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成果簡介： 回轉(zhuǎn)體構(gòu)型運動副在重大裝備及精密裝備中應(yīng)用廣泛，各類主機(jī)的工作精度、 性能、壽命、可靠性等指標(biāo)均與回轉(zhuǎn)體運動副的性能密切相關(guān)，然而其空間結(jié)構(gòu) 的復(fù)雜性及高的功能特性要求對其制造工藝提出了巨大挑戰(zhàn)。復(fù)雜構(gòu)型回轉(zhuǎn)體運 動副表面要求耐磨、減阻并具有較高的疲勞強(qiáng)度，需要較高的表面面型精度。目 前回轉(zhuǎn)體構(gòu)型零件淬硬表面一般采用固結(jié)磨料面接觸制造工藝實現(xiàn)，然而固結(jié)磨 41天津大學(xué)科技成果選編 42 料制造技術(shù)易于造成磨削燒傷及表面裂紋，影響零件的性能及使用壽命。此外， 某些精密元器件或者特殊環(huán)境下工作的元器件在使用過程中表面會附著污染物、 粉塵等物質(zhì)而導(dǎo)致腐蝕或者性能下降，常規(guī)的機(jī)械作用強(qiáng)度較大，易于導(dǎo)致表面 損傷，耦合化學(xué)、機(jī)械以及超聲振動的表面精密修整工藝能夠柔順覆蓋材料全表 面，確保精準(zhǔn)去除表面缺陷、污染物的同時避免附加損傷；此外某些工件空間尺 寸較小且內(nèi)外表面工藝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，蘊(yùn)含大量的邊、角、棱結(jié)構(gòu)，易于導(dǎo)致制造工 藝末端缺陷（毛刺）并對運動副配合表面造成損傷，嚴(yán)重影響使用性能，確保已 加工表面的面形精度同時高效去除表面末端缺陷已成為迫切需要解決的生產(chǎn)實 際問題。常規(guī)剛性工具難以實現(xiàn)表面的精準(zhǔn)吻合而無法實現(xiàn)全表面精密修整，而 基于自由磨料的液態(tài)柔性磨具可以實現(xiàn)容器空間的全部填充，實現(xiàn)工具-工件的 全表面精準(zhǔn)吻合并避免表面附加損傷，是復(fù)雜構(gòu)型零件表面精密修整與清洗的理 想工藝。基于上述分析，課題組開發(fā)了復(fù)雜構(gòu)型表面精密修整清洗多功能一體機(jī)。 表面精密修形是在柔性工具對零件表面廓形進(jìn)行擬合運動的基礎(chǔ)上通過表層材 料的塑性流動、小尺度材料剝離實現(xiàn)表面幾何特征屬性的全面提升，柔性工具與 零件表面之間的弱機(jī)械作用可以在提高零件表面微觀幾何精度的同時有效避免 附加損傷，然而目前為止獲得納米級表面粗糙度仍然主要依靠熟練操作者的手工 研拋為主，生產(chǎn)效率低、勞動強(qiáng)度大、最終表面質(zhì)量嚴(yán)重依賴于操作者個人的技 術(shù)水準(zhǔn)，難以保證高精度復(fù)合曲面制造精度的穩(wěn)定性。復(fù)雜構(gòu)型表面精密修整清 洗多功能一體機(jī)將有助于實現(xiàn)表面精密修整、去污的一體化，降低生產(chǎn)成本，提 高生產(chǎn)效率，具有廣闊的市場前景。 市場分析及前景： 表面精密修整清洗一體化技術(shù)在許多行業(yè)都具有較好的應(yīng)用前景：一、機(jī)械 零部件在電鍍前后的清洗或噴涂前的清洗，拆修零部件的清洗，要求高清洗度， 如油泵油嘴偶件、軸 承、制動器、燃油過濾器、閥門的清洗。二是印制電路板、 硅片、晶片、元器件殼、座、鐵路系統(tǒng)用的信號控制繼電器、元器件、連接件、 顯像管以及電真空器件等的清洗。三是眼鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、瞄準(zhǔn)具等光學(xué)系 統(tǒng)及取樣玻璃片的清洗。四是醫(yī)用器具、食品、制藥、生化等試驗中所用各種瓶 罐的清洗。五是噴絲頭、精密 模具、精密橡膠件、珠寶工藝品等的清洗。天津大學(xué)科技成果選編 我國現(xiàn)有各類超聲設(shè)備制造企業(yè)上百家，分布主要集中在東南沿海地區(qū)。據(jù) 統(tǒng)計資料，沿海地區(qū)的廠家占全國總數(shù)的 85%，可見經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)對超聲波表面 修整技術(shù)的應(yīng)用廣泛，普及程度高，這也證明超聲波清表面修整技術(shù)推廣普及的 前景十分廣闊。 主要技術(shù)指標(biāo)： [1] 精密修整后的表面粗糙度小于 1nm，邊、角、棱結(jié)構(gòu)處的末端缺陷消失； [2] 表面光滑亮澤，無油污及顆粒物附著。 技術(shù)水平及知識產(chǎn)權(quán)認(rèn)定情況情況：本成果屬于國際先進(jìn)水平，成果歸獨家所有， 計劃申請一項專利 應(yīng)用領(lǐng)域：工程機(jī)械、微電子系統(tǒng)、光學(xué)精密儀器，醫(yī)療器械等 合作方式及條件：技術(shù)入股 

