当前位置:首页
> 政务公开> 公示公告
2026年定西市征集省内外高校院所科技成果清单
(北京科技大学)


发布时间: 2026-07-10 15: 54 来源: 定西市人民政府 字号:[ ] 视力保护色:


征集单位:定西市科学技术局               联系电话:0932-5930322

序号成果名称成果简介类别合作方式技术成熟度技术先进度
1高性能耐蚀金属材料/涂层的设计和制备针对能源装备中金属材料在强电化学环境和腐蚀性介质中易发生腐蚀失效的问题,开发了基于磁控溅射和电镀技术的高性能耐腐蚀涂层。通过构建单层或多层复合功能涂层结构,提高涂层的致密性、导电性及耐腐蚀性能,实现对金属基体的长期稳定防护。该技术重点面向电解水制氢电解槽极板和燃料电池双极板等关键部件,通过优化涂层材料体系和界面结构,提高极板在酸性或碱性电化学环境中的稳定性和导电性能。相关技术已在电解水制氢装备以及石油工业油田环境等领域开展应用,能够有效提升关键设备的耐腐蚀性能和使用寿命。防腐蚀安全,有色金属,新材料,先进电池材料,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
2变形高温合金涡轮叶片该成果以烟气轮机用变形高温合金GH4738叶片为代表。研发团队掌握了变形高温合金从真空冶炼、均匀化、锻造等全流程的工艺和组织调控方式。针对变形高温合金组织遗传性强、质量要求高、工艺参数波动易导致品质不稳定等问题,通过长期积累和攻关,形成了变形高温合金制备过程的工艺优化依据和控制方法。为高质量、高成材率变形高温合金产品制备提供理论依据和控制方法。形成专著《变形高温合金制备工艺依据及工艺优化方法》,在该类技术引领下实现了世界最大GH4169合金2m等级轮盘、GH4738合金1.5m等级轮盘的研制。钢铁冶金技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
3板带冷轧过程工艺润滑-摩擦-轧机振动的智能辨识与控制技术及应用板带冷轧生产过程的工艺条件及行为规律直接影响装备运行状态和产品质量。随着优质高端板带产品生产向着高强减薄方向发展,难轧难控成为产品开发和效能提升的瓶颈。温控制度和润滑工艺要求更严苛,变形区应力状态更复杂,振动失稳现象更频繁,出现力能参数预报不准确、关键指标参数难以辨识、迭代解耦计算不收敛等新问题,依赖经典轧制理论和方法难以解决,限制了高强度薄规格极限产品的开发和生产。因此,轧制界面“润滑-摩擦-振动”之间的耦合机制成为板带生产向高强减薄方向发展需要解决的关键问题,存在诸多迫待突破的理论和技术难点。
板带冷轧过程自动化与产品高端化进程中,轧制过程振动及稳定性问题愈加突出,导致装备运行异常或产品功能降级。轧制过程工艺润滑和界面摩擦既是保障装备功能与工艺目标的必要手段,也是轧机振动与轧制状态失稳的重要诱因。本项目基于“机理-数据-知识”多源信息融合建立工艺润滑与动态摩擦的辨识模型,实现装备运行状态的评价和轧机振动的控制,提出面向高端产品质量的工艺优化方案和调控技术。
钢铁冶金技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
4带钢热连轧设备工艺精度评价分析技术项目背景:
带钢热连轧是钢铁行业自动化程度较高的生产作业线,在精益化生产要求下普遍存在以下痛点问题:数据分析程度低,利用率不高:针对关键机械、液压、仪表、控制等设备的动作响应、同步性等功能精度缺乏有效的评价分析手段。与生产、质量协同性不强:设备的基础保障能力较弱,堆钢、断带等生产稳定性问题多发、产品厚度、宽度、温度等质量指标不稳定。针对上述痛点建立生产线关键机械、液压、仪表及控制等设备及功能的服役过程精度评价模型,对其服役过程精度变化和状态演变趋势进行监控和预警,并与生产稳定性、产品质量和控制精度等过程数据之间进行关联分析,挖掘设备服役质量与生产状态之间的影响规律,为设备精度和功能的管理提供依据,实现设备管理和生产组织智能化。
关键工艺技术包括:
(1)各区域关键设备精度监控与评价:加热炉、侧导板、大立辊、活套、弯窜辊、卷取机、水系统、轧机刚度等;
(2)设备工艺主题综合分析:卷形缺陷分析、极限规格轧制建议、刚度分析等;
