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該項(xiàng)目屬于粉末冶金學(xué)科。高性能特種材料具有其他材料不具備的特殊性能，在高技術(shù)領(lǐng)域中具有不可取代的關(guān)鍵作用。然而，這類(lèi)材料往往硬度高、脆性大，難以采用傳統(tǒng)技術(shù)加工制備，成為許多國(guó)防和民用高技術(shù)裝備發(fā)展的瓶頸。為此，項(xiàng)目基于粉體流變成形原理，研發(fā)了難加工材料的近終形制造新技術(shù)，廣泛應(yīng)用于國(guó)防和民用高技術(shù)領(lǐng)域。

該項(xiàng)目屬于粉末冶金學(xué)科。高性能特種材料具有其他材料不具備的特殊性能，在高技術(shù)領(lǐng)域中具有不可取代的關(guān)鍵作用。然而，這類(lèi)材料往往硬度高、脆性大，難以采用傳統(tǒng)技術(shù)加工制備，成為許多國(guó)防和民用高技術(shù)裝備發(fā)展的瓶頸。為此，項(xiàng)目基于粉體流變成形原理，研發(fā)了難加工材料的近終形制造新技術(shù)，廣泛應(yīng)用于國(guó)防和民用高技術(shù)領(lǐng)域。主要發(fā)明點(diǎn)如下：1. 發(fā)明了高性能特種材料的粉末注射成形新工藝，實(shí)現(xiàn)了金屬鎢、氮化鋁、含氮不銹鋼等難加工材料制品的近終形制造；發(fā)明了專(zhuān)用注射成形機(jī)、側(cè)抽芯新結(jié)構(gòu)模具等關(guān)鍵工藝裝備；創(chuàng)立了基于機(jī)器視覺(jué)的粉末注射成形產(chǎn)品尺寸和外觀質(zhì)量在線自動(dòng)檢測(cè)、工業(yè)機(jī)器人動(dòng)態(tài)抓取和分揀軟硬件系統(tǒng)，首次實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化生產(chǎn)和高質(zhì)量穩(wěn)定性控制，生產(chǎn)效率提高 6 倍以上。2. 首創(chuàng)了適合注射成形的近球形微細(xì)特種粉體制備和改性新技術(shù)。提出基于酸根離子的化學(xué)推進(jìn)劑理論，創(chuàng)立了可控溶液燃燒合成難熔金屬和氮化物反應(yīng)體系和工藝，制備出粒徑小于 50nm 的高分散近球形氮化鋁和鎢基粉體。創(chuàng)立了“氣流分級(jí)分散-等離子球化”粉體改性技術(shù)，制備出滿(mǎn)足精密多孔陰極需要的細(xì)粒徑窄分布（5±2μm）球形鎢粉。3. 發(fā)明了適合不同材料的粘結(jié)劑體系及成形和高效脫脂工藝。提出基于聚合物功能基團(tuán)的多組元粘結(jié)劑設(shè)計(jì)原理，創(chuàng)立了兩相流協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)模型，闡明了兩相分離和缺陷產(chǎn)生的不確定性機(jī)制，發(fā)明了殘?zhí)夹汀⒌蜌埩粜秃透哒承哉辰Y(jié)劑體系，有效解決了坯體兩相分離、變形、增氧、缺陷等控制難題，產(chǎn)品尺寸精度達(dá)到±0.2%。4. 發(fā)明了多孔脫脂坯強(qiáng)化燒結(jié)致密化和組織性能精確調(diào)控技術(shù)。提出金屬鎢的低溫?zé)o壓活化燒結(jié)致密化理論和鈍化處理孔隙結(jié)構(gòu)精確調(diào)控技術(shù)，突破了高致密度鎢的細(xì)晶化和多孔鎢的孔隙均勻化技術(shù)瓶頸，燒結(jié)金屬鎢電極的晶粒尺寸僅 570nm，抗電子轟擊性能提高 2 個(gè)數(shù)量級(jí)，多孔鎢的活性物質(zhì)填充量提高 20%；綜合利用液相燒結(jié)和殘?zhí)肌懊撗酢痹恚鉀Q了氮化鋁高致密化、晶界相控制和晶格凈化等難題，熱導(dǎo)率高達(dá) 248W·m-1·K-1。項(xiàng)目授權(quán)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利 60 項(xiàng)、實(shí)用新型專(zhuān)利 65 項(xiàng)，申請(qǐng) PCT 專(zhuān)利 2 項(xiàng)，軟件著作權(quán) 6 項(xiàng)，合作出版著作 5 部，發(fā)表 SCI 論文 104 篇。項(xiàng)目引領(lǐng)了粉末注射成形行業(yè)發(fā)展，建成了世界規(guī)模最大的粉末注射成形生產(chǎn)線。科技成果評(píng)價(jià)專(zhuān)家組認(rèn)為：“創(chuàng)新性強(qiáng)，屬于重要的軍民兩用技術(shù)”；“為我國(guó)國(guó)防先進(jìn)武器和民用工業(yè)領(lǐng)域研制和生產(chǎn)了多種關(guān)鍵零件”；“應(yīng)用成效明顯，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”。獲教育部技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng) 2 項(xiàng)、中國(guó)有色金屬工業(yè)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng) 1項(xiàng)。成果推廣應(yīng)用于 20 余家企業(yè)，建成生產(chǎn)線 47 條。近三年，新增銷(xiāo)售 54.09億元，新增利潤(rùn) 7.05 億元，多種產(chǎn)品解決了國(guó)防裝備建設(shè)和研發(fā)的“卡脖子”問(wèn)題，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。