隨著我國四個現(xiàn)代的高速發(fā)展，對高分子材料制品提出了各種新的要求。為了滿足不同用途的需要，除了積極發(fā)展新的合成橡膠和合成樹脂之外，還應(yīng)該在現(xiàn)有樹脂或橡膠加工成制品的過程中，利用化學(xué)方法或物理方法改變制品的一些性能，以達(dá)到預(yù)期的目的，這就是高分子材料改性。高分子材料改性一般可分為化學(xué)改性和物理改性。物理改性分為填充改性和共混改性等。填充改性是指在高分子材料成型加工過程中加入無機(jī)或有機(jī)填充劑，不僅能使高分子材料制品價格大大降低，而且更重要的是能顯著改善高分子材料的機(jī)械性能或增加其他功能性，如導(dǎo)熱性能、導(dǎo)電性能、光學(xué)性能等等。然而，無機(jī)填料和高分子材料間密度的差異妨礙了填料在基體中的均勻分散，因而給混煉成型加工帶來了困難。又因為兩者表面能不同，在遇到外力時，高分子材料與填料界面上應(yīng)力集中易產(chǎn)生空隙，加速材料的老化。為了提高填料與高分子材料的親和能力，需要對填料進(jìn)行活化處理。本項目即涉及用于塑料和橡膠中大部分填料的表面處理技術(shù)，包括多種填料，如炭黑、碳納米管、硅灰石、滑石粉、云母、碳酸鈣、鐵粉等等。該處理技術(shù)簡單，易產(chǎn)業(yè)化，并具有成功產(chǎn)業(yè)化案例：某企業(yè)要求向再生丁基橡膠中加入鐵粉和鈣粉，需大量填充使膠料密度達(dá)到2.7，但直接添加，根本加不進(jìn)去如此大量的填料，經(jīng)本技術(shù)改性后，成功添加到膠料中，且密度達(dá)到要求。

簡介：本發(fā)明公開了一種用于圓柱狀或類似零件外表面均勻涂覆的噴涂裝置。該裝置主要由外殼、支撐架、調(diào)速電機(jī)、電機(jī)軸、調(diào)速電源開關(guān)、曲軸、連桿、U型槽、篩網(wǎng)、擋板、皮帶以及皮帶輪組成。通過調(diào)速電機(jī)控制曲軸的轉(zhuǎn)動,從而控制U型槽的翹板式往復(fù)運動,零件置于U型槽內(nèi)的篩網(wǎng)上,對零件進(jìn)行噴涂。本裝置便于操作,并可以通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)不同大小的圓柱狀或類似零件的均勻噴涂。