(3)关键设备的检修测量精度管理:包括精度标准维护和数据录入等:
(4)设备隐患信息闭环与检查信息跟踪管理:隐患信息责任车间自下而上进行提报、检查信息由管理部门自上而下进行跟踪,形成管理业务双闭环。
钢铁冶金技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
5热连轧轧辊温度场仿真及预报技术分析轧辊内部不同深度处温度变化,以及研究圆周方向冷却水系统布置对轧辊温度场的影响,研究工作辊轴向温度分布规律。 
本成果为“热连轧轧辊温度场仿真及预报技术”,技术可精确计算带钢在热轧全流程中各阶段的温度场分布,涵盖从出加热炉、除鳞、粗轧、保温、精轧到层流冷却等所有关键工序。基于VC++语言开发的软件具有良好的人机交互界面,支持多种工艺参数输入与模式选择,能够输出断面温度分布图、全流程温度变化曲线,并支持数据以Excel格式导出,便于用户进一步分析与应用。 
该技术已实现产业化,并在马钢等企业成功应用,具有成熟的工程实践基础。温度预测误差控制在2%以内,技术先进性达到国内领先水平。该成果可为企业提供热轧全过程温度预测支持,助力工艺优化、新品种开发及设备布置规划,具有显著的市场推广价值。
钢铁冶金技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内领先
6适用于单层及多层碳纤维板索的变曲率波形夹持式锚具碳纤维增强复合材料(CFRP)具有轻质高强、耐腐蚀、疲劳性能好、低温度形变等优点,应用于结构增强或加固,可有效地解决钢材锈蚀、自重大、疲劳性能差等问题。但CFRP为各向异性材料,纵向抗拉强度高但也存在着横向抗压、抗剪性能差的问题,给锚固带来了极大的挑战。
团队以CFRP板索为对象,研发了适用于单层及多层CFRP板索的变曲率波形夹持式锚具,该锚具可有效地减小锚具加载端的压应力集中效应,降低压应力峰值,避免拉伸和弯曲耦合作用下锚具加载端CFRP板拉应力超限。基于试验、理论以及数值模拟,取得了以下创新成果:
(1)明确了不同表面处理形式、压应力以及锚固长度下喷砂钢板与CFRP板之间的界面摩擦系数,揭示了CFRP板与锚具之间的摩擦失效机理,建立了摩擦锚固承载力计算方法。
(2)探究了锚固长度和压应力对摩擦-胶黏耦合锚固性能的影响,明确了锚具内界面摩擦和胶黏耦合作用机制,建立了摩擦-胶黏耦合锚固承载力计算方法。
(3)提出了变曲率波形函数,构建了适用于单层CFRP板索的变曲率波形夹持式锚具,分析了波形参数对锚固性能的影响,量化了波形效应产生的附加摩擦力,建立了波形-摩擦以及波形-摩擦-胶黏耦合锚固承载力计算方法。
(4)研发了适用于多层CFRP板索的变曲率波形夹持式锚具,构建了多层板索锚具设计方法,开展了有限元数值模拟,探究了不同层CFRP板应力分布特征,进行了参数优化分析,给出了锚具部件设计建议。
(5)探明了CFRP板层数、界面形式、锚具形式对锚固性能的影响对多层CFRP板索变曲率波形夹持式锚固体系静力性能的影响,提出了锚具构造优化建议。
钢铁冶金技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
7非水溶液电解无损提取第二相粒子和RTO包埋-切片一体化技术和设备采用非水溶液电解钢中第二相粒子,相比于传统的电解工艺,本工艺能够无损提取钢中第二相粒子。扫描电镜下,能够直接观测到第二相粒子的立体形貌。并通过RTO原位包埋切开减薄,能够使用扫描电镜或透射电镜观察钢中第二相粒子内部结构,目前已制备出集成的样机。钢铁冶金技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
8基于激光散斑DIC超高温材料变形非接触测量系统材料在高温下承受机械载荷和热载荷引发的变形失效对于结构部件的安全服役至关重要。传统的高温力学试验引伸计只能测量线性位移,对于各向异性材料,如材料蠕变行为、焊接区域变形等,需重点分析局部应力集中变形开裂等材料性能因素。本研究基于激光散斑数字图像相关方法(DigitalImageCorrelation,DIC),研发改进视觉非接触变形测量方法和装置,如图1,实现对材料高温力学性能测试过程中的全场变形测量,测试的材料温度可达2700摄氏度(材料:碳-碳化硅,环境:惰性气氛超高温加热炉),最小变形分辨能力可达微米级(对比系统:引伸计标定仪)。钢铁冶金技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
