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團隊以加工路線圖為指導，研發能源環境為應用導向的微孔功能膜、信息顯示為應用導向的光學膜和可持續農業發展的功能農膜，力爭建成具有國際影響力、服務我國高性能薄膜產品研發的基地。成果基于薄膜加工參數空間材料基因圖譜可實現多重尺度結構精確調控，解決了行業薄膜結構、形貌穩定性差，力學性能低，厚度波動大、產品一致性差，成品率低，生產效率低下等關鍵技術挑戰。 

在高難污水生物法處理工藝中，曝氣是處理系統中一個重要的工藝過程，曝氣設備 是主要設備。該過程是人為地通過曝氣器向生化曝氣池中通入空氣，以達到預期的目的。 曝氣不僅使池內液體與空氣接觸充氧，而且由于攪動液體，加速了空氣中氧向液體中轉 移，從而完成充氧的目的；曝氣效果的好壞極大地影響污水處理系統的效率，而對曝氣 效果影響最大的因素就是曝氣器的性能。 市場上橡膠膜式曝氣器的材質，最常用是 EPDM（三元乙丙橡膠）,有好的耐酸堿性， 但因為分子內無極性取代基存在，也導致其對極性溶劑如烴類、芳香類等溶劑的耐受性 很差，限制了其在高難工業廢水當中的應用。另一類膜式曝氣器是以硅橡膠為主要材質 的。硅橡膠也比普通橡膠具有更好的耐熱性和較好的耐極性溶劑的特性，但硅橡膠也有 顯著的缺點，即對酸堿水質的耐受性不足，對非極性有機溶劑的耐受性極差，如正已烷 等。因此在用于高難廢水處理的工程當中，無法使用硅橡膠類的曝氣器產品。 本項目成果產品耐腐蝕曝氣器采用改性的超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）材料作為制 造曝氣器的主要基體材料，克服了市場上普遍存在的其他類型曝氣器存在的缺點（耐腐 蝕性差、耐堵性差），實現了超強的耐腐蝕性和耐堵性。對于在水環境比較復雜的污水 處理中，使用本項目成功曝氣器與其他材質的產品相比具有明顯優勢： 1、耐腐蝕強，使用壽命長（可達 8-10 年），對高難廢水適應性好。 2、耐堵塞性能好。 本項目產品聚乙烯曝氣器表面有一光滑的準膜狀物，停風過程中，準膜狀物能將部 分顆粒有效截留在表面，開風即吹開，有效地減緩了堵塞。使用 7-8 年不發生堵塞。 3、阻力小，能耗低。 本項目產品曝氣器阻力比其它微孔曝氣器低 500～1000Pa，節能最多。 4、生產成本低，價格競爭力強。 本項目產品通過前期批量生產，經過成本核算，本項目產品耐腐蝕曝氣管平均每米 的生產成本僅為 50 元左右，其中原材料成本 30 元，工藝成本 10 元，人員成本 10 元。 售價在 200 元/米左右。 5、應用領域廣泛 本項目曝氣器產品不僅可以用在高難廢水處理領域，在其他領域如城市污水處理系 統、一般工業污水處理系統中也可以使用，沒有任何性能方面損失。 6、氧利用率和動力效率比其它曝氣器高 5~10%。且由于孔徑固定，整個使用期內， 氧利用率和動力效率變化小。 

隨著能源局勢的緊張和環保要求的日益提高，溫差電材料與器件的研究與開發引起科學家和眾多有視之士越來越多的關注。其中溫差電性能的測試是研究溫差電材料性能高低的關鍵環節。在國家自然科學基金和“十五”863高技術計劃的資助下，我們研究開發了熱電（溫差電）性能測試儀。根據測試的最高溫度可將其分為中溫溫差電性能測試儀和高溫溫差電性能測試儀兩種，適宜于各類塊體材料熱電性能的測試，.測試精度與日本同類產品精度相當。相關專利在申請中。 該項目可用于各類塊體熱電材料的電導率和塞貝克系數的測試，測試所需樣品的尺寸為2*2*15~20mm3。

