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2018年國家技術(shù)發(fā)明二等獎 電網(wǎng)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，架空輸電導(dǎo)線作為電力輸送的“血管”是電網(wǎng)中用量最大、最關(guān)鍵的組成部分之一。導(dǎo)線的導(dǎo)電率每提升1%IACS，全國每年節(jié)約線損超70億千瓦時。特高壓、遠(yuǎn)距離、大容量輸電和清潔能源利用的發(fā)展，對架空導(dǎo)線的導(dǎo)電率、強(qiáng)度、耐熱性能和疲勞性能提出了更高的要求。但提升導(dǎo)電率與同時提高強(qiáng)度和耐熱性之間存在矛盾，導(dǎo)致我國電網(wǎng)建設(shè)急需的特種導(dǎo)線難以滿足工程需求。上海交通大學(xué)孫寶德教授團(tuán)隊與江蘇中天科技集團(tuán)合作，經(jīng)十余年研究，取得以下創(chuàng)新性成果： 1.發(fā)明了耐熱高導(dǎo)Al-Zr-Y合金材料及微結(jié)構(gòu)調(diào)控工藝，解決了耐熱相粗大和溶質(zhì)鋯(Zr)原子析出不充分的難題，使導(dǎo)電率從60% IACS提高到60.8%IACS，耐熱溫度從150℃提高到210℃。研制的耐熱鋁合金導(dǎo)線電網(wǎng)改造工程中獲得大量應(yīng)用，占國內(nèi)耐熱導(dǎo)線40%市場份額； 2. 發(fā)明了高強(qiáng)抗疲勞Al-Mg-Si導(dǎo)線，解決了強(qiáng)化相調(diào)控和超細(xì)夾雜去除的難題，顯著提高了材料的抗疲勞性能，在運(yùn)行張力增大的條件下，振動疲勞壽命超過3000萬次。研制的特種大跨越導(dǎo)線和全鋁合金節(jié)能導(dǎo)線，占國內(nèi)30%市場份額，特別是大跨越導(dǎo)線，幾乎包攬了國家電網(wǎng)大跨越工程； 3. 發(fā)明了高效除氫、活性涂層陶瓷過濾和新型細(xì)化劑制備等導(dǎo)線冶金質(zhì)量控制技術(shù)，解決了微量雜質(zhì)元素與氣體去除的難題，實現(xiàn)了電工鋁導(dǎo)線的導(dǎo)電率從61%IACS提高到62.5%IACS以上，研制的新型節(jié)能導(dǎo)線在特高壓工程中獲得大量應(yīng)用。 上述成果依托國家973項目、國家自然科學(xué)基金、上海市節(jié)能減排專項等項目，共獲得19項中國發(fā)明專利，1項美國專利和25項實用新型專利，發(fā)表論文49篇。成果在特高壓電網(wǎng)建設(shè)、電網(wǎng)增容改造、新能源并網(wǎng)發(fā)電、電網(wǎng)領(lǐng)域節(jié)能減排中發(fā)揮重要的作用，并且出口到歐美及一帶一路沿線國家，海外累計架線超2萬公里，打破國際壟斷，成為中國制造和中國電力走出去的“國家名片”。 導(dǎo)線性能測試實驗室 超細(xì)夾雜物去除-現(xiàn)場試驗 加拿大奧爾茲灣跨海大跨越——世界拉力最大的輸電跨越工程 晉東南-南陽-荊門 1000kV 黃河大跨越

本項目通過創(chuàng)新數(shù)據(jù)獲取方法、創(chuàng)新區(qū)塊 鏈性能分階段評估指標(biāo)，建立了耦合度較低的 后端數(shù)據(jù)獲取、云端數(shù)據(jù)處理、前端數(shù)據(jù)可視 化的性能評估平臺原型

國家“863”支持項目。采用一種新的制造技術(shù)，制造<110>軸向取向多晶棒材，在5MPa預(yù)應(yīng)力和500 Oe磁場下的磁致伸縮系數(shù)達(dá)l//=950-1150ppm，重復(fù)性好，一致性高，工藝易于控制，成品率高。已獲國家發(fā)明專利，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。 材料的應(yīng)用領(lǐng)域及市場前景預(yù)測 (1) 國防、航空航天和高技術(shù)領(lǐng)域：主要用于制造聲納用水聲換能器與水聲對抗換能器、線性馬達(dá)、燃油噴射器、傳感器、噪聲與振動控制系統(tǒng)等，可用于航空飛行器、地面運(yùn)載工具和武器等。據(jù)預(yù)測2015年此領(lǐng)域的世界市場額將達(dá)到3.3億美元。 (2) 運(yùn)輸領(lǐng)域：主要用于反噪聲、減振和消振、剎車系統(tǒng)、燃油噴射系統(tǒng)、閥門、泵和線性馬達(dá)等。預(yù)測2015年世界需求量將達(dá)到10.5億美元，是本世紀(jì)初用量最大的領(lǐng)域。 (3) 現(xiàn)代高技術(shù)領(lǐng)域：主要用于超聲波技術(shù)、波動采油技術(shù)、海洋通訊、海洋開發(fā)與勘察、海洋捕撈等。預(yù)計2015年此領(lǐng)域的世界市場額將達(dá)到3.3-4.0億美元。

