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[成果] 1900120033 吉林
P634 应用技术 地质勘查技术服务 公布年份:2019
成果简介:建立孔壁附近冰的流动状态模型。研究不同孔深孔壁压力的变化规律,探究常用钻井液条件下,不同深度处孔壁的受力状态,确定钻孔内孔壁的压差分布规律。研发可用于包括孔径、冲洗液温度和孔内液柱压力测量的专用测井仪器及工具,为获取孔壁稳定性参数,进行稳定性分析提供有效技术手段。研发能够满足极地深部冰层钻进孔壁稳定性要求的环保型冲洗液。 研发了围压下冰样应力应变关系测试实验装置,建立了孔壁周围冰的流变模型。采取在人造冰样上进行的实验及冰钻钻孔的测井数据,利用现代计算机设计及模拟手段,对冰的流变性能数值模拟分析,确立了冰的流动状态模型。 研制了冰层钻进相关实验装置,探究了常用钻井液条件下,不同深度孔壁特性分布规律,进而确定了钻孔内的临界正压差值。 研发了深部冰层钻进测井仪器,用于-60℃低温条件下钻孔内部压力、温度、井径、井斜角及方位角等参数的测量。 研发了耐-60℃低温的环保型冲洗液体系。通过对低温冲洗液处理剂的理论分析和实验优选,确定了温度、压力与冲洗液密度之间的关系,研制了耐低温的环保型冲洗液,建立了合理的孔壁压差计算方法。
[成果] 1800140032 吉林
TG659 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2018
成果简介:数控机床是制造业的工作母机,其技术性能代表了一个国家装备制造业的发展水平。中国是世界上机床的生产和消费第一大国,但国产数控机床的可靠性与国际水平差距较大,成为中国机床产业发展的技术瓶颈。可靠性水平低的主要原因是国产数控机床关键功能部件的可靠性水平低,导致国产数控机床也大量采用进口关键功能部件。进行可靠性试验是提高产品可靠性的主要技术手段。可靠性试验必须遵循两个原则:一是不能改变故障模式,二是不能改变故障机理,这就要求可靠性试验系统必须具有实际工况的模拟能力。国内的数控机床和功能部件企业主要注重产品研发,尚不能开发出能够进行实际工况模拟的可靠性试验系统。 该项目历经10余年的努力,产学研用相结合发明并研制了数控机床主要关键功能部件的可靠性试验系统。 该项目提出了利用电液伺服控制的切削力动、静态模拟加载新方法,发明了能够进行实际工况模拟的数控刀架(包括数控转塔刀架和动力伺服刀架)的可靠性试验系统。项目提出了利用电力测功与多自由度电液伺服相结合的广义切削力(切削扭矩与线性切削力的复合)的模拟加载新方法,发明了能够进行广义切削力工况模拟的数控机床主轴(包括电主轴和机械主轴)的可靠性试验系统。 项目研究建立了加工中心刀库机械手的载荷谱(包括单刀重量谱和全链重量谱),发明了能够同时按单刀谱和全链谱进行工况模拟的刀库机械手的可靠性试验系统。该项目还研究制定了各类关键功能部件的可靠性试验和可靠性评估技术规范,开发了了工具软件,建立了动态故障数据库。 项目的研究成果创新解决了数控机床关键功能部件在高速、精密运动状态下进行实际工况模拟的技术难题,使中国机床行业具备了在模拟真实工况的条件下进行关键功能部件可靠性试验的技术能力。 该项目获授权发明专利25件、授权实用新型专利37件、获专有技术证书2份、软件著作权6项,制定技术规范8项,发表论文60余篇。项目成果已在多家行业龙头企业推广应用,创造了显著的经济效益和社会效益,还先后被人民日报和科技日报报道。
[成果] 1900010414 北京
TN249 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属于信息学科,光电子学与激光技术/激光应用技术领域。 由于脉冲持续时间超短、瞬态功率极大,超短脉冲激光与凝聚态物质相互作用,展示出了与通常的光与物质相互作用显著不同的特殊规律,成为超精密(纳米)特种制造(特种材料、特殊结构、特定功能)的新方向。对高密度光子流激发所导致的相互作用过程的高度非线性和前所未有复杂性的认知进而调控,成为超短脉冲激光超精密特种制造的科学基础和先决条件。 该项目组立足于超精密特种制造的精度、效率、目标结构的功能实现等核心问题,提出超短脉冲激光与凝聚态物质相互作用多维调控设想,以揭示脉冲激发由弱到强、凝聚态物质中的电子从限域到离域的演变规律为主线,通过时域、空间域、组分三个维度的调控,实现了对作用过程的设计和裁剪,突破解决了作用规律复杂性的可知、可控、可用方面的核心难题。主要科学发现包括: (1)在时域调控方面,利用脉冲传播光程延迟实现了时域调控,建立了研究超短脉冲激光与凝聚态物质相互作用瞬态过程的协同超快光谱方法体系,一方面解决了若干典型纳米与体材料的光吸收与激发物理机制难题:发现了聚集诱导发光增强(AIE)新机制,建立了碳纳米材料荧光发射的多源竞争模型;另一方面为激光超精密特种制造过程的原位、实时激发调控奠定了物理基础。单篇论文SCI他引242次,该成果被欧洲科学院院士Giannelis教授等认为具有广泛性和普遍性,被后续研究广泛采用并写入专著和教科书。 (2)在空间域调控方面,发现超短脉冲激光与凝聚态物质相互作用过程的光学、化学和材料非线性组合作用规律,实现了超越光学衍射极限的、数十纳米的超精密特种制造空间分辨率;提出了激光分束相干构建光图案、通过材料改性或去除实现图案由光向实物整体转移的思想,实现了宏观尺度(厘米量级)纳米结构的高效率制备。该成果被加拿大皇家学会院士Miller教授、全球高被引Top10化学家Tour教授等称为先驱性工作;诺贝尔物理学奖获得者Novoselov教授认为相干图样转移是制备纳米结构化石墨烯的有效手段之一。 (3)在组分调控方面,提出了光还原、相似相溶包覆等原位光化学改性新机制,从材料组分角度调控超短脉冲激光与凝聚态物质相互作用,解决了高浓度掺杂下的光功能组分的偏析、分相等难题。研究结果被Nature Nanotechnology、Nature Physics、Nature Communications等杂志积极评价;美国医学与生物工程院院士Gracias教授认为该成果是一项创新,特别优美而且具有普适性。 在IEEE和影响因子3.0以上期刊发表论文174篇,其中8篇代表性论文被SCI他引1047次,3篇入选ESI高被引论文,在重要国际会议做Plenary、Keynote和Invited报告64次。培养优青、青千、全国百篇优博各1人,第一完成人于2017同年入选IEEE(国际电气与电子工程师学会)、0SA(美国光学学会)、SPIE(国际光学工程学会)Fellow。入选中国光学重要成果奖2项,获中国光学学会最高奖-王大珩光学奖1项,获得吉林省和教育部自然科学一等奖各1项。
[成果] 1900010813 北京