（專利號：ZL 201310128992.1） 簡介：本發(fā)明涉及一種鈦合金表面溶膠凝膠透輝石涂層的方法，屬于金屬材料涂層制備技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括：a、稱取硝酸鈣、硝酸鎂、正硅酸乙酯，將上述組分溶入無水乙醇中；b、將上述混合溶液在室溫下攪拌，然后陳化；c、依次用酒精、丙酮將鈦合金片超聲清洗；d、將清洗后的鈦合金片浸入步驟b陳化后的溶液中，提拉得到涂層；e、將帶有涂層的鈦合金片干燥；f、對干燥之后的鈦合金片重復(fù)步驟d-e的處理5次；g、將步驟

導(dǎo)電聚合物具有傳統(tǒng)聚合物所缺乏的電活性，因而在輕質(zhì)電池、電磁屏蔽材料、防腐涂層和傳感器等領(lǐng)域有著很大的發(fā)展?jié)摿?。?dǎo)電聚合物特別是聚苯胺由于自身的分子結(jié)構(gòu)剛性大，分子鏈間相互作用力強(qiáng)，因而其加工性能較差，難溶難熔，這在一定程度上限制了導(dǎo)電聚合物的應(yīng)用。將聚苯胺與其他材料復(fù)合，制備復(fù)合材料是解決這個缺陷的重要方法之一。該項目涉及一項基于表面修飾導(dǎo)電聚合物的單分散聚苯乙烯高分子微球的生產(chǎn)技術(shù)。單分散的聚苯乙烯微球經(jīng)改性后，可獲得表面包覆有殼層結(jié)構(gòu)或者納米線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電聚合

研發(fā)階段/n一種多壁納米碳管表面化學(xué)鍍鎳鋅的方法，其特征在于：ａ．首先在鍍鎳鋅之前對碳納米管進(jìn)行預(yù)處理，通過純化、氧化處理獲得較純凈納米碳管，再通過活化、敏化處理在納米碳管表面形成催化金屬核；ｂ．將預(yù)處理后的納米碳管加入鎳鋅鍍液中，反應(yīng)過程用超聲波振蕩器充分散，Ｎｉ－Ｚｎ－Ｐ在納米碳管表面的催化金屬核上沉積并長大，繼而形成連續(xù)結(jié)合鍍層，鎳的自催化活性使沉積持續(xù)進(jìn)行，從而得到較厚的鍍層。將經(jīng)過以上處理的納米碳管用作金屬基復(fù)合材料增強(qiáng)體時，可以和金屬基體緊密結(jié)合，充分發(fā)揮其優(yōu)良特性。

本成果創(chuàng)新性發(fā)明了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)高精度測量技術(shù)及系統(tǒng)。 本項目依托華中科技大學(xué)儀器學(xué)科在表面形貌與結(jié)構(gòu)精密測量領(lǐng)域的傳統(tǒng)特色優(yōu)勢和長期積累的科研基礎(chǔ)，在國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項、國家自然科學(xué)基金儀器研制專項、國家863重點項目課題、國家自然科學(xué)基金面上項目等支持下，針對相關(guān)制造領(lǐng)域微米尺度、納米尺度、跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)精密測量問題開展了系列研究。本成果技術(shù)主要包括以下方面： 1）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)測量原理和方法，共光路融合白光顯微干涉與原子力探針傳感，突破跨尺度微納傳感瓶頸，解決大動態(tài)范圍微納結(jié)構(gòu)測量難題，實現(xiàn)nm-μm-mm跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)高效測量； 2）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度測量的可溯源標(biāo)定和坐標(biāo)統(tǒng)一方法，突破了白光干涉與原子力探針跨尺度微納傳感的坐標(biāo)統(tǒng)一瓶頸和漂移難題，實現(xiàn)了微納表面結(jié)構(gòu)跨尺度測量的可溯源和穩(wěn)定高精度； 3）提出了白光干涉質(zhì)量評價模型和三維圖像噪聲區(qū)域辨識與重建方法，及二維掃描工作臺平面度誤差阿貝補(bǔ)償與二維運動同步計量方法，解決噪聲問題與宏微驅(qū)動二維工作臺運動誤差對測量精度的影響問題，為跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)高精度測量提供支撐。 圖1 微納結(jié)構(gòu)多模式跨尺度測量儀器實物圖 圖2 白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)測量原理示意圖

