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從內燃機能量平衡來看，動力輸出功率一般只占燃油燃燒總熱量的30%~45%（柴油機）或20%~30%（汽油機），除了不到10%用于克服摩擦等功率損失之外，其余的余熱能沒有得到利用，主要通過冷卻回路的散熱以及排氣被排放到大氣中。因此，將內燃機的余熱能回收再利用是提高總能效率、降低油耗的一個有效途徑。本項目從提高內燃機總能效率，降低油耗和CO2排放的目的出發，開展內燃機余熱能梯級利用的研究，探索新理論和新方法。重點解決：①內燃機聯合熱力循環非穩態熱能流轉化規律和效率協同優化；②內燃

天津大學大裝置水凈化設備競爭性磋商

冷勁松院士團隊自主設計并研制的中國國旗鎖緊展開結構，歷經202天地火轉移軌道飛行和93天環繞探測，飛行4.75億公里后，于2021年5月15日在天問一號著陸器上成功完成了中國國旗可控動態展開，為中國探測器在火星上打上“中國標識”，使我國成為世界上首個將形狀記憶聚合物復合材料智能結構應用于深空探測工程中的國家。

單層半導體性過渡族金屬硫屬化合物（MX2: MoS2, WS2 等）是繼石墨烯之后備受關注的二維層狀材料。該類材料具有優異的電學性質、強的光物相互作用、高效的催化特性等，在光電子學器件、傳感器件、電催化產氫等領域具有非常廣闊的應用前景。單層MX2 材料的批量制備和高品質轉移是關鍵的科學問題。現有方法仍面臨著諸多重大挑戰，例如，難以實現晶圓尺寸的層數均勻性、單晶疇區小、生長速度緩慢、生長襯底價格昂貴、轉移過程復雜、容易引入污染物等。北京大學張艷鋒課題組是國內較早開展相關研究的課題組之一，在單層MX2材料的可控制備、精密表征和電催化產氫應用方面取得了一系列重要進展：基于范德華外延的機理，他們在晶格匹配的云母基底上首次獲得了厘米尺度均勻的單層MoS2 (Nano Lett. 13, 3870 (2013)，他引198次)； 在藍寶石上獲得了大疇區單層WS2 (ACS Nano 7, 8963 (2013), 他引250次)；發展了一種新型的金屬性箔材(Au箔)基底，實現了疇區尺寸可調單層MoS2的制備，借助STM/STS表征技術建立起了材料原子尺度的形貌/缺陷態、電子結構和電催化析氫之間的構效關系 (ACS Nano 8, 10196 (2014)，他引124次)。上述成果也受邀撰寫綜述文章(Chem. Soc. Rev. 44, 2587 (2015)，他引92次)。最近他們在大尺寸均勻MoS2的批量制備以及“綠色”轉移方面取得重要進展。他們選用廉價易得的普通玻璃作為基底，創新性地采用Mo箔作為金屬源(與S粉共同作為前驅體)，采用“face-to-face”的金屬前驅體供給方式，實現了前驅體在樣品上下游的均勻供應，使得樣品尺寸可以得到最大限度的放大(僅受限于爐體尺寸)，獲得了對角線長度可達6英寸的均勻單層MoS2; 結合DFT理論計算和系統的實驗結果發現，玻璃基底上微量的Na對材料生長起到明顯的促進作用, Na傾向于吸附在MoS2疇區的邊緣，起到顯著降低MoS2拼接生長能壘的作用，從而促進其快速生長。 獲取滿覆蓋單層樣品的生長時間僅為8 min，單晶疇區邊緣尺寸可達0.5 mm。此外，他們利用玻璃基底的親水特性，發展了一種無刻蝕的、僅利用超純水輔助的“綠色”轉移方法。該方法適用于晶圓尺寸樣品的快速轉移，且具有操作簡單，轉移樣品質量高等明顯優勢。該工作提出了利用廉價的普通玻璃基底來制備大面積、晶圓尺寸均勻、大疇區單層MoS2的新方法/新途徑，并深入分析了其生長機制，為相關二維材料的批量制備和高效轉移提供了重要的實驗依據，對于推動該類材料的實際應用具有非常重要的意義。

