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由于人工合成的制冷劑本來并不存在于自然界中，必然會對環(huán)境造成某些已知或者未知的影響，因此，自然工質(zhì)以及類自然工質(zhì)成為目前制冷劑的首選，CO2就是其中很有潛力的一種。CO2較傳統(tǒng)制冷劑的優(yōu)勢在于 ODP=0、GWP=1、單位制冷量大、換熱性能優(yōu)良以及在低環(huán)境溫度下優(yōu)越的使用效果。本項(xiàng)目是基于自然工質(zhì)-二氧化碳，突破了高壓二氧化碳蒸發(fā)器、氣冷器的設(shè)計(jì)，確定其換熱能力和經(jīng)濟(jì)性的最優(yōu)匹配，制定膨脹功回收方法及其控制策略。最終研制出高溫高效二氧化碳熱泵系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用于產(chǎn)生熱水，出水溫度可高達(dá) 90℃，也可應(yīng)用于干燥溫度較高的物料干燥場合，還可用于產(chǎn)生蒸汽，在消毒、熨燙等領(lǐng)域應(yīng)用。該系統(tǒng)在零下 25 攝氏度的環(huán)境溫度下可以正常啟動(dòng)并具有一定的制熱能力。中國目前正處于節(jié)能減排、制冷劑替代的大趨勢下，加之某些條件下傳統(tǒng)制冷劑熱泵無法達(dá)到要求，因此二氧化碳熱泵具有廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明公開了一種基于氮化鈦材料的新型納米結(jié)構(gòu)光陰極；所述氮化鈦光陰極包括襯底、氮化鈦納米結(jié)構(gòu)層；還涉及了該型氮化鈦光陰極的制備方法，及其電場輔助型光陰極測試裝置，所述電場輔助型光陰極包括絕緣墊片、金屬薄板陽極、上／下電極導(dǎo)線、外加偏壓電源。本設(shè)計(jì)中核心的氮化鈦納米結(jié)構(gòu)具有表面等離激元共振效應(yīng)，會帶來光子吸收增強(qiáng)和局域電場增強(qiáng)，且材料功函數(shù)僅約為３．７ｅＶ和導(dǎo)電性優(yōu)良，有助于光致電子的發(fā)射；通過設(shè)計(jì)氮化鈦結(jié)構(gòu)的組成納米圖形和結(jié)構(gòu)參數(shù)，可獲得與入射激勵(lì)光波相匹配的等離激元共振，實(shí)現(xiàn)可光調(diào)控的電子發(fā)射。因所述氮化鈦材料還具有穩(wěn)定的物化性質(zhì)，從而本發(fā)明提供了一種可作為穩(wěn)定、高效率的光陰極。

在高技術(shù)陶瓷領(lǐng)域，先進(jìn)陶瓷占有極其重要的地位，在諸多的先進(jìn)陶瓷中，氮化硅基先進(jìn)陶瓷以其高強(qiáng)度、高韌性、高的抗熱震性、高的化學(xué)穩(wěn)定性在先進(jìn)陶瓷中占有獨(dú)特的地位，是公認(rèn)的未來陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的侯選材料。并且在國際上氮化硅陶瓷刀具和氮化硅基陶瓷軸承已經(jīng)形成相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。任何一個(gè)跨國刀具公司都有氮化硅基陶瓷刀具的系列產(chǎn)品，足見其在機(jī)加工行業(yè)中具有不可替代的地位。 但是，影響氮化硅陶瓷推廣的一個(gè)主要因素，是氮化硅粉末價(jià)格昂貴，這是由于傳統(tǒng)的制取氮化硅粉末的方法耗能高，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)成本高。本項(xiàng)目采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新的燃燒合成技術(shù)，制取氮化硅陶瓷粉末和氮化硅復(fù)合粉末，具有耗能低，生產(chǎn)周期短，雜質(zhì)含量低，生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。 燃燒合成（Combustion Synthesis，CS）又名自蔓延高溫合成（Self- Propagating High-Temperature Synthesis，SHS），是利用化學(xué)反應(yīng)自身放熱合成材料的新技術(shù)，基本上（或部分）不需要外部熱源，通過設(shè)計(jì)和控制燃燒波自維持反應(yīng)的諸多因素獲得所需成分和結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。 自1990年以來，本項(xiàng)目負(fù)責(zé)人等針對燃燒合成氮化硅陶瓷產(chǎn)業(yè)化的一系列關(guān)鍵問題，在氣-固體系氮化硅基陶瓷的燃燒合成熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)和形成機(jī)制等方面進(jìn)行了深入研究后得到的創(chuàng)新成果。 采用本項(xiàng)目的技術(shù)，可以生產(chǎn)符合制作先進(jìn)陶瓷要求的從全α-Si3N4相到高β- Si3N4相，及不同配比的氮化硅粉末，還可根據(jù)用戶要求，用此技術(shù)生產(chǎn)α-Sialon，β-Sialon和其它各種氮化硅基的復(fù)合粉末。粉末的質(zhì)量優(yōu)良而穩(wěn)定。 應(yīng)用于航天、航空及機(jī)械行業(yè)等，用于制作氮化硅陶瓷刀具、氮化硅基陶瓷軸承、耐磨耐腐陶瓷涂料等。

