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1. 成果簡介預制缸套然后鑄造或裝配是采用鋁合金制造汽車發(fā)動機缸體的一種主要成形工藝。傳統(tǒng)的缸套都是用鑄鐵制造，鑄鐵耐磨性好，但熱導率較低，鋁合金導熱率是鑄鐵的 4 倍，采用鋁合金制造缸套的優(yōu)勢是迅速將發(fā)動機燃燒產(chǎn)生的熱量傳遞出去，避免機油焦化，從而顯著提高發(fā)動機的升功率（功率密度）。過共晶 Al-Si 合金具有熱膨脹系數(shù)小、耐磨性好、熱導率高、高溫性能好等特點，是制造發(fā)動機缸套的理想材料。圖 1 擠壓鑄造件              圖 2 機加工后零件                 圖 3 初生硅和共晶硅分布 采用常規(guī)鑄造方法成形過共晶鋁硅合金，疏松傾向大，強度和韌性低，而且顯微組織中初生硅的尺寸難以控制。擠壓鑄造是液態(tài)金屬在較高外加壓力（百兆帕）作用下凝固成形的一種先進鑄造工藝，鑄件在低速下充型，高壓下凝固，內(nèi)部致密，組織細小，并能通過熱處理強化。 清華大學成功開發(fā)了過共晶鋁硅合金缸套擠壓鑄造成形技術(shù)，具有非常好的發(fā)展?jié)摿彤a(chǎn)業(yè)化應用前景。2 應用說明采用鋁合金制造發(fā)動機缸套甚至全鋁發(fā)動機缸體是國外主要汽車企業(yè)開發(fā)高性能發(fā)動機的重要技術(shù)之一。采用噴射沉積加擠壓或鍛造工藝已有相關(guān)產(chǎn)品，但由于工序多、流程長造成生產(chǎn)率低、成本高。清華大學開發(fā)的過共晶鋁硅合金缸套擠壓鑄造成形技術(shù)具有短流程、近凈成形、優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能等優(yōu)點，目前正在與汽車發(fā)動機制造企業(yè)合作，進行技術(shù)評價與應用。 申請國家發(fā)明專利 1 項。3 效益分析缸套作為汽車發(fā)動機生產(chǎn)中的一個重要配件，其用量大，產(chǎn)品和技術(shù)相對獨立，原材料充足，設備投資小，適于中小企業(yè)給發(fā)動機廠配套，特別是適合于已經(jīng)在給發(fā)動機廠配套鋁合金活塞等部件的企業(yè)發(fā)展這一技術(shù)和產(chǎn)品，易于在現(xiàn)有客戶渠道基礎(chǔ)上豐富產(chǎn)品種類，同時較高的技術(shù)含量可以避免被簡單模仿和惡性競爭。

本發(fā)明的基于硅基懸臂梁耦合Ｔ型結(jié)直接加熱式毫米波信號檢測儀器是由傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換和液晶顯示三大模塊組成，傳感器模塊是由懸臂梁耦合結(jié)構(gòu)、Ｔ型結(jié)直接加熱式微波功率傳感器和開關(guān)構(gòu)成，襯底材料為高阻Ｓｉ，功率通過輸入端口對應的ＣＰＷ信號線終端的直接加熱式微波功率傳感器進行檢測；頻率檢測通過利用直接加熱式微波功率傳感器測量兩路在中心頻率處相位差為９０度的耦合信號的合成功率實現(xiàn)；相位檢測通過將兩路在中心頻率處相位差為９０度的耦合信號，分別同兩路等分后的參考信號合成，同樣利用直接加熱式微波功率傳感器檢測合成功率，

本發(fā)明的硅基未知頻率縫隙耦合式Ｔ型結(jié)直接式毫米波相位檢測器是由共面波導傳輸線、縫隙耦合結(jié)構(gòu)、移相器、單刀雙擲開關(guān)、Ｔ型結(jié)功分器、Ｔ型結(jié)功合器以及直接式熱電式功率傳感器所構(gòu)成，整個結(jié)構(gòu)基于高阻Ｓｉ襯底制作，一共有四個縫隙耦合結(jié)構(gòu)，上方的兩個縫隙耦合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)信號的頻率測量，下方的兩個縫隙耦合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)信號的相位測量，在前后縫隙之間有一個移相器；Ｔ型結(jié)功分器和Ｔ型結(jié)功合器是由共面波導傳輸線、扇形缺陷結(jié)構(gòu)和空氣橋組成；直接式熱電式功率傳感器由共面波導傳輸線、兩個熱電偶和隔直電容所構(gòu)成，熱電偶是由金屬臂和半導體

