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[成果] 1800140138 湖北
TG335.12 应用技术 钢压延加工 公布年份:2018
成果简介:轴承是国家工业强基工程重点部署的核心基础零部件典型代表,高档数控机床、航空航天、先进轨道交通、节能与新能源汽车等国家重点发展领域亟需摆脱高性能轴承制约。轴承环件作为轴承的本体,对轴承性能和成本有着决定性的影响,然而其传统的锻造切削制造消耗大、效率低、性能差,严重制约了中国发展高性能轴承。轴承环件冷轧技术通过室温连续局部冷轧变形,实现轴承环件结构精密成形,不仅减少消耗、提高效率,而且改善性能、提升寿命。面对中国轴承产业结构升级和市场竞争加剧,轴承环件冷轧技术需求度和生产活跃度持续扩大,但是一直缺乏统一有效的技术规范指导生产实践,迫切需要制定相关技术标准以满足市场需求、规范市场行为、指导生产应用。 该标准于2013年12月31日发布,2014年7月1日起实施。标准从冷轧轴承环件设计、制造和检验等环节规定了冷轧轴承环件相关术语和定义、符号、坯料、轧比、尺寸控制方式;机械加工余量与公差、表面质量要求,适用于外径Φ10mm~Φ500mm的冷轧轴承环件。在该标准发布实施之前,国家或行业标准中没有关于冷轧轴承环件的技术规范,该标准的制定从行业层面统一了轴承环冷轧技术规范,消除了企业技术规范差异对技术推广应用的不利影响。该标准首次制定了轴承环件粗轧和精轧技术规范,明确了两者技术区别,为企业合理选用轴承环件冷轧技术提供了有效指引。该标准基于国际轴承企业技术要求和中国轴承企业生产实践提出,技术水平达到国际先进水平,并且能够很好地适应于中国国情。 通过对该标准的应用,较好的规范了企业对轴承环件冷轧技术的应用,对于保障和提高冷轧轴承环件质量意义重大,并且降低了冷轧轴承环件生产盲目性,减少了原材料和加工工时浪费,提高了产品竞争力,应用效果受到国内轴承及轴承零件制造企业的广泛关注,有利于引导广大企业生产、销售、采购、使用冷轧轴承环件,有力地促进了轴承环件冷轧技术推广应用。
[成果] 1800140084 湖北
TG386.4 应用技术 金属铸、锻加工 公布年份:2018
成果简介:中厚板是指板厚2mm以上的金属板料,其冲压技术是汽车、飞机、舰船等工业领域广泛应用的制造技术,而普通冲压成形固有的塌角、毛刺和撕裂裂纹等缺陷,严重损害了零件的几何精度和机械性能,仅适用于生产毛坯。为了促进传统冲压成形从毛坯生产转型升级为零件精密制造,该项目产学研结合,经十余年研究开发,取得如下主要技术发明: 1、发明了中厚板复杂结构件二维精冲与三维冷锻同步复合精冲工艺方法,将其冲压从毛坯生产提升到高精度制造,实现了中厚板复杂结构件精密净成形。经第三方检测,复合精冲成形的中厚板结构件几何精度IT5级,与精密切削相当,达到了国际塑性成形最高精度。 2、发明了高刚度高精度精冲机设计制造与控制的系列技术,攻克了高刚度精冲机结构拓扑设计优化、高精度抗偏载复合运动导向、高频次重载精冲电液驱动与伺服控制等关键难题,研制出KHF200~1200系列高端数控伺服精冲机。精冲机主冲压、压边与反顶的力和运动参数在线无级调控,额定负荷下设备弹性变形≤1/15000,精冲频率42~75次/分钟。经第三方检测,主要性能指标与国际领先的Feintool精冲机相当,打破了国外垄断,近三年国内市场占有率60%。 3、发明了中厚板金属卷料自动校平送进、复合精冲工艺模具、复合精冲过程在线检测与伺服控制等关键单元技术,研发了高强度高精度中厚板结构件复合精冲成套技术,设计建成了69条复合精冲自动化生产线,实现了汽车、装甲车、高铁、航空发动机、核电装备等关键结构件复合精冲批量生产。 产品在中国一汽、上汽、东风、中国中车、中国核电,德国大众、舍弗勒,美国博格华纳,加拿大麦格纳,英国罗罗公司等多家世界五百强企业得到了广泛应用。 该项目获授权发明专利20项、实用新型7项和软件著作权2项,制定国家标准2项,出版著作1本,发表SCI/EI收录等论文30余篇。近三年实现利税2.9亿元,取得了显著经济社会效益,实现了高端精冲装备自主创新和高强度高精度中厚板复杂结构件成形技术升级,有力促进了中国基础工艺与基础装备创新发展。
[成果] 1900010826 北京
TN304.21 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:氧化锌(ZnO)是重要的第三代半导体,一维ZnO形貌丰富、物理性能优异、界面特性独特,在微纳新原理光电和电子学器件中有具有重要的科学研究价值。但制约一维ZnO发展的关键技术瓶颈是如何实现其界面结构与功能的有效调控,而掌握其界面的诱导生长机制、载流子调控规律是推动其发展与应用的核心科学问题。该项目提出了界面诱导控制一维ZnO新结构生长的新思想,建立了界面结构设计调控载流子分离、复合与发射的新机制,发展了构筑一维ZnO新型高性能光电与电子器件的新方法,实现了ZnO电子器件在国防武器装备应用的突破,相关研究推动了第三代半导体材料的发展。主要科学发现为: 1.提出了控制极性界面能量诱导生长纳米结构的学术思想,发展了低温、无催化制备晶体质量优异纳米结构的普适性方法,发现了ZnO纳米四针等新结构,建立了孪晶和位错诱导生长新结构的界面控制生长机制,结束了半个多世纪的四针结构生长机理争论。研制出纳尺度谐振腔四针结构吸波体,通过其特殊界面极化和多重散射效应实现了2-18GHZ电磁波的宽频强吸收,应用于火箭军装备预研。