氮化鋁（AlN）陶瓷具備優(yōu)異的綜合性能，是近年來受到廣泛關(guān)注的新一代先進(jìn)陶瓷，在多方面都有廣泛的應(yīng)用前景。例如高溫結(jié)構(gòu)材料、金屬溶液槽和電解槽襯里，熔融鹽容器、磁光材料、聚合物添加劑、金屬基復(fù)合材料增強(qiáng)體、裝甲材料等。尤其因其導(dǎo)熱性能良好，并且具備低的電導(dǎo)率和介電損耗，使之成為高密度集成電路基板和封裝的理想候選材料，同時(shí)氮化鋁—聚合物復(fù)合材料也可用作電子器材的封裝材料、粘結(jié)劑、散熱片等。氮化鋁在微電子領(lǐng)域應(yīng)用的市場潛力極其巨大。氮化鋁還是導(dǎo)電燒舟的主要成分之一，導(dǎo)電燒舟大量地用于噴涂電視機(jī)的顯象管等器件、超級市場許多商品包裝用的涂鋁薄膜，有著廣泛的市場。但是，影響氮化鋁基陶瓷的推廣的主要因素之一，是采用傳統(tǒng)方法合成氮化鋁粉末，耗能高，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)成本高。本項(xiàng)目采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新技術(shù)，采用燃燒合成技術(shù)制取優(yōu)質(zhì)的氮化鋁陶瓷粉末，具有耗能低，生產(chǎn)周期短，雜質(zhì)含量低，生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，具有廣泛的推廣價(jià)值。 燃燒合成（Combustion Synthesis，CS）又名自蔓延高溫合成（Self- Propagating High-Temperature Synthesis，SHS），是利用化學(xué)反應(yīng)自身放熱合成材料的新技術(shù)，基本上（或部分）不需要外部熱源，通過設(shè)計(jì)和控制燃燒波自維持反應(yīng)的諸多因素獲得所需成分和結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。 自1994年以來，本項(xiàng)目負(fù)責(zé)人等針對燃燒合成氮化鋁陶瓷產(chǎn)業(yè)化的一系列關(guān)鍵問題，在氣-固體系氮化鋁基陶瓷的燃燒合成熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)和形成機(jī)制等方面進(jìn)行了深入研究后得到的創(chuàng)新成果。 本項(xiàng)目來源于國家教委高校博士點(diǎn)專項(xiàng)科研基金項(xiàng)目（1994.3-1997.3）。 本項(xiàng)目以應(yīng)用基礎(chǔ)研究成果“燃燒合成氮化鋁基陶瓷的應(yīng)用基礎(chǔ)研究”已于1999年通過專家函審。 采用本項(xiàng)目的技術(shù)，可以生產(chǎn)符合制作先進(jìn)陶瓷要求的氮化鋁粉末，還可根據(jù)用戶要求，用此技術(shù)生產(chǎn)氮化鋁基陶瓷粉末。粉末的質(zhì)量優(yōu)良而穩(wěn)定。 氮化鋁廣泛應(yīng)用于高溫結(jié)構(gòu)材料、金屬溶液槽和電解槽襯里、熔融鹽容器、磁光材料、聚合物添加劑、金屬基復(fù)合材料增強(qiáng)體、裝甲材料、高密度集成電路基板、電子器材的封裝材料、粘結(jié)劑、散熱片、導(dǎo)電燒舟等。

本研究基于重氮工藝反應(yīng)熱危險(xiǎn)性，利用先進(jìn)的熱分析設(shè)備（反應(yīng)量熱儀RC1、絕熱量熱儀ARC、差示掃描量熱儀DSC）對重氮工藝進(jìn)行分析，通過測量獲得重氮工藝的目標(biāo)工藝溫度、失控后體系能夠達(dá)到的最高溫度、失控體系最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間為24小時(shí)對應(yīng)的溫度、技術(shù)最高溫度等數(shù)據(jù)，改進(jìn)工藝參數(shù)，降低工藝的熱危險(xiǎn)性，防止失控反應(yīng)，提高化工工藝的本質(zhì)安全性。

