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高性能脈沖壓縮光柵和合束光柵研發及應用
光柵尺寸在國際上居于領先地位，最大達到了 1400mm， 遠超對手的 940mm；研制了一系列國內首臺(套)具有自主知識產權的米量級光柵研制工藝關鍵設備；在國際上首創了曝光拼接方法，實現了利用小口徑曝光系統，制作出了遠 大于曝光系統口徑的光柵；掌握了脈沖壓縮光柵設計、工 藝容差分析和工藝過程控制技術，通過對曝光監測、顯影監測和刻蝕監測來保證光柵制作工藝的穩定性，保證了光柵制作質量；首次對大口徑高閾值光柵采用了綜合清洗技術處理，提高了光柵的衍射效率和抗激光損傷閾值。
中國科學技術大學
2023-05-25
高性能Al2O3彌散強化銅合金
根據強化手段的不同，高強化銅合金可分為兩類: 沉淀強化銅合金和彌散強化銅合金。沉淀強化銅合金是利用過飽和固溶體的脫溶沉淀，通過時效熱處理，達到強化效果。但沉淀析出相在高溫下會聚集長大或重新固溶于基體中，隨著強化相的消失，沉淀強化作用也隨之消失，從而限制了這類銅合金的使用溫度和應用范圍。目前被大量使用的鉻鋯銅合金就屬于這一類，其表現為導電、導熱性損失較大，軟化溫度低(僅為500℃) 等。因此，鉻鋯銅合金在做點焊電極材料使用時經常出現變形、粘附、使用壽命不長及熔敷現象，頻繁的整修和更換電極嚴重影響了工作效率的提高。彌散強化銅合金則是通過在金屬基體中引入高度分散的熱穩定性強的第二相質點，阻礙位錯運動，以達到提高強度的目的。而Al2O3粒子硬度高，熱力學和化學穩定性高，熔點高，在接近銅基體熔點的溫度下也不會明顯粗化，可以有效提高合金的高溫強度和硬度。因此，Al2O3彌散強化銅合金可以用在電阻焊電極、集成電路引線框架、微波管結構導電材料、高速列車架空導線、熱核實驗反應堆、連鑄結晶器等方面。本研究開發的Al2O3彌散強化銅合金在保證傳統工藝內氧化、還原徹底性和燒結致密性的前提下簡化了工藝過程降低了生產成本。
上海理工大學
2021-04-13
高性能大動態范圍 CMOS 圖像傳感器的研發
成果與項目的背景及主要用途：該項目是天津市科技發展計劃項目，通過了科委組織的專家驗收。項目組采用自頂向下的設計方法，完成了 CMOS 圖像傳感器 1024×768 像素陣列的版圖設計，通過了仿真驗證，結果達到了設計要求。在 Chartered 公司0.35um 工藝線上成功試制了關鍵模塊和小規模完整的 CMOS 圖像傳感器樣片。樣片工作正常，能夠正確的拍攝運動物體，各項指標均滿足設計要求。
背景：CMOS 圖像傳感器是當前已廣泛用于民用、工業、科技和國防領域的各類圖像攝取系統，近年來民用電子產品領域發展迅猛，如照相手機、PC 機、像機等。該成果主要用于圖像攝取系統的核心部件—CMOS 圖像傳感器設計中。
技術原理與工藝流程簡介：CMOS 圖像傳感器利用成熟的 CMOS 工藝制作光敏像素單元，因此可以把光電接收器和信號處理電路集成在單個芯片上。
主要設計內容包括：像素陣列、消噪放大電路、模數轉換器、時序控制電路和測試系統設計。采用自頂向下的設計方法，首先根據功能要求對系統進行架構設計，將系統分為時序控制電路部分（數字電路實現）和從像素陣列到 AD 轉換的信號處理部分（模擬電路實現）。版圖設計完成后，導出 GDSII 文件，在新加坡 Chartered 公司 0.35um 工藝線進行流片，然后進行封裝。根據芯片工作對外界的要求設計 PCB電路板，搭建測試系統，對芯片功能和各項電學指標進行測試分析。
技術水平及專利與獲獎情況：技術水平屬國內先進。
應用前景分析及效益預測：該項目取得了 CMOS 圖像傳感器的核心設計技術，可用于各種CMOS圖像傳感器設計中，中國CMOS圖像傳感器市場需求龐大，年復合成長率達到 60%，因此有著廣闊的應用前景。目前國外同類產品的銷售價格遠遠高于芯片的開發成本，因此存在很大的利潤空間，將產生很好的經濟效益。功能上可完全兼容、并替代進，通過合作根據市場需求，隨時調整產品種類和指標，使經濟效益最大化。
應用領域：CMOS 圖像傳感器廣泛應用于消費類、工業和科技等各個領域。
