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輕量化和綠色制造是實現(xiàn)航空航天和交通運輸?shù)阮I域節(jié)能減排的重要手段，鋁合金是其輕量化首選，但傳統(tǒng)鋁合金服役性能不能滿足高端制造業(yè)發(fā)展的要求，制造過程也存在高污染、高能耗、質量不穩(wěn)定等問題。以新思路、新原理、新材料、新工藝克服關鍵共性難題，突破鋁合金力學性能瓶頸、取代落后工藝是必然選擇。 本項目以多相熔體原子團簇演變調控為突破口，發(fā)明系列納米晶種材料，提出納米晶種技術，已成為大幅提升鋁合金的綜合性能和加工工藝性能的創(chuàng)新手段。 傳統(tǒng)鑄造鋁硅合金生產中通常添加磷鹽、赤磷或磷銅合金調控共晶及過共晶Al-Si合金中的初晶硅相的尺寸、形貌及分布，但存在磷量不可控、變質效果及產品質量不穩(wěn)定、P2O5污染嚴重的問題。生產中通常采用傳統(tǒng)Al-Ti-B及Al-Ti-C細化劑鋁合金基體的α-Al枝晶，但是因Si“中毒”及Zr “中毒”，對含Si或含Zr鋁合金幾乎失去細晶強化作用?；谝陨想y題，山東大學發(fā)明了用于調控初晶硅相的Al-P系納米晶種材料及用于鋁合金晶粒細化的強效AlTiC-B系納米晶種材料。 Al-P系納米晶種：①節(jié)能減排：與傳統(tǒng)工藝相比，避免了P2O5有毒氣體排放，簡化工序，節(jié)能降耗。②產品質量提升：實現(xiàn)了初晶硅尺度及構型高效調控，鋁活塞鑄件抗拉強度提升0%，體積穩(wěn)定性和可靠性顯著提高。③高純化：可將鋁熔體中Ca、Na、Sr含量分別由22 ppm、14ppm、14 ppm降低至1 ppm以下。 AlTiC-B系納米晶種：①解決了Si、Zr細化“中毒”等難題，有效調控基體相。②提升了Al-Cu系鋁熔體的流動性，解決了熱裂、澆不足等行業(yè)難題。③提升了鑄件性能：與傳統(tǒng)Al-Ti-B相比，使A356合金屈服強度提高15%，延伸率提高37%；使2024合金抗拉強度由398MPa提升至550MPa，延伸率由9.8%提升至15.5%。 獲獎情況:2016年度山東省技術發(fā)明一等獎，納米晶種合金系列產品與耐熱高強輕金屬材料的創(chuàng)制及應用2009年度山東省技術發(fā)明二等獎，硅-磷和鋁-磷合金研制與發(fā)動機活塞材料強化新技術2005年度山東省科技進步二等獎，富磷富碳中間合金的研究與應用2004年度教育部技術發(fā)明二等獎，高效Al-P中間合金及其變質處理

一種納米晶氮碳化鈦陶瓷超細粉的高溫碳氮化反應制備法,以納米氧化鈦和納米碳黑為原料,工藝步驟依次為配料、混料、干燥、裝料、高溫碳氮化、球磨、過篩。此法工藝簡單,成本較低,較一般碳熱還原法節(jié)約能源,容易實現(xiàn)規(guī)?；I(yè)生產。通過控制反應溫度、保溫時間、氮氣壓力(或流量)、碳鈦配比等工藝因素可以合成各種氮含量的氮碳化鈦納米晶超細粉。用此法制備的氮碳化鈦粉末為球形,分散性較好,平均粒度為100～200NM,平均晶粒度為20～50NM,純度達99%以上。

成果描述：針對微鉆在使用過程中失效的主要形式和原因，納米粉在燒結成微鉆硬質合金的過程中，出現(xiàn)WC晶粒異常長大，帶來性能的明顯降低這個問題，研究了添加特種晶粒長大抑制劑的作用和燒結過程優(yōu)化研究?，F(xiàn)已能批量生產Ф3.75標準微鉆生產用納米晶硬質合金棒材，該棒材強度高、硬度高、壽命長、加工性能好、實物質量水平已達同類產品（三菱、東芝、SANDVICK）的先進水平。市場前景分析：硬質合金生產廠家生產納米硬質合金制品，特別是為國內需求量巨大的高密度印制電路板鉆孔用微鉆的硬質合金棒材的生產。 2005年消耗量超過1000萬只的PCB企業(yè)有16家，超過500萬只的企業(yè)近40家。國內PCB行業(yè)2005年消耗微鉆總量在4億只以上，采購資金超過40億元，微鉆使用壽命短和鉆機換刀頻繁已成為制約整個PCB業(yè)提升利潤空間和產出效率的瓶頸。市場迫切需要鉆孔質量好、使用壽命高、價格適中的PCB微鉆產品。目前國內PCB微鉆生產用硬質合金棒材每年需求量約200萬公斤，一半以上需要進口，需求量巨大。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：橫斷面彎曲強度 /MPa≥3500 硬度/HRA≥92.5 WC晶粒度/μｍ﹤400nm 金相組織為A02B00C00 密度 /g/cm3≥14.4 國內領先。

