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首先設計合成了 Fe2B 間隙化合物，其中包含一維硼鏈結構和高導電的 Fe 主體網(wǎng)絡，該化合物表現(xiàn)出與純硼截然不同的電化學性質(zhì)， 1400 次循環(huán)后基于 B 計算的容量可達 10700 mA h/g 。高導電的 Fe 基質(zhì)和高分散的一維硼鏈結構首先激活了部分 B 的儲鋰潛能，并且在循環(huán)反應過程中 Fe 基質(zhì)不斷將硼鏈分散成單原子，從而實現(xiàn)了更高效的儲能。然而，由于間隙化合物中 B 的質(zhì)量含量過低，材料整體容量不符合實際需求。研究者隨后通過熱力學計算發(fā)現(xiàn) B2O3 與鋰發(fā)生電化學反應的標準吉布斯自由能變僅為 -489 kJ/mol ，即發(fā)生該反應的逆反應發(fā)生僅需克服 489 kJ/mol ，遠小于可逆負極材料 Fe2O3 和 SnO2 。?

金屬基復合材料是近幾年來迅速發(fā)展起來的一種高技術的新型工程材料，它具有高的比剛度，比強度，優(yōu)良的高溫性能，低的熱膨脹系數(shù)以及良好的耐磨、減摩性。由于其優(yōu)良的加工、成型性能，明顯的性能價格比之優(yōu)勢，在世界許多國家，如美國、英國、日本以及印度、巴西等對它的研究和應用開發(fā)正多層次大面積的展開。金屬基復合材料的成功應用首先是在航空、航天領域，如美國宇航局（NASA

鈦及鈦合金在生物醫(yī)學領域的應用日益廣泛。隨著表面改性技術的發(fā)展，經(jīng)表面生物活化改性的多孔鈦材料不僅具有良好的生物相容性和骨傳導性，還可具有骨誘導性。中心在國家“十一五”、“十二五”科技支撐計劃資助下，利用獨特的多孔金屬制備技術及表面電化學改性技術制備出骨誘導多孔鈦材料，其力學性能與人體自然骨匹配良好，在應用于承力部位骨修復方面具有極大的優(yōu)勢。

TiC顆粒增強鋼基及鐵基復合材料適用于在苛刻條件和環(huán)境（如：強負荷下的強磨損，高溫下的磨料磨損，強腐蝕氣氛中的沖蝕等）工作的設備零部件。這種新材料以合金鋼為基體，以TiC為增強體，具有常規(guī)的金屬材料難以比擬的一系列特征：1.耐磨損：在各種試驗條件下，它的耐磨損性能遠優(yōu)于與其成分相似但不含TiC的合金鋼；2.工藝性能好：尤其是它的熱加工（包括鍛、軋和熱擠壓等）性能，優(yōu)于一般的高合金鋼；3.性能的可調(diào)性：可以根據(jù)使用要求，調(diào)整成分，形成不同性能（強度、硬度、塑性及耐磨損性能）配合的材料； 4. 熱膨脹系數(shù)?。撼叽绶€(wěn)定性好；5.強度高：特別是它的高溫強度和抗蠕變性能高于與其成分相似，但不含TiC的合金鋼；6.成本低：新材料采用原位合成法應工藝制備。這種工藝方法先進，流程合理，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

水泥基壓電智能復合材料是近年來才剛剛發(fā)展起來的一種新型的功能復合材料，它能克服傳統(tǒng)的壓電材料（壓電陶瓷、壓電聚合物和聚合物基壓電復合材料）與土木工程領域中最主要的結構材料——混凝土相容性差的問題，可有效對重大土木工程建筑（如大跨橋梁、高聳建筑和核建筑等）實施在線健康監(jiān)測和預報，避免一些災難的發(fā)生。

在化工等行業(yè)存在既有強的酸堿腐蝕又有磨料磨損的工況，這些工況下常用的金屬材料很難同時具有抵抗腐蝕和磨損的能力，本成果將耐腐蝕性很好的樹脂與耐磨性很好的陶瓷顆粒復合，彌補了這一不足，這是本成果的特點之一。本成果的另一特點是用于局部磨損的大型工件的修復（如水輪機葉片），該工藝操作簡單，實施容易，可在現(xiàn)場進行。因此具有很好的應用前景。本成果技術創(chuàng)新在于陶瓷顆粒的