TB33 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属于功能复合材料领域。面向能源与资源高效利用等关系国计民生和可持续发展的关键领域,该项目从电子传输、电子转移、电子-空穴分离等提升材料性能的本质因素出发,以组装微纳结构单元和构筑纳米异质界面为核心,历经十余年的研究,在国家自然科学基金、863计划等项目支持下,发展了系列多级结构材料制备的新方法,在国际上率先深入系统地开展了纳米异质界面的构筑方法及其对特定功能的强化机制研究,实现了对能源与资源高效利用过程中系列关键材料的电子/离子传输、电子转移及电子-空穴分离的有效调控。在多级结构复合材料的制备方法、异质界面的构筑理念及材料性能定制等方面取得了创新性研究成果。重要科学发现如下: (1)首次提出了调控多级结构内纳米异质界面提升储能材料电子/离子传输效率的新思路;发展了高性能纳米氧化物和纳米碳三维互穿导电网络的跨维度构筑新方法:在微观尺度下揭示了氧化物-纳米碳异质界面间电荷的传输机制:获得了一系列具有快充性质的关键储能材料,实现单电极6分钟充至满容量的90%以上,电极寿命相比同期国内外的报道提升2-3倍。 (2)建立了在多孔基材内定向落位贵金属粒子或功能有机小分子构筑纳米异质界面的新方法:揭示了催化体系中电子-质子快速转移及底物-活性中心-产物分子间高效输运的机制;突破了醇氧化、胺合成等系列重要化学反应非绿色和效率低的瓶颈,实现了以氧气为氧源无碱条件下醇氧化反应的高效催化,产率高于94%,选择性近100%;获得了可高效催化“氧化-选择性加成-转移氢化”连串反应的双活性中心催化剂。 (3)发展了原子尺度内调控晶格匹配实现纳米尺度层次基元之间吸引与排斥作用的新方法;通过基元识别与组装作用实现了金属-氧化物及氧化物-氧化物等异质结构的可控制备;揭示了异质结构中电子转移和电子-空穴分离的规律;大幅提升了可见光下高活性自由基在异质界面的生成速率,实现了30分钟内99.99%大肠杆菌的快速杀灭,比常规杀菌材料性能提高3个数量级。 8篇代表性论文SCI他引501次,单篇最高他引102次;获国家发明专利授权16项。培养教育部长江学者1名,国家百千万人才1名,新世纪优秀人才3名。依托相关研究成果,项目完成人作为第一完成人获教育部自然科学奖一等奖1项、北京市科学技术奖二等奖1项和浙江省高校科研成果奖一等奖1项。
[成果] 1900010629 吉林
U463.1 应用技术 汽车制造 公布年份:2018
成果简介:项目属于交通运输科学技术领域。 汽车悬架是底盘的灵魂,是车身与车轮之间连接装置的总称,传递车身与车轮之间的一切力和力矩,缓和冲击、衰减振动,并控制车身与车轮的姿态,关系到汽车的所有动力学性能。但是,悬架系统耦合复杂,难以解耦和协调;悬架是连接件总成,其特性难以脱离整车独立测评,且构型复杂多样,必须区别设计。 悬架是公认的不敢动、最难改、必须啃的硬骨头,制约汽车品质的提升 团队在国家973、863和自然科学基金的支持下,针对汽车悬架系统开发的关键技术和国际共性难题展开系统研究,在悬架设计技术、测试装备和构型及系统技术三方面取得重大突破,实现汽车髙性能悬架系统的开发,助力国家汽车产业由大变强,主要发明包括: 1)量化整车动力学主观性能的悬架设计技术。创立汽车操纵稳定性的预测和综合评价体系,解决汽车设计的“人-车-环境”闭环系统评测的难题:建立整车动力学主客观性能关联规律的挖掘方法,发明评车师知识迁移、评价指标重构技术,突破设计阶段整车动力学主观性能要求向悬架系统量化分解的难题,制定国家标准1项(代替原6项国标)。吉利应用车型主观评分超越合资品牌竞品车= 2)悬架系统全工况综合性能测试技术及装备。突破轮胎各向力和运动的精确、高效解耦加载及测量等技术瓶颈,国内首创乘用车悬架综合特性试验台,并在国际上首创乘/商车辆通用悬架综合特性试验台,将单轴载荷从8吨(ABD)提升至20吨.国内市场占有率第1;建立双惯性补偿实时解算方法,突破对六分力传感器依赖及其量程瓶颈,发明六自由度六分力轮胎试验台,将单胎测量载荷由5吨(ZF>提升至7吨,实现乘/商用车、工程车和军用车辆轮胎特性的全工况测评。 3)悬架系统多余约束的消除技术。揭示不平路面通过车轮悬架对车身的约束规律、悬架单元间的关联规律和耦合机制,发明了机械消扭悬架、油气消扭悬架和多轴互联悬架,突破传统悬架构型导致的性能瓶颈,消除悬架系统的多余约束,实现悬架变载等频、车身动态举升和锁止;提出极限平均车速的设计与优化方法,攻克越野车辆操纵稳定性、平顺性、高通过性和髙机动性综合优化的难题,使应用车辆侧倾角和俯仰角降低20%,最髙通过车速提升5km/h。 项目成果成功应用于美国GM等38家整车、零部件企业及科研院所,车型覆盖乘/商用车、工程车及军用车辆。近3年,项目成果新增销售额66.28亿元,利润3.41亿元,节支1.13亿元。 项目授权发明专利49项,论文93篇(SCI/EI58篇),专著1部,国家标准1项;郭孔辉获世界汽车工程师学会联合会金奖(FISITA Medal Awards),章新杰入选中国科协青年人才托举工程,培养一批中青年专家,助力汽车强国发展。 汽车领域顶级期刊VSD主编Manfred Plochl教授在VSD的综述中长篇剖析项目成果并给予高度评价。项目成果获得中国专利优秀奖(2014)和中国汽车工业技术发明奖一等奖(2017),
[成果] 1900010173 吉林
TP13 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属于自动控制应用理论学科领域。时域约束(状态约束、控制约束)及干扰普遍存在于自然和人工动态系统,预测与优化是解决约束受扰系统控制的一个有效途径。然而非线性预测控制的稳定性长期以来悬而未决;在干扰和约束的耦合作用下,系统性能会变坏甚至失稳;非完备测量限制了预测控制应用范围,以上问题成为长期困扰该领域发展的研究难点。第一完成人牵头的科研团队围绕受扰约束系统的预测优化控制展开攻关,经过近20年的不懈努力,在受扰约束系统的稳定性、干扰抑制、状态重构三方面取得突破,建立了受扰约束系统预测优化控制理论体系,开辟了该研究方向的新思路,取得了如下重要科学发现: 时域约束系统的预测控制稳定性:揭示了有限时域预测与稳定性定义t→∞之间的矛盾,阐明了通过优化值函数递减证明约束非线性系统预测控制稳定性的思路,首次提出了准无限时域非线性预测控制方法,攻克了预测控制自提出以来被质疑无法保证稳定性的国际难题,为预测控制理论的研究指明了未来发展方向。美国工程院院士J. B. Rawlings教授综述论文评价“provide one avenue for future development”,英国皇家工程院外籍院士M. Morari教授综述论文评价“The method holds much promise”,并被写入了J. B. Rawlings、D. Q. Mayne等编写的三本预测控制教科书中,成为了预测控制研究领域的经典方法。 时域约束系统的干扰抑制及协调优化:揭示了约束与干扰耦合作用引起系统性能变坏甚至失稳的机理,发现了外部干扰作用下预测优化控制系统保持耗散性的约束机制,提出了线性对称约束的鲁棒不变域解耦描述,形成了受扰约束系统的滚动优化H<,∞>控制方法,突破了传统控制在协调满足时域约束与提高干扰抑制性能方面的局限性,使得系统能够在满足安全性时域约束的前提下充分利用允许的控制力提高干扰抑制性能,且大幅度减少了系统标定参数。