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電池高性能低鉑電催化劑
電池高性能低鉑電催化劑研究首先合成含有高指數(shù)面的Pt3Fe 多級納米線，再通過煅燒得到含有兩個原子層厚的 Pt-skin結構，并評估了該材料在酸性介質中的氧還原和醇氧化催化性能，最后基于 DFT 理論計算結果證明含有高指數(shù)面的 Pt-skin表面對反應中間體的吸附能優(yōu)化，有利于電催化反應的進行。該工作首次將 Pt-skin和高指數(shù)面結合，在催化劑活性和穩(wěn)定性方面有了很大提升，為高性能電催化材料的設計和開發(fā)指出了新方向。
北京大學
2021-01-12
電池高性能低鉑電催化劑
電池高性能低鉑電催化劑研究首先合成含有高指數(shù)面的Pt3Fe 多級納米線，再通過煅燒得到含有兩個原子層厚的 Pt-skin結構，并評估了該材料在酸性介質中的氧還原和醇氧化催化性能，最后基于 DFT 理論計算結果證明含有高指數(shù)面的 Pt-skin表面對反應中間體的吸附能優(yōu)化，有利于電催化反應的進行。該工作首次將 Pt-skin和高指數(shù)面結合，在催化劑活性和穩(wěn)定性方面有了很大提升，為高性能電催化材料的設計和開發(fā)指出了新方向。
北京大學
2021-04-13
高性能富鎂及富鎂鋁復合涂料
1）在國內外首次研究開發(fā)了對鎂合金具有陰極保護作用的富鎂涂層，通過優(yōu)化的微弧氧化技術獲得高度孔隙率表面，并通過硅烷處理使涂層與鎂合金的結合力從6MPa提高到12MPa。利用純鎂顆粒的犧牲陽極作用及氧化鈰顆粒的控制活化作用，得到對AZ91D鎂合金具有高度屏蔽作用、陰極保護作用和高結合力的耐蝕富鎂涂層，耐蝕顯著提高，耐鹽霧2200小時以上。 2）在富鎂涂料的基礎上，通過以部分鋁粉代替鎂粉，研制開發(fā)了適用于鋁合金基體的新型高性能鎂鋁復合涂料，該復合涂層對鋁合金具有高結合力、兼?zhèn)淦帘巍㈥帢O保護和緩蝕等多種功能，極大提高了鋁合金的耐蝕性，其耐鹽霧性能達到4000小時以上。 主要技術指標：涂層具有優(yōu)異的物理機械性能、耐蝕性。特別適合于苛刻的腐蝕環(huán)境中。鎂合金是最輕的金屬結構材料，在軍機、衛(wèi)星、導彈等航空航天器中具有極重要的應用價值，在汽車、民航機、電器產品等有很廣泛應用。但由于鎂合金在自然環(huán)境和各種腐蝕性介質中腐蝕速率皆很高，腐蝕已成為制約其應用的主要問題之一。我們開發(fā)的適用于鎂合金的富鎂涂層，大大提高了鎂合金的耐蝕性，其成本與目前使用的高分子類涂層相當，但耐蝕性顯著提高。在各種軍、民用鎂合金的應用場合都具有明顯的推廣應用前景。鋁合金是應用最廣泛的有色金屬材料之一，但在苛刻的腐蝕性環(huán)境中（如海水及海洋氣候等），鋁合金皆需要采用涂層保護技術，我們開發(fā)的適用于鋁合金的鎂鋁復合涂層，其成本與目前使用的高分子類涂層相當。
北京化工大學
2021-02-01
高性能特種粉體材料近終成形技術
該項目屬于粉末冶金學科。高性能特種材料具有其他材料不具備的特殊性能，在高技術領域中具有不可取代的關鍵作用。然而，這類材料往往硬度高、脆性大，難以采用傳統(tǒng)技術加工制備，成為許多國防和民用高技術裝備發(fā)展的瓶頸。為此，項目基于粉體流變成形原理，研發(fā)了難加工材料的近終形制造新技術，廣泛應用于國防和民用高技術領域。
北京科技大學
2021-02-01
高性能稀土鎂合金薄板帶生產技術
“高性能稀土鎂合金薄板帶生產技術”項目是以北京市科委經費支持為起源、以國家“十二• 五”科技支撐計劃為發(fā)展，以北京科技大學與美國波音公司國際合作開發(fā)高性能稀土鎂合金等為基礎，逐步形成的一項特色科技成果。通過系統(tǒng)地研究鑄軋、擠壓板坯熱軋、鑄錠熱軋和熱處理過程中鎂合金組織演變機理與性能控制技術等，研發(fā)出具有高成形性能的稀土鎂合金；實現(xiàn)了高精度鎂合金板成卷軋制過程自動化控制及精整、表面處理技術的開發(fā)，并完成了高精度鎂合金專用軋機機組及控制裝置的研發(fā)設計及應用，在此基礎上研發(fā)出高性能稀土鎂合金薄板帶生產工藝技術。
