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本團(tuán)隊(duì)基于電磁冶金領(lǐng)域二十余年的積累，掌握了銅合金領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的銅鉻鋯合金的非真空熔煉-長尺寸大卷重電磁連鑄技術(shù)，開發(fā)出易偏析銅合金合金超細(xì)化與均質(zhì)化連鑄技術(shù)、高性能銅合金多模式定制磁場凈化技術(shù)等一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破、顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、成果簡介 本團(tuán)隊(duì)基于電磁冶金領(lǐng)域二十余年的積累，掌握了銅合金領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的銅鉻鋯合金的非真空熔煉-長尺寸大卷重電磁連鑄技術(shù)，開發(fā)出易偏析銅合金合金超細(xì)化與均質(zhì)化連鑄技術(shù)、高性能銅合金多模式定制磁場凈化技術(shù)等一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于高強(qiáng)高導(dǎo)高彈銅合金領(lǐng)域如銅鉻鋯合金、銅鎳錫合金、銅鈦合金、銅碲合金及超高純無氧銅的規(guī)模化制備等都取得較好的效果。 1）銅鉻鋯非真空熔煉-電磁連鑄技術(shù) 由于鉻、鋯元素和氧的親和力較大，所以合金元素的燒損是銅鉻鋯合金的熔煉必須解決的問題。本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在銅合金熔煉，特別是銅鉻鋯合金的非真空熔煉方面，開展了近20年的研究，開發(fā)了一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的非真空熔煉連鑄技術(shù)、成分穩(wěn)定控制技術(shù)、合金熔體潔凈化技術(shù)等，獲授權(quán)發(fā)明專利和實(shí)用新型專利近20項(xiàng)。本團(tuán)隊(duì)已在完成中試級(jí)表面光滑、內(nèi)部致密無裂紋、成分均勻的全等軸晶銅鉻鋯棒線材，鑄態(tài)宏觀晶粒度經(jīng)上海材料研究所測定為M-9.0級(jí)。此外，本團(tuán)隊(duì)從前期研究中，從塑形變形工藝和熱處理工藝角度，提出采用多道次連續(xù)擠壓及熱處理工藝優(yōu)化銅鉻鋯合金想性能的方法，并成功將銅鉻鋯棒材性能的抗拉強(qiáng)度提高到654MPa，斷后延伸率為13.5%，且電導(dǎo)率還能保持在79.3%IACS；這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2017年電車線用銅鉻鋯合金線材國家標(biāo)準(zhǔn)的性能要求：抗拉強(qiáng)度＞570MPa，塑性＞3%，電導(dǎo)率＞75%IACS。相關(guān)技術(shù)已與世界五百強(qiáng)新興際華集團(tuán)下屬新興發(fā)展集團(tuán)有限公司達(dá)成1800萬元專利轉(zhuǎn)讓。 2）高均質(zhì)超細(xì)晶電磁連鑄技術(shù) 傳統(tǒng)連鑄制備過程中多元銅合金如銅鉻鋯合金等常存在組織粗大、成分偏析等問題，這將會(huì)嚴(yán)重影響后續(xù)的材料加工過程，導(dǎo)致在后續(xù)的軋制，擠壓等工藝過程中很容易產(chǎn)生軋制裂紋等缺陷。本團(tuán)隊(duì)開發(fā)的電磁場連鑄過程易偏析合金超細(xì)化與均質(zhì)化調(diào)控技術(shù)，能在連鑄過程中，充分?jǐn)嚢枞垠w，均勻化凝固前沿溫度，實(shí)現(xiàn)易偏析合金的超細(xì)化與均質(zhì)化。該技術(shù)已被應(yīng)用于銅鎳錫合金的連鑄中，實(shí)現(xiàn)了該合金連鑄制備的超細(xì)化和均質(zhì)化，所制備全等軸晶銅鎳錫合金鑄態(tài)組織宏觀晶粒度達(dá)到M-10.0級(jí)。目前該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)中試級(jí)百米長度的連續(xù)電磁鑄造，且已與寧波博威、上海中船重工711研究所、銅陵金威、溫州元鼎等開展合作。進(jìn)一步將該技術(shù)推廣于銅碲、銅鐵、銅鈦的連鑄，均取得了極為優(yōu)異的細(xì)晶、表面光潔、成分均勻的連鑄效果。 3）超高純無氧銅電磁連鑄技術(shù) 金屬材料純凈度是提高其力學(xué)和電學(xué)等綜合性能的關(guān)鍵因素，是制備高品質(zhì)金屬材料的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。高端金屬材料中夾雜物和氣泡對(duì)材料性能影響巨大，許多高端金屬材料的開發(fā)都取決于這類缺陷的控制水平。本團(tuán)隊(duì)參與開發(fā)的金屬連鑄多模式定制磁場凈化技術(shù)，已成功應(yīng)用于高純高導(dǎo)無氧銅材料的制備，可將銅中氧含量中降低3ppm以下，達(dá)到目前世界無氧銅的最高標(biāo)準(zhǔn)——美國ASTM≤3ppm。與此同時(shí)，該高純無氧銅的電導(dǎo)率高達(dá)100.1%IACS，目前已全面取代進(jìn)口并用于我國蘭州重離子加速器、散裂中子源大科學(xué)裝置、美國Michigan大學(xué)FRIB裝置等重大科學(xué)裝置建設(shè)。該項(xiàng)技術(shù)已獲得2015年度上海市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，2015年度教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)，2015年度教育部技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。目前該技術(shù)已與福建紫金銅業(yè)、上海上大眾鑫科技發(fā)展有限公司、寧波興業(yè)、寧波金田等開展深入合作。

