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1. 成果簡(jiǎn)介預(yù)制缸套然后鑄造或裝配是采用鋁合金制造汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的一種主要成形工藝。傳統(tǒng)的缸套都是用鑄鐵制造，鑄鐵耐磨性好，但熱導(dǎo)率較低，鋁合金導(dǎo)熱率是鑄鐵的 4 倍，采用鋁合金制造缸套的優(yōu)勢(shì)是迅速將發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒產(chǎn)生的熱量傳遞出去，避免機(jī)油焦化，從而顯著提高發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率（功率密度）。過(guò)共晶 Al-Si 合金具有熱膨脹系數(shù)小、耐磨性好、熱導(dǎo)率高、高溫性能好等特點(diǎn)，是制造發(fā)動(dòng)機(jī)缸套的理想材料。圖 1 擠壓鑄造件              圖 2 機(jī)加工后零件                 圖 3 初生硅和共晶硅分布 采用常規(guī)鑄造方法成形過(guò)共晶鋁硅合金，疏松傾向大，強(qiáng)度和韌性低，而且顯微組織中初生硅的尺寸難以控制。擠壓鑄造是液態(tài)金屬在較高外加壓力（百兆帕）作用下凝固成形的一種先進(jìn)鑄造工藝，鑄件在低速下充型，高壓下凝固，內(nèi)部致密，組織細(xì)小，并能通過(guò)熱處理強(qiáng)化。 清華大學(xué)成功開(kāi)發(fā)了過(guò)共晶鋁硅合金缸套擠壓鑄造成形技術(shù)，具有非常好的發(fā)展?jié)摿彤a(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。2 應(yīng)用說(shuō)明采用鋁合金制造發(fā)動(dòng)機(jī)缸套甚至全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)缸體是國(guó)外主要汽車(chē)企業(yè)開(kāi)發(fā)高性能發(fā)動(dòng)機(jī)的重要技術(shù)之一。采用噴射沉積加擠壓或鍛造工藝已有相關(guān)產(chǎn)品，但由于工序多、流程長(zhǎng)造成生產(chǎn)率低、成本高。清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的過(guò)共晶鋁硅合金缸套擠壓鑄造成形技術(shù)具有短流程、近凈成形、優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，目前正在與汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)合作，進(jìn)行技術(shù)評(píng)價(jià)與應(yīng)用。 申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利 1 項(xiàng)。3 效益分析缸套作為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)中的一個(gè)重要配件，其用量大，產(chǎn)品和技術(shù)相對(duì)獨(dú)立，原材料充足，設(shè)備投資小，適于中小企業(yè)給發(fā)動(dòng)機(jī)廠配套，特別是適合于已經(jīng)在給發(fā)動(dòng)機(jī)廠配套鋁合金活塞等部件的企業(yè)發(fā)展這一技術(shù)和產(chǎn)品，易于在現(xiàn)有客戶渠道基礎(chǔ)上豐富產(chǎn)品種類(lèi)，同時(shí)較高的技術(shù)含量可以避免被簡(jiǎn)單模仿和惡性競(jìng)爭(zhēng)。

本發(fā)明的基于硅基懸臂梁耦合Ｔ型結(jié)直接加熱式毫米波信號(hào)檢測(cè)儀器是由傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換和液晶顯示三大模塊組成，傳感器模塊是由懸臂梁耦合結(jié)構(gòu)、Ｔ型結(jié)直接加熱式微波功率傳感器和開(kāi)關(guān)構(gòu)成，襯底材料為高阻Ｓｉ，功率通過(guò)輸入端口對(duì)應(yīng)的ＣＰＷ信號(hào)線終端的直接加熱式微波功率傳感器進(jìn)行檢測(cè)；頻率檢測(cè)通過(guò)利用直接加熱式微波功率傳感器測(cè)量?jī)陕吩谥行念l率處相位差為９０度的耦合信號(hào)的合成功率實(shí)現(xiàn)；相位檢測(cè)通過(guò)將兩路在中心頻率處相位差為９０度的耦合信號(hào)，分別同兩路等分后的參考信號(hào)合成，同樣利用直接加熱式微波功率傳感器檢測(cè)合成功率，