北京科技大學
2021-02-01
高性能聚丙烯成核劑的開發(fā)和應用
開發(fā)了一系列高效聚丙烯成核劑以及相關的生產工藝，并應用所開發(fā)的高效成核劑開發(fā)了高性能聚丙烯專用料。具體成果如下： （1）開發(fā)了具有非對稱結構的山梨醇類聚丙烯透明成核劑，應用此類成核劑可以開發(fā)高透明聚丙烯專用料，可以應用在食品包裝、日用品以及醫(yī)用注射器等領域。目前此類成核劑已經小批量生產。 （2）開發(fā)了制備有機磷酸鹽類成核劑NA-40的一步法新工藝，將傳統(tǒng)工藝中的三步反應集于一釜完成，工藝簡單，產品的總收率達到86%，達到國際先進水平。制備了納米有機磷酸鹽類成核劑，對聚丙烯的力學性能和光學性能都有比較明顯的改善，具有良好的應用前景和經濟價值。納米成核劑與市場未納米化的同類產品相比，在達到相同改性效果時，成核劑的應用量可減少一半，具有較好的推廣價值。應用這類成核劑可以開發(fā)高透明、高剛性、高耐熱的聚丙烯材料。目前，此類成核劑已經批量生產（上海科塑高分子材料有限公司）。 （3）開發(fā)了一種新型高效羧酸金屬鹽類聚丙烯β晶型成核劑，結構屬國內外首創(chuàng)，已經申請國家專利。這種成核劑具有較高的成核效率和選擇性，能夠誘導聚丙烯產生高含量的β晶型，聚丙烯的抗沖擊強度提高3-4倍，熱變形溫度提高10-15℃，解決了聚丙烯一直存在的抗沖擊強度和熱變形溫度不能同時提高的矛盾，應用這種成核劑能夠開發(fā)高抗沖高耐熱的聚丙烯材料。目前，此類成核劑目前處于中試階段。
華東理工大學
2021-02-01
高性能鋁合金架空導線材料與應用
2018年國家技術發(fā)明二等獎
電網是我國經濟發(fā)展的命脈，架空輸電導線作為電力輸送的“血管”是電網中用量最大、最關鍵的組成部分之一。導線的導電率每提升1%IACS，全國每年節(jié)約線損超70億千瓦時。特高壓、遠距離、大容量輸電和清潔能源利用的發(fā)展，對架空導線的導電率、強度、耐熱性能和疲勞性能提出了更高的要求。但提升導電率與同時提高強度和耐熱性之間存在矛盾，導致我國電網建設急需的特種導線難以滿足工程需求。上海交通大學孫寶德教授團隊與江蘇中天科技集團合作，經十余年研究，取得以下創(chuàng)新性成果：
1.發(fā)明了耐熱高導Al-Zr-Y合金材料及微結構調控工藝，解決了耐熱相粗大和溶質鋯(Zr)原子析出不充分的難題，使導電率從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線電網改造工程中獲得大量應用，占國內耐熱導線40%市場份額；
2. 發(fā)明了高強抗疲勞Al-Mg-Si導線，解決了強化相調控和超細夾雜去除的難題，顯著提高了材料的抗疲勞性能，在運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線和全鋁合金節(jié)能導線，占國內30%市場份額，特別是大跨越導線，幾乎包攬了國家電網大跨越工程；
3. 發(fā)明了高效除氫、活性涂層陶瓷過濾和新型細化劑制備等導線冶金質量控制技術，解決了微量雜質元素與氣體去除的難題，實現(xiàn)了電工鋁導線的導電率從61%IACS提高到62.5%IACS以上，研制的新型節(jié)能導線在特高壓工程中獲得大量應用。
上述成果依托國家973項目、國家自然科學基金、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。成果在特高壓電網建設、電網增容改造、新能源并網發(fā)電、電網領域節(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”。
導線性能測試實驗室
超細夾雜物去除-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
