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智能壓電纖維復(fù)合材料通過對單層平行排列壓電纖維的復(fù)合，能有效抑制壓電陶瓷沿三維方向的壓電效應(yīng)，增強機(jī)電效應(yīng)的方向性，優(yōu)化單向驅(qū)動性能；作為復(fù)合材料，結(jié)構(gòu)整體性大幅提高，很好地克服了壓電陶瓷的脆性問題，并能有效避免因局部纖維失效而影響整體器件的問題。智能壓電纖維復(fù)合材料可進(jìn)行大幅度彎曲和扭轉(zhuǎn)，適宜應(yīng)用于包括曲面在內(nèi)的多種工作主體結(jié)構(gòu)，因而極大地拓寬了壓電器件的應(yīng)用領(lǐng)域。智能壓電纖維復(fù)合材料集傳感、驅(qū)動和控制功能于一體，可以廣泛應(yīng)用于飛行器的智能蒙皮、自適應(yīng)機(jī)翼、裝備的振動噪聲控制和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測等領(lǐng)域，對有效提高武器裝備和飛行器性能、提升生存能力和延長服役壽命等方面具有非常重要的意義。 本項目針對振動對高性能飛行器等武器裝備的關(guān)鍵性能、服役壽命的明顯制約，發(fā)展厚度薄、重量輕、柔韌度好、機(jī)電效應(yīng)方向性強、驅(qū)動力和變形量大的智能壓電纖維復(fù)合材料，填補國內(nèi)在該技術(shù)領(lǐng)域的研究空白，突破西方對該技術(shù)和產(chǎn)品的封鎖，為智能材料和結(jié)構(gòu)在我國航空、航天、武器裝備及民用工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

本技術(shù)開發(fā)了先進(jìn)的磷酸鎂基快速修補材料。通過使用分子模擬技術(shù)，聯(lián)合數(shù)學(xué)模型的建立，能夠指導(dǎo)高耐水性快速修補材料的合成。

項目概況    該項技術(shù)為焊接材料（包括焊條、焊絲、焊劑）制造企業(yè)提供生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)、原輔材料定點采購，并配合設(shè)備生產(chǎn)線的選型、設(shè)計制造，為焊材生產(chǎn)提供技術(shù)服務(wù)，也可根據(jù)工程使用要求研制特種焊材。 本項目處于國內(nèi)先進(jìn)水平，擁有核心技術(shù)。 主要特點 普通傳統(tǒng)焊條產(chǎn)品，以國內(nèi)品牌制造廠商的產(chǎn)品焊接工藝性能為比照對象，重點對碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅合金焊接用焊條，通過藥皮配方優(yōu)化設(shè)計，控制其熔滴過渡類型，在具有優(yōu)異的力學(xué)性能基礎(chǔ)上，使其具備最佳工藝性能，產(chǎn)品具有高的性價比，能顯著增強產(chǎn)品的市場競爭力。燒結(jié)焊劑在消化瑞士奧林康公司產(chǎn)品基礎(chǔ)上，立足國內(nèi)原輔材料開發(fā)出氟堿型、硅鈣型、鋁鈦型等各種堿度燒結(jié)焊劑，高堿度不銹鋼專用焊劑產(chǎn)品、藥芯焊絲主要針對鈦型藥粉配方進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。 根據(jù)各種工況使用條件，研制特種焊接焊條、焊絲、燒結(jié)焊劑產(chǎn)品，目前在堆焊及新型材料配套焊材方面已開發(fā)了焊條、燒結(jié)焊劑多個品種，能夠很好地滿足各種耐磨、耐蝕、高溫等嚴(yán)酷條件的使用要求。 燒結(jié)焊劑生產(chǎn)工藝設(shè)計，生產(chǎn)設(shè)備的選型、設(shè)計制造，實現(xiàn)從原材料到最終產(chǎn)品的一條龍服務(wù)。技術(shù)指標(biāo) 研制的產(chǎn)品在滿足國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，各種技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，特種焊材達(dá)到國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù)指標(biāo)。市場前景 目前國內(nèi)焊材市場競爭十分激烈，而競爭的焦點即是產(chǎn)品的性價比，同時各種高端焊材產(chǎn)品又在很大程度上依賴于國外進(jìn)口。充分立足本國的資源進(jìn)行傳統(tǒng)產(chǎn)品的升級改造、高端特種焊材的國產(chǎn)化研制，有很大的前景。目前已與幾家焊材企業(yè)開展過合作，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