各向異性納米晶釹鐵硼磁體的制備方法：（1）完全氫歧化或部分氫歧化Nd-Fe-B磁粉的制備；(２)壓坯的制備，將步驟（１）制備的完全氫歧化Nd-Fe-B磁粉或部分氫歧化Nd-Fe-B磁粉裝入模具中，在惰性氣體保護下于室溫對磁粉施壓，當磁粉所受的壓強從0?MPa增加至100MPa?～600MPa后停止施壓；?(３)??熱壓變形-脫氫重組，將壓坯在真空條件下升溫至680℃～850℃，然后在該溫度和氫分壓PH2為0Pa?＜PH2?≤?1kPa的條件下，對所述Nd-Fe-B壓坯施加恒定壓力進行熱壓變形-脫氫重組，所施壓力值以Nd-Fe-B氫歧化物壓坯在熱變形-脫氫重組過程中承受的壓強在30MPa?~1.5MPa之間變化為限，保溫保壓時間為5～120分鐘。本發(fā)明所述各向異性納米晶釹鐵硼磁體的制備方法，可提高各向異性釹鐵硼磁體的性能，并降低能耗。

“一種化學浴沉積擇優(yōu)取向生長的納米晶Cu2O薄膜的制備方法”屬于半導體領域。現(xiàn)有方法一般對設備要求較高，需要比較復雜的程序，而最終難以控制成本，這會嚴重影響Cu2O薄膜的應用范圍。本發(fā)明提供的納米晶Cu2O薄膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟：分別按照硫酸銅與檸檬酸三鈉的摩爾濃度比范圍為12∶8～12∶36，硫酸銅與抗壞血酸鈉的摩爾范圍為1∶3～5∶6，將抗壞血酸鈉、檸檬酸三鈉溶液依次加入硫酸銅溶液中，使充分絡合；調節(jié)溶液pH值至7.0～10.0；置于50°C～95°C水浴溫度中反應1.0h～3.

采用試驗檢測與理論分析相結合、宏觀測試與微觀結構分析相結合氣固還原反應基本原理與分子動力學模擬相結合的方法，研究了氣固還原過程中的鐵氧化物顆粒表面鐵晶須的形成、生長形態(tài)；研究還原氣體組成、溫度、脈石成分或添加劑、表面改質預處理等對顆粒表面新生鐵晶須生長狀態(tài)、生長速度的影響和作用機理，重點探明鐵礦粉顆粒表面鐵晶須的形成、長大的機理，以及鐵礦粉顆粒間鐵顆粒間的粘結、橋接方式和相互作用規(guī)律；為揭示流態(tài)化還原中鐵礦粉粘結失流問題及其控制奠定理論基礎和參考依

本成果以原有的直寫型3D打印技術為基礎，通過對于現(xiàn)有3D打印技術的進一步開發(fā)，實現(xiàn)簡便，高效的微結構構筑技術。實現(xiàn)微結構納米晶器件的高效構筑，進一步提升器件的光溢出效率。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、技術分析 成果源于國家自然科學基金“異價摻雜量子點的合成、聚合物基復合塊體3D打印制造與性能研究”，項目編號51872030。本成果以原有的直寫型3D打印技術為基礎，通過對于現(xiàn)有3D打印技術的進一步開發(fā)，實現(xiàn)簡便，高效的微結構構筑技術。實現(xiàn)微結構納米晶器件的高效構筑，進一步提升器件的光溢出效率。傳統(tǒng)發(fā)光器件由于器件材料的折射率高于空氣，光從器件內部向空氣傳播時，部分光會在器件的內表面發(fā)生全反射，從而無法實現(xiàn)高效的光溢出效果。2017年，Nature Photonics上報道的塊體熒光器件內部發(fā)出的光大量的在器件邊緣聚集（75%），正面與背面光溢出量的總和僅僅為25%(Nature Photonics, 2017,11,177-185.)。本成果以器件內部微結構構筑為基礎，通過微結構在器件內部的全反射界面構筑，改變光在材料內部的傳輸路徑，實現(xiàn)器件正面的光溢出效果增強。 本專利的高光溢出效果可以廣泛的應用于激光器、LED照明領域，提升能源利用效率。目前本專利可以將塊體材料單側約為~25%的溢出效率提升至~80%，約為3.2倍的提升。保守估計將此技術用于實際器件中，可以實現(xiàn)2倍以上的提升，這就意味著對于能源的消耗可以降低至原有的50%。照明約占全球能源消耗的15%-19%，全球溫室氣體排放的5%-6%。據(jù)統(tǒng)計2021年，全球照明市場總市值達到8089億元。照明技術是任何一個國家與地區(qū)都不可或缺的，高效的照明技術不僅可以為解決全球的能源危機提供有效解決途徑，同時為減少碳排放作出巨大貢獻，產生巨大的經濟效益。

中國是凹凸棒石粘土礦的資源大國，但是由于成礦條件的苛刻，天然凹凸棒石粘土存在著一定的礦物學局限性。比如氣候條件、地質環(huán)境與礦床成分的不同，都會影響凹凸棒石粘土的形成、晶體發(fā)育、元素組成等，所以，含量較高、單晶體發(fā)育良好的礦床很少，極大部分的天然凹凸棒石粘土礦物中凹凸棒石粘土的含量都低于50%，通常，在凹凸棒石粘土礦物開采之后，都要對其進行提純處理，將其中的伴生礦物與之分離，同時，在提純過程中減小礦物粒徑，提高分散性，使包含于凹凸棒石粘土聚集體中以及晶體束中間的雜質去除，獲得均勻、完整的凹凸棒石粘土粒子，以便進行工業(yè)化的應用或是進一步的純化與改性處理。 成果亮點 針對凹凸棒石礦物資源特點，如雜質多并夾在其纖維束中，礦粒之間存在相互交叉、包覆，提純難度較大等問題，進行系統(tǒng)分析，確定其組份、形貌以及粒徑分布等物理性能，針對其雜質成分，研究出一種易于對其工業(yè)化提純的綜合改性方法，獲得低成本的納米級凹凸棒石材料，為凹凸棒石后續(xù)的應用創(chuàng)造良好的條件。