（一）項(xiàng)目背景 當(dāng)前以硅、砷化鎵為代表的第一和二代半導(dǎo)體接近其物理極限，以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體是當(dāng)前國際競爭熱點(diǎn)，也是我國發(fā)展自主核心半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、實(shí)現(xiàn)換道超車的難得機(jī)遇。氮化鎵（GaN）特別適合制作高頻、高效、高溫、高壓的大功率微波器件，是下一代通信、雷達(dá)、制導(dǎo)等電子裝備向更大功率、更高頻率、更小體積和抗惡劣環(huán)境（高溫抗輻照）方向發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。 目前氮化鎵基射頻器件已接近于商用，需解決從走出實(shí)驗(yàn)室到小量中試的最后“1 公里”，重點(diǎn)攻克其在可靠性工藝和量產(chǎn)穩(wěn)定性的瓶頸。 以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體是當(dāng)前國際競爭熱點(diǎn)，也是我國發(fā)展自主核心半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、實(shí)現(xiàn)換道超車的難得機(jī)遇。 半導(dǎo)體作為信息時(shí)代的“糧食”，將成為 5G 基建、特高壓、城際高鐵和城際軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等“新基建”七大領(lǐng)域發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)。而氮化鎵為代表的寬禁帶半導(dǎo)體先進(jìn)電子器件，憑借其高效、高壓、高溫等優(yōu)勢，將在“新基建”中大放異彩，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件的技術(shù)瓶頸，滿足更高性能器件要求。 （二）項(xiàng)目簡介 5G 要求更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，發(fā)射機(jī)的效率會出現(xiàn)指數(shù)級的下降。這種下降可以使用包絡(luò)跟蹤技術(shù)來修復(fù)，該技術(shù)已經(jīng)在較新的 4G/LTE 基站以及蜂窩電話中采用。基站中的包絡(luò)跟蹤需要高速，高功率和高電壓，這些只有使用 GaN 技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。諸如 GaN 助力運(yùn)營商和基站 OEM 等實(shí)現(xiàn)了 5Gsub-6-GHz 和 mmWave 大規(guī)模 MIMO 的目標(biāo)。 GaN 可以說為 5Gsub-6-GHz 大規(guī)模 MIMO 基站應(yīng)用提供了眾多優(yōu)勢：1、在 3.5GHz 及以上頻率下表現(xiàn)良好，對比其他產(chǎn)品優(yōu)勢明顯。2、GaN 的特性能轉(zhuǎn)化為高輸出功率，寬帶寬和高效率。采用 DohertyPA 配置的 GaN 在 100W 輸出功率下的平均效率達(dá)到 50%至 60%，明顯降低了發(fā)射功耗。3、在高頻和寬帶寬下的效率意味著大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)可以更緊湊。4、可在較高的工作溫度下可靠運(yùn)行，這意味著它可以使用更小的散熱器。 根據(jù) Strategy Analytics 的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì) 5G 移動(dòng)連接將從 2019 年的 500 萬增長到 2023 年的近 6 億。所以需求還將不斷上漲。 根據(jù)Strategy Analytics的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)5G移動(dòng)連接將從2019年的500萬增長到2023年的近6億。所以需求還將不斷上漲。 Efficient Power Conversion 的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Alex Lidow 討論5G時(shí)也說道：“基站中的包絡(luò)跟蹤需要高速，高功率和高電壓，這些只有使用GaN技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。根據(jù)Yole Development公司發(fā)布的2018年度報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，隨著全球整體數(shù)據(jù)流量的激增，我國5G產(chǎn)業(yè)將迎來大規(guī)模的需求增長。預(yù)計(jì)到2022年，我國5G基站規(guī)模將達(dá)到千億市場，5G基站數(shù)量將達(dá)百萬個(gè)。所以未來氮化鎵基射頻器件是5G通信基站收發(fā)端的核心。 氮化鎵基射頻器件是華為和中興發(fā)展 5G 通信產(chǎn)業(yè)的核心器件，西安電子科技大學(xué)氮化鎵射頻器件研究團(tuán)隊(duì)自 2016 年起就與華為西安研究所、中興西安研究所等國內(nèi)主流5G通信公司協(xié)同攻關(guān)開展氮化鎵基射頻器件的研究，目前承擔(dān)的流片服務(wù)項(xiàng)目合計(jì)約 500 萬元。 2017 年，西安電子科技大學(xué)與西安市高新區(qū)、西電電氣集團(tuán)等聯(lián)合成立“陜西半導(dǎo)體先導(dǎo)技術(shù)中心”，中心致力于推動(dòng)陜西第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)以氮化鎵為代表的射頻器件、功率器件等加速產(chǎn)業(yè)化，2019 年團(tuán)隊(duì)向陜西半導(dǎo)體先導(dǎo)技術(shù)中心轉(zhuǎn)讓專利 35 項(xiàng)，作價(jià) 2000 萬元，雙方正在聯(lián)合推進(jìn)搭建第三代半導(dǎo)體中試平臺，平臺將會立足西安，服務(wù)全國，提升氮化鎵基射頻器件量產(chǎn)工藝可靠性，實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。 （三）關(guān)鍵技術(shù) 本項(xiàng)目由西安電子科技大學(xué)作為技術(shù)攻關(guān)的主要單位，制定技術(shù)路線，保障國家重大科技專項(xiàng)“高效 GaN 微波功率器件及可靠性研究”和“5G 移動(dòng)通信 GaN 芯片可靠性機(jī)理研究”研究，與華為和中興聯(lián)合開展工程合作項(xiàng)目實(shí)施，加快解決器件工藝可靠性工程問題，重點(diǎn)開展氮化鎵微波功率與太赫茲器件工程技術(shù)研究，突破高性能低缺陷外延材料生長、高效率高可靠氮化鎵微波功率器件工藝技術(shù)等關(guān)鍵瓶頸問題，協(xié)助規(guī)模量產(chǎn)高效率 S-Ku 波段典型氮化鎵功率器件和模塊、5G 基站核心射頻模塊。