本發(fā)明的硅基懸臂梁耦合Ｔ型結(jié)間接加熱式毫米波信號檢測儀器是由傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換和液晶顯示三大模塊組成，傳感器模塊是由懸臂梁耦合結(jié)構(gòu)、Ｔ型結(jié)間接加熱式微波功率傳感器和開關(guān)構(gòu)成，襯底材料為高阻Ｓｉ，功率通過輸入端口對應的ＣＰＷ信號線終端的間接加熱式微波功率傳感器進行檢測；頻率檢測通過利用間接加熱式微波功率傳感器測量兩路在中心頻率處相位差為９０度的耦合信號的合成功率實現(xiàn)；相位檢測通過將兩路在中心頻率處相位差為９０度的耦合信號，分別同兩路等分后的參考信號合成，同樣利用間接加熱式微波功率傳感器檢測合成功率，從而

本發(fā)明的基于硅基懸臂梁Ｔ型結(jié)間接加熱式毫米波信號檢測器，主要實現(xiàn)結(jié)構(gòu)包括由懸臂梁耦合結(jié)構(gòu)、Ｔ型結(jié)、間接加熱式微波功率傳感器和開關(guān)。懸臂梁耦合結(jié)構(gòu)包括兩組懸臂梁，每組懸臂梁由兩個對稱的懸臂梁構(gòu)成，兩個懸臂梁之間ＣＰＷ傳輸線的電長度在所測信號頻率范圍內(nèi)的中心頻率３５ＧＨｚ處為λ／４。功率通過第一間接加熱式微波功率傳感器進行檢測；頻率檢測通過利用間接加熱式微波功率傳感器測量兩路在中心頻率處相位差為９０度的耦合信號的合成功率實現(xiàn)；相位檢測通過將兩路在中心頻率處相位差為９０度的耦合信號，分別同兩路等分后的參考

本發(fā)明的硅基已知頻率縫隙耦合式Ｔ型結(jié)直接式毫米波相位檢測器是由共面波導傳輸線、縫隙耦合結(jié)構(gòu)、移相器、Ｔ型結(jié)功分器、Ｔ型結(jié)功合器以及直接式熱電式功率傳感器所構(gòu)成，整個結(jié)構(gòu)基于高阻Ｓｉ襯底制作，一共有四個縫隙耦合結(jié)構(gòu)，上方的兩個縫隙耦合結(jié)構(gòu)連接著兩個直接式熱電式功率傳感器，下方的兩個縫隙耦合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)信號的相位測量，在前后縫隙之間設置有一個移相器；Ｔ型結(jié)功分器和Ｔ型結(jié)功合器是由共面波導傳輸線、扇形缺陷結(jié)構(gòu)和空氣橋所組成；直接式熱電式功率傳感器主要由共面波導傳輸線、兩個熱電偶和一個隔直電容所構(gòu)成，每個熱電偶

本發(fā)明的硅基已知頻率縫隙耦合式Ｔ型結(jié)間接式毫米波相位檢測器是由共面波導、縫隙耦合結(jié)構(gòu)、移相器、Ｔ型結(jié)功分器、Ｔ型結(jié)功合器以及間接式熱電式功率傳感器所構(gòu)成，整個結(jié)構(gòu)基于高阻Ｓｉ襯底制作，一共設置有四個縫隙耦合結(jié)構(gòu)，上方的兩個縫隙耦合結(jié)構(gòu)連接著兩個間接式熱電式功率傳感器，下方的兩個縫隙耦合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)信號的相位測量，在前后縫隙之間設置有一個移相器；Ｔ型結(jié)功分器和Ｔ型結(jié)功合器是由共面波導、扇形缺陷結(jié)構(gòu)和空氣橋所組成；間接式熱電式功率傳感器主要由共面波導、兩個終端電阻以及熱電堆所構(gòu)成，熱電堆是由兩種不同的半導體

本發(fā)明的硅基微機械懸臂梁耦合間接加熱在線式毫米波相位檢測器，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)包括懸臂梁耦合結(jié)構(gòu)、功率合成／分配器和間接加熱式微波功率傳感器。懸臂梁耦合結(jié)構(gòu)中，兩個結(jié)構(gòu)相同的懸臂梁在ＣＰＷ中央信號線上方，用于耦合部分待測信號，通過錨區(qū)與功率合成器相連，耦合信號的功率相等，兩個懸臂梁之間ＣＰＷ傳輸線的電長度為λ／８。懸臂梁下方的ＣＰＷ中央信號線上覆蓋了一層Ｓｉ３Ｎ４介電層，用于防止電學短路。參考信號通過功率分配器分成兩路信號，分別與兩路懸臂梁耦合的信號通過功率合成器合成，功率合成器的輸出端連接到間接加熱式微波功