IEEE Fellow,埃因霍芬理工大学W. Heemels教授评价“…an H<,∞> [1] strategy was used to modify ... such that ISS is guaranteed ...”。 受扰约束系统的状态重构:阐明了受扰系统物理约束对状态重构的影响机理,揭示了数据/机理混合系统中状态重构校正信息选取的规律,提出了受扰约束系统的非线性观测器设计方法,并将其拓展到分布式传感系统,证明了观测误差系统的扰动到状态稳定性,解决了分布式传感条件下非线性汽车控制系统状态信息准确重构的难题,受到美国通用、德国博世等汽车公司的关注。 8篇代表作SCI期刊他引493次、谷歌他引1512次;单篇最高SCI期刊他引301次(近5年133次)。发表SCI论文65篇,出版中英文专著2部,授权发明专利21件。成果被美、英、加等国的22位国家科学院或工程院院士引用,引用刊物包括Automatica、IEEE汇刊、VSD等控制和车辆领域顶级学术期刊。第一完成人获得国家杰出青年科学基金,领导的团队入选教育部创新团队,第二完成人获得国家优秀青年科学基金,部分研究成果获吉林省自然科学一等奖。成果专利已转化并应用于国民经济支柱产业的汽车电子控制领域,一汽、东风、联合电子(德国博世控股)及万安科技等国内外企业的路试结果表明:节油率7%~8%、方向盘使用量从±70°减少到±58°,显著提升了汽车节能、操纵稳定性等性能指标。
[成果] 1900010597 吉林
TB301 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:材料科技是国民经济的基础,又是一切高新技术的支撑和先导。但任何材料及其制品在使用服役中都不可避免地受到复杂载荷作用,导致其变形、损伤、失效直至破坏。由于对复杂载荷作用下材料的变形损伤机制与性能演化规律不清晰,制约了材料的研发制造工艺改进和质量严控,引发的事故损失不胜枚举。千里之堤、溃于蚁穴,为确保材料在使用服役中的长期稳定性、耐久性和可靠性,研究对复杂载荷下材料微观力学性能进行有效测试的理论与技术成为材料科技发展的当务之急。面向国家重大需求和国际前沿,该项目发明了材料微观力学性能原位测试新原理、新技术与新仪器,主要技术发明如下: (1)提出了寄生惯性式和变夹持半径尺蠖式等多种仿生驱动加载原理,实现了材料微观力学性能原位测试驱动加载原理的源头创新。发明了系列驱动装置,有效解决了高精度与大行程、多自由度与结构紧凑等矛盾问题,实现了在单体机械结构上360°范围0.2μrad转角分辨率、10mm行程0.1nm直线分辨率精密驱动加戟的技术突破,属国际首创。 (2)提出了材料微观力学性能原位测试新原理,发明了单载荷和复合载荷系列原位测试技术与仪器。揭示了材料微观形貌表征、三维应变分析和瞬态弹性波等对分析材料力学行为在同步性与时空分辨率上的作用机制,发明了23种原位测试技术与仪器,实现了对材料变形损伤机制与性能演化规律的多参量精准测试与数据融合分析,为服役条件下材料微观力学性能测试提供了新技术。 (3)建立了仪器精度校准理论体系,创建了复合载荷加载测试的载荷耦合/解耦理论。揭示了复合载荷对材料力学行为的作用机制,创建了载荷耦合/解耦理论,建立了虑及仪器装配精度、机架柔度和试样制造精度等因素的测试误差分析模型,提出了参考映射法和六面体挠曲法等12种仪器精度校准理论方法,解决了微小仪器在大载荷、复合加载条件下高精度解耦测量的技术难题。 (4)研发出基于观测微区控制技术的系列原位测试仪器,填补了国内空白,部分为国际首创。提出了多因素耦合下仪器设计制造技术,开发13种单载荷、10种复合载荷系列原位测试装备,实现了中子衍射和扫描电镜原位监测下应力-应变曲线、微区形貌、三维应变和内部损伤等多参量精准测试。如中子衍射下原位拉-压测试装备加载能力50kN、最高加热950℃,中子入射调整角5°~138°。 成果在中机试验装备股份有限公司转化实施,助推了材料试验机行业转型升级,在中国工程物理研究院、北大以及中捷、成飞等企业得到应用,解决了材料变形损伤机制与性能演化规律精准测试的重大技术难题,为材料及制品研发制造工艺改进和质量严控提供了技术支撑。近三年新增销售12.5954亿元、新增利润1.3212亿元。授权中国发明专利30项、软件著作权2项,公开美国、欧盟发明专利2项,发表SCI论文31篇,合著专著2部,制定机械行业标准6项。部省级鉴定2项:“填补了国内空白,部分为国际首创,达到了国际领先水平”。获教育部技术发明一等奖1项、吉林省技术发明一等奖1项。
[成果] 1900010049 吉林
TQ344.4 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属产业用纺织品技术领域,是对纤维复合材料制备技术的创新研究。 随着全球对环保要求的不断提升,节能降耗、降低污染排放成为汽车、高铁、舰船、建材等行业的迫切发展要求,轻量化是其重要的手段。麻纤维是生物质再生资源,其复合材料具有轻质环保、吸音隔热、耐冲击、低成本等特点,成为国际社会重点关注的环保型轻量化复合材料,市场需求巨大。 传统方法制备麻纤维复合材料,固态麻纤维必须与液态树脂复合,树脂粘度高,难以透过纤维间缝隙渗透到所有纤维表面实现完全浸润;存在麻纤维含量低、纤维分布不匀、极性麻纤维与非极性树脂间界面相容性差、麻纤维湿效应强等技术难题,直接影响材料的各项性能;麻纤维复合材料在多维度复杂部件加工过程中存在成型困难、大应变下易应力集中造成复合材料局部力学性能下降、加热成型过程中挥发性有机物(VOC)大量释放等问题,也始终未能得到全面解决。这些难题极大制约了麻纤维复合材料的高端应用和广泛推广。 该项目发明了将天然麻纤维与高聚物热熔纤维固相共混后再进行热致复合制备复合材料的新方法,攻克了界面调控、材料制备以及集成制造等一系列关键技术和装备,解决了麻纤维复合材料加工技术瓶颈。形成如下创新: 创建了纤维固相共混/热致复合的复合材料制备技术;集成纤维成网和热致复合方法,将纤维排列定向控制技术与热致复合技术相结合,开发出以控制纤维分布态为特征的系列可调控力学性能的板形多纤混杂热致复合材料加工技术,实现纤维的均匀分散和固着定位,降低VOC释放和湿效应;集成梳理成条和热致复合方法,解决了麻纤维在树脂中的均匀分散难题,开发出高比例麻纤维粒状注塑级复合材料加工技术。 构建了三层Back Propagation (BP)神经网络麻复合材料界面表征模型,研究出麻纤维化学成分对复合材料界面性能的影响规律,开发了表面组份控制技术和提高复合材料界面力学性能的界面改性技术。 研制出热压自粘合一步法成型、注塑级复合材料制备以及制品自动化加工等关键设备和生产系统,发明了回收利用方法,形成具有自主知识产权的固相共混热致聚合物基麻纤维复合材料产业化成套技术和规模化生产能力。 该项目获授权发明专利10项、实用新型24项;发表论文22篇;获省部级科技一等奖2项;总体技术达到国际先进水平。该项目已形成15000吨/年复合材料生产能力,其复合材料产品等截面拉伸可达350mm,弯曲强度55.1N/mm2,冲击强度44.2mJ/mm2,甲醛释放量仅为3.62μg/g,均优于奔驰标准DBL5768或大众标准GMW14236;产品广泛应用于汽车、高铁、舰船和建筑材料等领域;近三年新增产值9.98亿元,新增利润1.27亿元,创汇1117万美元,取得良好的经济效益。 该项目采用纺织技术解决了复合材料制备过程中的关键技术难题,提高了材料的性能,拓展了应用领域,促进了中国纺织行业的技术进步及产业结构优化调整,并进一步带动农业经济的发展。