9基于CT扫描的球团矿微观结构调控技术高炉采用高比例球团能大幅降低能耗、污染物及CO2排放总量。而微观孔隙作为影响球团性质的关键因素,其大小、分布和形态对球团的性能有着直接的影响。以CT扫描技术为手段,无损检测出球团矿微观结构,探明不同产线、不同品种以及特殊指标球团的微观结构差异性,以此建立球团微观结构与力学性能、冶金性能之间构效关系,指导改善球团抗压强度、还原膨胀率等指标。钢铁冶金技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
10基于AI智能体和大数据模型的冷轧智能工厂建设随着“十四五”规划纲要以及“中国制造2025”的提出,智能制造已成为当前钢铁行业转型升级、提质增效的重要着力点。在当前钢铁工业进入新常态形势下,下游用户的多元化、个性化定制需求突显,同时对产品质量要求也越来越高。然而,冷轧厂生产控制功能复杂,其中产品质量、生产效率、成本控制、可持续性等因素相互影响,生产组织和质量管理的难度不断增大,特别是在当今工业大数据、机器学习等信息技术的快速发展,传统传统信息化系统难以胜任多工序、多业务协同分析的业务需求,无法实现生产效率、产品质量、成本能耗等方面的精细化管理要求,严重制约了生产线在新常态形势下的经济效益进一步提升。 
本技术围绕整个高品质冷轧带钢全流程,建设完整的智能工厂建设体系,并成功应用。
钢铁冶金,新能源智能汽车,智能制造,人工智能,新一代信息技术技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
11战略金属再生关键技术突破了贵/重金属协同提取、污染物减控等技术瓶颈,占据了核心技术制高点,解决了复杂组分战略金属绿色再生难题,实现了规模工业生产,“无氰全湿工艺”达到国际领先水平。主要创新点如下:
(1)发明了无氰全湿提取贵金属新技术。发现了电极电位ɛ与酸碱度pH值是共同决定贵金属及其络合物形态的科学本质,阐明了贵金属“氧化-络合-还原”机理,首创了氯酸钠氧化-氯离子络合-亚硫酸钠还原技术,金银钯总回收率由80%提高到98%以上,杜绝了剧毒氰化物和铅的污染;
(2)发明了重金属协同提取新技术和装备。首创了黑铜电解技术,研制出电解液新配方和杂质离子在线测控的防钝化电解系统;研发出“盐酸-氯化钠-氯化钙”提铅、“碱熔-电解”提锡等新工艺,突破了低品位黑铜电解、多金属协同提取技术瓶颈,铜铅锡镍总回收率由80%提高到95%以上,避免了重金属铅镍污染;
(3)发明了恒压电解直接提取纯金属新技术和装备。研制出可控温、电解液自动净化、无酸雾的恒压电解系统;首先硫酸体系恒压电解,按元素电极电位由高到低依次提取Cu、Pb、Sn、Ni,然后王水体系恒压电解依次提取Au、Pd、Ag。率先淘汰了熔炼-造渣-铸造-电解-贵金属提取工艺,金属回收率由90%提高到96%以上,一次电解的金属纯度99.5%以上、二次电解99.99%以上;
(4)发明了污染防控新技术和装备。开发了柔性无害化拆解、电路板破碎-分选和尾液循环利用等新技术,攻克了废旧电子电器处置和资源化的二次污染难题,避免了氰化物、重金属、氟利昂、残油、粉尘和二噁英等污染。
节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
12再生高端铝合金研发再生高端铝合金关键技术,是践行国家资源安全和“双碳”战略的重要抓手。本成果提出了铝合金循环利用理论,突破了再生目标成分铝合金、绿色熔炼等技术瓶颈,占据了核心技术制高点,彻底解决了废杂铝降级利用和二次污染的难题,实现了规模工业生产,整体技术达到国际领先水平。主要创新点如下:
(1)发明了再生目标成分铝合金技术。发现了废旧铝合金具有中间合金属科学属性,阐明了基于数据库的合金成分调控原理,首创了合金自动配料计算系统,实现了废杂铝再生目标成分铝合金,由只生产铸造铝合金提升到能生产铸造和变形等两大系列铝合金共134个牌号,均达到了国标要求;