民用領域：拍照手機、數碼相機、可視門鏡、攝像機、汽車防盜等；工業領域：生產監控、安全監控等。
天津大學
2021-04-11
高性能納米金屬/陶瓷復合潤滑自修復系列產品
在突破高均勻混合納米金屬粉體及納米陶瓷粉體制備及其多層表面修飾技術的基礎上，開發的系列型納米金屬粉體與納米陶瓷粉復合的納米復合自修復產品。現已開發出汽油和柴油內燃機、機械設備和機械密封三大系列潤滑油添加劑產品；納米自修復潤滑脂產品；納米自修復潤滑油和液壓油；水-乙二醇系列納米自修復抗燃液壓液。產品性能達到國內領先、國際先進，完全可替代進口產品。對國民經濟各行業的節能、環保和技術經濟、社會效益的提高意義重大。部分產品已建立產業化生產基地，產值達10億元以上。
南京工業大學
2021-01-12
提升電極材料倍率性能新策略
課題組發現，氧空位及三價鈦等缺陷的存在，不僅可以提高TiO 2
南方科技大學
2021-04-14
基于MOFs材料的生物大分子封裝
提出一種半胱氨酸增強的仿生封裝策略，可快速、高效地將不同表面化學性質的蛋白質和酶封裝在MOFs內。這種增強的封裝策略靈感來源于生物體內金屬巰基蛋白對金屬離子的富集作用，半胱氨酸，聚乙烯吡咯烷酮和蛋白質形成類似于金屬巰基蛋白模型的自組裝體可促進金屬離子在蛋白質周圍富集，加速MOFs的預先成核 。研究發現封裝的蛋白質和酶可維持其自然構象，而MOFs保護層對酶的緊密結構限制作用可大大提高酶在極端環境下（e.g. 水解試劑、高溫和化學溶劑等）的生物活性。最后，這種仿生的封裝策略在生物儲存、酶級聯催化和生物傳感等多方面的應用也得到驗證。
中山大學
2021-04-13
低成本、高性能的新穎熱電化合物的研究
隨著社會的發展與進步，日益突出的能源供需矛盾不斷將尋找清潔、高效、經濟的新型能源材料推向研究前沿。熱電材料是一類能利用熱電效應，直接將熱能（包括太陽能、地熱、工業余熱等能量）轉換成電能的材料，由于熱電轉換技術便捷、環保等優勢，在車載冰箱、深空探測器電源等領域具有不可替代的地位，受到科學家們的高度重視。而探索發現低成本、高豐度、低毒性的高效熱電材料，是該領域基礎研究的重點，是一項面臨巨大挑戰的研究工作。 吳立明2004年發明了獨特且安全的固相合成方法——硼硫化法（J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4676-4681.），近期，課題組利用該方法，發現了一種新的四方相α-CsCu5Se3，并實現宏量合成。該材料擁有前所未見的獨特晶體結構：Cs+由類中國結形狀的Cu8Se8結構單元構筑的三維無限擴展結構，其中鑲嵌Cs+金屬陽離子。α-CsCu5Se3熱穩定性好，表現出典型晶態固體的熱傳輸行為，并遵循Umklapp散射機制，這與具有類液態的熱傳導行為的二元化合物Cu2-xSe完全不同。晶體學及熱傳輸性能研究表明α-CsCu5Se3指出了一個有效抑制Cu+液體傳輸行為特征的方法。與吳立明老師2016年發現的高性能熱電材料CsAg5Te3（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 11431–11436）相比，α-CsCu5Se3的晶體單胞體積減小了30％，導致材料具有更強的原子間d軌道重疊作用，從而顯著降低有效質量(m*)，這使得α-CsCu5Se3相比于CsAg5Te3實現了功率因子200％的增長，達到8.17 μW/cm/K2，是目前報道的堿金屬富銅硫屬化合物中最高值；同時，理論研究表明，由于結構中的Cu–Se軟化學鍵和Cs+ 離子擾動作用，該材料具有很低的熱導率。綜合上述各方面因素，該化合物的本征熱電優值ZT達到1.03（980 K）。進一步通過Sb摻雜優化熱電性能的研究發現：Sb3+的孤對電子能夠增大材料的晶格非諧性，有效增強Umklapp型散射，從而降低聲子速度，使得α-Cs(Cu0.96Sb0.04)5Se3的晶格熱導率進一步降低至0.40 W/m/K，熱電優值ZTmax提升到1.30。該工作系統深入研究了α-CsCu5Se3體系結構和熱電相關性能的關系，為低成本，高豐度，高性能硫屬化合物材料的設計探索研究邁出重要的一步。
北京師范大學
2021-02-01
