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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： 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。 

Al2O3/Cu復合材料是在銅基體中引入了細小彌散分布的增強相Al2O3粒子的一種銅基復合材料。由于化學穩定性和熱穩定性好的Al2O3顆粒的存在，使該復合材料在保持銅基體優越的導電、導熱性能的同時具有高的室溫和高溫強度和硬度。在電阻焊電極、集成電路引線框架、微波管結構和導電材料、高速列車架空導線、熱核實驗反應堆、連鑄機結晶器等方面具有廣闊的應用前景。所開發出的Al2O3/Cu復合材料新型合成工藝在保證傳統工藝內氧化、還原徹底性和燒結致密性的前提下簡化了工藝過程降低了生產成本。將Al2O3/Cu復合材料點焊電極在汽車焊裝線上進行了裝機試驗，其使用壽命為傳統Cr-Zr-Cu電極的3倍以上。

含壓縮、拉伸、扭轉、剪切、彎曲各一件。

擁有人工微結構科學與技術協同創新中心、固體微結構物理國家重點實驗室、半導體節能器件及材料國家地方聯合工程中心以及江蘇省光電信息功能材料重點實驗室等科研平臺，在硅基納米結構材料與性能調控，硅基光子學器件和新型能源器件等基礎研究領域具有很強的影響力。近年來，在硅基太陽能電池片研發及其新型結構材料在電池片上應用等方面開展了全方位的研究，承擔完成了國家重點基礎研究發展計劃課題和國家自然科學基金重點項目等相關課題的研究。提出了漸變帶隙的納米硅量子點電池結構，利用漸變帶隙進一步拓寬電池的響應光譜范圍，發展了包

航空有機玻璃主要用作飛機座艙蓋或整體圓弧風擋玻璃，可防止空中突然爆破。鍍膜航空有機玻璃是指在航空有機玻璃上涂覆一層ITO或Au薄膜，以增加航空有機玻璃獨特的使用性能，如：ITO膜具備高電導率和高的可見光透射率，能反射雷達波，從而實現隱身功能。但有機玻璃或鍍膜航空有機玻璃在儲存、運輸、加工和組裝等的過程當中，很容易發生擦傷、污染、磨損等問題，傳統的保護方法無法完全起到保護作用，也比較容易受到來自鹽霧、酸雨、潮氣或者微生物等侵蝕，從而導致化學腐蝕或者電化學腐蝕的問題，影響了有機玻璃的外觀，甚至會導致其光學性能的大幅下降，尤其是發生擦傷、整機噴漆污染等問題會使ITO鍍膜破損從而導致飛機座艙玻璃的報廢，會給企業帶來嚴重的經濟損失。所以鍍膜航空有機玻璃在裝配過程中需要一定的防護措施。 課題組以水性聚氨酯為基料，研制了一種配方簡單，施工方便，涂料儲存期長；涂膜附著力適中，既能有效保護底材，又可以整體剝離的涂料。該涂料成本低，施工方便，不污染環境，不會影響所保護基材的物理（尤其是光學、導電）力學性能等性能。 主要用于成都飛機工業集團公司的有機玻璃艙蓋或鍍膜有機玻璃艙蓋。 因涂料對施工環境適應性強，可用于外場維修時鋁合金蒙皮等的臨時保護，維修后可整體剝離，且不會影響飛機鋁合金蒙皮的性能。

果包括自適應高性能回波對消系統的算法實現、固件（FPGA）實現，算法與FPGA實現已全面優化，可實現單通道或多通道的高性能回波對消功能。課題組在自適應信號處理領域的研究已取得較顯著的進展，申請國家發明專利3項（已公開），實用新型專利2項（已公開）。 應用本成果，可有助于實現小型化的數字電視直放站、數字無線通信直放站、雷達干擾機等設備，顯著提高系統性能。 圖1 樣機正面照片 圖2 樣機背面照片 圖3 內部電路調試照片 圖4 實驗平臺照片

混凝土結構因其脆性大的弱點，在工程應用中往往不可避免產生開裂。混凝土結構 因開裂導致混凝土結構水密性下降、滲漏，影響工程的使用壽命，甚至無法正常使用。 這是建筑界普遍存在的問題。水工、道路、橋梁等工程中混凝土結構受損后，需要進行 快速修補。從混凝土結構產生開裂的原因與環境條件分析，開發新型高性能修補材料具 有重要意義。 本發明技術根據不同現代混凝土工程的修補需求，開發出系列高性能快速修補材料， 包括超快硬修補材料、快硬早強修補材料、高性能快速修補材料。 高性能水泥基系列快速修補材料的主要特點是早期強度高、無收縮、與基面粘接強 度高、長期穩定性好、耐久性優越等特點。還具有耐磨性好、抗沖擊性能優越、高抗凍 性等特殊功能。更重要的是通車時間可從 3 小時到 24 小時內調節。 高性能水泥基系列快速修補材料可廣泛適用于道路、機場跑道、鋼筋混凝土、輕集 料混凝土、橋梁、建筑、水工和路面等混凝土結構物（構筑物）等裂縫或缺陷的修補， 也適合于路面的大面積修補，尤其適合于北方嚴寒、鹽凍地區的工程應用。