本發(fā)明的硅基未知頻率縫隙耦合式Ｔ型結(jié)直接式毫米波相位檢測(cè)器是由共面波導(dǎo)傳輸線、縫隙耦合結(jié)構(gòu)、移相器、單刀雙擲開(kāi)關(guān)、Ｔ型結(jié)功分器、Ｔ型結(jié)功合器以及直接式熱電式功率傳感器所構(gòu)成，整個(gè)結(jié)構(gòu)基于高阻Ｓｉ襯底制作，一共有四個(gè)縫隙耦合結(jié)構(gòu)，上方的兩個(gè)縫隙耦合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的頻率測(cè)量，下方的兩個(gè)縫隙耦合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的相位測(cè)量，在前后縫隙之間有一個(gè)移相器；Ｔ型結(jié)功分器和Ｔ型結(jié)功合器是由共面波導(dǎo)傳輸線、扇形缺陷結(jié)構(gòu)和空氣橋組成；直接式熱電式功率傳感器由共面波導(dǎo)傳輸線、兩個(gè)熱電偶和隔直電容所構(gòu)成，熱電偶是由金屬臂和半導(dǎo)體

本發(fā)明的硅基懸臂梁耦合Ｔ型結(jié)間接加熱式毫米波信號(hào)檢測(cè)儀器是由傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換和液晶顯示三大模塊組成，傳感器模塊是由懸臂梁耦合結(jié)構(gòu)、Ｔ型結(jié)間接加熱式微波功率傳感器和開(kāi)關(guān)構(gòu)成，襯底材料為高阻Ｓｉ，功率通過(guò)輸入端口對(duì)應(yīng)的ＣＰＷ信號(hào)線終端的間接加熱式微波功率傳感器進(jìn)行檢測(cè)；頻率檢測(cè)通過(guò)利用間接加熱式微波功率傳感器測(cè)量?jī)陕吩谥行念l率處相位差為９０度的耦合信號(hào)的合成功率實(shí)現(xiàn)；相位檢測(cè)通過(guò)將兩路在中心頻率處相位差為９０度的耦合信號(hào)，分別同兩路等分后的參考信號(hào)合成，同樣利用間接加熱式微波功率傳感器檢測(cè)合成功率，從而

本發(fā)明的基于硅基懸臂梁Ｔ型結(jié)間接加熱式毫米波信號(hào)檢測(cè)器，主要實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)包括由懸臂梁耦合結(jié)構(gòu)、Ｔ型結(jié)、間接加熱式微波功率傳感器和開(kāi)關(guān)。懸臂梁耦合結(jié)構(gòu)包括兩組懸臂梁，每組懸臂梁由兩個(gè)對(duì)稱的懸臂梁構(gòu)成，兩個(gè)懸臂梁之間ＣＰＷ傳輸線的電長(zhǎng)度在所測(cè)信號(hào)頻率范圍內(nèi)的中心頻率３５ＧＨｚ處為λ／４。功率通過(guò)第一間接加熱式微波功率傳感器進(jìn)行檢測(cè)；頻率檢測(cè)通過(guò)利用間接加熱式微波功率傳感器測(cè)量?jī)陕吩谥行念l率處相位差為９０度的耦合信號(hào)的合成功率實(shí)現(xiàn)；相位檢測(cè)通過(guò)將兩路在中心頻率處相位差為９０度的耦合信號(hào)，分別同兩路等分后的參考