一種參數可調智能高性能發動機主構架
成果描述：本發明公開了一種參數可調智能高性能發動機主構架，通過曲柄搖桿機構、擺桿、搖桿滑塊機構將曲軸的圓周運動轉化為副活塞的上下往復直線運動，主副活塞所受側向力、阻力均較小，發動機噪聲低、熱效率高；通過特定尺寸大小關系，發動機體積和重量大幅降低；排量調整機構調整發動機的排量、壓縮比與發動機其它輔助系統協調工作實現發動機熱力循環類型可調。本發明可以根據負載、路況的變化實時調節發動機排量、壓縮比、熱力循環，確保發動機在各種負載、路況下都有良好的工作條件，中小負載時該發動機的節能減排效果更明顯,四缸發動機排量的最大調整范圍在1.2-3.5之間，發動機壓縮比的最大調整范圍在6-6之間。市場前景分析：內燃機工程技術領域。與同類成果相比的優勢分析：技術先進，性價比較高。
電子科技大學
2021-04-10
低成本、高性能的新穎熱電化合物的研究
隨著社會的發展與進步，日益突出的能源供需矛盾不斷將尋找清潔、高效、經濟的新型能源材料推向研究前沿。熱電材料是一類能利用熱電效應，直接將熱能（包括太陽能、地熱、工業余熱等能量）轉換成電能的材料，由于熱電轉換技術便捷、環保等優勢，在車載冰箱、深空探測器電源等領域具有不可替代的地位，受到科學家們的高度重視。而探索發現低成本、高豐度、低毒性的高效熱電材料，是該領域基礎研究的重點，是一項面臨巨大挑戰的研究工作。 吳立明2004年發明了獨特且安全的固相合成方法——硼硫化法（J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4676-4681.），近期，課題組利用該方法，發現了一種新的四方相α-CsCu5Se3，并實現宏量合成。該材料擁有前所未見的獨特晶體結構：Cs+由類中國結形狀的Cu8Se8結構單元構筑的三維無限擴展結構，其中鑲嵌Cs+金屬陽離子。α-CsCu5Se3熱穩定性好，表現出典型晶態固體的熱傳輸行為，并遵循Umklapp散射機制，這與具有類液態的熱傳導行為的二元化合物Cu2-xSe完全不同。晶體學及熱傳輸性能研究表明α-CsCu5Se3指出了一個有效抑制Cu+液體傳輸行為特征的方法。與吳立明老師2016年發現的高性能熱電材料CsAg5Te3（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 11431–11436）相比，α-CsCu5Se3的晶體單胞體積減小了30％，導致材料具有更強的原子間d軌道重疊作用，從而顯著降低有效質量(m*)，這使得α-CsCu5Se3相比于CsAg5Te3實現了功率因子200％的增長，達到8.17 μW/cm/K2，是目前報道的堿金屬富銅硫屬化合物中最高值；同時，理論研究表明，由于結構中的Cu–Se軟化學鍵和Cs+ 離子擾動作用，該材料具有很低的熱導率。綜合上述各方面因素，該化合物的本征熱電優值ZT達到1.03（980 K）。進一步通過Sb摻雜優化熱電性能的研究發現：Sb3+的孤對電子能夠增大材料的晶格非諧性，有效增強Umklapp型散射，從而降低聲子速度，使得α-Cs(Cu0.96Sb0.04)5Se3的晶格熱導率進一步降低至0.40 W/m/K，熱電優值ZTmax提升到1.30。該工作系統深入研究了α-CsCu5Se3體系結構和熱電相關性能的關系，為低成本，高豐度，高性能硫屬化合物材料的設計探索研究邁出重要的一步。
北京師范大學
2021-04-10
高性能防腐耐磨非晶粉末與熱噴涂非晶涂層
非晶合金（又稱金屬玻璃）是一種結構/功能一體化新型金屬材料，被譽為繼鋼鐵、塑料之后的第三次材料工業革命性材料。非晶合金因其特殊的原子結構（長程無序）而擁有一系列獨特的性能，如非晶合金是地球上最強和最耐腐蝕的金屬材料；非晶合金具有高耐磨性能以及優異催化降解性能等。非晶合金及其衍生產品（粉末、涂層、催化劑）在海洋工業、石油化工、3D打印、水處理等行業具有非常廣泛的應用前景。利用所團隊研發的非晶合金粉末，可通過堆焊、激光、熱噴涂等技術制備不同高性能非晶涂層，能賦予零部件防腐蝕、耐磨損、抗疲勞、抗沖擊、防腐蝕等優異性能，極大延長使用壽命。
華中科技大學
2021-04-10