(2)发明了氩气精炼、除气的熔炼技术和装备。利用惰性氩气泡与熔体夹杂物的张力、与熔体的氢分压差等原理,除去夹杂物和氢气,首创了氩气精炼和除气技术,研制出氩气精炼设备,实现了铝合金氢含量由0.45ml/100gAl降到0.10ml/100gAl以下,铝灰渣不含盐类精炼剂、氮化铝由10%左右降低到1%以下,铝收率提高了1-2%,颠覆了盐类精炼-氮气除气技术;
(3)发明了水和有机物涂层低氧动态热脱除技术和装备。建立了分子动能平台逸出模型,研制出防爆功能的旋转动态隧道窑,采用氧分压6%、400-600℃余热烟气逆流法加热废杂铝,水和油漆的脱除率98%以上,避免了二噁英生成、提高了铝回收率、降低了氢含量、无需天然气或电力。
节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
13再生贵金属及其催化剂再造贵金属是石化、汽车、新能源和国防等领域不可或缺的战略性金属。一方面,我国贵金属用量大但矿产资源匮乏,如铂族金属对外依存度达99.0%以上,供给矛盾十分突出。另一方面,我国贵金属废催化剂量大,以此为原料再造催化剂既缓解了贵金属供给矛盾,且节能减排效果显著。因此,再生贵金属及其催化剂再造是国家重大需求,符合国家资源安全和双碳战略。
针对失效贵金属催化剂组分复杂、毒害物质多(如重金属铅镍、有机物等)致其循环再造高污染、高能耗,绿色率低等问题,发明了失效催化剂低温铁捕集-电解富集贵金属、铂钯铑高选择性分子识别分离提纯和贵金属催化剂短流程再造新技术,实现了规模工业生产,“低温铁捕集技术”达到国际领先水平。主要创新点如下:
(1)发明了低温铁捕集-电解富集贵金属新技术,贵金属收率由90.0%提至99.0%以上;
(2)发明了高选择性分子识别分离提纯钯铂铑技术,钯铂铑产品纯度由99.5%提至99.95%以上,收率由96.0%提至99.0%以上,避免了流程长、收率低、二次污染;
(3)发明了贵金属催化剂短流程再造技术,贵金属利用率提高了1.0-3.0%,流程缩短50%以上,物耗能耗降低了85.0%以上;
(4)建设了多条贵金属失效催化剂处置线和石化催化剂生产线,在石化、汽车、新材料、战略储备等领域获得规模应用,提高了贵金属催化剂国产率。
节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
14铝电解铝灰梯级高值资源化利用技术研发及工业应用该项目属于铝电解冶炼及危险固废安全处置和资源化利用技术领域。以实现铝灰中有价组分清洁高值化利用为研究目标,基于对铝电解铝灰的有价、有害组元赋存状态、分布特性以及迁移转化规律的基础分析研究,首次提出了铝电解铝灰梯级高值资源化利用的工艺技术路线,解决了铝灰的组成复杂、性质相近难以分离,组分高值化利用难度大等一系列技术难题,开发出一整套具有自主知识产权的核心技术和装备。该项目利用铝灰组分的物性差异实现了一次铝灰中金属铝的高效提取;二次铝灰中有价、有害元素实施了精准分离及转化,研发出制备铝电解阳极钢爪保护环生产技术,最终作为覆盖料返回铝电解槽,实现了铝灰中的金属铝、氧化铝、氟化盐等组分的高值资源化利用。整个处理过程清洁、高效、无废弃物产生。获得国家授权专利3项,技术经济指标达到了世界领先水平。主要创新技术:①一次铝灰多级深度除铁-多级研磨筛分高效提取金属铝的技术;②二次铝灰催化水解脱氮、转型固化回收氧化铝及氟化盐的梯级高值资源化利用技术;③脱氮铝灰制取铝电解阳极钢爪保护环的成型、安装和资源化利用等成套工艺技术;④控温控时一体化脱氮定型反应炉、低温快速轮碾、成型机等制取阳极钢爪保护环的成套装备;⑤开发出了清洁环保、不产生新的废弃物的处理铝灰和资源化利用工艺流程。该项目成果工业化应用技术效果如下:一次铝灰中所含的金属铝回收率为90%以上;二次铝灰中所有有价元素得到了高效回收利用,脱氮生成的氨水可用于锅炉烟气的脱硫、脱硝;铝灰钢爪保护环使钢爪腐蚀速度降低3倍,明显降低了阳极钢爪的维修费用;铝灰保护环使用后作为覆盖料返回铝电解槽,其中组分全部得到高值化利用,且对原铝质量无影响。节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