[成果] 1900010058 吉林
TG502.1 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:中国是世界机床消费第一大国,国产数控机床的功能不断进步,但在可靠性水平方面差距明显,故障率和维修费用高,导致主机及其关键功能部件的大量市场份额被进口产品占领。产品可靠性首先由设计决定,但数控机床属于复杂机电系统,其失效模式主要为功能性故障,以强度应力干涉理论为基础的机械结构可靠性设计与试验方法不适用于数控机床,必须另辟蹊径。该团队在国内率先开展了专门针对数控机床的可靠性理论与应用技术研究,历经20余年,产学研合作构建了数控机床可靠性技术体系。项目的主要创新成果如下: 针对数控机床无法沿用结构强度可靠性设计的技术难题,创新提出并研发了数控机床可靠性广义设计技术。研发了数控机床可靠性分配设计技术、可靠性预计设计技术、可靠性增长设计技术和基于可靠性设计准则的设计检核技术,构建了数控机床可靠性广义设计技术体系并工程化应用,突破了以往数控机床可靠性设计只有理念而无技术可用的窘迫局面。 针对数控机床可靠性设计必须依赖可靠性试验数据的技术需求,创新提出并开发了数控机床可靠性广义试验技术。研发了现场试验技术、早期故障试验技术和台架加速试验技术,建立了数控机床的载荷谱系,形成了数控机床可靠性广义试验技术体系,为规范、高效和大量获取可靠性数据奠定了技术基础。 发明了利用电液伺服和发电测功技术进行静、动态切削力与切削扭矩模拟的新方法,研制了能够模拟实际工况的关键功能部件的可靠性加速试验系统。使中国具备了对机床中故障率最高、维修性最差的主轴(电主轴和机械主轴)、数控刀架(转塔刀架和动力伺服刀架)和刀库机械手(盘式刀库和链式刀库)等关键功能部件在模拟真实工况的条件下进行可靠性加速试验的能力。 针对数控机床行业可靠性数据分散、规范性缺失和难以有效利用的问题,开发了多功能网络共享的数控机床可靠性数据库。数据库具有故障、维修和工艺/载荷数据的分类储存、动态更新与远程访问功能,并且集成了可靠性建模、评估与故障分析功能,方便技术人员对数据库的工程化应用。仅近10年已累计存储4806条故障和维修数据,5296条工艺/载荷数据,累计现场试验时间长达15.2万人时、96万台时,为数控机床的可靠性设计提供了宝贵的基础数据。 项目授权发明专利35项、获专有技术证书3项、软件著作权8项,制定企业标准和行业技术规范50项,发表论文256篇、被引2798次、下载112378次,获吉林省科技进步一等奖。项目的部分成果被人民日报在“‘十一五’重大科技成果巡礼”和科技日报在2011年两会特刊中予以报道。 项目成果已在沈阳机床(集团)、北京北一机床、武汉重型机床等十余家企业得到工程化应用,使数控车床和加工中心的平均故障间隔工作时间(MTBF)由500小时左右提高到1500小时左右、使重型机床的MTBF由100小时左右提高到220小时左右,批量应用于汽车生产线和航空航天制造等领域。近两年半新增产值52.81亿元,新增经济效益12.96亿元。
[成果] 1900010487 内蒙古
X701 应用技术 环境治理 公布年份:2018
成果简介:我国西北大型煤电基地拥有丰富的高铝、富镓、富锂、富钪煤炭资源,仅内蒙准格尔煤田已探明储量267亿吨,全部燃烧后将产生70亿吨粉煤灰,每吨粉煤灰约含氧化铝0.5吨、镓85克、锂290克、钪20克,均为经济重要资源,价值远超煤炭本身。如不能有效利用,会造成极大的资源浪费和环境压力。 粉煤灰协同提取有价元素是世界性难题。在国家科技部、国土部、财政部及国资委专项项目和资金支持下,该项目针对常规技术能耗高、渣量大、伴生有价元素难以协同提取等问题,首次提出了粉煤灰盐酸法协同提取技术路线,攻克了酸性高浓度铝盐溶液中多组分有价元素协同提取,以及高温、高浓度盐酸、高固含复杂体系下防腐耐磨工业化装备开发等一系列科学和技术难题,取得了一系列原创性技术成果,在世界上形成了首套具有自主知识产权的粉煤灰盐酸法协同提取铝、镓、锂和钪等有价元素高值化利用工艺技术和装备,并率先建成了年产1000吨氧化铝及镓、碳酸锂等产品的生产线,并在云南涌鑫铝业电解出一级品铝锭,实现了粉煤灰高值化利用工业化示范。主要技术发明如下: 1.突破了粉煤灰酸法协同提取有价元素高值化利用关键工艺技术。揭示了煤中有价元素分布规律和赋存状态及粉煤灰物相形成机理,发明了煤粉炉粉煤灰活化技术,实现了不同物相粉煤灰均可用盐酸法高效溶出,铝溶出率≥85%,镓、锂、钪溶出率≥80%;发明了酸性多组分高浓度铝盐溶液中有价元素协同提取技术和高效分离树脂,以及独创的高值化综合利用技术,产出99.3%氧化铝、4N级镓、电池级碳酸锂、99.9%氧化钪等高附加值产品。 2.首创了粉煤灰盐酸法协同提取有价元素高值化利用关键工艺装备。研制并系统集成了适用于160℃、高浓度盐酸、高固含复杂体系下防腐耐磨工业化溶出装置和特种橡胶夹管阀,以及分级式蒸发结晶器、两段流态化焙烧炉等关键设备,实现了粉煤灰盐酸法协同提取有价元素高值化利用的首次工业化应用,关键设备耐用温度创盐酸体系工业化应用先例。 3.发明了粉煤灰盐酸法协同提取有价元素工艺系统“三废”资源化利用及近零排放环保综合处理技术。首创氯化铁多组分复杂体系萃取和喷雾锻烧制备铁红技术,研发了除钙洗脱液与提锂剩余液制备PAC净水剂技术,实现了废水资源化利用和近零排放;发明了以白泥为原料制备超白玻璃、分子筛、橡塑填料等多种高值化利用工艺技术,实现了固废资源化综合利用;研发出烟气及无组织飘逸酸气的治理和循环利用技术,实现了废气超低排放。 项目获PCT4项,授权国家专利112项,其中发明专利70项;发表论文84篇,出版专著1部。由6位院士和11位专家组成的鉴定委员会鉴定为“该工艺技术属国内外首创,达到国际领先水平”。成果已推广至神华30万吨/年高铝粉煤灰综合利用项目,转化收益1.1亿元,预测年利润1.6亿元。成果的广泛推广将极大提高煤炭及其共伴生资源的利用率和价值,降低环境污染,推进我国煤电能源产业的升级转型,解决我国铝土矿资源不足的战略安全问题。
[成果] 1900010009 山西
S865.3 基础研究 狩猎和捕捉动物 公布年份:2018