能源危機(jī)與環(huán)境污染已成為限制當(dāng)今人類社會發(fā)展的兩個問題，而解決能源危機(jī)與環(huán)境污染的主要手段就是大力發(fā)展新能源技術(shù)。新能源技術(shù)中的燃料電池技術(shù)以其環(huán)境污染少，發(fā)電效率高而得到人們越來越多的重視。在燃料電池中，燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電效率不受卡洛循環(huán)限制。目前最具有應(yīng)用前景的是質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)和固體氧化物燃料電池技術(shù)。燃料電池技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵在與新材料的開發(fā)，基于材料的優(yōu)化得到更好的燃料電池產(chǎn)電輸出性能。我們基于固態(tài)離子理論，設(shè)計了一系列燃料電池電極新材料及新結(jié)構(gòu)，以提高電池輸出性能為目的，開發(fā)了一系列高性能的陽極功能材料，陰極層材料與新結(jié)構(gòu)，并取得自主知識產(chǎn)權(quán)，申請發(fā)明專利多項，目前已有9項相關(guān)專利獲得授權(quán)，在國際上發(fā)表大量學(xué)術(shù)論文。在質(zhì)子交換膜燃料電池制備方面，我們開發(fā)了低成本的熱噴涂法制備質(zhì)子交換膜燃料電池的技術(shù)，并取得中國發(fā)明專利的授權(quán)，獲取自主知識產(chǎn)權(quán)，并得到應(yīng)用，成功制備了50-1000 W的質(zhì)子交換膜燃料電池電池堆，并改造后應(yīng)用于便攜式電源設(shè)計與分散發(fā)電。結(jié)合使用儲氫材料罐，可得到一套車用發(fā)電系統(tǒng)；在固體氧化物燃料電池單電池制備方面，我們開發(fā)了一套基于陽極基底流延制備、電解質(zhì)與陰極層噴涂制備共燒結(jié)的單電池制備工藝，并用于制備大面積的平板固體氧化物燃料電池，并組裝了平板電池堆，得到的單電池性能優(yōu)越。在前期科技部863項目的資助下，我們開發(fā)了一系列陽極功能層材料，用于以甲烷、煤層氣以及生物質(zhì)氣為燃料的固體氧化物燃料電池發(fā)電，得到了較好的發(fā)電穩(wěn)定性和溫度適應(yīng)性。目前，我們已經(jīng)開發(fā)了便攜式的質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電裝置，可用于便攜式供電與不間斷電源；在前期大量的工作基礎(chǔ)上，我們還開發(fā)了完備的固體氧化物燃料電池材料生產(chǎn)技術(shù)和固體氧化物燃料電池單電池制備技術(shù)，將可以為將來的燃料電池產(chǎn)業(yè)化與商業(yè)應(yīng)用提供基礎(chǔ)。●應(yīng)用前景： 目前燃料電池技術(shù)應(yīng)用的最大障礙在于其高成本、低穩(wěn)定性，隨著人們對新能源技術(shù)進(jìn)步的要求不斷提高和燃料電池技術(shù)的進(jìn)步，燃料電池技術(shù)應(yīng)用的市場將越來越大。目前燃料電池的低成本制備在新材料開發(fā)的促進(jìn)下，取得了較大進(jìn)展，燃料電池技術(shù)商業(yè)化示范運行目前已在美國、日本、德國等國家開展，技術(shù)成熟之后在世界范圍內(nèi)將會有更大的市場前景。

自激光問世以來，各種激光器在軍用武器與裝備、民用等領(lǐng)域得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，激光致盲武器、防空激光武器、大型激光攻擊武器、激光制導(dǎo)、激光測距儀、激光目標(biāo)指示器、激光瞄準(zhǔn)儀、激光雷達(dá)等各種激光武器和激光軍用設(shè)備在現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭中，發(fā)揮著重要的作用。其中激光致盲武器是目前各種軍事裝備（如飛機(jī)、坦克、艦艇）和步兵已普遍實用的一類攻擊型武器，由于激光的能量

