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穩(wěn)定精確的頻率源是現(xiàn)代電路系統(tǒng)中必不可少的模塊，廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、數(shù)據(jù)處理等場景。伴隨著第五代通信系統(tǒng)的商業(yè)化應(yīng)用，對于多頻率、超寬帶、低噪聲的時(shí)鐘信號(hào)需求愈發(fā)高漲。本成果針對不同的頻段應(yīng)用場景需求，提出一種快起快鎖的多核超寬帶鎖相環(huán)芯片，內(nèi)嵌的單核快起、多核切換結(jié)構(gòu)使得該芯片可覆蓋54MHz-6.8GHz的工作頻率，并在全頻段內(nèi)相位噪聲優(yōu)于-120dBc/Hz@1MHz，穩(wěn)定鎖定時(shí)間低于25μs。芯片采用180nm CMOS工藝實(shí)現(xiàn)，整體性能逼近市面上已有高端鎖相環(huán)芯片，而生產(chǎn)成本則大幅降低，具備的較高的市場差異化競爭力，可實(shí)現(xiàn)多場景下的芯片國產(chǎn)替代。

當(dāng)前土壤濕度傳感器最先進(jìn)的有美國的EC-3型土壤濕度傳感器售價(jià)約1500元，誤差3%。而國產(chǎn)的土壤濕度傳感器在280元至500元不等，誤差5%以上。本技術(shù)的土壤濕度傳感器制造成本在15元以下，計(jì)算模具等其它成本、人力成本和合理利潤的情況下售價(jià)在50元之下，誤差4%左右。 另外，本技術(shù)的土壤濕度傳感器自身功耗極低，測試結(jié)果為：工作狀態(tài)5mA，休眠狀態(tài)6-8uA，實(shí)際系統(tǒng)使用時(shí)4節(jié)5號(hào)干電池可連續(xù)使用1年以上。 本技術(shù)的土壤濕度傳感器在某智能澆灌系統(tǒng)實(shí)際使用已經(jīng)超過3年，各

【研究背景】 我國以煤為主的能源稟賦決定了煤電將會(huì)在未來一段時(shí)間內(nèi)充當(dāng)托底角色，燃煤發(fā)電過程中產(chǎn)生的CO?作為主要碳排放源，成為了“2030碳達(dá)峰、2060碳中和”愿景目標(biāo)的現(xiàn)實(shí)約束。開發(fā)具有大規(guī)模CO?捕集功能的新型低碳燃燒技術(shù)是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵。其中，富氧燃燒技術(shù)采用空分系統(tǒng)所產(chǎn)生的氧氣(純度>95%)代替助燃空氣，同時(shí)采用煙氣再循環(huán)調(diào)節(jié)爐膛內(nèi)的介質(zhì)溫度和傳熱特性，實(shí)現(xiàn)煙氣中CO?高濃度富集，便于CO?的分離與捕集，是最具發(fā)展前景的規(guī)?；疾都夹g(shù)。 【成果介紹】 本成果提出了一種富氧燃燒高效低成本運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)與其對應(yīng)示范裝置。著眼于發(fā)展經(jīng)濟(jì)、安全和可靠的富氧燃燒技術(shù)需求，本成果重點(diǎn)圍繞兩個(gè)關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題： (1)基于氧/燃料雙向分級(jí)的富氧燃燒火焰組織、傳熱調(diào)控與污染抑制原理； (2)基于靜/動(dòng)態(tài)仿真的富氧燃燒系統(tǒng)集成優(yōu)化和控制技術(shù)，組織共性技術(shù)研發(fā)和工程示范。 本成果建立了常壓與加壓富氧燃燒條件下的分級(jí)燃燒、傳熱和污染物控制理論，開發(fā)了常壓富氧燃燒的分級(jí)燃燒系統(tǒng)，研制了加壓富氧燃燒的燃燒、換熱及返料等關(guān)鍵裝備，突破了酸性氣體共壓縮純化等共性關(guān)鍵技術(shù)，掌握了常壓富氧燃燒的系統(tǒng)集成、優(yōu)化與控制方法，并提升富氧燃燒大型化設(shè)計(jì)能力。 其中，運(yùn)用富氧壓縮S/N/Hg一體化脫除技術(shù)，SO?/NOx/Hg脫除率分別達(dá)到99%，93%和98%；35MWth富氧燃燒工業(yè)示范連續(xù)運(yùn)行168h，鍋爐燃燒效率90.68%，煙氣中CO?濃度71-82%，NOx濃度（等效空氣燃燒）110mg/Nm³。相比空氣工況，富氧工況下脫汞效率（以ESP前為基準(zhǔn)）和ESP除塵效率進(jìn)一步提升。 圖2 應(yīng)城35MWth富氧燃燒工業(yè)示范系統(tǒng)及現(xiàn)場實(shí)時(shí)運(yùn)行 【技術(shù)優(yōu)勢】 與現(xiàn)有的其它碳捕集技術(shù)，包括燃燒前、燃燒后碳捕集技術(shù)，富氧燃燒碳捕集技術(shù)的改造成本更低，系統(tǒng)效率更高、生成成本更低、投資與碳減排成本更低。 【技術(shù)指標(biāo)】 【資質(zhì)榮譽(yù)】 獲日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎(jiǎng)(2017)、國際自動(dòng)化學(xué)會(huì)電力工業(yè)設(shè)施獎(jiǎng)(2017)、湖北省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)(2018)。

隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，日益突出的能源供需矛盾不斷將尋找清潔、高效、經(jīng)濟(jì)的新型能源材料推向研究前沿。熱電材料是一類能利用熱電效應(yīng)，直接將熱能（包括太陽能、地?zé)?、工業(yè)余熱等能量）轉(zhuǎn)換成電能的材料，由于熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)便捷、環(huán)保等優(yōu)勢，在車載冰箱、深空探測器電源等領(lǐng)域具有不可替代的地位，受到科學(xué)家們的高度重視。而探索發(fā)現(xiàn)低成本、高豐度、低毒性的高效熱電材料，是該領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的重點(diǎn)，是一項(xiàng)面臨巨大挑戰(zhàn)的研究工作。 吳立明2004年發(fā)明了獨(dú)特且安全的固相合成方法——硼硫化法（J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4676-4681.），近期，課題組利用該方法，發(fā)現(xiàn)了一種新的四方相α-CsCu5Se3，并實(shí)現(xiàn)宏量合成。該材料擁有前所未見的獨(dú)特晶體結(jié)構(gòu)：Cs+由類中國結(jié)形狀的Cu8Se8結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的三維無限擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，其中鑲嵌Cs+金屬陽離子。α-CsCu5Se3熱穩(wěn)定性好，表現(xiàn)出典型晶態(tài)固體的熱傳輸行為，并遵循Umklapp散射機(jī)制，這與具有類液態(tài)的熱傳導(dǎo)行為的二元化合物Cu2-xSe完全不同。晶體學(xué)及熱傳輸性能研究表明α-CsCu5Se3指出了一個(gè)有效抑制Cu+液體傳輸行為特征的方法。與吳立明老師2016年發(fā)現(xiàn)的高性能熱電材料CsAg5Te3（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 11431–11436）相比，α-CsCu5Se3的晶體單胞體積減小了30％，導(dǎo)致材料具有更強(qiáng)的原子間d軌道重疊作用，從而顯著降低有效質(zhì)量(m*)，這使得α-CsCu5Se3相比于CsAg5Te3實(shí)現(xiàn)了功率因子200％的增長，達(dá)到8.17 μW/cm/K2，是目前報(bào)道的堿金屬富銅硫?qū)倩衔镏凶罡咧?；同時(shí)，理論研究表明，由于結(jié)構(gòu)中的Cu–Se軟化學(xué)鍵和Cs+ 離子擾動(dòng)作用，該材料具有很低的熱導(dǎo)率。綜合上述各方面因素，該化合物的本征熱電優(yōu)值ZT達(dá)到1.03（980 K）。進(jìn)一步通過Sb摻雜優(yōu)化熱電性能的研究發(fā)現(xiàn)：Sb3+的孤對電子能夠增大材料的晶格非諧性，有效增強(qiáng)Umklapp型散射，從而降低聲子速度，使得α-Cs(Cu0.96Sb0.04)5Se3的晶格熱導(dǎo)率進(jìn)一步降低至0.40 W/m/K，熱電優(yōu)值ZTmax提升到1.30。該工作系統(tǒng)深入研究了α-CsCu5Se3體系結(jié)構(gòu)和熱電相關(guān)性能的關(guān)系，為低成本，高豐度，高性能硫?qū)倩衔锊牧系脑O(shè)計(jì)探索研究邁出重要的一步。

隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，日益突出的能源供需矛盾不斷將尋找清潔、高效、經(jīng)濟(jì)的新型能源材料推向研究前沿。熱電材料是一類能利用熱電效應(yīng)，直接將熱能（包括太陽能、地?zé)?、工業(yè)余熱等能量）轉(zhuǎn)換成電能的材料，由于熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)便捷、環(huán)保等優(yōu)勢，在車載冰箱、深空探測器電源等領(lǐng)域具有不可替代的地位，受到科學(xué)家們的高度重視。而探索發(fā)現(xiàn)低成本、高豐度、低毒性的高效熱電材料，是該領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的重點(diǎn)，是一項(xiàng)面臨巨大挑戰(zhàn)的研究工作。 吳立明2004年發(fā)明了獨(dú)特且安全的固相合成方法——硼硫化法（J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4676-4681.），近期，課題組利用該方法，發(fā)現(xiàn)了一種新的四方相α-CsCu5Se3，并實(shí)現(xiàn)宏量合成。該材料擁有前所未見的獨(dú)特晶體結(jié)構(gòu)：Cs+由類中國結(jié)形狀的Cu8Se8結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的三維無限擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，其中鑲嵌Cs+金屬陽離子。α-CsCu5Se3熱穩(wěn)定性好，表現(xiàn)出典型晶態(tài)固體的熱傳輸行為，并遵循Umklapp散射機(jī)制，這與具有類液態(tài)的熱傳導(dǎo)行為的二元化合物Cu2-xSe完全不同。晶體學(xué)及熱傳輸性能研究表明α-CsCu5Se3指出了一個(gè)有效抑制Cu+液體傳輸行為特征的方法。與吳立明老師2016年發(fā)現(xiàn)的高性能熱電材料CsAg5Te3（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 11431–11436）相比，α-CsCu5Se3的晶體單胞體積減小了30％，導(dǎo)致材料具有更強(qiáng)的原子間d軌道重疊作用，從而顯著降低有效質(zhì)量(m*)，這使得α-CsCu5Se3相比于CsAg5Te3實(shí)現(xiàn)了功率因子200％的增長，達(dá)到8.17 μW/cm/K2，是目前報(bào)道的堿金屬富銅硫?qū)倩衔镏凶罡咧担煌瑫r(shí)，理論研究表明，由于結(jié)構(gòu)中的Cu–Se軟化學(xué)鍵和Cs+ 離子擾動(dòng)作用，該材料具有很低的熱導(dǎo)率。綜合上述各方面因素，該化合物的本征熱電優(yōu)值ZT達(dá)到1.03（980 K）。進(jìn)一步通過Sb摻雜優(yōu)化熱電性能的研究發(fā)現(xiàn)：Sb3+的孤對電子能夠增大材料的晶格非諧性，有效增強(qiáng)Umklapp型散射，從而降低聲子速度，使得α-Cs(Cu0.96Sb0.04)5Se3的晶格熱導(dǎo)率進(jìn)一步降低至0.40 W/m/K，熱電優(yōu)值ZTmax提升到1.30。該工作系統(tǒng)深入研究了α-CsCu5Se3體系結(jié)構(gòu)和熱電相關(guān)性能的關(guān)系，為低成本，高豐度，高性能硫?qū)倩衔锊牧系脑O(shè)計(jì)探索研究邁出重要的一步。