本成果創(chuàng)新性發(fā)明了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)高精度測量技術(shù)及系統(tǒng)。 本項目依托華中科技大學(xué)儀器學(xué)科在表面形貌與結(jié)構(gòu)精密測量領(lǐng)域的傳統(tǒng)特色優(yōu)勢和長期積累的科研基礎(chǔ)，在國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項、國家自然科學(xué)基金儀器研制專項、國家863重點項目課題、國家自然科學(xué)基金面上項目等支持下，針對相關(guān)制造領(lǐng)域微米尺度、納米尺度、跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)精密測量問題開展了系列研究。本成果技術(shù)主要包括以下方面： 1）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)測量原理和方法，共光路融合白光顯微干涉與原子力探針傳感，突破跨尺度微納傳感瓶頸，解決大動態(tài)范圍微納結(jié)構(gòu)測量難題，實現(xiàn)nm-μm-mm跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)高效測量； 2）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度測量的可溯源標(biāo)定和坐標(biāo)統(tǒng)一方法，突破了白光干涉與原子力探針跨尺度微納傳感的坐標(biāo)統(tǒng)一瓶頸和漂移難題，實現(xiàn)了微納表面結(jié)構(gòu)跨尺度測量的可溯源和穩(wěn)定高精度； 3）提出了白光干涉質(zhì)量評價模型和三維圖像噪聲區(qū)域辨識與重建方法，及二維掃描工作臺平面度誤差阿貝補(bǔ)償與二維運動同步計量方法，解決噪聲問題與宏微驅(qū)動二維工作臺運動誤差對測量精度的影響問題，為跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)高精度測量提供支撐。 圖1 微納結(jié)構(gòu)多模式跨尺度測量儀器實物圖 圖2 白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)測量原理示意圖 【技術(shù)優(yōu)勢】 本成果項目研制了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的白光干涉原子力探針掃描測量儀等系列微納表面結(jié)構(gòu)測量儀器，并通過了國家計量院組織的儀器性能和軟件的檢定測試，納米尺度原子力垂直測量范圍超出國際商用儀器10倍以上，水平動態(tài)范圍達(dá)國際領(lǐng)先水平。 【技術(shù)指標(biāo)】 本成果項目提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)測量原理和方法，建立跨尺度傳感方法，實現(xiàn)nm-μm-mm跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)高效測量。同時，發(fā)明的白光干涉原子力探針掃描測量方法與現(xiàn)有商用原子力顯微鏡相比，垂直測量范圍提高10倍，分辨率優(yōu)于0.01nm。

成果以最新ASTM/ISO高分子刮擦測試標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，掌握全套核心技術(shù)，通過集成觀測手段，形成了一套加載（位移、荷載、速度等）靈活可控、即時在線獲取數(shù)據(jù)（深度、形貌、溫度變化、破壞過程等）的高分子材料刮擦儀器和技術(shù)。該技術(shù)打破了歐美日對該類儀器的壟斷地位，開創(chuàng)性地提升高分子刮擦實驗的科學(xué)性，系統(tǒng)開展高分子材料表面刮擦性能測試、研究，揭示高分子材料表面刮擦破壞規(guī)律，為高分子材料表面耐刮擦性能的提高提供技術(shù)手段。

關(guān)鍵科學(xué)問題研究團(tuán)隊開發(fā)出一種與CMOS兼容的技術(shù)，可以動態(tài)且可逆地實現(xiàn)二氧化鈦和黑色二氧化鈦之間的轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到結(jié)構(gòu)色的擦寫和再現(xiàn)。通過構(gòu)筑亞波長尺寸的微納結(jié)構(gòu)，可以把特定波長的光局域在近場，激發(fā)出低階甚至高階的電極子或磁極子，它們反過來又會與材料中的電子產(chǎn)生強(qiáng)烈的相互作用，從而激發(fā)出更多的高活性電子，使得材料本