被劳伦斯伯克利国家实验室主任Alivisatos院士等百余个小组在包括Nature Mater.等期刊引用,伦敦纳米技术中心主任Warburton教授等认为该结构“抑制电荷聚集,提高电子提取效率”,“是重要吸波材料”。 2.建立了通过控制pn结和肖特基结界面结构构筑新原理光电器件的新策略,开辟了通过外应变提升光电器件性能的新途径。构筑了界面缺陷密度低的ZnO纳米线阵列pn结发光二极管,解决了界面缺陷制约激子复合的问题,首次实现了稳定髙亮度蓝光发射,论文为ESI前0.1%高引文章,美国标准研究院Nikoobakht教授评价该结构“实现了界面激子离效辐射复合”。首次构筑了一维ZnO基自驱动紫外光探测器,通过应变提升界面势垒高度、加速光生载流子分离,显著提高了器件的光响应度,Nature Rev. Mater综述文章多次引用该成果,并认为足“提升光电器件性能的有效手段”。 3.提出了界面与能带结构设计调控电子发射性能的新思路,建立了通过尺寸和形态控制及元素掺杂提高发射电流强度的新途径,制备了直径2英寸的ZnO阵列场发射冷阴极,揭示了脉冲电场下场致等离子体强流发射机制,首次实现了一维ZnO强流发射,“电流密度达132.4A/cm2,创造了最高发射电流纪录”,解决了传统阴极发射电流低和寿命短等难题。 发表SCI论文165篇,应邀在Adv. Mater.等期刊上撰写综述6篇。8篇代表性论文他引1198次,SCI他引946次。单篇论文最高SCI他引288次,10篇论文为ESI高被引论文,成果被2部英文专著收录。应邀出版中英文专著各1部、撰写英文专著2章,授权专利39项,获全国优博2篇。获教育部和北京市科技一等奖各1项。完成人任国际会议主席16次,作大会特邀报告40余次。
[成果] 1800280017 重庆
S339 基础研究 农业科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该研究内容属于能源资源领域。该项目面向国家新能源开发的重大战略需求,基于中国是世界芒属植物(俗称芒草)资源分布中心的优势,紧跟国际研究前沿,围绕研发纤维类能源草-芒草新品种的思路,从生物、化学及物理的层面,系统地开展芒草遗传育种相关的应用基础理论及技术研究,提供中国芒草资源种内和种间的基本遗传学信息、能用品质数据、品种繁育新技术等,最终培育针对不同能源用途的专用型芒草新品种。研究内容、科学发现点及科学价值等如下: (1)率先将DNA分子标记技术引入中国的芒草研究,并开创了中国芒草资源的遗传多样性研究:建立并优化了芒属植物的多种分子标记分析体系;首次开发了五节芒的专用SSR分子标记,并且这些标记在其他芒属植物中有良好的通用性;首次运用分子标记揭示五节芒的群体不论是在克隆个体间还是群体之间都存在较为丰富的变异。该研究可为芒草的遗传多样性研究、分子标记辅助育种提供理论及技术支撑。 (2)创新性地开展了中国芒草的胚性愈伤再生体系研究,并重点开展中国特有芒属植物南荻的研究:首次建立了芒、五节芒、荻、南荻、奇岗的以未成熟幼穗为外植体的胚性愈伤再生体系;首次发现南荻不同基因型材料间的胚性愈伤再生体系存在差异;首次建立了以成熟种子为外植体的南荻组培体系,解决了外植体取材受季节限制的问题,可全年获得胚性愈伤。该研究可为芒草品种的快速扩繁生产及基因改良、分子育种研究提供技术支持。 (3)创新性地开展了中国芒草的化学成分分析研究:首次揭示了芒草品种资源间的黄酮含量存在极显著差异;首次鉴定出芒草挥发油中的28种挥发性成分;揭示了不同品系芒草的主要组分(纤维素、半纤维素、木质素)含量具有显著性差异,并且热解活化能也具有明显的差异。该研究可为育种亲本选择提供基础数据和科学依据。 该系列成果,先后受到5项基金资助,包括3项国家自然科学基金,1项863课题、1项省级重点自然科学基金。代表性文章中,1篇发表在生物质能源的权威杂志《Biomass and Bioenergy》上,1篇发表在植物组织培养的权威杂志《InVitroCellularand Developmental Biology-Plant》上。研究论文他引共79次,单篇文章他引最高为23次。
[成果] 1900010433 北京
TK91 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:该项目属交叉学科氢能利用方向。日本政府2015年启动“氢能社会”建设,我国已把“氢能与燃料电池”列入《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》重点创新任务。氢能动力源(燃料电池和氢内燃机)通过2H2+O2→2H2O,可提供满足各领域的电能和动力,但发展仍处起步阶段,急需理论建设。在近20项国家基础研究类项目支持下,以关联耐久性、可靠性和安全性的氢气异常行为为系列主题,经18年半攻关,形成了氢能动力源与其他学科交叉的多项理论成果。主要科学发现如下: (1)建立了燃料电池疲劳寿命理论。针对质子膜燃料电池寿命终结与氢气在膜中渗透率异常升高同步现象,阐明工况电流致氢渗透异常行为机制,发现工况俎合对燃料电池老化作用呈疲劳累积损伤规律,提出了燃料电池性能衰减率测算方法、极限寿命公式、寿命周期曲线模型等。把疲劳理论体系从“力”拓展到了“电”。 (2)建立了燃料电池流体力学计算基础和可靠性研究基础。针对质子膜燃料电池最常见的氢气侧水淹故障总是伴随着压降异常升高现象,阐明流道内压降异常行为的形成规律,揭示出流场水状况与燃料电池压降关系、压降与电流关系规律,提出了氢气压降、空气压降与发电电流的量化关系模型,修正了能量方程。 (3)发展了氢安全机理和内燃机燃氢理论。针对燃氢内燃机严重的回火问题是氢气失控自燃行为所致,建立了氢着火-熄火边界定量模型,研究出S曲线上氢的熄火点和着火点通解,建立了着火延迟期模型、“氢燃料+”层流燃烧模型和湍流燃烧模型,揭示了氢混合燃料在内燃机中的协同作用机理。 8篇代表性论文,2篇为ESI高被引论文且1篇为Hot Paper,被SCI他引473次,在Scopus中他引688次。引文来自156种出版物、45个国家/地区,涉及32个研究方向。 该项目理论得到了广泛认同。完成人应邀发表6篇Review论文(三发现点各2篇,影响因子皆≥6.395),在国际会议做主旨报告和分场主席30余次,应国外邀请为英文手册等4部专著分别页献了整章内容,含该项目理论的高教规划教材获评北京精品教材。一些同行称发现点1极附寿命公式为裴普成公式(Pei's formula),衣宝廉院士提出在此理论基础上制订国家测试标准,首尔大学Kim教授在3篇论文中认为基于发现点1的寿命测评法是“reliable method”和“time-saving”;发现点2已成为燃料电池流场设计和仿真软件的基本模型被广泛应用,联合国UNDP高级顾问美国宾州大学王朝阳教授、瑞典皇家技术学院Miller院士等在著作中详细介绍了发现点2;发现点3代表作单篇最高被Scopus他引181次,居全球HCNG engine领域1560篇论文之首。 理论研究相继获北京市科学技术奖(基础研究类)一等奖2项(2010年度和2011年度)。相关研究论文,4篇先后被国际能源领域有Nobel奖之誉的Eni奖科学秘书处提名,1篇获国际Elsevier高被引综述论文奖,1篇发表于Nature子刊Scientific Reports。 应用理论成果,提出了燃料电池寿命快速测评法,把一般需数年的测试时间缩为1-2个月;提出了燃料电池故障规避法,实现了燃料电池无人值守;开发了燃氢内燃机电控软件,使HCNG公交车达到了商业应用要求。这些理论产生了2项国家测试标准和27件国内外发明专利。
[成果] 1900010208 江苏
TG356.45 应用技术 金属丝绳及其制品的制造 公布年份:2018
成果简介:随着中国桥梁建设、高速铁路等基础产业发展,对所需金属线材制品提出了新的功能和更高的技术需求,如国际上缺乏有效的缆索体内索力动态实时监测技术,超大跨径、跨海桥梁建设急需更高强度(1860MPa)、更长寿命(60年)缆索技术的支撑,国际上通用的高速铁路接触网用钢丝绳无法达到中国十年的设计寿命。同时,汽车、智能制造、物料输送等产业领域也对金属线材制品提出了更高强度、疲劳以及耐腐蚀等性能要求。项目依托产学研合作,在国家和省科技项目的支持下,经过十多年的积累,系统地从理论研究、技术攻关、产品开发、装备研制以及产业化建设等方面进行了集成创新,取得了诸多开创性成果: 率先开展了珠光体钢丝强韧化机理及微纳组织定量表征新技术研究,阐明了大变形过程中铁素体片层纳米化、形成细小弥散强化相与碳过饱和固溶体等的组织演化规律,解决了钢丝强度提高但塑韧性下降这一传统技术难题,形成了超高强度钢丝的核心理论体系,并开发出抗拉强度达到4600MPa、直径达0.04mm的镀锌钢丝。 首次系统地开展了金属线材制品全流程关键共性技术研究,发明了一系列核心技术,成功开发出以桥梁用智能型缆索、高速铁路用钢丝绳、1860MPa锌铝合金镀层钢丝斜拉索为代表的具有自主知识产权的八个系列高性能特种金属线材制品,产品国际首创或技术水平达到国际领先。 开发了系列核心制造装备,构筑了具有自主知识产权的金属线材制品全流程制造系统,建立了完善的产品、质量及工艺等相关标准体系,实现了项目产品的大规模稳定化生产,形成了高性能特种金属线材制品25万吨/年的生产能力。 授权发明专利16件,实用新型专利21件,“智能缆索”PCT专利获美国、韩国、俄罗斯等国授权;主持制修/订国家标准4项、行业标准2项、企业标准8项;发表论文21篇(SCI论文11篇);获得中国专利优秀奖3项、中国工业大奖1项;项目整体技术达到国际领先水平。 项目实施以来,累计销售收入超过150亿元,实现利税23亿元。近3年内累计新增销售68.8亿元,新增利税11.3亿元。项目产品国际市场占有率逐年提升,桥梁用智能型缆索是全球唯一产品,桥梁缆索和输送带用钢丝绳国际市场占有率达60%,高速铁路用钢丝绳是中国高铁建设的唯一选择。 项目的实施为中国高速铁路、桥梁建设达到国际先进水平作出了巨大贡献,也极大地推动了汽车、智能制造、物料输送等产业的发展,带动了中国钢铁产业技术进步,特别是线材性能达到国际先进水平,同时提升了中国金属线材制品的国际影响力,实现了中国从金属线材制品制造大国到强国的转变。
[成果] 1800290090 湖北
TP212.9 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:项目根据LNG水上加气站风险识别和评估的结果,结合LNG本身的理化性质、作业方式和可能导致的事故类型,选用合适本质安全传感器,研制可实现对于主要风险要素进行监控的硬件平台,同时采用无线通信方式,实现生产管理相关部门对水上LNG加气站进行实时安全监控。该监控系统分为五大部分,有:温度光纤监控系统、TDLAS甲烷泄漏传感器、船舶入侵AIS监控电子围栏系统、船舶入侵图像监控系统、LNG工作无关人员入侵图像监控系统,各个系统将监控的关键数据传输到监控总平台,根据各自的监控原理和数学模型对监控的内容进行分析处理,得到预警或报警,并将数据传输到总平台,总平台根据各监控系统传输来的数据,进行汇总,并且根据声光的形式报警,并将各系统的监控数据利用TCP/IP传输到海事监控系统,海事监控系统根据相关数据进行处理。技术路线如图所示。①利用光纤温度传感器对环境进行监控,具有安全可靠,多点布控,全范围立体监控;②TDLAS甲烷传感器对于LNG泄露本质安全监控,避免化学和半导体传感器的气体中毒而时效,减少大量的校准工作,提高了传感器的可靠性;③利用视频和AIS技术对船舶入侵进行监控,建立虚拟电子围栏,保证不同能见度气候条件下,危险区域的监控。