本發(fā)明公開了一種由大尺寸氧化石墨烯片制備高強(qiáng)度導(dǎo)電石墨烯纖維的方法，膨脹石墨經(jīng)過氧化得到氧化石墨烯，再將氧化石墨烯分散于水中離心分級處理得到大尺寸均勻氧化石墨烯片，最后將氧化石墨烯分散于水或極性有機(jī)溶劑中，制成質(zhì)量濃度為1-20%的紡絲液液晶溶膠，將其轉(zhuǎn)入紡絲裝置中，將紡絲液從紡絲頭毛細(xì)管中連續(xù)勻速擠出，進(jìn)入凝固液，凝固后的初級纖維干燥后得到氧化石墨烯纖維，經(jīng)化學(xué)還原，得到石墨烯纖維。紡絲工藝簡單，所得石墨烯纖維導(dǎo)電性好，力學(xué)性能優(yōu)異，有較好的韌性，可編織成純石墨烯纖維布，也可與其它纖維混編成各種功能性織物，可在多個(gè)領(lǐng)域代替碳纖維使用。

本潤滑油產(chǎn)品以廈門華宇龍盛石墨烯科技有限公司與廈門大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的特殊石墨烯為原料，利用特殊工藝實(shí)現(xiàn)了在潤滑油中的穩(wěn)定分散，提高潤滑油的抗磨、減阻性能，有效延長潤滑油換油周期。主要產(chǎn)品為石墨烯汽機(jī)油和石墨烯柴機(jī)油，對應(yīng)的使用范圍分別是：新技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)及長換油期的各種轎車，滿足歐III和歐IV排放量的高性能柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。石墨烯潤滑油已經(jīng)從科研到產(chǎn)業(yè)化邁進(jìn)，國家對環(huán)保不斷重視，石墨烯潤滑劑產(chǎn)業(yè)化步伐將不斷加快。目前，公司以石墨烯潤滑油為龍頭產(chǎn)品，整合了公司重要渠道資源（大型車企、工業(yè)潤滑油企業(yè)用戶、軍工、運(yùn)輸企業(yè)等）。公司將規(guī)劃一條年產(chǎn)10萬噸石墨烯潤滑油和添加劑生產(chǎn)線，并確立以企業(yè)為主體，產(chǎn)學(xué)研與政府支持相結(jié)合，推動(dòng)石墨烯潤滑油產(chǎn)業(yè)迅速健康發(fā)展。

CVD 法制備石墨烯，主要是利用碳源在一定溫度或外場下發(fā)生化學(xué)分解并在基底表面沉積來實(shí)現(xiàn)。CVD 反應(yīng)系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成：氣體輸送系統(tǒng)，反應(yīng)腔體和排氣系統(tǒng)。CVD反應(yīng)過程主要由升溫、基底熱處理、石墨烯生長和冷卻四部分構(gòu)成。氣體輸入系統(tǒng)一般由氣體流量計(jì)控制，反應(yīng)腔是碳源前驅(qū)體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并在反應(yīng)基底沉積得到石墨烯的區(qū)域，排氣系統(tǒng)用于將反應(yīng)后的氣體排出。其中碳源前驅(qū)體可以是氣態(tài)烴類（如甲烷、乙烯、乙炔等），液態(tài)碳源（如乙醇、苯、甲苯等），或固態(tài)碳源（如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、無定形碳等）。反應(yīng)基底一般分為兩大類：銅、鎳、鉑等金屬基底和氧化硅、氮化硅、玻璃等非金屬基底。外界條件控制主要包括溫度、壓強(qiáng)、氣體的流速和種類、等離子化、加熱方式等。