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北京科技大學(xué)特種陶瓷研究室開發(fā)出一種在金屬表面鑄滲金屬陶瓷梯度材料的技術(shù)，其應(yīng)用前景極其廣闊。 本項目可在鋼鐵，銅，鋁等金屬的鑄造過程中，充分利用鑄造金屬的熱能，用燃燒合成，多孔材料和梯度材料的技術(shù)在鑄件的表面形成一層毫米級厚度的含碳化物或硼化物等的金屬陶瓷梯度材料層。此金屬陶瓷梯度材料層與基體是冶金結(jié)合，結(jié)合牢固。本項目可根據(jù)耐磨，耐蝕的具體要求，在一定的范圍內(nèi)對表面鑄滲金屬陶瓷梯度材料的厚度，硬度，強(qiáng)度，韌性和耐蝕性進(jìn)行設(shè)計。 本項目產(chǎn)品的基本工藝為鑄造和燃燒合成等技術(shù)的結(jié)合。可在復(fù)雜形狀和較大尺寸的鑄件需要的表面進(jìn)行鑄滲。      本項目與大多數(shù)表面技術(shù)相比，具有表面層厚度大，結(jié)合牢固，能耗低，可在鑄件任意表面進(jìn)行等顯著優(yōu)點。      本項目可廣泛用于水泥，礦山，冶金，機(jī)械，石油，化工等各個行業(yè)。

織構(gòu)化表面在不改變材料本身的情況下，可獲得特殊的表面性能。近年來，隨著摩擦學(xué)理論和實驗研究的深入，織構(gòu)表面作為改變機(jī)械摩擦性能的可控技術(shù)近年來受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視，摩擦副表面上規(guī)則表面形貌幾何造型的設(shè)計、加工、試驗以及數(shù)值分析日益成為研究的熱點，針對摩擦學(xué)材料表面織構(gòu)化的研究越來越多。 本項目運(yùn)用平均流量雷諾方程建立圓坑織構(gòu)表面微流體動壓模型。分析了無限大摩擦接觸面織構(gòu)參數(shù)對流體動壓潤滑影響，并提供了新的優(yōu)化方法。 本項目可運(yùn)用電化學(xué)法、掩膜壓印法和激光加工等方法高效的制備大面積織構(gòu)表面。圖1為電化學(xué)法制備的圓坑表面。

本項目針對冶金、礦山、建材、電力、化工等部門有著廣泛存在的各種嚴(yán)酷的磨損工況特點，采用鑄造復(fù)合工藝，在部件的嚴(yán)重磨損部位制備一層（約3-10mm）具有高硬度陶瓷顆粒（WC、TiC、Al 2 O 3 、SiC等）與各種鑄鐵、鋼復(fù)合的局部復(fù)合材料部件，可大幅度提高這類易損件的使用壽命，降低由于備件更換所造成的設(shè)備停機(jī)時間。

本項目產(chǎn)品應(yīng)用于換熱器中(如空調(diào)中冷凝器、蒸發(fā)器或表冷器)，可用于能源、動力、石油、化工、制冷和空調(diào)等國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)。本成果是換熱器中空氣側(cè)的傳熱強(qiáng)化技術(shù)。本項目從傳熱學(xué)基本原理出發(fā)，并結(jié)合傳熱與流動的數(shù)值模擬方法，通過對影響翅片性能的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計獲得近似優(yōu)化參數(shù)組合，在保證換熱能力的條件下，可節(jié)省換熱器的管材和翅片材料。 該成果發(fā)展了強(qiáng)化傳熱的原理，在翅片側(cè)強(qiáng)化傳熱的設(shè)計原理和準(zhǔn)則上有所改進(jìn)突破，已形成的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的新型換熱技術(shù)，具有廣泛的工程應(yīng)用前景。

本項目針對冶金、礦山、建材、電力、化工等部門有著廣泛存在的各種嚴(yán)酷的磨損工況特點，采用鑄造復(fù)合工藝，在部件的嚴(yán)重磨損部位制備一層（約3-10mm）具有高硬度陶瓷顆粒（WC、TiC、Al2O3、SiC等）與各種鑄鐵、鋼復(fù)合的局部復(fù)合材料部件，可大幅度提高這類易損件的使用壽命，降低由于備件更換所造成的設(shè)備停機(jī)時間。

（1）自主研制了適用于高速、高溫、惡劣環(huán)境下的鑄坯、異形坯、型鋼、棒材、中厚板、帶鋼等多個系列金屬板帶表面缺陷在線檢測系統(tǒng)，主要指標(biāo)達(dá)到或超過了國外同類產(chǎn)品；（2）提出多光路照明成像技術(shù)，提高高精密板帶產(chǎn)品低對比度和微小缺陷的檢出率，提高缺陷的檢測精度與檢出率；（3）開發(fā)出了表面質(zhì)量在線檢測軟件、表面缺陷樣本庫管理軟件、缺陷識別算法軟件等個軟件模塊，建立了智能在線檢測平臺。本項目系統(tǒng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)是：檢測速度 22 米/秒（可按用戶要求提高）；檢測精度為 0.2mm（可按用戶要求提高）；對生產(chǎn)線上常見缺陷的檢出率≥95%，常見缺陷的識別率≥90%。

