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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，評價生物醫(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。 主要性能指標(biāo) 1.不含對人體有害元素：V、Al、Fe、Co、Ni、Cr； 2.合金室溫下為亞穩(wěn)定的β組織； 3.較低的彈性模量，E為：50～80GPa； 4.室溫抗拉強(qiáng)度大于800MPa，延伸率大于12%。

半固態(tài)合金及成形技術(shù)的關(guān)鍵是球狀（或近球狀）初生固相均勻懸浮于液相的漿料制備，用該漿料壓鑄的鑄件缺陷少、性能高、可進(jìn)行熱處理。

Al2O3/Cu復(fù)合材料是在銅基體中引入了細(xì)小彌散分布的增強(qiáng)相Al2O3粒子的一種銅基復(fù)合材料。由于化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好的Al2O3顆粒的存在，使該復(fù)合材料在保持銅基體優(yōu)越的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能的同時具有高的室溫和高溫強(qiáng)度和硬度。

鎳納米粉在磁學(xué)、電學(xué)、催化、醫(yī)藥和生物等眾多的領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。鎳納米粉的制備方法有多種，其中常見的方法為鎳化合物的濕化學(xué)法還原。與一般的物理制備法相比，濕化學(xué)法具有成本相對低廉、技術(shù)路線相對簡單和容易實(shí)現(xiàn)放大生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，但是用該法制備鎳納米粉通常在水相中進(jìn)行，制備出的納米粉粒徑不均勻，且易團(tuán)聚。如果采用多醇還原法可以制備粒徑相對均勻的鎳粉，但粉體的尺寸一般在亞微米級，難以控制在20納米以下。本項目通過“一鍋法”在有機(jī)溶劑中還原鎳化合物來制備單分散、非團(tuán)聚的鎳

噴射成形是先進(jìn)的凝固技術(shù)，與半連續(xù)鑄造技術(shù)相比，優(yōu)點(diǎn)是化 學(xué)成分無宏觀偏析、晶粒度等微觀組織精細(xì)1個數(shù)量級，團(tuán)隊研制 了高合金化、大規(guī)格凝固坯材，以7055為代表的高強(qiáng)度鋁合金料產(chǎn)品在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)工程化，成功應(yīng)用在“天宮二號”壓氣機(jī)系列部件上，填補(bǔ)了國內(nèi)技術(shù)空白。 技術(shù)背景： 噴射成形是先進(jìn)的凝固技術(shù)，與半連續(xù)鑄造技術(shù)相比，優(yōu)點(diǎn)是化 學(xué)成分無宏觀偏析、晶粒度等微觀組織精細(xì)1個數(shù)量級，團(tuán)隊研制 了高合金化、大規(guī)格凝固坯材，以7055為代表的高強(qiáng)度鋁合金料產(chǎn)品在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)工程化，成功應(yīng)用在“天宮二號”壓氣機(jī)系列部件上，填補(bǔ)了國內(nèi)技術(shù)空白。 技術(shù)水平： 制定我國首部噴射成型領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)。 獲得國家發(fā)明專利20余項。

非晶態(tài)合金是一類原子排列具有長程無序短程有序特點(diǎn)的材料，其具有優(yōu)良的物理、化學(xué)和力學(xué)性能，已成為一種技術(shù)潛力很大的新型材料。非晶態(tài)合金作為催化劑的研究自二十世紀(jì)八十年代以來一直是催化學(xué)科研究的熱點(diǎn)問題之一，大量研究成果見諸于報道，但由于種種原因，其工業(yè)化進(jìn)程一直比較緩慢；南開大學(xué)開發(fā)出了粉末誘導(dǎo)化學(xué)鍍法制備負(fù)載型非晶態(tài)合金催化劑的新方法，進(jìn)而成功實(shí)現(xiàn)了催化劑生產(chǎn)的工業(yè)化，并在多個加氫領(lǐng)域中得到應(yīng)用及試用。如，葡萄糖類加氫，硝基苯類加氫，烯烴，炔烴類加氫，肟基類加氫，腈類加氫等等。與常規(guī)的加氫催化劑

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)剛度強(qiáng)度是影響汽車穩(wěn)態(tài)特性的重要因素，而轉(zhuǎn)向系統(tǒng)NVH性能是汽車舒適性的重要評價指標(biāo)。因此，鋁合金轉(zhuǎn)向支撐的輕量化設(shè)計是一個需要滿足剛度和模態(tài)以及重量要求的多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計問題。本成果為在建立現(xiàn)有的某款轉(zhuǎn)向支撐系統(tǒng)的高仿真度模型基礎(chǔ)上，使用拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計方法對其原有的概念方案進(jìn)行重設(shè)計。提出面向轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輕量化的多學(xué)科優(yōu)化策略，形成轉(zhuǎn)向支撐系統(tǒng)概念設(shè)計階段的高效優(yōu)化流程，為面向輕量化設(shè)計的汽車零部件優(yōu)化設(shè)計提供可借鑒的方法和途徑。

本團(tuán)隊基于電磁冶金領(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產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。 一、項目分類 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。本項目團(tuán)隊在銅合金熔煉，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。本團(tuán)隊已在完成中試級表面光滑、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。此外，本團(tuán)隊從前期研究中，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。目前該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)中試級百米長度的連續(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，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)。該項技術(shù)已獲得2015年度上海市技術(shù)發(fā)明一等獎，2015年度教育部自然科學(xué)二等獎，2015年度教育部技術(shù)進(jìn)步二等獎等獎項。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℃，可同時實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)異及高度穩(wěn)定。 因此，通過針對不同反應(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。