15碳材科技-低成本中性负碳建筑材料制造者解决的主要问题:核心技术是用CO2解决低水化活性、高钙镁含量的固废资源化瓶颈问题。为固体废弃物资源化利用、CO2封存和利用、以及低成本建筑材料制备提供技术支持。利用冶炼渣、尾矿、建筑垃圾等高钙镁固废为原料代替水泥和砂石,通过对现有建筑材料生产工艺流程进行升级改造成碳化养护的工序,采用控制材料配比、成型方式和养护条件等方式,制备出多种符合国家标准的建筑材料的技术。在该技术的支撑下,公司主要推广碳化制品、碳化设备、碳化工艺改造等产品和服务。代表性碳化制品有钢渣碳化砖、钢渣碳化透水砖、钢渣碳化护坡石、钢渣碳化发泡砖、钢渣碳化外墙薄板、钢渣碳化人工鱼礁、钢渣碳化骨料、负碳混凝土、负碳充填体等。代表性设备有烟气通用碳化养护窑。代表性工艺有钢渣碳化外墙薄板自动化制备工艺等。
技术创新:形成钙镁基固废碳酸化固结增强技术,为钢渣碳化代替水泥水化提供参考。
技术先进性:
(1)效率高,低水化活性、高钙镁含量的固废,在传统标准养护下硬化十分缓慢。然而,这些固废的碳化活性极高,钙镁基固废制品碳化养护24小时抗压强度可达到30-120MPa,超过28天标准养护下抗压强度。
(2)质量高,与水化制品相比,碳化制品pH值呈中性,且具有更好的防冻性、防碳化、防离子渗透、固化重金属的能力等。此外,低水化活性、高钙镁含量的固废自身性质均存在一些缺陷。例如,钢渣中较高的游离氧化钙和氧化镁含量,导致钢渣建筑材料水化安定性极差,难以利用。碳酸化养护可以中和游离氧化钙和氧化镁,从根本上解决了安定性不良的问题。
(3)成本低,技术采用的原材料是固体废弃物和工业生产废烟气。原材料的成本远远低于水泥和砂石。碳化养护流程与普通养护流程类似,工艺技术改造成本低。
(4)碳减排,仅以钢铁厂钢渣为例,若将我国年产的约1.53亿吨钢尾渣全部用于该技术,理论上粗略计算,节约水泥减排CO2量高达1.07亿吨,矿物固封CO2量可达0.46亿吨,共计1.53亿吨CO2。是钢铁行业碳排量的9%。因此,本技术在促进节能减排、缓解温室效应方面具有重要环境效益和社会效益。
节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
16钢渣碳化资源化一体化技术钢渣碳化是指以钢铁生产过程产生的大量钢渣为原料,利用其富含钙、镁组分的特点,通过与CO2碳酸化反应,将其中的钙、镁转化为稳定的碳酸盐产品,实现工业烟气中CO2直接原位固定与钢渣工业固废协同利用。 
假设该技术在前期推广应用后年处理钢渣为100万吨,钢渣固碳量为20%,水泥碳排放因子为0.78,则可直接固碳约20万吨,间接固碳780万吨;水泥价格为300元/吨,目前碳交易价格为55元/tCO2,钢渣堆放环保处置税为25元/t钢渣,则可产生直接经济效益约3亿元,间接经济效益约3600万元。 
2024年在河钢唐钢建立千吨级钢渣碳化工业示范。
节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
17冶金固废高值化我国是基础金属材料生产大国,也是冶金固废产出大国:2022年粗钢产量10.13亿吨、十种常用有色金属产量6774.3万吨,钢渣、有色金属冶炼渣等冶金固废产量超4亿吨,且普遍存在重金属等污染严重,综合利用率低的问题。推进冶金固废的建材化利用,可减少原生资源的消耗、助推建材行业“双碳”目标实现,对构建我国绿色低碳循环发展经济体系具有重要意义。
针对冶金固废资源化利用技术存在的固废消纳量低、二次污染严重、资源化产品附加值低等问题,发明了冶金固废制备绿色建材化新技术,实现了规模工业生产,整体技术达到国际先进水平。主要创新点如下:
(1)发明了固废成分调配与重金属固化技术,实现了以冶金固废为原料生产微晶玻璃、水泥、岩棉、多孔陶瓷四大系列建材产品,可兼顾固废掺量及重金属固化安全性;
(2)发明了冶金固废制备绿色微晶玻璃技术,颠覆了“氧化物晶核剂”、“晶化-核化两步热处理”等传统技术,节能20%以上、微晶玻璃产量提高8%-10%;
(3)发明了高性能冶金固废/水泥复合胶凝材料制备技术,复合胶凝材料中固废掺量≥50%,力学性能达同标号水泥90~110%;成本降低65~75%,碳减排55~65%;