成果简介:羊驼原产于南美洲,是联合国粮农组织推荐的五种优质毛用经济动物之一,是维护草场生态环境和饲料利用率很高的家养动物;属于少数自然生成单域抗体(可作为制备抗癌药物的天然载体)的物种。发展羊驼养殖被发达国家列为畜牧业发展战略,但因引种困难和繁殖率低而制约全球羊驼养殖的发展。2002年该项目首次引进羊驼,在繁育、基因资源、单域抗体制备和产业化发展等方面展开系统研究,搭建了新的养殖行业。主要技术创新如下: 破解了羊驼引种难题,探索出了羊驼在中国的养殖规律。应用羊驼血清单域抗体预防应激反应,使引种和风土驯化过程中羊驼的死亡率降低到不足0.1%;在羊驼的形态学、疾病防治和饲养管理等系统的研究中,提炼出羊驼养殖规律和标准指南4项,各项指标趋于稳定和优化,催生了中国羊驼生态养殖行业。 突破了羊驼繁殖率低等关键技术,育成了中国羊驼地方类群。应用MOET繁殖工程关键技术,突破了羊驼繁殖率低的瓶颈,使中国羊驼的受胎率达到83%以上,能繁母羊驼的繁殖率达84.5%,均高于国际水书;实行统一的、科学的产业标准和管理系统,使羊驼在中国风土驯化的遗传适应性趋于稳定,中国羊驼也成为载入《中国畜禽遗传资源志》的养殖动物种质资源。 破译了羊驼等驼科动物基因组,掌握了羊驼毛色控制技术,实现了毛色表型变化。完成羊驼等6个驼科物种的基因组测序和分析,解析了驼科动物间的基因组差异、进化关系以及特殊的免疫系统等生理机能的奥秘。用高通量测序和分子生物工程技术,筛选和验证了大量与羊驼多样性毛色性状相关的基因,培育出了毛色表型变化的转基因动物模型,为培育环保型多色细毛羊的分子育种创造了条件。 研发了羊驼单域抗体药物的应用平台,提升了羊驼的应用价值。通过基因工程技术建立了羊驼单域抗体免疫库、筛选平台以及药物制备平台,用于疾病检测和治疗。如制备的犬细小病毒羊驼单域抗体,死亡率降低约20%。该平台的建立为实现单域抗体治疗癌症及传染病等药物研发提供了理论和技术保障。 该项目促进了中国羊驼产业联合体的成立,创立创建了中国羊驼生态养殖推广发展模式。项目组已在山西省、新疆维吾尔自治区、北京市等建立示范园区13个,获得了显著的经济和社会效益:羊驼及其毛皮副产品的经济效益在三年内共计12,316余万元。获教育部科学技术进步一等奖1项、山西省自然科学一等奖1项、国家教学名师1项、教育部和山西省科技进步二等奖3项。发表学术论文360余篇,授权发明专利3个,出版专著《羊驼学》(75万字)和《Biology of the Alpaca》(78万字),成为全球羊驼研究者和养殖户参阅的经典参考书,研究成果入选十一五、十二五国家级规划教材。经山西省科技厅鉴定:“该成果总体达到国际领先水平”。
[成果] 1900010519 吉林
TG142.45 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属于金属材料领域。模具是现代制造业的基石,素有“黑色黄金”之称。有色合金压铸和有色、黑色合金热锻、热挤压等热作模具年消耗数百亿元。但是我国高端热作模具材料一直被进口H13系列热作模具钢(价格是国产的2-4倍)所垄断。国产H13系列热作模具钢制造的热作模具寿命仅是进口H13系列热作模具钢的1/2-1/4。提高热作模具钢“抗热疲劳和抗磨损性能”是提高热作模具寿命的关键,也一直是国际热作模具钢领域亟待解决的重大难题。 吉林大学与中国一汽经22年攻关,突破传统理论与技术束缚,构建了技术独特的新型抗高温氧化耐热疲劳热作模具钢的“成分设计-微纳米相构型-高性能”新体系,在提高“抗热疲劳和抗磨损性能”的思路、原理和方法上取得了创造性突破,开辟出提高模具寿命新途径,超过进口钢模具寿命。主要发明点如下: (1)发现了热作模具钢晶界氧化优先于热疲劳裂纹萌生,裂纹在氧化区萌生与扩展新现象。首次提出氧化诱发热疲劳裂纹形成新机制,创造性提出热作模具钢的全新成分设计。发明了新型抗高温氧化耐热疲劳热作横具钢-HHD钢(High Cr Hot-work Die Steel)及其制备新技术,其抗高温氧化、抗热疲劳、抗磨损性能分别比国际著名的瑞典DIEVAR热作模具钢提高了8.4倍,54%和68%。 (2)首次提出纳米板条马氏体与纳米碳化物层状构型提高抗热疲劳和抗磨损性能新机制。发明了调控纳米板条马氏体与纳米碳化物层状构型的强韧化热处理新技术。HHD钢制造的模具寿命比进口模具钢同类模具寿命提高了50%以上。 (3)首次提出强化相原位生成形状和微纳尺度调控新机制。发明了新型原位微纳米TiCp局部增强铸造HHD钢制备新技术,制造的解放汽车轴头热挤压模具郑命比口本进口的DH3IS热作模具钢制造的同类模具寿命提高了5倍以上。 胡壮麒院士为主任的鉴定委员会意见:“总体技术达到国际先进水平,其中新型铸造热锻模具钢和新的强韧化热处理工艺达到国际领先”。 HHD钢制造的铝合金压铸模具和钢的热锻模具寿命均比瑞典DIEVAR、8407、8402和德国GS344M热作模具钢制造的同类模具寿命提高了50%以上,铝合金锻造模具寿命比日本SKD6I模具钢制造的同类模具寿命提高了2.3倍。 获吉林省发明一等奖和自然科学类一等奖各1项。发表SCI收录论文37篇,获授权发明专利10件,制定企业标准和技术文件13件,形成了完整的自主知识产权体系。HHD钢在8省17家企业专利转化与应用,实现了规模化生产,制造的21种铝、铜、镁压铸和铝、钢件锻造、挤压模具寿命分别比进口和国产热作模具钢制造的同类模具寿命提高了0.5-2.3倍和1-4倍。HHD钢的价格为进口模具钢的1/2左右。新增销售额1.59亿元,节省了大量Mo、V等贵重合金资源、能源和减少了污染。中国一汽用HHD钢自开发出重卡、C级轿车铝合金变速器壳体和发动机缸体等大型、复杂、高寿命高端压铸模具,打破了进口热作模具钢对我国高端热作模具材料近二十年的垄断和技术封锁。助推了我国热作模具钢和高端热作模具制造跻身国际前列,发展前景广阔,经济、社会效益显著。
[成果] 1900010462 吉林
R532.04 基础研究 医院 公布年份:2018
成果简介:旋毛虫病与包虫病是我国乃至全球范围内危害最为严重的2个食源性人兽共患寄生虫病病种,我国感染人数分别高达4000余万人及38余万人。作为世界范围内屠宰生猪强制性必检病种的旋毛虫病,我国每年仅用于屠宰生猪的检验费用就高达百余亿元人民币,包虫病的危害更成为我国农牧区的“第一癌症”。然而时至今日,屠宰动物的旋毛虫病检验仍采用传统的、费时耗力的、成本高敏感性低的消化镜检法,包虫的检验也只能采用眼观及镜检,庞大屠宰量及落后检验技术所造成的高漏检率已成为我国人体大量感染的根源。 1.旋毛虫病无盲区免疫学检验与诊断技术瓶颈的突破:免疫学技术无法应用于屠宰动物及人旋毛虫病的检验与诊断一直是一个世界性难题。根源在于目前唯一可大量获得的旋毛虫肌幼虫抗原,无法识别动物与人感染后前35天所产生的抗体,致使动物检验存在一个危险的检验盲区(虫体发育至第17天既具感染力),而人旋毛虫病的前35天也无法作出早期诊断。来自旋毛虫成虫与新生幼虫的抗原虽可解决这一严重的检验与诊断盲区,然而其抗原的无法大量制备又成为另一个难以破解的难题。该项目在国际上率先分离鉴定出了旋毛虫早期检验与诊断抗原基因-NBL SS2-1。