[成果] 1900010206 湖北
U492.8 应用技术 道路运输辅助活动 公布年份:2018
成果简介:成果属于交通运输工程、车辆工程、信息工程的多学科交叉领域。 中国重点营运车辆(长途客车、旅游客车、危化品车、中重型货车等)引发的道路交通事故触目惊心,作为重特大交通事故的主要车辆类型,每年导致的交通事故超过4万起,造成约2万人死亡,对人民生命财产造成严重威胁。长期以来,由于缺乏有效的监管手段,重点营运车辆存在“识不准”、“控不住”、“管不着”的难题。困扰这些难题的技术瓶颈是缺乏营运车辆驾驶行为在线识别方法,无法事先预测其潜在风险,缺乏统一的监管平台和装备。这些技术难题在项目实施之前长期无实质性突破。该团队从2006年起,在国家“863计划”等项目支持下,率先开展了营运车辆“驾驶行为智能辨识、行车风险动态预测、车载终端装置、联网联控平台”的成套技术研发及应用,取得了如下创新成果: 针对营运车辆危险行为在线辨识的难题,通过两万多公里的实车及模拟实验,揭示了疲劳驾驶、分心驾驶等危险行为与车辆运动状态之间的关联关系,提取了关键阈值,研发了在线检测驾驶疲劳的驾驶人“生理节律-操作频次”识别方法,技术具有普适性,已推广应用于车辆安全监测预警系统中。 针对营运车辆行车风险动态预测的难题,创新性地提出了“识别驾驶意图-感知动态环境-综合在线预测”的风险识别方法,实现对车辆运动轨迹的短时预测,提升了行车风险动态识别技术,可更早、更准确地预测行车风险。 针对车载终端标准不统一、集成度不高的难题,自主研发了智能车载网络,采用嵌入式方法,实现了驾驶行为识别算法与车载网络的无缝对接,发明了智能车载网络技术和一体化仪表显示技术,形成了高度集成的一体化智能终端产品。 针对营运车辆集中统一在线监管的难题,突破了海量数据交换、存储及清洗、大数据挖掘等技术,提出了海量营运车辆行为监控数据实时处理和危险驾驶行为识别方法,构建了联网联控企业级和国家级信息服务平台。 成果获得国家授权发明专利23项、软件著作权26项,制定行业标准5项,发表SCI/EI收录论文81篇,获省部级一等奖3项;成果受到美国、西班牙等国交通安全学者的引用和评价;经中国公路学会与湖北省科技厅鉴定,达到国际先进水平。成果通过了国家汽车质量监督检验中心、国家轿车质量监督检验中心、航天软件测评中心等国家机构认证检验,对全国572万辆“两客一危”、“货运安全代管”车辆的驾驶行为监管与统计分析,实现了危险驾驶行为的在线监测和预警及营运车辆的大规模应用。成果研发的产品为企业新增销售收入5.5亿元,新增利润1.0亿元。成果为全国营运车辆交通事故数下降61%提供了有力的技术支撑,取得巨大的社会效益。
[成果] 1900010112 河北
TN873 应用技术 广播电视设备制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于新一代信息技术的平板显示领域,涉及光电显示用玻璃基板关键技术、核心设备开发及产业化应用。 玻璃基板是TFT-LCD、OLED等光电显示面板的载体,约占面板总成本20%,是电视机、平板电脑、手机等信息终端的关键部件。此前,其技术和市场被美日企业高度封锁和垄断,全部依赖进口。 中国曾是传统CRT显示器消费和制造大国。随着平板显示技术快速发展,该项目敏锐判断CRT显示技术将被淘汰,于2005年率先在国内组建液晶玻璃基板研发团队,毅然承担起国家战略性需求的产业转型重任,历经10余年产学研协同开发,攻克了玻璃基板高均匀、超净面、材料理化性能设计和高品质玻璃液熔制等关键技术难题,形成了如下创新成果: 针对光电显示器对玻璃基板高光学均匀性的要求,建立了气泡吸收与搅拌均化综合效果评价模型,发明了“五仓型”铂金通道设备,开发了智能集成控制系统,在国内率先攻克了玻璃液优质处理技术,制备出光学级玻璃基板; 针对玻璃基板的无损洁净加工难题,开发了双光束散射表面颗粒检查技术,管控颗粒发生源,建立高频渗透切割工艺参数模型,开发“水吸法”研磨技术,解决了玻璃碎屑、颗粒污染难题,实现了超净面品质; 针对显示面板制程工艺及终端应用对玻璃基板性能要求,协调玻璃化学组成、结构和性能关系,发明了一种新型玻璃基板化学组成,获得理化性能优异的玻璃基板配方; 针对结石影响玻璃基板光学均匀性的问题,揭示了最佳电助熔系统设计与工艺参数,开发了沿中心线对称布置“半圆形表面”电极的窑炉及全氧燃烧电助熔控制系统,实现了高质量熔化。 上述创新成果转化为光电显示用玻璃基板成套技术和设备,截至2017年12月,整体技术已推广应用建成17条生产线,实现了产业化。玻璃基板品质全面达到国际同类产品先进水平,其中高均匀、超净面指标更优。国内市场占有率第一其中G5占49%、G6占42.5%,并出口台湾地区。近三年,该项目完成单位新增销售额约133亿元、新增利润约34亿元;其他应用单位新增销售额超200亿元;为面板企业节约成本超2000亿元。 该项目实现了中国玻璃基板产业从无到有、从弱到强,成为全球第三个掌握玻璃基板制造核心技术的国家,玻璃基板供应由美、日两家变成三足鼎立的格局,引领中国CRT玻壳向液晶玻璃基板产业技术进步和转型升级,推动了中国光电显示产业健康安全发展,促进中国快速扭转了“缺芯少屏”的尴尬局面,带动终端显示产品大幅降价并普及,惠及国家、惠及民众。 该项目取得授权发明专利38项、软件著作权6项,编制国家标准5项,出版专著2部,发表论文26篇,获中国专利金奖1项、省科技进步一等奖2项。两院院士评价:该项目核心成果“‘五仓型’铂金通道技术居国际领先水平”。