阻尼材料是一類(lèi)主要應(yīng)用于控制振動(dòng)、降低噪音的材料。在日本，阻尼減振材料的使用始于二十世紀(jì)五十年代初，此前此方面的研究開(kāi)發(fā)已盛行于歐洲，主要用于設(shè)備如：防止航空飛機(jī)的振動(dòng)、潛水艇螺旋槳聲音的泄露等。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，人們對(duì)生活環(huán)境舒適性的要求越來(lái)越高，用于減振降噪的阻尼材料的研究開(kāi)發(fā)也越來(lái)越受到社會(huì)各界的關(guān)注，應(yīng)用市場(chǎng)正逐漸被打開(kāi)。技術(shù)成果轉(zhuǎn)讓4項(xiàng)：株式會(huì)社本田技術(shù)研究所：氫鍵利用的汽車(chē)用高阻尼材料的研究。住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社：能控制特定范圍的阻尼特性的高分子/小分子組成的有機(jī)雜化系的研究。東海橡膠工業(yè)株式會(huì)社：高性能制振材料的研發(fā)。江陰海達(dá)橡塑制品有限公司：城市軌道交通用阻尼材料的開(kāi)發(fā)。在軌道交通上的應(yīng)用開(kāi)發(fā)：1）四方時(shí)速160公里軟臥車(chē)輛的減振降噪：研制了阻尼涂料、瀝青型和丁基橡膠型高性能阻尼材料，分別安裝了3節(jié)軟臥車(chē)，已完成裝車(chē)和振動(dòng)、噪聲的實(shí)測(cè)。2）鐵道的阻尼橡膠墊：保持現(xiàn)有產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)的同時(shí)，大幅提高阻尼性能，已完成樣品試制、性能測(cè)試工作。3）城市軌道交通用阻尼材料：研制了約束型、非約束型、磁性阻尼材料。項(xiàng)目在株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司進(jìn)行了客車(chē)阻尼材料的生產(chǎn)，江西耐普實(shí)業(yè)集團(tuán)進(jìn)行了耐磨阻尼材料的開(kāi)發(fā)，江蘇東旭科技有限公司進(jìn)行了再生膠阻尼產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，以上單位生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工藝指標(biāo)先進(jìn)，運(yùn)作情況良好。

納米氮化硼材料兼具氮化硼和納米材料的雙重優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于航空航天、高端電子散熱材料、吸附劑、水凈化、化妝品等領(lǐng)域。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種能夠?qū)崿F(xiàn)形貌和尺寸均一且具有超大比表面積多孔氮化硼納米纖維的規(guī)模化制備技術(shù)，目前市場(chǎng)尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。該技術(shù)合成工藝簡(jiǎn)單可控、成本低、過(guò)程綠色環(huán)保，處于國(guó)際領(lǐng)先地位。 1 產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域 圖2 高性能氮化硼納米纖維粉體 圖3 氮化硼納米纖維粉體微觀形貌