一種儲油罐表面作業(yè)機(jī)器人，是由本體機(jī)架、行走系統(tǒng)、升降系統(tǒng)組成；它借助兩 組行走方向互相垂直、吸附力可調(diào)的電磁履帶吸附行走在儲油罐的表面，并由行走方向互相 垂直的兩組電磁履帶切換工作實現(xiàn)轉(zhuǎn)向；其公共安裝平臺上可以根據(jù)作業(yè)需要選擇性的安裝 焊機(jī)、噴砂槍、噴涂槍、探傷儀等作業(yè)器具；作業(yè)時，該機(jī)器人安裝著相應(yīng)的作業(yè)器具行走 在儲油罐表面代替人工完成焊接、除銹、噴漆、檢測等高空作業(yè)，從而解決了人工高空作業(yè) 危險性高、效率低、完成質(zhì)量不高的難題。

提出并制備了非線性光學(xué)準(zhǔn)晶超構(gòu)表面，并研究了超構(gòu)單元局域?qū)ΨQ性和排布方式的全局對稱性對超構(gòu)表面遠(yuǎn)場非線性光輻射的共同影響。該非線性光學(xué)準(zhǔn)晶超構(gòu)表面運(yùn)用了基于非線性光學(xué)貝里幾何相位的金屬等離激元結(jié)構(gòu)單元，依據(jù)經(jīng)典的彭羅斯準(zhǔn)周期拼接和具有六重對稱性的六角準(zhǔn)周期拼接形成了不同種類的準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)。彭羅斯結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)周期拼接具有五重對稱性，其衍射圖案則具有十重對稱性，這些都是晶體衍射定理所不允許的對稱性。而六角準(zhǔn)周期拼接是2017年提出的一種準(zhǔn)周期拼接，它具有晶體衍射定理所允許的六重對稱性，卻并不遵從短程有序的規(guī)律。這兩種拼接方式可以與某些特定的比例聯(lián)系起來，這些比例由不同階次的迭代規(guī)則決定：彭羅斯結(jié)構(gòu)對應(yīng)一階迭代過程，其比例是人們熟知的“黃金分割比”，而六角準(zhǔn)周期晶格對應(yīng)三階過程，其比例可稱為“黃銅分割比”。自六角準(zhǔn)周期晶格從理論上提出以來，本項工作中的非線性光學(xué)準(zhǔn)晶超構(gòu)表面是首個利用黃銅分割比實驗實現(xiàn)的人工光學(xué)結(jié)構(gòu)。? 非線性光學(xué)準(zhǔn)晶超構(gòu)表面中不同轉(zhuǎn)向的超構(gòu)單元對入射基頻光的響應(yīng)是均勻的，因此其線性光學(xué)衍射僅能反映超構(gòu)表面的全局對稱性，即晶格結(jié)構(gòu)決定其遠(yuǎn)場光衍射。而在倍頻實驗中，即出射光的頻率是入射光的兩倍（如1200nm 變?yōu)?00nm）。由于打破了超構(gòu)單元的中心反演對稱性并引入了非線性光學(xué)幾何相位，其非線性光學(xué)衍射與晶格結(jié)構(gòu)的局域?qū)ΨQ性、全局對稱性同時相關(guān)。因此，可以通過調(diào)控超構(gòu)單元的指向分布，進(jìn)而有效地調(diào)控倍頻光衍射中的零級。非線性光學(xué)準(zhǔn)晶超構(gòu)表面這一概念或?qū)樵O(shè)計超構(gòu)表面非線性光源、人工微納光學(xué)結(jié)構(gòu)材料提供新的思路。

增透膜（Anti-reflective coating），又稱減反射膜、抗反射膜，涂敷于材料表面以減少反射。作為光學(xué)涂層，廣泛應(yīng)用于各種光學(xué)器件中。在太陽能光伏玻璃表面涂敷增透膜，可以消除或減少反射，進(jìn)一步提高光利用率，從而以較低的成本提高發(fā)電量為進(jìn)一步提高光伏太陽能板的光透過率。設(shè)計了一種TiO2/SiO2/GQDs雙層增透膜結(jié)構(gòu)。此SiO2-TiO2/TiO2-GQDs結(jié)構(gòu)的雙層薄膜厚度為120 nm時，太陽能板上的光透過率由未涂敷的85%增加至95%。接觸角實驗和室外耐沾污實驗測試表明，復(fù)合膜層接觸角為10°，并具有良好的親水性和耐環(huán)境性能。此外，戶外實驗表明，涂覆該薄膜的太陽能電板發(fā)電效率提高6%。由此說明雙層增透膜可有效提高太陽能電池板的光能利用率和使用壽命，可高效利用太陽能。

鉚釘?shù)馁|(zhì)量對于航空器如飛機(jī)、火箭等的安全有著關(guān)鍵影響。國內(nèi)現(xiàn)有的鉚釘檢測設(shè)備只能檢測幾何尺寸方面的信息，國內(nèi)目前還沒有能夠進(jìn)行鉚釘全冠面質(zhì)量檢測的設(shè)備。本成果來自有重大應(yīng)用前景的橫向項目，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。本設(shè)備在質(zhì)量方面能檢測鉚釘有劃痕、重疊堆積、邊緣不齊和開裂情況，幾何包括鉚釘頭高度、冠面直徑、沉頭面傾角等。檢測時間小于1個/秒，檢測精度高于0.006mm。