[成果] 1700630021 湖北
TN253 应用技术 电子器件制造 公布年份:2017
成果简介:该项目所属科学技术领域是信息领域光电子器件和智能感知。 智能感知被列为《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中信息技术的前沿技术,新型传感技术是信息产业的优先发展主题。光纤传感技术是传感技术的一个主要分支,其发展趋势是微型化和集成化。该项目围绕基于敏感材料与光纤微结构加工集成的新型光纤传感技术开展基本理论和应用基础研究,主要内容包括如下三个方面: (1)构建了基于物质-结构耦合的光纤光场理论模型,采用多层膜矩阵算法和权重函数计算方法数值仿真表面等离子共振结构的理论特性,理论分析了金属层种类和厚度对级联型表面等离子共振结构传感特性的作用规律。 (2)建立了基于金属-介质复合敏感材料的光纤传感基本理论和方法,实现了复合敏感材料在光纤上的制备,发展了新型光电敏感材料设计的方法。 (3)提出了基于光电复合敏感材料和光纤微加工集成的光纤传感新方法,建立了飞秒激光光纤微加工和敏感薄膜耦合的理论模型,实现了光纤飞秒激光微结构加工和敏感薄膜结合的技术集成。 研究成果中8篇代表性论文被Optics Letters,Optics Express,Analytical Chemistry,Chemical Review等期刊总他引243次(SCI他引189次),平均他引30次,单篇最高他引64次,代表作5入选爱思唯尔2016年光纤技术高被引论文。已出版关于光纤微加工和敏感材料集成光纤传感的英文专著SPIE Spotlight《亮点聚焦》1部,受邀撰写英文专著《Fiber Optic Sensors》第一章节(Springer出版社),主编出版中文专著《光纤传感网器件与技术》1部(科学出版社)。项目组完成人担任SCI期刊IEEE SENSORS JOURNAL副主编,受邀撰写Review长文综述3篇,并在该领域国际会议上做邀请报告20次。 发表论著被国内外的学者引用和正面评价,包括中国科学院院士姚建铨、英国皇家工程院院士Ian Bennion、澳大利亚工程院院士W. Wlodaski等。其中德国Regensburg大学校长,SCI期刊Microchimica ACTA主编Otto S. Wolfbeis教授在他的长文Review文章中9次引用,国家杰青、东北大学赵勇教授在他的长文Review文章中17次引用,均进行了大篇幅正面引用和高度评价。
[成果] 1700630007 湖北
U697 应用技术 水上运输辅助活动 公布年份:2017
成果简介:成果属于交通运输领域。中国以长江、珠江、京杭运河、淮河、黑龙江和松辽水系为主体的内河水运网对流域经济发展发挥了重要作用。但是,中国内河通航环境复杂、水域桥梁(闸坝)密布、气象条件多变、船型多、通航安全保障基础薄弱,水上交通安全形势严峻。《关于加快长江等内河水运发展的意见》(国发〔2011〕2号)明确提出,建立重大危险源监控和预警、预报、预防制度,有效降低重大突发事件造成的损失。风险辨识与评价是国际上近年来开展风险预警与事故预防的重要研究领域。在国家自然科学基金、欧盟国际合作项目等支持下,该项目重点攻克了中国复杂条件下内河通航风险多因素耦合机理解析、宏观和微观尺度风险水平量化等科学问题,具体科学发现如下:(1)发现了复杂条件下内河通航多因素耦合作用机理及对事故后果的影响。提出FSA+BN网络有向无环图耦合关系模型,解决了复杂内河通航多因素动态响应关系的参数表征问题,揭示了人、船、环境、管理等多方面因素与事故的关联效应。(2)发展了内河通航系统风险评价的理论方法。针对小样本异构数据所建立的主客观数据融合泛化置信规则库(G-BRB)模型,与传统方法相比,大幅度提升了内河通航安全评价的精度和可靠性。(3)揭示了内河交通密集水域船舶碰撞风险时空分布及演化机制。提出交通流大数据反演算法,识别了船舶碰撞高风险水域,建立限制区域(RA)和时空增益(Spatial-temporal Gain)等模型,有效解决了船舶碰撞风险的突变预测。发表代表性学术论文6篇,出版专著/教材2部,相关重要论文16篇。研究成果受到国际期刊《Reliability Engineering & System Safety》主编Carlos Guedes Soares教授等知名学者高度评价,论文总引用量229次,他引157次,其中SCI他引78次,单篇最高SCI他引42次,3名项目完成人为本领域WOS数据库前10学者。形成的提案发表于国际海事组织海事安全委员会第97次会议。第一完成人张笛获得国际概率安全评估和管理协会“George Apostolakis院士青年科学家奖”(第一位华人学者)。成果形成的方法和模型在水上交通监管和风险控制中得到应用。
[成果] 1700630017 湖北