本發(fā)明的硅基已知頻率縫隙耦合式Ｔ型結(jié)直接式毫米波相位檢測(cè)器是由共面波導(dǎo)傳輸線、縫隙耦合結(jié)構(gòu)、移相器、Ｔ型結(jié)功分器、Ｔ型結(jié)功合器以及直接式熱電式功率傳感器所構(gòu)成，整個(gè)結(jié)構(gòu)基于高阻Ｓｉ襯底制作，一共有四個(gè)縫隙耦合結(jié)構(gòu)，上方的兩個(gè)縫隙耦合結(jié)構(gòu)連接著兩個(gè)直接式熱電式功率傳感器，下方的兩個(gè)縫隙耦合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的相位測(cè)量，在前后縫隙之間設(shè)置有一個(gè)移相器；Ｔ型結(jié)功分器和Ｔ型結(jié)功合器是由共面波導(dǎo)傳輸線、扇形缺陷結(jié)構(gòu)和空氣橋所組成；直接式熱電式功率傳感器主要由共面波導(dǎo)傳輸線、兩個(gè)熱電偶和一個(gè)隔直電容所構(gòu)成，每個(gè)熱電偶

本發(fā)明的硅基已知頻率縫隙耦合式Ｔ型結(jié)間接式毫米波相位檢測(cè)器是由共面波導(dǎo)、縫隙耦合結(jié)構(gòu)、移相器、Ｔ型結(jié)功分器、Ｔ型結(jié)功合器以及間接式熱電式功率傳感器所構(gòu)成，整個(gè)結(jié)構(gòu)基于高阻Ｓｉ襯底制作，一共設(shè)置有四個(gè)縫隙耦合結(jié)構(gòu)，上方的兩個(gè)縫隙耦合結(jié)構(gòu)連接著兩個(gè)間接式熱電式功率傳感器，下方的兩個(gè)縫隙耦合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的相位測(cè)量，在前后縫隙之間設(shè)置有一個(gè)移相器；Ｔ型結(jié)功分器和Ｔ型結(jié)功合器是由共面波導(dǎo)、扇形缺陷結(jié)構(gòu)和空氣橋所組成；間接式熱電式功率傳感器主要由共面波導(dǎo)、兩個(gè)終端電阻以及熱電堆所構(gòu)成，熱電堆是由兩種不同的半導(dǎo)體

本發(fā)明的硅基微機(jī)械懸臂梁耦合間接加熱在線式毫米波相位檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)包括懸臂梁耦合結(jié)構(gòu)、功率合成／分配器和間接加熱式微波功率傳感器。懸臂梁耦合結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的懸臂梁在ＣＰＷ中央信號(hào)線上方，用于耦合部分待測(cè)信號(hào)，通過(guò)錨區(qū)與功率合成器相連，耦合信號(hào)的功率相等，兩個(gè)懸臂梁之間ＣＰＷ傳輸線的電長(zhǎng)度為λ／８。懸臂梁下方的ＣＰＷ中央信號(hào)線上覆蓋了一層Ｓｉ３Ｎ４介電層，用于防止電學(xué)短路。參考信號(hào)通過(guò)功率分配器分成兩路信號(hào)，分別與兩路懸臂梁耦合的信號(hào)通過(guò)功率合成器合成，功率合成器的輸出端連接到間接加熱式微波功