新金屬材料國家重點(diǎn)實驗室噴射成形技術(shù)研究室現(xiàn)有副教授以上研究人員4人，其中教育部長江學(xué)者獎勵計劃特聘教授1人，留學(xué)回國人員3人，長期從事噴射成形及其它材料制備成形技術(shù)和新材料的研究開發(fā)，在相關(guān)理論和應(yīng)用研究方面取得了一定的成果，積累了豐富的經(jīng)驗。已經(jīng)發(fā)表相關(guān)論文100余篇，申請國家發(fā)明專利3項。 噴射成形是一項21世紀(jì)新材料開發(fā)和傳統(tǒng)材料性能提升的先進(jìn)制備技術(shù)，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的各個領(lǐng)域。 噴射成形高性能鋁合金研究與應(yīng)用： (1)高硅鋁合金：具有良好的綜合力學(xué)性能以及高溫耐磨性能，廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械和電子工業(yè)。 (2)超高強(qiáng)度高韌性鋁合金：室溫抗拉強(qiáng)度達(dá)到850MPa以上，同時具有良好的塑韌性和抗應(yīng)力腐蝕能力，在航空航天工業(yè)、核工業(yè)、交通運(yùn)輸工業(yè)等領(lǐng)域有重要作用。 噴射成形電子材料研究與應(yīng)用： (1)Cu-Cr電觸頭材料：合金中Cr相顆粒的尺寸明顯細(xì)化，觸點(diǎn)的開關(guān)性能明顯提高，使其成為高性能大容量真空開關(guān)的優(yōu)良材料。 (2)輕質(zhì)Si-Al封裝材料：具有低密度、高導(dǎo)熱率和與半導(dǎo)體材料相近的熱膨脹系數(shù)，是理想的新型電子封裝材料，尤其適用于航空航天等需要輕質(zhì)低膨脹封裝材料的應(yīng)用領(lǐng)域。 新型高溫（>1200℃）抗氧化耐磨材料研究與應(yīng)用： 在高溫磨損條件下可以保持良好的抗氧化性能，廣泛適用于高溫加熱爐等應(yīng)用領(lǐng)域。

本項目通過超濃反相乳液聚合，利用丙烯酰胺、丙烯酸等單體共聚合成高性能反相乳液型油田降濾失劑。 鉆井泥漿處理劑占鉆井總費(fèi)用的40％以上，隨著我國三次采油技術(shù)的要求，西氣東輸工程的建設(shè)，各種隧道穿越，鉆探工程的增加，對泥漿處理劑的用量會迅速增加，該產(chǎn)品作為主要的泥漿處理劑，符合國家整體建設(shè)發(fā)展戰(zhàn)略，具有廣闊的市場需求和良好的發(fā)展前景。此外，該產(chǎn)品還是性能良好的污水處理劑，對冶金、礦物加工產(chǎn)生的污水具有良好的聚凝、凈化作用，對環(huán)境治理有重要意義。 目前國內(nèi)同類產(chǎn)品通常在水溶液中進(jìn)行，工藝路線長，有污水產(chǎn)生。產(chǎn)品性能較國外同類產(chǎn)品相比，相差甚遠(yuǎn)。 本技術(shù)生產(chǎn)工藝大大簡化，產(chǎn)品無需后處理，可直接在泥漿中使用，產(chǎn)品性能大國為先進(jìn)水平，降低了設(shè)備投資和產(chǎn)品成本，無任何三廢。

幾年，隨著消費(fèi)電子（手機(jī)、智能手表等）、生物醫(yī)療需求的快速發(fā)展，尤其是代表下一代柔性移動顯示屏OLED的巨大應(yīng)用市場驅(qū)動下，超快激光精密微加工產(chǎn)業(yè)在世界范圍內(nèi)迅速增長。與傳統(tǒng)的納秒長脈沖相比，脈寬小于15皮秒的超快激光器用于材料加工時，由于脈沖的持續(xù)時間短于材料的熱弛豫時間，在加工過程中避免熱效應(yīng)，基本不帶來附加損傷和毛刺，適合于微米乃至納米精度的超精細(xì)冷加工。超快激光的瞬間功率極大，幾乎可以和任何材料相互作用，因此適用于超快激光加工的材料范圍幾乎不受限制，尤其有優(yōu)勢的加工對象包括玻璃、藍(lán)寶石、陶瓷、太陽能薄膜、半導(dǎo)體晶圓、特種合金、精密醫(yī)療器件等。