衛(wèi)星在軌運(yùn)行和返回過(guò)程中需經(jīng)歷極端高低溫環(huán)境，構(gòu)件尺寸的穩(wěn)定是保證衛(wèi)星在軌高精度、返回高安全、任務(wù)高可靠的關(guān)鍵。針對(duì)衛(wèi)星搭載的某寬帶微波載荷與衛(wèi)星本體材料之間熱膨脹系數(shù)不匹配極易導(dǎo)致的載荷在軌及返回過(guò)程中載荷接收精度不穩(wěn)定、信息傳輸不連續(xù)等問(wèn)題。我校陳駿教授團(tuán)隊(duì)以原創(chuàng)的負(fù)熱膨脹技術(shù)研發(fā)了具有輕質(zhì)、熱膨脹系數(shù)低、力學(xué)性能優(yōu)異、尺寸穩(wěn)定性好的高性能低膨脹鋁基復(fù)合材料，并研制了系列關(guān)鍵連接內(nèi)置件、環(huán)件等高性能低膨脹構(gòu)件，首次將負(fù)熱膨脹技術(shù)應(yīng)用到我國(guó)的衛(wèi)星上，填補(bǔ)了高性能低膨脹金屬構(gòu)件在工程應(yīng)用領(lǐng)域的空白。該技術(shù)使得某寬帶微波載荷與衛(wèi)星本體之間熱膨脹匹配性增強(qiáng)、界面應(yīng)力大幅度減小，保證了衛(wèi)星在軌與返回過(guò)程中信號(hào)高精度傳輸與接收，助力衛(wèi)星成功返回。 圖1 實(shí)踐十九號(hào)衛(wèi)星成功返回（圖片來(lái)源國(guó)家航天局） 圖2 高性能低膨脹鋁基復(fù)合材料及構(gòu)件應(yīng)用于全球首顆可重復(fù)使用返回式技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星（圖片來(lái)源央視新聞?lì)l道）

特色及先進(jìn)性： LTCC無(wú)源集成技術(shù)是當(dāng)前倍受關(guān)注的國(guó)際研究熱點(diǎn)和技術(shù)制高點(diǎn)。而其中最為核心和關(guān)鍵的難題：研發(fā)出各種體系的高性能LTCC材料，則一直是我國(guó)在該領(lǐng)域科研和技術(shù)水平的短板所在。目前國(guó)內(nèi)LTCC研發(fā)企業(yè)和研究所采用的高性能LTCC材料主要都依賴(lài)于進(jìn)口，嚴(yán)重限制了我國(guó)LTCC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本成果基于在LTCC材料和器件領(lǐng)域雄厚的研究基礎(chǔ)和平臺(tái)條件，研發(fā)出多款系列話的LTCC/LTCF材料，可廣泛應(yīng)用于各種基于LTCC技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)的無(wú)源集成器件或組件中，有利于實(shí)現(xiàn)無(wú)源器件/組件的片式化、小型化和集成化。 本成果研究材料的特色是能實(shí)現(xiàn)900℃低溫?zé)Y(jié)，材料性能可根據(jù)需要在很寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，與LTCC工藝兼容。 主要技術(shù)指標(biāo)： ？ LTCC微波介質(zhì)材料： ？ 燒結(jié)溫度:900℃ ？ 介電常數(shù)：6.5；10；20；25(可微調(diào)) ？ Qf：≥50000GHz ？ τf = ±30 ppm/°C ？ LTCF材料 ？ 燒結(jié)溫度: 900℃ ？ 磁導(dǎo)率:15~500(可調(diào)) ？ 其它性能可根據(jù)需要定制 為產(chǎn)業(yè)解決問(wèn)題及取得效果： 以上研發(fā)材料可協(xié)助LTCC生產(chǎn)/研發(fā)企業(yè)解決核心材料的研發(fā)難題,實(shí)現(xiàn)LTCC核心材料的自主研發(fā),降低LTCC產(chǎn)品生產(chǎn)成本,提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力及研發(fā)LTCC產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，具有十分廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。