TM911.4 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:该项目属于材料科学中复合材料和无机非金属材料的交叉领域。燃料电池作为高能量、功率密度的能量转化装置,是电动汽车等国民经济支柱产业的重大需求。质子交换膜是电池中分隔阴阳极气体、传导质子的核心材料,是电池寿命的控制材料。该项目在国家自然基金重点项目的支持下,发展了质子交换膜寿命加速测试新方法、解析了膜结构和功能的衰减机制,开发出性能和寿命兼优的复合质子交换膜,研究成果对于长寿命燃料电池及相关电化学能量储存转化装置的发展具有重要科学价值。主要科学发现如下: (1)揭示了质子交换膜“溶胀应力疲劳破坏”结构失效规律、提出了“溶胀应力加速测试”的寿命快速评价方法。发现湿度周期性变化可以在膜上形成较强的收缩应力,溶胀应力的长期作用是导致质子交换膜形成物理缺陷、结构完整性破坏的根本原因;同时测试出典型质子交换膜溶胀应力为2.3MPa、安全应力为1.5MPa,这是国际上最早关于质子交换膜溶胀应力失效及其具体应力值的报道。 (2)阐明了电池环境下质子交换树脂的“缺陷端基解压缩式解离”理论、提出了“多元醇脱羧消除缺陷基团”新技术。发现膜化学衰减的历程是自由基攻击下、高分子缺陷末端羧基基团脱落;脱落后相临C原子成为缺陷末端;高温多元醇反应可以原位转化缺陷羧基为-CH基,提高化学稳定性。 (3)创新了膜“离子团簇-宏观结构-使用工况”的系统化溶胀控制技术、开发了高稳定性的复合质子交换膜。提出“电位反转自组装”单分散亲水复合结构降低团簇变形、负压复合纤维减小宏观溶胀、梯度孔隙电极结构减少使用工况下湿度变化的新技术,使膜的溶胀度从9-14%下降到5-6%、溶胀应力下降到0.5MPa以下。 项目发表的8篇代表性论文被美国劳伦斯国家实验室等权威机构在Chem Rev等权威SCI期刊正面他引594次,单篇最高SCI他引192次、1篇入选ESI高被引论文;开发的质子交换膜经美国通用等权威机构评价,寿命优于商品化Nafion膜4倍以上。
[成果] 1700630226 湖北
TJ910.4 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:该项目属于材料科学领域,涉及功能梯度材料的制备新技术与工程应用。 禁核试后,如何通过非核手段实现核武器内爆复杂动力学过程和千万大气压超高压状态,进而获得关键材料精密物性数据,成为战略核武器精密建模与设计、持续发展面临的一项重大挑战。多级炮加载技术具有加载压力高、路径可控、数据精度高的优势,是核大国创建非核加载平台的首选技术,其核心与关键-梯度弹丸,要求弹丸材料的密度值沿加载方向在超宽范围内按设计、复杂梯度变化。针对多级炮梯度弹丸的苛刻要求以及国际上的技术封锁,该项目立足于自主创新和集成创新,历经十余年科技攻关与应用验证,获得如下技术发明: 1、发明了物理约束条件下的超临界微发泡技术以及一体化梯度发泡技术,攻克了高孔隙率高强度不能兼具等难题,研制出孔径微小均匀、孔隙率与宏观尺寸精确可控的超低密度泡沫复合材料及其密度梯度材料。 2、发明了粉体表面包覆与低温致密化技术,解决了传统烧结区域组分不均匀等难题,实现了多物系复合材料及其梯度材料的低温烧结与整体致密化。 3、发明了梯度材料叠层共烧与热膨胀系数调控技术,解决了体系物性差异悬殊导致材料形变等难题,确保了梯度材料的整体平整性、层间平行性及其功能特性。 梯度弹丸是该项目技术应用的典型实例。通过集成上述技术发明,并结合分温区、分次序焊接工艺,实现多模块的组装与连接,研制出完全满足要求的梯度弹丸产品。在国家极端动高压与精细可控加载平台上成功实现工程应用,获得了核武器关键材料在极端高压、模拟内爆过程中的高置信度动态物性数据,显著提升了中国的超高压加载能力和加载测量精度,为确保核禁试后国家核武器的持续研发做出了重要贡献,具有重大的社会效益。不仅如此,该项目部分专利技术还辐射应用到泡沫隔音与防火墙板制备、超细粉体处理与料浆制备、陶瓷与金属低温烧结等领域,实现经济效益1.61亿元。获授权国家发明专利12项,发表SCI、EI收录论文30余篇。
[成果] 1700630006 湖北
TH117.22 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:航空、化工、冶金、热能工程、建材等装备中高温、重载的润滑与减摩抗磨问题主要依赖于固体自润滑技术解决。与油润滑相比其摩擦设计完全依赖于实验方法,对此,该项目旨在通过系统的固体自润滑基础科学问题的研究,一方面突破现有固体润滑剂用量大、润滑好,而材料强度低、磨损大的矛盾与局限;另一方面为固体润滑剂的摩擦学设计与相应摩擦材料的设计提供理论基础,突破实验依赖。 该项目取得如下重要成果: (1)揭示了石墨烯、Ti3SiC2两种新型固体润滑剂的摩擦学特性:明确了石墨烯工作温度上限为550℃,其完全失效温度为600℃;Ti3SiC2在室温至800℃均表现出优良摩擦学性能;适量石墨烯、Ti3SiC2可使摩擦系数低至0.2-0.3,磨损率在10-5级;两种新型固体润滑剂均具有润滑和强化基体的功能,突破现有固体润滑剂应用上的局限。 (2)通过多种复合润滑剂的摩擦行为研究,揭示了润滑作用的两种机制:单独作用与协同作用,为润滑剂选配和使用提供了理论基础;基于此,成功选配出在室温-800℃具有稳定摩擦系数和磨损率金属基的复合润滑剂组合。 (3)系统研究了干摩擦下固体自润滑材料摩擦界面的结构演化规律与润滑行为,从微观结构变化界定了摩擦层尺度,发现了摩擦过程中基体材料的加工硬化、晶粒细化与润滑剂富集等现象,阐明其形成过程与作用机制。