成果與項目的背景及主要用途：統計資料表明，80-90%焊接結構斷裂事故 是由疲勞失效引起的，由于焊接接頭的焊趾處的應力集中和殘余拉伸應力作用， 焊接接頭疲勞強度大幅度地低于基本金屬的疲勞強度。雖然結構按疲勞規范設 計，仍然發生一些整體結構的過早疲勞失效，造成巨大的經濟損失，甚至是人 身傷亡事故。由于焊接接頭焊趾是疲勞裂紋引發部位，如果對該部位實施適當 的處理，使殘余拉伸應力轉變為壓縮應力和減少應力集中，這將有利于延緩疲 勞裂紋的產生，具有巨大的社會效益和經濟效益。本項目是在國家自然科學基 金的支持下完成的，從超聲波沖擊、相變應力應用、等離子噴涂等三方面提出 了三種改善焊接結構疲勞性能的新技術，研制發明了相應的裝置、焊接材料和 噴涂技術。這些方法可以方便地應用到橋梁、采油平臺、船舶、飛機、機車車 輛、壓力容器及管道等工況、野外施工和高空現場作業的場合，其應用前景是 十分樂觀。 技術原理與工藝流程簡介：天津大學科技成果選編 1）超聲沖擊方法改善焊接結構疲勞性能的基本工作原理為：通過超聲波發 生器將電網上的工頻交流電轉換成超聲頻的交流電，用以激勵聲學系統的換能器。 換能器將電能轉換成同樣頻率的機械振動，在機架所提供的一定壓力作用下，將 該超聲頻的機械振動傳遞給工件上的焊縫，使以焊趾為中心的一定區域內焊接接 頭表面產生足夠厚度的塑性變形層，從而達到改善接頭幾何外形，降低應力集中 程度、調節其應力場沿厚度方向的分布狀況，最終達到改善焊接接頭疲勞強度的 目的。 2）相變應力應用改善焊接結構疲勞性能的基本工作原理：利用開發的相變 應力焊接材料使焊縫金屬冷卻中產生的相變應力，抵消焊接殘余拉伸應力并獲得 壓縮應力，最終達到改善焊接接頭疲勞強度的目的。 3）等離子噴涂改善焊接結構疲勞性能的基本工作原理：利用等離子在焊趾 部位噴上結合性能良好的涂層材料來改善接頭的應力集中狀態，最終達到改善焊 接接頭疲勞強度的目的。 技術水平及專利與獲獎情況：整體研究達國際先進水平；已獲國家發明專利 3 項，在申請國家發明專利 5 項；2004 年度天津市自然科學一等獎，2002 年獲 教育部發明二等獎。 應用前景分析及效益預測：接頭焊趾及焊跟部位是焊接結構承受疲勞載荷的 薄弱環節，改善焊趾和焊根部位的疲勞性能將提高整個結構的疲勞性能。使用超 聲波沖擊、相變應力及等離子噴涂等這些新技術可以大幅度地改善焊接結構的疲 勞壽命，顯著降低焊接結構破壞事故的發生幾率, 進而節約焊接結構的用鋼量和 資金，增加焊接結構的安全裕度，防止因焊接結構發生意外疲勞破壞事故給國家 和人民財產的經濟損失，因此具有廣闊的應用前景及產生巨大社會效益和經濟效 益的可能。 應用領域：可以應用到橋梁、采油平臺、船舶、飛機、機車車輛、壓力容器 及管道、水輪機、火箭發動機、汽車制造等諸多領域。 

陳國良院士的研究組在863及國家自然科學基金支持下，以創新的發展高溫TiAl合金新思路，在國內外首次成功發展出有自己知識產權的高Nb 高溫TiAl合金。該合金具有以下優點： 高溫強度和使用溫度與先進渦輪盤用變形鎳基高溫合金相同，比重比鎳基高溫合金小一半，減重效果達50%。 比普通TiAl合金的使用溫度高60-100℃，強度高400～500 Mpa。 成分特點：高鈮低鋁（7/10Nb,￡45Al）提高熔點和組織穩定性、高鈮固溶強化及少量W、Hf、Mn、C、B、稀土等復合強化強化。   該項目先后獲得部級自然科學一等獎和部級科技進步二等獎各三項。在高鈮的強化作用和機制，形變誘導晶界結構和有序結構變化，形變孿晶和孿晶交截機制，層錯能和超位錯分解寬度研究等方面都有創造性成果。得到一項高鈮鈦鋁合金專利，申請專利2項，發表文章約100篇。