新型高熵合金催化劑可以直接代替原有的貴金屬催化體系，大大減少催化劑價(jià)格及成本，可廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)化工催化及新能源電催化領(lǐng)域。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 90%的化工品生產(chǎn)需要高性能催化劑，清潔能源汽車及燃料電池的商業(yè)化也離不開高性能催化劑。然而，現(xiàn)有商用催化劑一般為貴金屬（價(jià)格昂貴）或簡單合金（性能及穩(wěn)定性差），無法實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、環(huán)保的催化過程及清潔能源利用。 新型高熵合金催化劑可以直接代替原有的貴金屬催化體系，大大減少催化劑價(jià)格及成本，可廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)化工催化及新能源電催化領(lǐng)域。 以化工催化中氨氣氧化制硝酸為例，工業(yè)界使用貴金屬PtPdRh催化劑網(wǎng)格，價(jià)格高昂，并且反應(yīng)溫度為900℃。使用納米分散的高熵合金催化劑（PtPdRhCoCe）,整體貴金屬用量減小90%以上，且反應(yīng)溫度降低200℃，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)異及高度穩(wěn)定。 因此，通過針對(duì)不同反應(yīng)進(jìn)行高熵合金催化劑的開發(fā)，有望代替貴金屬催化劑，大大提升反應(yīng)活性及能源效率及產(chǎn)品產(chǎn)出率等。

AlGaN/GaN HEMT器件具有較高的電子遷移率二維電子氣2DEG，在射頻以及功率器件中有極大的應(yīng)用前景。由于降低金屬半導(dǎo)體的歐姆接觸電阻對(duì)降低器件源漏電極寄生電阻起到關(guān)鍵作用，直接影響到器件的源漏輸出電流、導(dǎo)通電阻、擊穿電壓等性能參數(shù)，高質(zhì)量的低歐姆接觸在AlGaN/GaN射頻器件的開發(fā)中尤為重要。 于洪宇課題組訪問學(xué)生范夢雅介紹，傳統(tǒng)的Ti/Al多層膜常被應(yīng)用到無金歐姆接觸工藝

目前，在作為人體植入用金屬材料的不銹鋼系、鈷鉻合金系和鈦系三大系列中，鈦及鈦合金以其優(yōu)良的生物相容性、力學(xué)適應(yīng)性、可加工性和在生物環(huán)境下的抗腐蝕性在臨床上得到了越來越廣泛的應(yīng)用。同樣，評(píng)價(jià)生物醫(yī)用鈦合金也采用以上的性能標(biāo)準(zhǔn)。鈦合金的臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用包括：骨科、矯形外科、牙科、口腔醫(yī)學(xué)、以及醫(yī)療器械，如介入性血管支架等許多醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。在臨床應(yīng)用中，目前廣泛使用的鈦合金（如Ti-6AI-4V等)的彈性模量雖然較316L不銹鋼、鈷鉻合金等生物醫(yī)用材料的彈性模量低得多，但其彈性模量仍為骨彈性模量的4-10倍。這種種植體與骨之間彈性模量的不匹配，將使得載荷不能由種植體很好地傳遞到相鄰骨組織，出現(xiàn)“應(yīng)力屏蔽”現(xiàn)象，從而導(dǎo)致種植體周圍出現(xiàn)骨吸收，最終引起種植體松動(dòng)或斷裂，造成種植失敗。此外，最近的研究發(fā)現(xiàn)，鈦合金中的V、Al、Fe、Co、Ni、Cr等元素對(duì)細(xì)胞的接觸毒性較強(qiáng)，生物鈦合金中不宜添加此類元素。因此，研制新型低模量的醫(yī)用β鈦合金成為最具有前途的醫(yī)用植入材料之一。成功研制的新型低模量的醫(yī)用β鈦合金比原來的Ti-6AI-4V等合金具有更優(yōu)良的性能，更適合作為人體植入用材料。