基于该基因大量表达抗原所建立的新型ELISA技术,不仅可识别宿主感染第12天后所产生的抗体,更将原有ELISA检验技术的特异性提高至99.82%、敏感性提升30倍至0.1条虫体/克肉,胶体金试纸条的敏感性达到0.5条虫体/克肉,从而从根本上解决了特异敏感的免疫学技术因存在盲区而无法应用于屠宰动物检验以及人旋毛虫病早期诊断的世界性难题。 2.包虫病快速检验与诊断关键新技术新方法的建立:在国际上率先建立和研制出了不同宿主细粒棘球绦虫、多房棘球绦虫以及我国独有种石渠棘球绦虫的适宜于现场应用的DNA-LAMP快速检测技术,特异性高达100%,敏感性较传统PCR方法提高25倍至10pgDNA/样本。基于率先发现的高特异性及高敏感性细粒棘球绦虫抗原基因而建立的重组抗原ELISA诊断技术和间接血球凝集试验IHA,特异性达99.80%,敏感性达99.20%。为国家紧急启动的《防治包虫病计划》尤其为其源头的防控提供了重要的技术支撑与保障。 3.推广应用、经济社会效益:项目成果为社会公益类发明,主要用于肉食品安全与人们身体健康的保障,绝大部分应用为社会公益类应用。相关技术与产品共计30.7697万人份及24.1928万动物头份用于我国人与动物的诊断与检验,直接经济效益112.6624万元。法国自2006年起全境72家生猪屠宰场均采用了该技术用于培宰生猪的旋毛虫检验,截止2016年12月,共屠宰1.532亿头生猪,累计节省检验费用4.596亿欧元(3欧元/每头),如我国推广应用,每年可节省检验费用96.6亿元(费用为传统技术的1/10)。 成果先后获授权欧盟专利1项、美国专利1项、中国专利3项,制定国家及行业标准3项,出版教材及专著6部;获省部级科技发明一等奖1项;发表相关论文312篇,他引3238次,其中SCI论文116篇(IF累计319.265),他引1162次。
[成果] 1800130328 北京
U471.1 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:随着信息技术尤其是人工智能和互联网络的迅速发展,车辆行驶自主化水平和智能程度愈来愈高,车辆的自主控制不仅要实现复杂工况下的多模态地面行驶,而且要完成各种用途的多功能运载目的,因此就必须研究不同道路环境下驾驶认知行为形成机理,开发系列车载支持系统及其辅助驾驶自主控制技术。该项目属于交通运输与安全工程领域,研究团队在国家及行业科技计划的持续支持下,历时十余年的产、学、研、用协同攻关,深入系统地开展了智能化车辆辅助驾驶的理论体系研究和运载装备自主控制技术攻关,取得的主要创新成果如下: (1)对驾驶认知行为形成进行了深入系统的定量解析并揭示出辅助驾驶中以人为本的特征,重点确定了车辆在接近、换道、遭遇行人等险态场景下的人车交互机制,提出了面向技能基、规则基、知识基认知的交叉口实时精确控制方法,从驾驶乐趣和辅助驾驶综合博弈的角度,解决了如何实现车辆行驶本质安全的难题,为车辆智能化可信性需求控制提供了理论依据。 (2)建立了智能网联化车辆的综合感知、合作决策、协调控制的微观运动程式,从基于多传感器数据融合的人车协同控制、多车流态势下人车路耦合的角度,提出了面向高度自主驾驶的智能车辆纵、横向行驶的自主控制方法,为不同层次、不同类型驾驶辅助系统的智能化集成提供了技术基础。 (3)依据辨识不同地面环境条件对辅助驾驶的多态干扰,进行了车辆行驶的辅助支持与绿色驾驶的网联优化,开发出基于组合传感器的不良天气下行车能见度预警系统和基于脑电信号的智能驾驶电动汽车人车交互辅助系统,对车辆安全预警性自主控制技术的发展起到了工程引领作用。 该项目累计获得授权国家发明专利12项、新型实用专利2项,软件著作权14项,北京市新技术新产品证书7项;发表SCI论文40篇,出版中英文专著3部,第一完成人连续4年入选中国高被引学者;建立了新能源车辆及运用创新引智基地,成功开辟出科研合作前沿化、创新人才培养一流化的产学研相结合的国际模式,研究成果产生了显著的社会经济效益和重要的国际影响力,在中央电视台、国庆庆典集会、两次大阅兵等重大社会活动,以及在非辅装恶劣路面和极端危险环境下车辆行驶自主控制中得到成功应用;构建了以人为本的绿色车辆智能化安全发展方向,对解决首都交通可持续发展和保证车辆安全具有十分重要意义。
[成果] 1900010574 吉林
TQ320.66 应用技术 合成材料制造 公布年份:2018
成果简介:在激烈的市场竞争中,汽车制造商不断优化产品结构、提高质量和产能。聚合物搪塑成型因无应力成型特点而较其它成型技术具有显著的质量优势,使汽车内饰板搪塑成型装备的市场需求日益扩大。聚合物搪塑技术是高分子材料特种成型、成套精密机电设备和大型复杂薄壁模具等技术的集成,具有开发投资大、技术难度高的显著特征。自20世纪90年代中期,我国不断花费巨资从国外引进聚合物搪塑成型装备。该项目组通过产学研用合作方式解决了聚合物搪塑成型成套技术及装备的关键科学与技术问题,突破了国外技术壁垒。 (1)发明了聚合物粉料搪塑成型试验方法及装置,开发了聚合物搪塑成型工艺的凝胶化过程仿真软件,建立了高温原位研究方法,揭示了搪塑粉的塑化成型性能与其基体树脂的颗粒形貌和尺寸以及相对分子质量、增塑剂种类及其相对含量的关系,优化设计了搪塑成型工艺窗口:预热后模具温度不能低于220℃、转料时模具温度不能低于195℃、塑化时模具温度控制在215-250℃之间且塑化时间不能少于72s、脱模取件时表皮温度不能高于80℃。 (2)发明了在镍质模具制造工艺中,由硅橡胶母模翻制树脂基电铸芯模过程中内植分布式温度和应变光纤传感装置,通过聚合物界面润湿/去润湿按需调控,开发了具有精细花纹和高质量复制效果的大型电铸芯模制造技术,解决了树脂基电铸芯模的固化变形问题,确保了模具表面的精细图案符合工艺美学设计质量;在后续的电铸过程中,实时在线监测树脂基电铸芯模的温度场和应力-应变场,进而数值分析电铸质量,准确调控工艺参数,确保在其表面形成的镍质金属层厚度偏差控制在3.5±0.5mm、表面图案仿真度大于92%、搪塑表皮厚度达到1.2±0.2mm的高标准。 (3)发明了在全自动化生产线上适用的双色转料机构、搪塑模具仿形加热机构,使模具能高质量地成型双色表皮,同时使复杂形状的大型薄壁镍质模具在转料工序具有210±5℃的温度分布,保证整幅搪塑表皮温度控制在1.2±0.2mm;发明了含有搪塑粉料在线加热结构的粉料箱,解决了搪塑表皮夹层气泡及粉料流动性差的问题。 (4)发明了聚氯乙烯(PVC)搪塑成型工艺用环保高效液态复合热稳定剂及制备方法、PVC搪塑专用料及制品中无机粒子均匀分散的工艺方法,开发了各项性能指标都优于国家标准的PVC搪塑粉材料,由其制备的搪塑表皮玻璃化转变温度-46℃、拉伸强度11±1MPa、雾度(冷凝值法)1.1mg。 该项目制造了完全拥有自主知识产权的5套汽车内饰板搪塑成型装备和4件镍质搪塑模具,其生产效率、模具寿命、共线模具数量等性能指标优于国际进口装备,性价比优势突出,基本实现了搪塑成型装备的进口替代。自2010年1月整体技术获得应用以来,新增销售额10.3570亿元,新增利润14,429万元。近三年,新增销售额3.02039亿元,新增利润6,852.6万元。 该项目授权发明专利15件,发表论文59篇,获吉林省科技奖一等奖3项。