新能源汽車的迅猛發(fā)展，為動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)提供了萬億級(jí)的市場容量，到 2020 年底，城市公交、出租車及城市配送等領(lǐng)域新能源車保有量達(dá) 60 萬輛。目前使 用的石墨類伏擊材料容量低，無法滿足高能量密度的需求。該項(xiàng)目通過為動(dòng)力電 池廠商提供高性能硅碳負(fù)極及其他負(fù)極材料，以提高純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程 2 倍以上。硅負(fù)極材料具有極高的理論容量(~4200 mAh/g)，其容量是現(xiàn)有商業(yè)化 的石墨負(fù)極的 10 多倍。但其充放電過程中產(chǎn)生的大體積膨脹(~400%)會(huì)嚴(yán)重影響 其循環(huán)壽命。我們團(tuán)隊(duì)經(jīng)過數(shù)年研究，提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉進(jìn)行包 覆“均勻+可控”功能層的工藝過程實(shí)現(xiàn)“性能+成本”的最優(yōu)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。美國能 源部高度評(píng)價(jià)了該項(xiàng)研究成果（2015 年僅有 2 項(xiàng)研究成果受此殊榮）。

傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金工模具材料耐磨性和強(qiáng)韌性難以兼得，而其中的鎢、鈷元素屬于稀有貴重元素。本項(xiàng)目所采用的Ti(C,N)基金屬陶瓷不但具有較高的硬度、耐磨性、紅硬性、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和高溫抗氧化性、與金屬間極低的摩擦系數(shù)、無磁性、而且還具有較高的強(qiáng)韌性，不含稀有貴重元素，其制造成本僅為硬質(zhì)合金的35～40%，已在市場上得到較廣泛的應(yīng)用。該成果發(fā)明了系列無鈷金屬陶瓷強(qiáng)韌化、無磁化制備技術(shù)，開發(fā)了系列高性能低成本無鈷金屬陶瓷材料，是硬質(zhì)合金理想的升級(jí)替代材料，也具有陶瓷材料、聚晶立方氮化硼等超硬材料難以相比的強(qiáng)韌性。 技術(shù)特征 該材料主要性能指標(biāo)可達(dá)：硬度≥92.2HRA，抗彎強(qiáng)度≥3250MPa，斷裂韌性≥9.4 MPa·m1/2。 獲得相關(guān)授權(quán)國家發(fā)明專利8項(xiàng)，相關(guān)技術(shù)曾獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，達(dá)到國際先進(jìn)水平。

成果描述：針對磷酸鐵鋰鋰電正極材料存在的不足和制約磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一系列問題，本項(xiàng)目通過基于混合溶劑的液相合成方法，利用定向分子組裝技術(shù)，結(jié)合獨(dú)特的煅燒工藝構(gòu)建了具有三維（3D）導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的正極材料，從而制備出具有獨(dú)特晶體結(jié)構(gòu)、良好導(dǎo)電性、高離子遷移速率和高振實(shí)密度的新型改性磷酸鐵鋰鋰離子電池正極材料，同時(shí)通過先進(jìn)的回收利用技術(shù)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)工藝的低成本、無污染。市場前景分析：以磷酸鐵鋰正極材料制備的鋰離子電池在移動(dòng)電源、電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車以及儲(chǔ)能領(lǐng)域中有著極大的市場前景。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：通過本項(xiàng)目的實(shí)施，達(dá)到了以下技術(shù)目標(biāo)： （1）基于混合溶劑的液相法制備工藝的設(shè)計(jì)，解決現(xiàn)有工藝存在的材料批次間一致性差的不足，實(shí)現(xiàn)批次間材料克容量變化＜2%； （2）構(gòu)建3D導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從而解決制約LiFePO4大規(guī)模應(yīng)用的重大技術(shù)難題—材料導(dǎo)電性差的缺陷，將材料的電導(dǎo)率提高到10-2Scm-1； （3）將壓燒技術(shù)引入LiFePO4制備工藝，結(jié)合二次造粒粒徑控制技術(shù)得到尺寸均一的亞微米顆粒，將材料振實(shí)密度提高到1.2gcm-3； （4）以本項(xiàng)目研制的LiFePO4作為正極材料并采用改進(jìn)工藝裝配的鋰離子電池將達(dá)到如下性能指標(biāo)： ⅰ 0.1C比容量≥160mAhg-1，1C比容量≥140mAhg-1； ⅱ 循環(huán)充放電3000次，常溫放電容量高于80%； ⅲ 支持常溫50C以上倍率放電，-20℃環(huán)境支持20C以上倍率放電，-20℃環(huán)境放電容量不低于常溫放電容量的80%。 （5）創(chuàng)新反應(yīng)溶劑和反應(yīng)副產(chǎn)物的循環(huán)回收利用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程綠色化、低排放和原子經(jīng)濟(jì)性，與現(xiàn)有同類材料比較，生產(chǎn)成本降低30%以上。

傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金工模具材料耐磨性和強(qiáng)韌性難以兼得，而其中的鎢、鈷元素屬于稀有貴重元素。本項(xiàng)目所采用的Ti(C,N)基金屬陶瓷不但具有較高的硬度、耐磨性、紅硬性、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和高溫抗氧化性、與金屬間極低的摩擦系數(shù)、無磁性、而且還具有較高的強(qiáng)韌性，不含稀有貴重元素，其制造成本僅為硬質(zhì)合金的35～40%，已在市場上得到較廣泛的應(yīng)用。該成果發(fā)明了系列無鈷金屬陶瓷強(qiáng)韌化、無磁化制備技術(shù)，開發(fā)了系列高性能低成本無鈷金屬陶瓷材料，是硬質(zhì)合金理想的升級(jí)替代材料，也具有陶瓷材料、聚晶立方氮化硼等超硬材料難以相比的強(qiáng)韌性。?技術(shù)特征該材料主要性能指標(biāo)可達(dá)：硬度≥92.2HRA，抗彎強(qiáng)度≥3250MPa，斷裂韌性≥9.4 MPa·m1/2。獲得相關(guān)授權(quán)國家發(fā)明專利8項(xiàng)，相關(guān)技術(shù)曾獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，達(dá)到國際先進(jìn)水平。應(yīng)用范圍:主要用途：①適用于制作各種可轉(zhuǎn)位刀片，用于難加工材料的干式切削；②適合用于制作加工磁性材料的刀具和成型模具；③用于碳纖維預(yù)浸料的切割時(shí)，使用的穩(wěn)定性和壽命大大高于目前進(jìn)口產(chǎn)品；④適合于制作電子元器件生產(chǎn)及激光加工生產(chǎn)線中的專用模具，綜合性能優(yōu)良；⑤適合制作苛刻環(huán)境下使用的密封環(huán)和耐磨件。

一、項(xiàng)目簡介本磷化液使用范圍寬，性能穩(wěn)定，處理面積大，沉渣少，成本低廉。磷化速度快，液體的使用壽命長。磷化膜分布均勻，色澤一致，膜層致密，光亮，磷化膜與基體的結(jié)合力強(qiáng)，可顯著增強(qiáng)鋼鐵表面的耐蝕性。廣泛用于螺絲、螺栓、螺帽、等鋼鐵材料的防腐。鹽霧試驗(yàn)合格?？梢圆挥孟跛崤渲茫踩院谩６?、市場前景成本低廉，操作方便，市場廣闊。三、規(guī)模與投資根據(jù)市場需求，包括磷化設(shè)備最大不超過1萬元。四、生產(chǎn)設(shè)備塑料、陶瓷或不銹鋼容器。五、效益分析噸成本約1700元，售價(jià)約2600元。六、合作方式配方出售，教授配制和磷化方法，或提供磷化液。