(4)提出了二次铝灰的高温发泡法、水解辅助原位固化自发泡法制备轻质高强多孔陶瓷技术,实现了二次铝灰的无害化处置及其资源化。
节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
18尾矿和废石在混凝土中的应用技术我国是全球尾矿和废石堆存量最大的国家。目前尾矿累积堆存量超过100亿吨,废石总堆存量超过300亿吨。同时,我国也是全球混凝土建设工程量最大的国家,目前全国每年使用混凝土砂石料在50亿吨以上。本项目成果以利用尾矿和废石制备高性能混凝土为核心,同时为解决我国尾矿和废石的大量堆存,缓解我国部分地区天然砂石资源极度短缺和减少天然砂石资源的开采的三大难题作出贡献。另在还在减少混凝土中水泥熟料的用量、提高耐久性、减排CO2和降低混凝土生产能耗等方面取得技术突破。本项技术成果主要由以下内容组成:
1.100%采用磁铁石英岩型铁矿的尾矿和废石骨料作为配制C30—C80预拌泵送混凝土。
2.尾矿微粉的生产及在水泥混凝土中的应用技术。
节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
19多源固废无害化及高值化先后主持国家自然科学基金重点项目、国家科技攻关重大项目、国家科技支撑项目、国家重点研发计划项目等,获国家技术发明二等奖1项、省部级一等奖6项、中国专利银奖和优秀奖各1项、北京市发明专利奖二等奖2项;获“庆祝中华人民共和国成立70周年”纪念章;授权中国发明专利138件、国外专利9件(美国4件、俄罗斯2件、南非2件、日本1件);申请PCT专利14件;在审国外专利10件(美国4件、欧洲3件、日本1件、加拿大1件、巴西1件);出版专著5部;参与制订国标2项;发表论文212篇。节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
20高强低导氧化铝隔热耐材制备及应用研究针对现行氧化铝隔热材料主要为氧化铝空心球制品存在耗能高、体积密度和热导率偏大等缺点,本成果采用添加燃尽物法,采用氧化铝微粉为基本原料,通过优化孔结构参数(气孔率、孔径大小、孔径分布、孔形状等),来降低氧化铝隔热材料的热导率并提高其力学性能和抗热震性能。成果已与多家企业在对接,对于催化剂载体材料设计有着重要的指导和借鉴作用。节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
21超导耦合技术冶金含铁尘、泥制备α-Fe2O3本课题组旨在以冶金工业含铁固废为原料,突破传统α-Fe2O3制备方法对化学试剂的依赖和传统磁选方式对弱磁性物质分选效果差的技术瓶颈,提出超导强磁富集提纯-低温改性处理制备高品级α-Fe2O3新思路,经济效益显著。所制备的α-Fe2O3可用于制备氧化铁红颜料、催化剂、高性能磁性材料、气体传感器及燃料电池等,还可冶炼各种磁性合金和高级合金钢,具有很好的实际应用价值和广泛应用前景,符合国家“既要金山银山,又要绿水青山”的经济发展战略。节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
22全固废高性能海工混凝土应用技术随着我国海洋工程建设的发展,近30年来,相关单位对海工混凝土结构耐久性进行技术攻关,积累了大量的海工混凝土技术数据,也组织了相关示范工程的建设。普通水泥基海工混凝土耐盐渍和抗海水侵蚀性能差、钢筋易锈蚀等因素所导致的海工混凝土耐久性问题是世界性的难题。全固废海工高性能混凝土是采用固废基胶凝材料、由铁尾矿、废石加工而成的高品质骨料和高性能减水剂,通过预拌和绿色生产方式以及严格的施工措施,制成具有优异的拌合物性能、力学性能、耐久性能和长期性能的混凝土。该产品不使用硅酸盐水泥,具有比普通水泥混凝土强10倍以上的抗海水侵蚀和抗钢筋锈蚀性能,是制备超大型海洋工程千年混凝土的潜在理想材料。随着我国渤海湾海底隧道和琼州海峡跨海通道等超级海洋工程的推进,具有长寿命的海工混凝土材料用量将越来越大。节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