在信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的今天，為了滿足人們對于手機(jī)、計算機(jī)、便攜式數(shù)碼設(shè)備等電子產(chǎn)品進(jìn)一步輕便、小巧等的使用需求，必須使其核心的電磁元器件向微型化、薄膜化、集成化等方向發(fā)展。隨著電路中的射頻磁器件的體積不斷縮小，使用頻率不斷提高，傳統(tǒng)的鐵氧體材料由于其飽和磁化強度低，使其在GHz使用頻率下無法保持高的磁導(dǎo)率，這就迫切需要開發(fā)一種能夠應(yīng)用于GHz頻率范圍的高頻軟磁薄膜材料。目前國內(nèi)外的科研人員采用不同方法研究并制備了多種軟磁薄膜材料，如CoPdAlO（Sharp公司）、CoZrTa（Intel公司）、Co

負(fù)極材料是鋰離子電池的主要組成部分，起鋰離子存儲作用。負(fù)極材料的性能直接決定鋰離子電池倍率性能和循環(huán)性能。目前商用化的負(fù)極材料主要為石墨，受到理論比容量的限制，石墨材料已無法滿足鋰離子電池能量密度的持續(xù)發(fā)展。硅材料由于其高儲鋰容量、適中的對鋰電位等性能優(yōu)勢和資源豐富、成本低等商業(yè)優(yōu)勢，受到鋰電行業(yè)追捧。經(jīng)過長期的開發(fā)，硅負(fù)極已部分應(yīng)用到高能量電池負(fù)極中。目前鋰電行業(yè)中，硅材料主要以較小比例（~5%）硅負(fù)極與碳復(fù)合后，再與石墨混合使用，貢獻(xiàn)較低，且循環(huán)性能差，未能全

由材料科學(xué)與工程學(xué)院姚曉教授主持承擔(dān)的國家“863”計劃項目——“油田固井用水泥基多功能復(fù)合材料”，在油田固井用水泥基多功能復(fù)合材料的制備技術(shù)、生產(chǎn)工藝、過程控制方法和應(yīng)用技術(shù)方面取得了突破性的創(chuàng)新成果，所開發(fā)的油井水泥晶體膨脹劑（發(fā)明專利申請?zhí)枺?00510094587.8）和油井水泥防漏增韌劑（發(fā)明專利申請?zhí)枺?00510094588.2），擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。產(chǎn)品具有晶體雙膨脹、增韌、低濾失和防漏等多種功能，可提高油氣井的防竄能力和水泥環(huán)的抗裂性能，整體技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。研究成果打破了國內(nèi)油田固井材料的傳統(tǒng)觀念和產(chǎn)品格局，成為油田固井材料的更新?lián)Q代產(chǎn)品，成功地在大慶、勝利、大港、中原、吉林、長慶、江蘇、青海、河南、吐哈、玉門、華北、冀東、塔里木和延長油礦等十多個油田的近600口天然氣井、地質(zhì)勘探井、調(diào)整井、水平井、小間隙側(cè)鉆井、欠平衡井和開發(fā)井等不同類型的油氣井中得到推廣應(yīng)用，解決了老油田調(diào)整井和國家發(fā)改委“十五”重點建設(shè)項目（西氣東輸）青海澀北氣田（西氣東輸氣源區(qū)）長期存在的固井竄、漏技術(shù)難題，固井質(zhì)量顯著提高，有效地減少了油氣資源散失，延長了油氣井開發(fā)壽命，提高了油氣資源利用率。為油田創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益2000多萬元，間接經(jīng)濟(jì)效益5億多元，其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。

首先設(shè)計合成了 Fe2B 間隙化合物，其中包含一維硼鏈結(jié)構(gòu)和高導(dǎo)電的 Fe 主體網(wǎng)絡(luò)，該化合物表現(xiàn)出與純硼截然不同的電化學(xué)性質(zhì)， 1400 次循環(huán)后基于 B 計算的容量可達(dá) 10700 mA h/g 。高導(dǎo)電的 Fe 基質(zhì)和高分散的一維硼鏈結(jié)構(gòu)首先激活了部分 B 的儲鋰潛能，并且在循環(huán)反應(yīng)過程中 Fe 基質(zhì)不斷將硼鏈分散成單原子，從而實現(xiàn)了更高效的儲能。然而，由于間隙化合物中 B 的質(zhì)量含量過低，材料整體容量不符合實際需求。研究者隨后通過熱力學(xué)計算發(fā)現(xiàn) B2O3 與鋰發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變僅為 -489 kJ/mol ，即發(fā)生該反應(yīng)的逆反應(yīng)發(fā)生僅需克服 489 kJ/mol ，遠(yuǎn)小于可逆負(fù)極材料 Fe2O3 和 SnO2 。?