[成果] 1900010461 吉林
S233.73 应用技术 农业服务业 公布年份:2018
成果简介:玉米是我国三大粮食作物之一,种植面积超5亿亩。传统耕作频繁耕翻、秸秆焚烧、地表裸露、土壤退化加剧、黑土区有机质含量已由5%降至2%,严重威胁我国粮食安全和生态环境。推行以秸秆还田和少免耕为核心的机械化作业,可有效保护土壤。但北方玉米主产区土壤板结、低温易旱、秸秆粗壮量大不易腐烂,致使现有装备与技术难以适用,制约了秸秆还田和少免耕技术的推广。该项目课题组历经15年攻关,针对高效少免耕播种、深松整地和收获同步还田作业装备研制中存在的技术瓶颈与难点,取得了多项原创性突破: 1.发明少免耕高效破茬防堵和高精度播种技术,研制了行间耕播机和免耕播种机,率先突破了秸秆全量覆盖条件下少免耕播种残茬缠绕堵塞和播种精度低的技术瓶颈。首创变曲率组合式破茬防堵技术,攻克了秸秆残茬缠绕堵塞和土壤扰动大的技术难题;首创耕播联合动态仿形与多功能弹性镇压技术,攻克了整机仿形效果差的难题;发明高速精播及漏播监测定位技术,解决了高速播种精度低的难题。整机高速播种漏播率≤2%,伤种率≤0.2%,作业效率提高20%以上,能耗降低10%以上,主要性能指标优于国际知名品牌同类机具。 2.发明仿生高效减阻深松技术,研制了深松整地联合机,攻克了深松整地土壤扰动大、能耗高、触土部件磨损快的技术难题。发明减阻耐磨仿生表面结构和仿生起垄铲铲壁结构等,解决了深松阻力大、磨损严重的难题;发明空间曲面深松铲,提高了松土系数,减少了表土扰动量。与国外同类机具相比,整机作业阻力降低7%以上,能耗降低10%以上,土壤含水率提高13%以上。 3.发明低啃伤摘穗收获同步高效低功耗秸秆还田技术和留高茬式玉米收获机,攻克了籽粒损失高、秸秆还田功耗大的技术难题。发明非侧边分禾器、空间交错排列摘穂辊和果穗抛扔辊,解决了残茬缠绕,果穗损失高的难题:发明V-L形刀片及仿生锯片,解决了还田作业功耗高、振动大和效率低的难题,与国外同类机具相比,果穂损失率降低13.3%,秸秆切割功耗降低28%。 4.发明东北垄作蓄水保墒三年轮耕机械化耕作法。以三年为一个周期,秸秆全量还田、留(高)茬还田、免耕播种、耕播联合和深松作业轮换交替,有效解决了不同技术模式间优势互补及农业生产的不同需求,实现了农机与农艺紧密融合,使土壤有机质年均提升0.02%,降水利用效率提高15%以上,降低风蚀13.3%、水蚀17.9%,土壤容量降低0.09-0.103g/cm3、孔隙度增加8.37%-13.1%。 研发的4种装备通过国家农机具质量检测中心检测和国家及省科技成果鉴定,关键技术达“国际领先水平”,整机性能达“国际先进水平”,并进入国家及省推广目录,经国内3家知名企业转化生产,形成系列产品,近三年累计销售12289台,新增销售额13.37亿元,新增利润2.58亿元,北方五省区推广面积达6894.3万亩,增收节支89.35亿元。授权国家发明专利61件,发表SCI/EI论文90篇,制定国家或行业标准7项,获教育部科技进步一等奖(2017)、吉林省技术发明一等奖(2015)和科技进步一等奖(2011)各1项。
[成果] 1800290171 北京
TP212.9 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:随着环保及气体测量技术的发展,很多领域对气体测量仪器的要求越来越高,特别是在痕量气体检测方面,需要更高的测量精度。因此,如何对空间环境中多种成分气体进行在线传感监测越来越成为气象环境、工业控制领域需要亟待解决的问题。 可调谐二极管激光器吸收光谱技术(TDLAS)的气体传感器,是结合光电子学、光谱学,以及微弱信号处理等高新技术的气体传感器系统。该设备与传统的气体传感器装置(电化学法、气相色谱法、吸附法)相比具有更高的灵敏度、更精确的测量数据、更快的响应速度,以及在线实时测量等特点,已经在一些行业展示了巨大的应用潜力。 研究内容: 通过研究高性能红外有源光传感材料与器件,构建基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)的同时探测多种气体的检测系统,实现其在环境监测、工业安全等领域的示范应用。该项目以InP基和GaSb基应变量子阱材料和超晶格材料的生长机理和可控制备,II类超晶格锑化物探测材料的新结构探索,InP体系和GaSb体系量子阱激光器的载流子动力学以及高电光转换效率有源区设计为研究重点。通过研究可调谐光源的单片集成技术、模式耦合、级联结构材料的能带工程设计、以及波长调谐关键技术难点,研制出高性能近红外与中远红外半导体激光光源、中远红外光探测器以及相应的多气体检测系统。主要研究内容如下: (1)近红外波段室温连续激光器: 研究激光器有源区大应变量子阱材料的设计与生长技术;研究可调谐激光器增益区材料和光栅区材料的高效率集成技术,实现光在增益区与无源光栅区间的高效耦合。研究高品质因子回音壁模式微腔与法布里珀罗谐振腔的模式耦合,利用游标效应设计高效耦合微腔结构,实现低能耗单模半导体耦合微腔激光器。 (2)中红外波段室温连续激光器: 针对实现高性能2微米和2.8微米半导体激光器波段所面临的关键科学和技术问题,研究低维量子结构异质界面应力调控、缺陷抑制及元素分凝控制,研究相关功能材料能带工程设计、载流子注入调控和输运过程以及光场分布,提高电光转换效率;实现低功耗、单模分布反馈半导体激光器。 (3)中远红外量子级联室温连续激光器: 研究量子级联异质结构材料体系相关的层厚、界面、应力、组份均匀性、调制掺杂的精确控制,实现QCL材料的可控制备。研究电场、热场、应力场、光场分布及其关联,实现量子级联激光材料的场致调控。研究不同形式的分布反馈光栅(DFB)和外场对QCL的模式(纵模/横模)调控原理。 (4)中远红外波段探测器: 研究锑化物中远红外探测器的新型势垒/浅台面设计对改善噪声特性的作用;应用表面活性剂提高外延材料的表面界面质量,降低探测器暗电流;发展低损伤刻蚀、低漏电侧壁钝化工艺;探索有效的表面微纳陷光结构,提高光电耦合和光电转换效率;制备高效率低噪声的中远红外探测器。 (5)多种气体监测系统: 研究基于TDLAS技术的可调谐半导体激光器波长扫描测量控制算法;研究不同波段的半导体激光器波长精确控制技术;研究气体吸收线型修正补偿技术、多通道激光器调制噪声干扰抑制技术、微弱信号检测识别技术;研究多种气体测量典型应用技术。
[成果] 1900010293 四川