加工硬化与晶粒细化可弥补因润滑剂向表面富集导致的强度损失,有利于润滑剂成膜与优秀减摩耐磨性能实现,是支撑摩擦过程稳定进行的有利保障。 8篇代表论文发表在Carbon、Wear等国际知名期刊上,已被Tribology International(IF:2.259)、Scientific Reports(IF:5.228)、Advanced Functional Materials(IF:11.382)、International Materials Review(IF:7.914)等一流期刊他引69次,该项目共发表SCI论文21篇,有效发明专利4项。该研究成果被美国加利福尼亚大学戴维斯分校Nieto教授等多位该领域国际著名学者正面引用和高度评价,可为特殊工况下的摩擦学与材料设计提供理论指导。
[成果] 1700550615 湖北
U471.15 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:研究表明,在“人-车-路”的道路交通系统中,人的因素是道路交通事故的主要致因。驾驶员对外界环境的错误了解、以及驾驶中的错误操作都会严重影响机动车驾驶安全。因此开发关键的车载辅助驾驶装置,以增加驾驶员与周边环境的交互(尤其是驾驶员危险驾驶状态和驾驶意图的交互),并加强驾驶行为监测能够有效保障行车安全。国内外公布了一些安全辅助驾驶装置,能够采集车辆运行信息、驾驶员状态信息和道路信息,用于提高车辆自身安全。国外公开了一套智能安全复制驾驶装置(美国专利号:US2010/0063649 A1),该系统基于多摄像头采集车辆周围全方位影像,并通过图像处理和安全阈值判断车辆安全状态,通过预警模块发出预警,同时通过储存模块存储识别的状态信息。国内公开了一种驾驶员汽车驾驶行为的综合监测系统(中国专利号:200920034413.6),该系统能够实时监测驾驶员视觉行为、操作行为、车辆运行状态和车辆周围道路环境,并能分析周围环境对驾驶员的影响。上述两个专利和其他类似的公开成果都是基于自车传感器采集的信息进行安全辅助驾驶,没有考虑周边其他车辆的状态信息驾驶意图。公开的车载安全辅助驾驶装置,多数基于自车传感器对车辆状态与车外环境状态的采集,装置功能单一,仅能监控和预警车道偏离、疲劳驾驶和前方障碍等危险等情形;此外,车载安全预警装置很少基于车车/车路通信进行信息交换,特别是缺少驾驶员状态和驾驶意图等重要信息的交互,难以实现真正意义的车路协同和安全辅助驾驶。
[成果] 1700630016 湖北
TN104.3 应用技术 电子器件制造 公布年份:2017
成果简介:光催化技术因具有节能、价廉等特点是解决环境污染问题的重要方法之一,是国际环境和材料等领域的研究前沿和热点,其中发展具有高光催化活性和优良光催化稳定性的光催化材料是该领域的关键和难点。该项目在国家重大研究计划等项目的支持下,围绕如何提高半导体光催化材料的催化活性和稳定性等该领域的关键科学问题,开展了系统深入的研究工作,在半导体光催化材料的缺陷调控及其对光催化活性、稳定性、光谱响应范围拓展等影响方面,取得了一些创新性研究成果,形成了研究特色。其主要科学发现如下: (1)发现缺陷对纳米TiO2的光催化活性有重要影响,发展了通过对TiO2纳米晶的体相/表面缺陷浓度比的调控,可大幅度提高其光生电子和空穴的分离效率,显著提高其光催化净化效率的新方法;发现纳米介孔CeO2中氧空位缺陷(或Ce3+)的存在使其光吸收显著向可见光区域位移,并赋予氧离子传导性能,发现了氧离子传导耦合光催化的光热协同新效应,该光热协同新效应可以显著提高其光催化效率和稳定性。 (2)发现AgI/TiO2界面的形成,可显著提高AgI的光稳定性,使其具有优良的可见光光催化活性,解决了AgI在光照射下易分解的难题;发现AgI表面存在的I-空位团簇缺陷是AgI易发生光解的根源,AgI/TiO2界面的形成明显减少了AgI的表面I-空位团簇缺陷,从而使其具有优良光稳定性;发展了具有优良光稳定性的可逆热致变色新材料。 (3)发现ZnO表面缺陷的存在是其易发生光腐蚀、光催化稳定性差的根源,发展了通过与纳米TiO2、纳米Ag复合以及与酚类化合物形成表面络合物等三种方法减少ZnO的表面缺陷,从而显著提高其光催化稳定性和活性的新方法,提出了光催化降解与光电转换耦合的新概念。 8篇代表性论文发表在J. Am. Chem. Soc.等多种国际重要期刊上,已被Chem. Rev.(IF:37.369)、Chem. Soc. Rev.(IF:34.090)、Energy Envrion. Sci.(IF:25.427)等国内外重要期刊他引883次,其中SCI他引779次,单篇最高SCI他引297次,包括ACS Catal.(IF:9.307)的副主编、国际著名催化学家、意大利University of Trieste的P. Fornasiero教授,国际著名光催化学家、原日本光化学学会会长、日本大阪大学的T. Majima教授,国际著名光催化学家、中国工程院院士付贤智院士等多位该领域或相关领域国际权威学者引用该项目的工作,并给予了充分肯定和高度评价。
[成果] 1700550575 湖北
X84 应用技术 环境监测 公布年份:2017
成果简介:各种极端天气对人们的生活造成了极大的影响,例如各种化学物质的排放、沙尘暴、雾霾、PM2.5等,长期出于这些环境下将会对人体的健康造成伤害,因此对环境的监控就显得越来越重要,但是现有的环境监控系统大多功能单一,只能对某种参数数据采集后送至检测中心进行分析,该过程耗时长,分析出的结果不具有实时性,也不能同时针对多种参数数据进行采集,因而检测效率低下。