為滿足國內市場對高強度低松弛預應力混凝土（PC）用鋼絞線的需求，開發高檔次PC鋼絞線用熱軋盤條，以替代進口。項目組與江蘇沙鋼集團以1860MPa級PC鋼絞線作為研究對象，開展了系統的研究。

?  成果簡介：大尺寸碟形金剛石砂輪是指用于齒輪專用磨床的直徑300mm～500mm之間的碟形金剛石砂輪，本項目對碟形金剛石砂輪的修整原理和技術基礎進行了深入研究，研究結果顯著地提高了硬質合金插齒刀制造的齒形精度和表面質量，解決了高精度、高速、高承載硬齒面傳動齒輪加工的關鍵技術難題。研制出一種利用杯形砂輪和對磨修整法的大尺寸碟形金剛石砂輪修整器，已獲得實用新型專利。修整器具有獨立的動力系統和雙向修整進給裝置，修整器剛性和工作穩定性好，可分別使用D/GC杯形砂輪作為修整工具，修整器

特殊鋼是指具有特殊的化學成分、采用特殊的工藝生產、具備特殊的組織和性能、能夠滿足特殊需要的鋼類。本項目提出了采用三步法加工該類模具的新技術，先采用激光成型機加工出模具的預孔；然后用電火花線切割機床切割出模具的定徑區、壓縮區、倒錐區；最后用自主研發的臥式超聲研磨拋光機對模具的各個區域進行研磨和拋光加工。 技術特點: 本項目利用已研發成功的大孔徑(孔徑5mm以上)拉拔模具專用臥式超聲波研磨拋光機，并確定了一套大孔徑人造金剛石特殊鋼管材拉拔模具的工藝路線，即“三步法”。先采用激光成型機加工出模具的預孔；然后用電火花線切割機床切割出模具的定徑區、壓縮區、倒錐區；最后用自主研發的臥式超聲研磨拋光機對模具的各個區域進行研磨和拋光加工。 主要技術指標： 經濟指標：10萬噸/年的特殊鋼產量在國內屬于中等規模的企業。按特殊鋼鋼管年產10萬噸計算，假如鋼管的外徑為10mm，那么人造金剛石拉拔模的價格約為5000元，一般情況下，每只拉拔模具可以拉拔20噸特殊鋼鋼管，那么拉拔模具的產值將達到2500萬元。 應用范圍： 該項目涉及的產品主要用于拉拔各種高精度特殊鋼鋼管，通過改變拉拔模具壓縮區角度的大小，亦可應用于拉拔銅管和鋁管等有色金屬管，可以大大提高模具的使用壽命和產品的精度。

項目簡介 本成果提出大模場光纖的系列解決方案，基于新型環形纖芯、非對稱型微結構包層、 以及模式正交耦合及分離技術獲得新型大模場光纖，光纖同時具有大模場、低損耗、單 模傳輸特性，實現高質量光束輸出。已申請發明專利 9 項，其中已授權發明專利 4 項 （ZL201010589053.3、ZL201010590795.8、ZL201110356877.0、ZL201210391185.4）。 性能指標 （1）模場面積可達 1500μm 2 以上。 （2）光纖可在彎曲半徑為 20~30cm 的

本成果提出大模場光纖的系列解決方案，基于新型環形纖芯、非對稱型微結構包層、以及模式正交耦合及分離技術獲得新型大模場光纖，光纖同時具有大模場、低損耗、單模傳輸特性，實現高質量光束輸出。已申請發明專利9項，其中已授權發明專利4項（ZL201010589053.3、ZL201010590795.8、ZL201110356877.0、ZL201210391185.4）。性能指標 （1）模場面積可達1500μm2以上。 （2）光纖可在彎曲半徑為20~30cm的條件下

本項目共包括10項授權專利，其中高品質微波單晶薄膜的制備工藝獲得3項專利技術，同時將這種單晶薄膜應用在微波器件/結構、太赫茲結構/器件和自旋邏輯器件中等，共獲得7項專利技術。本項目突破了我國在3英寸石榴石系列單晶體材料以及相關器件研究上的瓶頸技術，獲得了高法拉第效應和低鐵磁共振線寬的大尺寸高質量石榴石單晶薄膜材料。滿足了國內在磁光、微波及毫米波集成器件方面對石榴石系晶體材料的需求，擺脫了完全依賴進口、受制于人的不利局面。（1）建成了我國第一條大尺寸磁