高效軋制國家工程研究中心多年來與企業合作進行鋼材品種的開發和性能優化技術，積累了豐富的經驗和技術。自九五以來，即開始進行汽車用鋼、熱軋寬帶鋼、中厚板的開發和性能優化，開發了多種新品種，滿足了國民經濟建設的需要。 汽車用鋼系列： (1)超深沖和深沖鋼板系列：IF鋼板、新型微碳深沖鋼板等，該兩種鋼板是廣泛在汽車上使用的新型高效鋼材，以高純凈、高塑性和高成形性為特征，代表了現代鋼材向高純凈方向發展的趨勢。與寶鋼、武鋼分別合作開發了適合該兩廠裝備條件的IF鋼，目前寶鋼已經大批量生產，并將逐步在引進高檔轎車上使用，替代進口。 (2)高強板系列：深沖高強板、沖壓用高強板是汽車行業廣泛使用的材料，特別是隨著能源短缺的出現，由于使用高強板的汽車節能效果非常顯著，因而受到歡迎。與武鋼、鞍鋼合作開發了超低碳含磷深沖板，超低碳烘烤硬化板，雙相鋼板，應變誘導塑性鋼板等等，通過裝車試用收到了很好的節能和節材效果。 (3) 超高強板系列：在高檔汽車和先進概念車上，超高強度的汽車板使用越來越多。高效軋制國家工程研究中心立足基礎應用研究，開發了孿晶誘導塑性鋼、淬火配分鋼、熱成形鋼。通過超高強板的應用可以起到安全、節能、環保的作用。 熱軋板卷系列： 熱軋板卷系列品種方面，如造船板、集裝箱板、管線鋼、汽車大梁板、工程機械鋼、壓力容器用鋼、高層建筑用鋼、高強/耐候橋梁鋼、鍋爐用鋼等方面做了許多項目，在雄厚的技術理論支撐下，結合現場生產積累了豐富的實踐經驗。 （1）造船板系列：與國內多家企業合作開發了D、E、D36、E40、F40等高強韌船板生產技術，并通過九國船級社認證。 （2）管線鋼系列：與國內多家企業合作開發了X42、X52、X60、X65、X70、X80、X100熱軋鋼板。最近完成了為國家西氣東輸二線工程所需要的X80管線鋼的開發，同時成功開發了抗酸性環境及地震凍土帶用高品質管線鋼產品。 （3）工程機械鋼系列：與國內企業合作開發了屈服強度在690MPa-1000MPa的高強工程機械用鋼，并得到了廣泛應用。 （4）壓力容器用鋼系列：與國內企業合作開發了抗拉強度在610MPa以上的高強壓力容器用鋼，取代了日本進口的SPV490系列鋼板。同時實驗室完成了國際先進的LNG儲罐用9Ni鋼的研制。 （5）集裝箱板系列：與國內企業合作開發了SPA-H、400MPa~600MPa級的集裝箱用耐候鋼板，并得到了廣泛應用。 （6）汽車大梁板系列：與國內企業合作開發了510L、610L、700MPa級的系列高強汽車大梁板，在東風汽車、解放卡車等車輛上得到廣泛應用。 該技術可廣泛應用于全國各個冶金企業的中厚板、爐卷軋機、熱、冷軋寬帶鋼等生產線上。

膜法口罩的核心是高性能空氣凈化膜材料，該材料具有由納米纖維構成的三維類蜘蛛網結構，形成的微孔尺寸可控制在0.1到0.5微米范圍內，能有效過濾99%以上的非油性顆粒，有效攔截各種固體氣溶膠、飛沫和病毒，同時具有良好的透氣性，不會產生呼吸的不適感。空氣凈化膜材料除了可用于制作口罩外，還可以用于空氣凈化器、醫療防護服等領域。基于膜材料制作的防護服，具有良好的抗菌拒水性能，是醫療防護中等級最高的醫用防護服，它的特點是人體的汗氣可以向外散發，而外面的水和細菌病毒等不能進入，且具有優異的耐老化、耐消毒等性能，可經常消毒殺菌。 在工業領域空氣凈化膜用于煙塵的超低排放控制，已經推廣應用了上百套工程裝備，產生經濟效益二十多億元，先后獲得中國石油和化學工業聯合會技術發明一等獎、中國膜工業協會科學技術一等獎、侯德榜化工科學技術青年獎等獎勵。?????以空氣凈化膜為核心濾材的5萬口罩已經在南京市江北新區、浦口區多家政府機構、江蘇省膜產業園入園企業等上百家單位使用，為堅持在防疫一線工作的人員提供了有力保障。在南京市政府召開的防疫物資主題會議上，空氣凈化膜技術受到了南京市工信局、科技局等部門的高度重視，。

本項目通過使用仿生概念，制備出一種新型的具有籠狀結構的鉑催化劑。在該催化劑中，金屬鉑被包覆在有機物籠內，反應物可以自由進出籠內外，在鉑的催化作用下合成有機硅化合物，金屬鉑被困于籠內，可以有效地阻止團聚而失去活性，從而可以反復發揮其催化作用，使其同時具備高活性和高穩定性。該新型催化劑在全世界第一次實現了鉑催化劑在多次循環使用后，依然保持其極高的催化活性。 有機硅產品的制備過程中，硅氫加成反應是必不可少的一個環節，目前該反應主要使用卡斯特催化劑進行催化，若替換為本項目所研發出的新型催化劑，催化效率將實現指數級的提高。對于三烷氧基硅烷同己烯制備己烷偶聯劑這一最常見的氫硅化反應，如使用本項目所制備出的新型催化劑，其催化效率較卡斯特催化劑能夠提高1000倍以上。 該技術在國際上首次提出，目前已經在國際頂級期刊《SCIENCE》上投稿并獲得了審稿人的好評，審稿人認為該項目研究工作將很快在實際生產中得到應用。同時，該項目正在開展進行相關專利申請工作。