[成果] 1700630022 湖北
TP273.4 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2017
成果简介:制造业直接体现了一个国家的生产力水平,是国民经济的重要部分。制造企业的生产调度方案直接影响资源利用水平和客户满意度等,从而影响企业的发展和市场竞争力,然而面对复杂生产调度问题,传统数学方法难以获得满意的结果,而群智能算法在复杂问题优化方面具有较强的优势,为此,项目研究制造系统的模糊调度和多目标调度以及相应的群智能优化算法,为复杂调度问题的解决开辟了新思路,提供了制造系统优化调度新的理论与方法。 主要发现点有: 1.建立了模糊调度的相关理论。提出了三角模糊数近似取大操作的Lei's criterion,使用该准则可取得比其它准则更接近取大操作的结果,给出了模糊甘特图描述模糊调度方案,建立了模糊调度的一系列测试实例。这些工作得到国内外同行的大量使用。 2.设计了模糊调度问题的群智能算法。研究了模糊柔性作业车间调度问题,提出了分解-集成遗传算法,融合了柔性调度分解法和集成法的特点;利用新的编码策略和交叉方式设计了协作型遗传算法。针对考虑周期性维修的模糊作业车间调度,提出了一种处理维修的解码过程,设计了新型随机键遗传算法并应用该算法解决了模糊作业车间调度。国内外同行对这些成果开展了大量后续研究。 3.研究了多目标调度及其群智能算法。设计了面向作业车间调度的多目标粒子群算法,给出了不同于离散化的新途径,运用新策略同时处理外部档案更新与全局最好解选择;设计了简化型多目标遗传算法,给出了外部档案的简化调整策略和简化的选择过程,较好地解决了多目标随机作业车间调度优化费时的难题;系统总结和回顾了多目标调度问题的研究工作并给出了未来的研究方向,该成果被评价为“非常好的综述”。 8篇代表性论文的SCI它引总数为238,单篇它引最高39次,5篇论文它引达到或超过30次,平均SCI它引近30次,其它相关SCI期刊论文25篇。成果得到中国工程院院士清华大学吴澄教授和Thomson Reuters全球高被引学者南洋理工大学P. N. Suganthan教授等的正面评价。项目负责人入选了2014年Elsevier中国高被引学者榜。
[成果] 1700630187 湖北
U469.72 应用技术 汽车制造 公布年份:2017
成果简介:该项目属电子、通信与自动控制技术领域。 发展电动汽车是国家能源安全和环境改善的战略需求。提高电动汽车多能源系统运行效率与寿命,并实现电动汽车新能源系统与电网的高效双向能量互动,是该领域亟待解决的关键问题。该项目为解决这些问题,开展电动汽车新能源健康监测与多方向控制技术研究与应用,已实现将动力电池寿命提高18.5%以上,并确保了动力电池充放电100%安全运行。具体技术发明如下: (1)发明了电动汽车新能源动力电池健康状态监测与控制技术。提出基于小信号扰动法精密测量动力电池交流阻抗,预测其健康状态及下一时刻的健康运行功率,据此控制动力电池功率,解决了动力电池的安全性问题并延缓了寿命衰减。该技术国内外未见报道。该发明点有3项发明专利、1项软件著作权、1本专著,技术达国际先进水平,已在武汉长海电力推进和化学电源有限公司等单位产业化应用。 (2)发明了电动汽车充电/逆变多方向电力变换自适应控制技术。提出了三相可控互联的三相四桥臂充电/逆变双向拓扑结构,发明了基于电池健康状态及电网电压不平衡状态的双层自适应控制方法。解决了电动汽车充电/逆变能量转换效率低,对动力电池寿命影响大,对电网谐波注入高,易引起电网三相电压不平衡等问题。该技术国内外未见相关报道。该发明点有4项发明专利,填补了国内空白,居国际先进水平。 (3)发明了电动汽车多能源系统能量流多模型预测控制方法。提出了多能源系统串叠拓扑结构,发明了融合局部优化与全局最优的电动汽车能量流多模型预测控制方法,解决了电动汽车在不同运行工况下动态响应慢、系统效率低及耐久性差等难题,大幅提高了动力电池寿命。该发明点有4项发明专利,并有2项专利转让给武汉新能源汽车工业技术研究院有限公司产业化应用。 该项目已获国家发明专利授权22项(转让2项),软件著作权4项,出版专著3部,发表SCI、EI收录论文54篇,参与制修订电动汽车技术条件与国家标准20余项。该项目成果已进行了广泛的产业化应用,三年来累计创造经济效益超过1.2亿元。
[成果] 1700550061 湖北
U463.43 应用技术 汽车制造 公布年份:2017
成果简介:项目来源:该项目是荆州恒隆汽车零部件制造有限公司结合科技发展、市场需求和企业特点,与武汉理工大学联合攻关的产学研合作项目,并获得湖北省重大科技创新计划“机械式变比动力转向器一体化数字开发系统关键技术与装置研究”(2013AAA015)的支持。应用领域:汽车零部件。汽车行驶在不同工况时,对车辆转向系统传动比的要求不尽相同,但其共性的要求是“变化的传动比”。当汽车处于高速行驶状态,尤其在高速直线行驶时,为保证行驶稳定性,转向要沉稳,该时期望的转向系统传动比较小;当车辆处于低速行驶状态,尤其在低速大转弯时,要求转向更灵敏,以更快的转向速度来以快速避让障碍和减轻驾驶员的劳动强度,该时期望的转向系统传动比较大,即需要满足“高速沉稳,低速灵敏”的转向要求。
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