1. 成果簡介預制缸套然后鑄造或裝配是采用鋁合金制造汽車發(fā)動機缸體的一種主要成形工藝。傳統(tǒng)的缸套都是用鑄鐵制造，鑄鐵耐磨性好，但熱導率較低，鋁合金導熱率是鑄鐵的 4 倍，采用鋁合金制造缸套的優(yōu)勢是迅速將發(fā)動機燃燒產(chǎn)生的熱量傳遞出去，避免機油焦化，從而顯著提高發(fā)動機的升功率（功率密度）。過共晶 Al-Si 合金具有熱膨脹系數(shù)小、耐磨性好、熱導率高、高溫性能好等特點，是制造發(fā)動機缸套的理想材料。??2 應用說明采用鋁合金制造發(fā)動機缸套甚至全鋁發(fā)動機缸體是國外主要汽車企業(yè)開發(fā)高性能發(fā)動機的重要技術(shù)之一。采用噴射沉積加擠壓或鍛造工藝已有相關(guān)產(chǎn)品，但由于工序多、流程長造成生產(chǎn)率低、成本高。清華大學開發(fā)的過共晶鋁硅合金缸套擠壓鑄造成形技術(shù)具有短流程、近凈成形、優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能等優(yōu)點，目前正在與汽車發(fā)動機制造企業(yè)合作，進行技術(shù)評價與應用。 申請國家發(fā)明專利 1 項。3 效益分析缸套作為汽車發(fā)動機生產(chǎn)中的一個重要配件，其用量大，產(chǎn)品和技術(shù)相對獨立，原材料充足，設備投資小，適于中小企業(yè)給發(fā)動機廠配套，特別是適合于已經(jīng)在給發(fā)動機廠配套鋁合金活塞等部件的企業(yè)發(fā)展這一技術(shù)和產(chǎn)品，易于在現(xiàn)有客戶渠道基礎(chǔ)上豐富產(chǎn)品種類，同時較高的技術(shù)含量可以避免被簡單模仿和惡性競爭。4 合作方式技術(shù)轉(zhuǎn)讓或合作開發(fā)。5 所屬行業(yè)領(lǐng)域先進制造。

本成果首次成功合成了有機磷多面體低聚硅倍半氧烷(P-POSS)阻燃劑。P-POSS以硅、磷為主要阻燃元素，以籠型無機Si-O結(jié)構(gòu)為內(nèi)核、含磷有機基團為外殼的獨特結(jié)構(gòu)，具有常溫下為固體、聚合物材料加工溫度下出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變的良好加工性能，同時具有熱穩(wěn)定性高和與聚合物相容性好的特點，指向一類新型高效阻燃劑分子的未來特征。前期研究結(jié)果表明，P-POSS在環(huán)氧樹脂和聚碳酸酯中均表現(xiàn)出優(yōu)異的阻燃性能，同時，使聚合物材料保持良好的綜合性能，具有廣闊的市場應用前景。 在阻燃環(huán)氧樹脂應用中，低含量的P-POSS（硅、磷元素含量為0.1——0.5wt%）即可使阻燃環(huán)氧樹脂的氧指數(shù)達到30%以上，獲得UL-94 V0級別。而且P-POSS 阻燃的環(huán)氧樹脂表現(xiàn)出獨特的“吹熄”現(xiàn)象，即樣條點燃后，點燃端明顯有氣流從炭層燃燒點噴射而出，將火焰吹離聚合物表面并迅速熄滅，正是這種“吹熄”現(xiàn)象實現(xiàn)P-POSS的高效阻燃環(huán)氧樹脂。P-POSS不但能夠提高環(huán)氧樹脂阻燃性能和熱穩(wěn)定性，還能保持環(huán)氧樹脂本身的透明性、機械性能和電性能。 在阻燃聚碳酸酯應用中，P-POSS不但能夠保持POSS結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性高的特點，而且還可以有效回避原料磷系阻燃劑的增塑作用。常溫下這種P-POSS的固體狀態(tài)使其更容易儲存和添加，而它們在PC加工溫度范圍內(nèi)存在的玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象更是使其分散狀態(tài)較一般固體阻燃劑有著顯著的改善，甚至達到納米級分散。P-POSS在2wt%的添加量下就可以使聚碳酸酯達到UL-94 V0級別，同時熱變形溫度保持在140℃。