導(dǎo)電聚合物不僅在國家安全、國民經(jīng)濟(jì)，而且在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活等領(lǐng)域都有極大的應(yīng)用價值。導(dǎo)電聚合物具有防靜電的特性，可以用于電磁屏蔽。導(dǎo)電聚合物具有摻雜和脫摻雜特性，可以做可充放電的電池、電極材料；它對電信號的變化非常敏感，因此可以做傳感器；能夠吸收微波，因此可以做隱身飛機(jī)的涂料；利用導(dǎo)電聚合物可以由絕緣體變?yōu)榘雽?dǎo)體再變?yōu)閷?dǎo)體的特性，可以使巡航導(dǎo)彈在飛行過程中隱形，然后在接近目標(biāo)后絕緣起爆；與納米技術(shù)相結(jié)合，導(dǎo)電聚合物可以制成分子導(dǎo)線材料，制作分子器件和其它電子元件。 利用介孔硅為模板，在其孔道里封裝導(dǎo)電高分子聚吡咯，形成了新的核-殼型導(dǎo)電高分子納米復(fù)合材料。復(fù)合材料中聚吡咯的分解溫度分別比純樣（240度分解）高出50-80度，其熱穩(wěn)定性提高了約20%-30%。在加電場誘導(dǎo)下，聚吡咯分子鏈上的自由電子或空穴載流子遷移而產(chǎn)生界面極化引起高的電流變效應(yīng)。 采用嵌段共聚物（P123）為結(jié)構(gòu)定向劑，分別在碳納米管（CNT）及納米Fe3O4存在下，以原位化學(xué)氧化聚合的方法制備出良好導(dǎo)電、磁性能的聚吡咯基納米復(fù)合材料。當(dāng)碳納米管的含量超過20%時，其導(dǎo)電率已經(jīng)達(dá)到7.0 S/cm。隨Fe3O4含量的增大，復(fù)合材料的磁化強(qiáng)度可達(dá)24.6emu/g。

電動汽車采用動力電池包提供能源，動力電池的熱管理系統(tǒng)是電動汽車最重要的系統(tǒng)之一。動力電池的熱管理決定了電動汽車的充電速率以及極端條件下的使用性能。項目開發(fā)了高精度的模型并數(shù)值模擬了動力電池包在不同充、放電，不同環(huán)境溫度下的電池溫升及電池包內(nèi)溫度分布，與試驗數(shù)據(jù)對比表面模擬精確，可替代試驗。

地聚合物(Geopolymer)是一種以無機(jī)SiO4、AlO4四面體為主要組成，結(jié)構(gòu)上具有空間三維網(wǎng)狀鍵接結(jié)構(gòu)的新型無機(jī)硅鋁膠凝材料。/line原材料（高嶺土、堿性激發(fā)劑溶液、硅鋁質(zhì)材料）來源廣泛，室溫條件下養(yǎng)護(hù)，生產(chǎn)能耗低，CO2排放量低。/line快硬、早強(qiáng)，且長期強(qiáng)度高；低收縮；高抗?jié)B；耐高溫、防火性能好；對重金屬離子的固封效率高；具有非常優(yōu)異的耐久性能/line高抗?jié)B/line耐高溫、防火性能好，可抵抗1000~1200℃高溫的熾烤而不損壞，導(dǎo)熱系數(shù)為0.24～0.38W/m?K/line對重金屬離子的固封效率高，對Pb、Cr、Cu、Zn、As、Hg和Cd等重金屬離子的固封效率在95%以上/line具有優(yōu)異的耐久性能，與同強(qiáng)度等級硅酸鹽水泥的抗酸、硫酸鹽和氯鹽侵蝕能力相比，壽命可提高一個數(shù)量級。

研制了一種RE-Bi再生黃銅來改善傳統(tǒng)鉍黃銅由于冷、熱脆性導(dǎo)致的廢料重利用困難的問題。采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡觀察合金的顯微組織;采用拉伸試驗測試合金的力學(xué)性能。結(jié)果表明,RE使鑄態(tài)合金晶粒明顯細(xì)化,Bi由膜狀變?yōu)轭w粒狀均勻地分布在基體中;隨著RE添加量的增加,鑄態(tài)、熱軋態(tài)合金的伸長率均呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢,在添加0.2%的RE時具有最佳的力學(xué)性能;當(dāng)RE添加量超過0.2%時,合金中生成過量RE化合物,降低材料的力學(xué)性能。