本項目是針對目前存在的顆粒增強鋁基復合材料進行的改進研究的成果。當前對于顆粒增強尤其是SiC顆粒增強鋁基復合材料的研究較多，制備方法多種多樣，但都存在孔隙率和含鐵量高及強度低的缺點。北京交通大學機械電子與控制工程學院材料成型研究室采用自行研發(fā)的真空雙攪拌技術有效的改進了材料的上述性能，制備出高質(zhì)量的SiC顆粒增強鋁基復合材料，并在國家“863計劃”（高速客車用金屬基復合材料制動件的研究及應用）中得到應用。本課題組制備的顆粒增強鋁基復合材料的斷口照片和金相照片如下圖。   功能及用途: 本項目具有高的比強度、比剛度、低密度、優(yōu)異的抗蠕變性與耐磨損性，具有良好的熱穩(wěn)定性及可控制的熱膨脹系數(shù)等。本項目在航空、航天、軍工、鐵路、汽車、光學、電子、體育器械等領域中有著廣闊的應用前景。 主要技術指標: 鋁基復合材料的性能見下表。 鋁基復合材料力學性能 材料 sb/MPa s0.2/MPa d/% E/GPa 20vol.%SiC/A356 330 305 1.0 106 15vol.%SiC/A356 303 286 1.3 96 孔隙率：≤0.9％含鐵量：≤0.2％ 投入產(chǎn)出分析: 本項目生產(chǎn)所需的設備簡單，材料的制備工藝便于控制，制備費用低。以20vol.%SiC/A356材料為例加以說明。 主要材料的市場價格：A356 的市場價格按3萬元/噸，SiC顆粒的價格按2.5萬元/噸計算。 生產(chǎn)1噸20vol.%SiC/A356復合材料的成本約為（3×0.8+2.5×0.2）/0.7=4.2萬/噸，而1噸20vol.%SiC/A356復合材料的市場價格大約是15萬元，經(jīng)濟效益明顯。 市場應用前景： 環(huán)保和節(jié)能已經(jīng)成為當今各行業(yè)發(fā)展的主流。本項目的SiC顆粒增強鋁基復合材料是以工業(yè)上用的ZL101A為基體，以工業(yè)磨料SiC顆粒為增強體而制備的，制備成本較低，材料的價格大幅低于購買國外同類產(chǎn)品的價格；本項目較好的制備質(zhì)量和力學性能使其能夠在航空、航天、軍工、鐵路、汽車、光學、電子、體育器械等領域中得到廣泛的應用。因此，使用本項目能夠取得良好的社會和經(jīng)濟效益。

在工業(yè)生產(chǎn)中，有大量固體廢物產(chǎn)生，如污泥、赤泥、鋼渣、化工廢渣等， 固體廢物的減量化、無害化和資源化是目前的潮流和發(fā)展的趨勢。 針對以上各種問題，本項目以工業(yè)固體廢物為主要原料，開發(fā)出了輕質(zhì)、 超輕污泥陶粒制備工藝；發(fā)明了用于處理高濃度難降解有機廢水的輕質(zhì)陰、陽 極水處理濾料、抗板結系列粒狀鐵碳微電解填料；發(fā)明了用于工業(yè)廢水深度處 理的基于固廢陶粒的水處理技術；發(fā)明了基于污泥陶粒的綠色建材混凝土砌塊 和適用于民用建筑的室溫調(diào)節(jié)，具有顯著節(jié)能效果的污泥陶粒—多元脂肪酸相 變材料，取得了系列創(chuàng)新性的研究成果。環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益顯著。 本項目包括一套完整的固體廢物基環(huán)境友好材料成套技術，包括輕質(zhì)/超輕 污泥陶粒、污泥與工業(yè)固體廢物基微電解粒狀材料的研發(fā)、工業(yè)化生產(chǎn)及實際 應用。