上海交通大學
2021-05-11
低場高性能稀土超磁致伸縮材料
國家“863”支持項目。采用一種新的制造技術，制造<110>軸向取向多晶棒材，在5MPa預應力和500 Oe磁場下的磁致伸縮系數(shù)達l//=950-1150ppm，重復性好，一致性高，工藝易于控制，成品率高。已獲國家發(fā)明專利，擁有自主知識產權。 材料的應用領域及市場前景預測 (1) 國防、航空航天和高技術領域：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、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、地面運載工具和武器等。據預測2015年此領域的世界市場額將達到3.3億美元。 (2) 運輸領域：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、泵和線性馬達等。預測2015年世界需求量將達到10.5億美元，是本世紀初用量最大的領域。 (3) 現(xiàn)代高技術領域：主要用于超聲波技術、波動采油技術、海洋通訊、海洋開發(fā)與勘察、海洋捕撈等。預計2015年此領域的世界市場額將達到3.3-4.0億美元。
北京科技大學
2021-04-11
噴射成形高性能材料制備技術與應用
新金屬材料國家重點實驗室噴射成形技術研究室現(xiàn)有副教授以上研究人員4人，其中教育部長江學者獎勵計劃特聘教授1人，留學回國人員3人，長期從事噴射成形及其它材料制備成形技術和新材料的研究開發(fā)，在相關理論和應用研究方面取得了一定的成果，積累了豐富的經驗。已經發(fā)表相關論文100余篇，申請國家發(fā)明專利3項。 噴射成形是一項21世紀新材料開發(fā)和傳統(tǒng)材料性能提升的先進制備技術，廣泛應用于國民經濟和國防建設的各個領域。 噴射成形高性能鋁合金研究與應用： (1)高硅鋁合金：具有良好的綜合力學性能以及高溫耐磨性能，廣泛應用于汽車、機械和電子工業(yè)。 (2)超高強度高韌性鋁合金：室溫抗拉強度達到850MPa以上，同時具有良好的塑韌性和抗應力腐蝕能力，在航空航天工業(yè)、核工業(yè)、交通運輸工業(yè)等領域有重要作用。 噴射成形電子材料研究與應用： (1)Cu-Cr電觸頭材料：合金中Cr相顆粒的尺寸明顯細化，觸點的開關性能明顯提高，使其成為高性能大容量真空開關的優(yōu)良材料。 (2)輕質Si-Al封裝材料：具有低密度、高導熱率和與半導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低膨脹封裝材料的應用領域。 新型高溫（>1200℃）抗氧化耐磨材料研究與應用： 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用領域。
北京科技大學
2021-04-11
高性能反相乳液型油田降濾失劑
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用的40％以上，隨著我國三次采油技術的要求，西氣東輸工程的建設，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，該產品作為主要的泥漿處理劑，符合國家整體建設發(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，該產品還是性能良好的污水處理劑，對冶金、礦物加工產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。 目前國內同類產品通常在水溶液中進行，工藝路線長，有污水產生。產品性能較國外同類產品相比，相差甚遠。 本技術生產工藝大大簡化，產品無需后處理，可直接在泥漿中使用，產品性能大國為先進水平，降低了設備投資和產品成本，無任何三廢。
武漢工程大學
2021-04-11