(fā)成功能解決目前各中小企業(yè)中設(shè)備運(yùn)行情況難以監(jiān)測(cè)，設(shè)備故障維修不及時(shí)等問(wèn)題，也有利于提高各企業(yè)的生產(chǎn)效率?？梢?jiàn)本項(xiàng)目有著廣闊的應(yīng)用前景和極大的市場(chǎng)空間。五、 規(guī)模與投資需求（資金需求、場(chǎng)地規(guī)模、人員等需求）本系統(tǒng)售價(jià)5萬(wàn)（包括培訓(xùn)），加上所需服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)采集發(fā)送器、語(yǔ)音通訊設(shè)備、指紋錄入設(shè)備?？偼顿Y預(yù)計(jì)20萬(wàn)。六、 效益分析本系統(tǒng)主要針對(duì)那些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備分布廣泛或數(shù)據(jù)不易采集的場(chǎng)合,能夠及時(shí)地監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行有效控制，大大設(shè)備的工作效率，防止設(shè)備出現(xiàn)故障不能及時(shí)維修而導(dǎo)致其他問(wèn)題的發(fā)生。具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。七、 合作方式  技術(shù)服務(wù)、協(xié)作開(kāi)發(fā)、提供咨詢，具體事宜面議。八、 項(xiàng)目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式（包括電子郵箱）顧軍華，022-60435758，jhgu@hebut.edu.cn九、高清成果圖片2-3張

從理論物理學(xué)家安德森“more is different”的觀點(diǎn)提出以來(lái)，人們?cè)絹?lái)越多地意識(shí)到多體系統(tǒng)中可以出現(xiàn)豐富的、與單個(gè)粒子性質(zhì)不同的新物理規(guī)律。在二維自由電子系統(tǒng)中，大量相互作用的二維電子構(gòu)成一個(gè)強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系。在特定條件下，系統(tǒng)哈密頓算符中的電子間長(zhǎng)程庫(kù)倫相互作用主導(dǎo)了系統(tǒng)的物理性質(zhì)。這是一個(gè)無(wú)參數(shù)的理論問(wèn)題，也是一個(gè)無(wú)法微擾處理的問(wèn)題。多體問(wèn)題的復(fù)雜和有趣在這里體現(xiàn)得淋漓盡致：攜帶單位電荷的一群電子可以產(chǎn)生攜帶小于單位電荷的準(zhǔn)粒子。 極低溫強(qiáng)磁場(chǎng)中的超高遷移率二維電子氣可以出現(xiàn)分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)。奇數(shù)分母的分?jǐn)?shù)量子霍爾態(tài)有唯一的基態(tài)：復(fù)合費(fèi)米子的整數(shù)量子霍爾效應(yīng)或復(fù)合玻色子的玻色愛(ài)因斯坦凝聚。單層二維電子氣中填充因子為5/2的分?jǐn)?shù)態(tài)是罕有的偶數(shù)分母態(tài)的例子，它可能對(duì)應(yīng)了p波配對(duì)的復(fù)合費(fèi)米子，擁有拓?fù)浔Ｗo(hù)的多簡(jiǎn)并基態(tài)波函數(shù)，其準(zhǔn)粒子可能服從非阿貝爾統(tǒng)計(jì)。5/2態(tài)是第一個(gè)被認(rèn)為可以用于拓?fù)淞孔佑?jì)算的實(shí)驗(yàn)體系。3/2填充因子處，原有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論框架支持復(fù)合費(fèi)米子海的解釋，即不存在3/2分?jǐn)?shù)態(tài)，也不應(yīng)該存在分?jǐn)?shù)量子霍爾平臺(tái)。圖：不同門(mén)電壓條件下的磁場(chǎng)依賴關(guān)系，隨著門(mén)電壓改變局域條件，5/3的量子霍爾平臺(tái)逐漸演變?yōu)榱钊艘馔獾?/2平臺(tái)。[Nature Communications 10, 4351 (2019)] 量子材料科學(xué)中心于2016年觀測(cè)到了3/2偶數(shù)分母分?jǐn)?shù)量子霍爾平臺(tái)，該工作于2017年10月投稿，2019年9月26日在線發(fā)表于《自然.通訊》（https://doi.org/10.1038/s41467-019-12245-y）。林熙課題組的付海龍（2017年畢業(yè)，現(xiàn)為Penn State University校級(jí)榮譽(yù)Eberly Research Fellow）為此現(xiàn)象的觀測(cè)者，二維電子氣樣品由普林斯頓大學(xué)L. N. Pfeiffer提供。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，3/2平臺(tái)的量子化程度高達(dá)0.02%，只在二維電子氣被局域的特定條件下出現(xiàn)，這意味著帶合適邊界條件的多體體系可能有與無(wú)邊界條件時(shí)不一樣的量子態(tài)存在。 當(dāng)局域結(jié)構(gòu)中形成3/2平臺(tái)時(shí)，局域結(jié)構(gòu)外是5/3分?jǐn)?shù)態(tài)，所以1/6量子電導(dǎo)被反射了。1/6的量子電導(dǎo)不屬于通常理論框架下的任何邊界態(tài)，所以它的出現(xiàn)可能預(yù)示著新的邊界態(tài)以及新的準(zhǔn)粒子的出現(xiàn)。量子中心的謝心澄老師和他的學(xué)生吳宜家對(duì)此給出理論分析，提出隧穿強(qiáng)度的變化在局域結(jié)構(gòu)附近引起拓?fù)湎嘧?，從而?dǎo)致分?jǐn)?shù)電荷的再次量子化。5/3分?jǐn)?shù)態(tài)的準(zhǔn)粒子攜帶的電荷是e/3，1/6電導(dǎo)的出現(xiàn)可能是5/3態(tài)的準(zhǔn)粒子繼續(xù)1/2量子化的結(jié)果，所以理論預(yù)言了一個(gè)攜帶e/6分?jǐn)?shù)電荷的新激發(fā)。