23固废基胶凝材料制备新型低碳绿色建材的技术及产业化固废基胶凝材料是采用以钢渣、矿渣、冶金脱硫灰等固体废弃物为原料,经加工磨细后按一定比例配置成的水硬性胶凝材料,固废基胶凝材料配以矿山尾矿和废石为骨料,能够制备出100%利用工业固体废弃物的混凝土材料,该产品具有良好的工作性能和耐久性能,能够广泛应用于建筑工程领域。 
通过大量净浆、胶砂、混凝土适配生产实践和实验室研发实验,优化钢渣、矿渣、脱硫石膏、粉煤灰、尾矿废石等固废基胶凝材料配比,具有针对性的胶凝材料配置方案,形成多元化的协同处理模式:(1)工业化标准的固废基胶凝材料配比的研究以及全组分优化控制技术。(2)以立磨混合粉磨技术为主体,实现生产梯度多元化,实现大规模工业化生产固废基胶凝材料、固废骨料和工艺流程中经过处理的铁再生利用。全流程的无害化、零废物排放。(3)通过多固废协同胶凝强化作用大幅度降低生产成本,使固废基凝材料生产成本比普通硅酸盐水泥降低50%,碳排放降低90%。可用于生产预拌泵送混凝土、干混砂浆等不同种类的产品。
节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
24赤泥等工业固废协同材料化全组分利用研究与实践本成果协同利用赤泥等固废,制备了复合微粉、路面基层材料、免烧透水砖和矿山充填材料等产品,产品各项性能满足相关国家产品标准和环境指标,成本较同类产品有明显优势。其中赤泥基复合微粉各项基础性能指标均已达到了预期效果,可满足S95矿粉标准要求,成本降低约30%;赤泥基路面基层材料性能可满足国家高速公路和一级公路重载交通要求,成本降低约41%;固废基免烧透水砖劈裂抗拉强度符合fts3.0级别,成本降低约27%;赤泥基可膨胀性似膏体矿山充填材料膨胀性能良好(2%~14%),克服了采场充填体接顶的难题,成本降低约29%。节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
25基于中钙体系的电解锰渣建材化低成本利用技术与应用项目技术属于冶金固废循环利用,应用于电解锰渣、赤泥等冶金渣综合利用领域。
本课题组针对电解锰渣的排放和堆积日益增加与资源化利用率过低这一电解金属锰生产过程中的关键矛盾,从资源循环的角度,有效利用各种工业固废(电解锰渣、赤泥、粉煤灰、脱硫石膏、钢渣、磷渣等)的特征研发了免烧透水砖、路面基层材料、水泥添加剂、路面混凝土制备的新技术。主要内容涵盖了材料研发、理论研究和实际工程应用三个层面,通过本研究,形成了具有自主知识产权的电解锰渣等固废协同利用及建筑材料制备理论与技术体系,在固废大宗利用、建筑材料基础设施建设等方面具有非常重要的意义。技术适用性如下:
1.本技术理论适用于电解锰渣免烧透水砖、路面基层材料、水泥添加剂及路面混凝土等水泥基建筑材料的制备。
2.本技术适用在工业固废产生量较大、种类较多的地区,应用条件一般在距离电解锰渣渣库一定距离内。
3.利用电解锰渣制备建筑材料是一种电解锰渣消耗量较大的应用方式,不仅制备工艺简单、性能优良、成本低廉,还可节省大量的石灰、砂石、粘土等资源,具有广阔的市场应用前景。
节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内领先
26利用冶金固废制备低成本人工砂石骨料本技术适合大宗固废的资源化利用。对于年百万吨级的冶金固废,需要大宗的利用途径。砂石骨料是数量最大的建筑材料,我国年消耗量超过200亿吨。随着国家对生态环境保护的加强,下河挖沙和开山炸石受到越来越多的限制,砂石骨料越来越短缺。利用固废制备大宗人造砂石骨料是大宗固废资源化利用的有效途径。
现有利用固废制备陶粒的技术以回转窑工艺为主,单条线最大产能在年15万方左右,通常每方陶粒烧结能耗在40-70方天然气,烧结成本高,目前局限于生产价格较高的轻质烧胀陶粒,或者有较高固废补贴的污泥陶粒等,产品市场受限,难以应用到其它大宗固废。如何降低烧结成本是关键。
本技术新型陶粒高效焙烧节能技术,避免传统陶粒回转窑煅烧形成的单位陶粒产品排风量和热损失,回转窑截面陶粒填充率仅约10%的高能耗固有弊端,极大降低烧结能耗和烧结成本。