LTCC無(wú)源集成技術(shù)是當(dāng)前倍受關(guān)注的國(guó)際研究熱點(diǎn)和技術(shù)制高點(diǎn)。而其中最為核心和關(guān)鍵的難題：研發(fā)出各種體系的高性能LTCC材料，則一直是我國(guó)在該領(lǐng)域科研和技術(shù)水平的短板所在。目前國(guó)內(nèi)LTCC研發(fā)企業(yè)和研究所采用的高性能LTCC材料主要都依賴(lài)于進(jìn)口，嚴(yán)重限制了我國(guó)LTCC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本成果基于在LTCC材料和器件領(lǐng)域雄厚的研究基礎(chǔ)和平臺(tái)條件，研發(fā)出多款系列話的LTCC/LTCF材料，可廣泛應(yīng)用于各種基于LTCC技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)的無(wú)源集成器件或組件中，有利于實(shí)現(xiàn)無(wú)源器件/組件的片式化、小型化和集成化。

環(huán)氧樹(shù)脂作為電子封裝技術(shù)的重要支撐材料，需要同時(shí)滿(mǎn)足電子元件高集成度、信號(hào)傳遞低衰減、底部封裝（underfill）工藝、材料耐疲勞和高可靠性等要求。利用高導(dǎo)熱填料與環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合，并通過(guò)多尺度微納米填充、分散優(yōu)化、界面強(qiáng)化、構(gòu)筑有序結(jié)構(gòu)等方法賦予了環(huán)氧樹(shù)脂封裝材料優(yōu)異的導(dǎo)熱性能、高流動(dòng)和高阻燃性、低熱膨脹和低吸潮率、電絕緣性能，是大功率、高集成ICs快速發(fā)展的保障。

已有樣品/n中科院半導(dǎo)體所是國(guó)內(nèi)最早開(kāi)展 GaN 基電子材料研發(fā)的單位，并一直在該領(lǐng)域起著引領(lǐng)、 示范和帶動(dòng)作用。經(jīng)過(guò)盡二十年的自主創(chuàng)新，攻克了 2 英寸和3英寸藍(lán)寶石、碳化硅和硅襯底上GaN 基電子材料外延生長(zhǎng)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，在高阻 GaN 外延材料、高遷移率 GaN 外延材料、高遷移率 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)材料等方面形成了系統(tǒng)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，設(shè)計(jì)并研制出了多種具有特色的 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)構(gòu)電子材料，并實(shí)現(xiàn)了批量供片。市場(chǎng)預(yù)期：該技術(shù)是采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）

熱電材料是能夠?qū)崿F(xiàn)熱能與電能直接相互轉(zhuǎn)換的新能源材料，在熱電制冷和廢熱發(fā)電等方面有著廣泛的應(yīng)用前景，對(duì)于提高現(xiàn)有能源利用率和緩解能源危機(jī)有重要作用。相比于傳統(tǒng)熱電材料PbTe，SnTe由于其廉價(jià)、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)而被廣為關(guān)注。然而由于其極低的賽貝克系數(shù)（seebeck coefficient）長(zhǎng)久以來(lái)SnTe的最高以及平均熱電轉(zhuǎn)換效率都遠(yuǎn)低于PbTe。 文章指出在銦元素?fù)诫s引入共振能級(jí)的情況下，將SnTe與AgSbTe2復(fù)合，從而在優(yōu)化材料功率因子的同時(shí)，降低了材料的晶格熱導(dǎo)率。此外，透射電鏡表明兩者是以完全固溶的形式而非兩相復(fù)合的形式存在。最終，在873K時(shí)的最高zT優(yōu)值達(dá)到1.3，并在323K-873K溫度區(qū)間內(nèi)的平均zT優(yōu)值達(dá)到0.84，是本征SnTe的3.44倍，為目前該體系平均zT值的最高水平。這種將引入共振能級(jí)和多相固溶結(jié)合起來(lái)的方法，也為提升其他體系熱電材料的性能指出了一個(gè)值得嘗試的方向。