S379 基础研究 农业科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:所属科学技术领域:轻工——粮油产品储藏与加工。 1998年以来,中国大型粮库规模储粮通过“四合一”储粮技术推广取得显著突破。而农村储粮基础弱、限制多、差异大,每年造成经济损失400-500亿元。该项目展开了农村储粮先进技术和装备的研创,集成创新了适合于小农户、村镇集体、新型合作组织以及粮食经纪人的农村储粮技术体系。 主要科技内容: 集成创新了农村储粮先进技术体系:通过全国性系统调查、农村储粮建模和成套先进技术开发,为国家部门科学论证农村储粮的地位、作用以及制定和实施2项国家建设规划提供了支撑;开发了适合中国不同储粮生态区域的8套储粮工艺模式,首次集成创新了适合中国农村特点的农村储粮技术体系;支撑国家投资83.4亿元开展了大规模技术推广。 构建了农村储粮保质减损技术基础:研究了农村储粮条件下的粮堆湿热转移、品质陈化和虫霉鼠发生规律,实施了生态调控、物理防护、信息保障的系统安全储粮策略;筛选出了储粮品质致劣特征标识物并建立了预测模型;系统建立了7组农村储粮基础数学模型及工具化图表,部分纳入国家行业标准。 研创了成套农村储粮适用装备:以储粮生态理论为指导,在结构试验优化、测控方法创新、关键指标改进的基础上,开发了11种农村储粮标准化仓型,3项适合规模农户及合作组织的粮食干燥先进装备。 开发了农村储粮信息化产品与系统:研究了多种农村储粮配套质量检测技术和产品;建立了国家、省区、基层的三级农村储粮信息服务体系,实现对中国26个省市区的全覆盖咨询和技术服务。 技术经济指标: 农村储粮损失率由8-10%降至1%左右,储粮真菌毒素和虫鼠防治指标符合国家粮食卫生标准;适合规模农户及合作组织的干燥与仓储技术指标优于国内外同类产品,循环干燥全域水分测控精度±0.5%以内,连续干燥全程水分测控稳定度90%以上,储粮机械通风节能50%以上。 主要研究成果: 省部级奖励9项,其中一等奖3项;知识产权65项,其中发明专利24项,国际专利3项;论文118篇,其中SCI检索20篇,EI检索33篇;专著4部;培养技术骨干1万多人;标准7项;援外技术培训12期21个国家284名学员。 科技进步的作用: 被称为“是千百年农村储粮方式的一次革命”;降低了粮食产后损失水平,夯实了粮食及食品安全卫生基础,使中国农村储粮技术达到国际先进水平。 成果推广及效益: 推广农村储粮设施955.93万套,年可减少粮食损失97.6万吨,累计增收356.59亿元,近3年为147.69亿元,相当于增加266万亩无形良田。
[成果] 1800290164 北京
P627 应用技术 地质勘查技术服务 公布年份:2018
成果简介:开展全球地质矿产和资源环境调查与研究,是服务国家矿产资源勘查开发“走出去”战略的一项重要基础性工作,对维护国家利益和保障资源安全具有重要意义。2009-2014年,中国地质调查局国土资源航空物探遥感中心联合全国相关遥感专业单位共120余名科技人员,承担了“全球地质矿产与资源环境卫星遥感‘一张图’工程”等多个境外矿产资源遥感调查与研究项目,项目累计投入4 272万元,取得了一系列基础性和创新性调查研究成果,解决了“走出去”战略中“去哪里”“干什么”“如何干”和“安全性”等难点问题,发挥了重要先导作用。 利用不同分辨率卫星遥感数据,实现了全球14 900万平方公里1:500万、39个重要资源型国家1 300万平方公里1:100万及其重要成矿区1:25万~1:5万遥感数据和解译成果全覆盖。编制了全球地质矿产与资源环境解译图件63幅,生态环境解译图件10幅,卫星重力解释图4幅;资源型国家1:100万遥感解译图135幅,矿化蚀变信息图11幅;重要成矿区1:25万遥感解译图35幅,矿化蚀变信息图8幅,1:5万遥感解译图31幅,矿化蚀变信息图33幅。提取了全球8 597个大型-超大型矿床遥感影像特征,圈定了成矿影像单元47个,找矿战略选区73处。为全球地学和环境热点问题研究、国家资源能源“走出去”战略实施提供了基础性资料。 研发了卫星遥感数据境外无控制点纠正、无先验知识矿化蚀变信息提取和区域生态环境因子自动提取等创新性技术与方法。提出了东欧地台有活动迹象、全球前寒武纪地层与金铜铁等矿床关系、全球沉积型铜矿床主要形成于石炭纪和二叠纪,全球碳酸盐岩分布规律等新认识。建立了沉积型铜矿床等9类典型矿床全球遥感地质找矿模型和“全球巨型成矿带重要矿产资源与能源遥感专题产品生产系统”服务系统。 取得自主知识产权2项,软件著作权4项,发表论文34篇,出版专著1部,培养(博硕)研究生10名,学术培训近百家单位400余人,形成了境外遥感地质调查与研究工作团队。入选国家相关人才计划4人次。
[成果] 1800290198 广东
TM914.4 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2018
成果简介:基于有机/聚合物的太阳电池作为一种新型薄膜光伏电池技术,具有全固态、光伏材料性质可调范围宽、可实现半透明、可制成柔性电池器件以及大面积低成本制备等突出优点。项目主要围绕有机光伏领域中面临的关键科学问题,从材料、器件、工艺等方面开展系统、深入的研究;在新型有机/聚合物太阳电池材料体系、有机光伏物理机制、高效率器件等基础层面实现原始创新;在此基础上实现技术集成,研究制备低成本、高性能的有机/聚合物太阳电池,目标实现能量转换效率12%~15%的溶液加工型有机/聚合物太阳电池,为相关产业的可持续发展奠定坚实的技术基础。 项目所取得的阶段性进展如下: (1)在深入研究高效聚合物太阳电池材料的分子结构与光电转化效率之间相互关系的同时,发展了一系列新型结构的共轭聚合物以及材料结构性能的调控方法。 (2)非富勒烯受体具有吸收光谱可调、吸收系数高、化学结构与能级易剪裁、较好的光稳定性和热稳定性、良好的柔性以及机械稳定性等优点。 (3)针对新设计的非富勒烯受体,全面优化宽带隙聚合物给体结构设计,实现了聚合物给体与非富勒烯受体多种特性的高度匹配,在器件中实现了光伏效率突破,经中国计量科学研究院的验证为13.1%的能量转换效率,是文献公开报道单节验证最高效率。 (4)提出有机小分子太阳电池给体材料设计的新思路,包括巧妙的通过将苯并双噻吩单元烷基链与芳香环间通过硫原子相连,以及通过引入具有较强拉电子能力的双腈基绕丹宁单元以增强分子内的电荷转移,实现了提高载流子迁移率以及分子的太阳光吸收,获得10.1%的光电转换效率的有机小分子太阳电池给体材料,这是当时国际上公开报道小分子太阳电池光电转换效率超过10%的有机小分子给体材料。 (5)全聚合物太阳电池具有更好的相稳定性、器件稳定性以及力学性能等优势。 (6)关于有机光伏器件的水醇溶共轭聚合物界面材料及调控方法的研究一直处于世界的领先水平。 (7)基于萘并噻二唑、二氟代苯并噻二唑单元构筑面向大面积印刷工艺的光伏材料,基于高迁移率给体材料的活性层厚度300纳米时,器件能量转换效率超过10%;厚度超过1微米时,器件效率仍然超过8%。 (8)通过自组装和新型界面修饰材料的设计优化,获得了系列世界纪录的高效稳定的有机无机杂化太阳能电池,基于三聚茚为内核、二苯胺为端基的新型空穴传输层材料的钙钛矿太阳电池,效率高达18.6%,是当时基于免掺杂有机空穴传输层p-i-n型钙钛矿太阳电池中报道的最高效率。
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