合金彈簧及工具鋼合金彈簧鋼線材用于生產(chǎn)淬回火彈簧鋼絲，主要用于制造乘用車的減震螺旋懸架彈簧及發(fā)動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的氣門彈簧。產(chǎn)品要求鋼質(zhì)純凈、成分穩(wěn)定、超低氧、表面零缺陷，熱處理后質(zhì)量穩(wěn)定。青鋼以55SiCr為代表的彈簧鋼主要用于生產(chǎn)汽車懸架簧。 合金彈簧及工具鋼 合金彈簧鋼線材用于生產(chǎn)淬回火彈簧鋼絲，主要用于制造乘用車的減震螺旋懸架彈簧及發(fā)動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的氣門彈簧。產(chǎn)品要求鋼質(zhì)純凈、成分穩(wěn)定、超低氧、表面零缺陷，熱處理后質(zhì)量穩(wěn)定。青鋼以55SiCr為代表的彈簧鋼主要用于生產(chǎn)汽車懸架簧。我公司彈簧鋼用盤條化學(xué)成分穩(wěn)定，潔凈度高，全氧含量在20ppm以下，偏析較低。連鑄坯全部進(jìn)行拋丸、探傷和修磨處理，加熱爐氣氛實(shí)施自動(dòng)化控制，盤條表面質(zhì)量和脫碳層控制良好，能夠滿足汽車懸架彈簧、汽車摩托車彈簧等中高端用戶的需求。 我公司生產(chǎn)的以SAE6150為代表的合金工具鋼，鋼中加入Cr、V元素增加了鋼的強(qiáng)度和硬度，產(chǎn)品具有鋼質(zhì)純凈度高，脫碳層小，表面缺陷少等優(yōu)點(diǎn)，適用于制作高質(zhì)量的手工具。 主要客戶：寶通制品、中興盛達(dá)、昆山正通銘等。

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本發(fā)明公開了一種基于金屬/稀土碳酸鹽的固體碳酸根電極及其制備方法。它包括金屬絲、稀土碳酸鹽、陽離子屏蔽膜、熱縮管；金屬絲下部表面原位電鍍一層稀土碳酸鹽，在稀土碳酸鹽的外表面又包覆一層陽離子屏蔽膜，金屬絲的中部和陽離子屏蔽膜的上部包覆有熱縮管。本發(fā)明具有機(jī)械強(qiáng)度高，韌性大，靈敏度高，體積小，探測響應(yīng)快，檢測下限極低，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，它和固體參比電極配套使用，適用于對(duì)海水、養(yǎng)殖用水和化學(xué)、化工水介質(zhì)中的碳酸根離子含量進(jìn)行在線探測和長期原位監(jiān)測。

稀土超磁致伸縮材料的磁致伸縮應(yīng)變比壓電陶瓷大4倍以上，而且能量密度比壓電陶瓷大10倍以上，但其楊氏僅為壓電陶瓷的1/3左右。美國將其列為戰(zhàn)略性功能材料，并對(duì)我國實(shí)行禁運(yùn)。傳統(tǒng)制備技術(shù)主要有布里吉曼法(Bridgman法，即下拉法)、丘克拉爾斯基法(Czochralski法，即直拉法)和浮區(qū)區(qū)熔法(Float Zone法)。上述三種制備GMM工藝都存在共同缺陷：1.生產(chǎn)效率很低，生長一件?18′150mm定向凝固GMM需要48-168h；2.生產(chǎn)GMM工序很長，需要合金熔煉、晶體生長、熱處理等工序，生產(chǎn)成本高，設(shè)備投資大，3.生產(chǎn)GMM成品率只有15-30%。 本項(xiàng)目采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一步法工藝和設(shè)備生產(chǎn)稀土超磁致伸縮材料，與傳統(tǒng)工藝相比較主要有如下優(yōu)點(diǎn)：1.質(zhì)量好、高性能。因一步法工藝是將合金熔煉、晶體生長、熱處理三道工序集中于一臺(tái)設(shè)備完成，故減少了過程污染，雜質(zhì)和氧含量低，合金成分控制準(zhǔn)確，提高了材料的性能和產(chǎn)品的一致性；2.效率高、成本低。一步法易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，操作簡單，人為因素少，故產(chǎn)品的合格率高(達(dá)80%)；單爐產(chǎn)能達(dá)5-10公斤，每天可以生產(chǎn)2-3爐，生產(chǎn)效率比傳統(tǒng)工藝提高了100-150倍，成本大大降低；3.易于制備大直徑（?70mm以上）棒材。一旦形成規(guī)模生產(chǎn)，大幅度降低生產(chǎn)成本和產(chǎn)品價(jià)格。稀土超磁致伸縮材料在低頻、大功率換能器中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。此外，可廣泛應(yīng)用到機(jī)械、電子、石油、紡織、航天、農(nóng)業(yè)等其他領(lǐng)域，是一種重要的新型功能材料，是許多高技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)，被譽(yù)為是21世紀(jì)的戰(zhàn)略材料。