1. 成果簡(jiǎn)介預(yù)制缸套然后鑄造或裝配是采用鋁合金制造汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的一種主要成形工藝。傳統(tǒng)的缸套都是用鑄鐵制造，鑄鐵耐磨性好，但熱導(dǎo)率較低，鋁合金導(dǎo)熱率是鑄鐵的 4 倍，采用鋁合金制造缸套的優(yōu)勢(shì)是迅速將發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒產(chǎn)生的熱量傳遞出去，避免機(jī)油焦化，從而顯著提高發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率（功率密度）。過(guò)共晶 Al-Si 合金具有熱膨脹系數(shù)小、耐磨性好、熱導(dǎo)率高、高溫性能好等特點(diǎn)，是制造發(fā)動(dòng)機(jī)缸套的理想材料。??2 應(yīng)用說(shuō)明采用鋁合金制造發(fā)動(dòng)機(jī)缸套甚至全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)缸體是國(guó)外主要汽車(chē)企業(yè)開(kāi)發(fā)高性能發(fā)動(dòng)機(jī)的重要技術(shù)之一。采用噴射沉積加擠壓或鍛造工藝已有相關(guān)產(chǎn)品，但由于工序多、流程長(zhǎng)造成生產(chǎn)率低、成本高。清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的過(guò)共晶鋁硅合金缸套擠壓鑄造成形技術(shù)具有短流程、近凈成形、優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，目前正在與汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)合作，進(jìn)行技術(shù)評(píng)價(jià)與應(yīng)用。 申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利 1 項(xiàng)。3 效益分析缸套作為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)中的一個(gè)重要配件，其用量大，產(chǎn)品和技術(shù)相對(duì)獨(dú)立，原材料充足，設(shè)備投資小，適于中小企業(yè)給發(fā)動(dòng)機(jī)廠配套，特別是適合于已經(jīng)在給發(fā)動(dòng)機(jī)廠配套鋁合金活塞等部件的企業(yè)發(fā)展這一技術(shù)和產(chǎn)品，易于在現(xiàn)有客戶渠道基礎(chǔ)上豐富產(chǎn)品種類(lèi)，同時(shí)較高的技術(shù)含量可以避免被簡(jiǎn)單模仿和惡性競(jìng)爭(zhēng)。4 合作方式技術(shù)轉(zhuǎn)讓或合作開(kāi)發(fā)。5 所屬行業(yè)領(lǐng)域先進(jìn)制造。

本成果首次成功合成了有機(jī)磷多面體低聚硅倍半氧烷(P-POSS)阻燃劑。P-POSS以硅、磷為主要阻燃元素，以籠型無(wú)機(jī)Si-O結(jié)構(gòu)為內(nèi)核、含磷有機(jī)基團(tuán)為外殼的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，具有常溫下為固體、聚合物材料加工溫度下出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變的良好加工性能，同時(shí)具有熱穩(wěn)定性高和與聚合物相容性好的特點(diǎn)，指向一類(lèi)新型高效阻燃劑分子的未來(lái)特征。前期研究結(jié)果表明，P-POSS在環(huán)氧樹(shù)脂和聚碳酸酯中均表現(xiàn)出優(yōu)異的阻燃性能，同時(shí)，使聚合物材料保持良好的綜合性能，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。 在阻燃環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用中，低含量的P-POSS（硅、磷元素含量為0.1——0.5wt%）即可使阻燃環(huán)氧樹(shù)脂的氧指數(shù)達(dá)到30%以上，獲得UL-94 V0級(jí)別。而且P-POSS 阻燃的環(huán)氧樹(shù)脂表現(xiàn)出獨(dú)特的“吹熄”現(xiàn)象，即樣條點(diǎn)燃后，點(diǎn)燃端明顯有氣流從炭層燃燒點(diǎn)噴射而出，將火焰吹離聚合物表面并迅速熄滅，正是這種“吹熄”現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)P-POSS的高效阻燃環(huán)氧樹(shù)脂。P-POSS不但能夠提高環(huán)氧樹(shù)脂阻燃性能和熱穩(wěn)定性，還能保持環(huán)氧樹(shù)脂本身的透明性、機(jī)械性能和電性能。 在阻燃聚碳酸酯應(yīng)用中，P-POSS不但能夠保持POSS結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，而且還可以有效回避原料磷系阻燃劑的增塑作用。常溫下這種P-POSS的固體狀態(tài)使其更容易儲(chǔ)存和添加，而它們?cè)赑C加工溫度范圍內(nèi)存在的玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象更是使其分散狀態(tài)較一般固體阻燃劑有著顯著的改善，甚至達(dá)到納米級(jí)分散。P-POSS在2wt%的添加量下就可以使聚碳酸酯達(dá)到UL-94 V0級(jí)別，同時(shí)熱變形溫度保持在140℃。