采用新型陶粒焙烧窑制备固废烧结陶粒,具有1)陶粒产量大(20~100万吨/年规模),突破传统陶粒回转窑小于15万方/年的瓶颈,节省场地、节省投资,降低单位产品成本。2)能耗低:高效率强制换热且陶粒静态燃烧,气耗5-30方天然气/方,成品率和热效率高;3)产品性能可控,实现陶粒升温制度、气体流量和温度分布的实时优化控制,根据市场生产不同型号产品;4)原料适应性强,可协同利用各类别固废,可根据原料特点进行设备和工艺的个性化设计,优化烧结过程。
节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
27钢铁冶金渣与化工渣耦合制备高强高性能海工混凝土技术针对钢渣、矿渣、脱硫灰等钢铁冶金固废产量巨大、资源化利用附加值低,化工碱渣氯离子含量高、利用难度高、末端治理成本高、环境危害大的问题,基于钢铁冶金渣和化工渣成分各异、作用互补的特点,通过研究钢铁冶金渣与化工渣耦合制备固废基胶凝材料的粒级与活性双重协同优化方法,揭示多组分胶凝物料在水溶液体系中的协同激发反应机理和“复盐效应”,建立固废基胶凝材料水化过程的多相多组分调控机制,研发基于离心-包衣法制备阻锈微胶囊的海工混凝土防腐技术,突破了化工渣在胶凝材料、混凝土领域的应用瓶颈,显著提高了钢筋混凝土的防腐效果,形成了钢铁冶金渣和化工渣耦合制备高强高性能海工混凝土的技术,制备出了固废掺量100%,28d抗压强度71.9MPa、抗折强度7.1MPa、氯离子扩散系数0.08×10-12m2/s、电通量51C的高性能海工混凝土产品。
本技术与现有同性能混凝土预制件的生产技术相比,固体废弃物总掺量达到100%,产品生产成本可降低30%以上,可免除生产企业所应缴纳的环境保护税,既节约了传统混凝土制备所需的自然资源,又实现了多产业园区钢铁冶金渣和化工渣的资源化利用,且减少了水泥生产过程带来的温室气体排放,经济、资源和环境效益巨大,具有广阔的潜在市场和推广应用前景。
节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
28面向焦化装备大型化的节能降耗与智能生产本技术针对焦化产业的高能耗、高排放问题,通过建立炼焦炉和干熄焦炉的全结构全过程热模型,解决了装备大型化带来的加热均匀性恶化、焦炉NOx控制技术国内空白等关键技术难题。焦化产业是高能耗、高排放的行业,也是主要废气污染源之一。中国是世界上最大的焦炭生产国和消费国,但本世纪初,我国最大容积炼焦炉的炭化室高度仅为6米,而7米以上更大焦炉完全依靠国外引进。焦炉高效清洁生产面临的技术瓶颈是装备大型化带来的加热均匀性恶化以及NOx控制技术的空白。该技术主要解决了两个关键问题。一是通过建立炼焦炉全结构全过程热模型,优化梯级供给燃烧加热技术,解决NOx低排放和高向加热的难题。二是建立干熄炉全结构全过程热模型,获得干熄炉内多孔床层气固换热规律,强化局部换热,解决提高干熄炉冷却能力、降低系统气料比等难题。该技术开发了“干熄焦装置辅助设计和分析软件”、“现代焦炉炉体优化生产和仿真软件”,形成了具有自主知识产权的焦化两大主体装备设计和运行的虚拟仿真平台,为设计与生产提供了专用的工具。技术成果采用了先进的模拟分析系统和优化技术,提高了设计效率和预测准确性,能够提前预测和优化生产过程。技术成果的应用范围广泛,可应用于不同规模的焦化厂,提高生产效率和环保水平。应用于70-140t/h干熄焦成套技术和系列大型焦炉上,实现了减排NOx50%、降低炼焦能耗4%的效果,在国内大型焦炉市场占有率达到了96%。该技术成果为焦化产业的高效清洁生产提供了有效的解决方案,有助于提高焦化产业的环保水平和能源利用效率,推动焦化产业的可持续发展。节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
29冶金设备再制造服役状态智能评估关键技术我国是世界上最大的钢铁生产国,同时也是最大的冶金设备市场,市场规模占世界冶金设备市场的三分之一以上。冶金设备制造占用资金量较大,制造周期长,大部分是单件小批量制造,且诸多关键产品依赖进口。以冶金设备关键回转支撑部件为例,高端轴承以瑞典SKF、德国FAG、日本NSK等企业产品进口为主,价格昂贵,交货周期长,备品备件困难。再制造是针对损坏或将报废的零部件,以产品全寿命周期理论为指导,以实现废旧产品性能提升到性能设计目标,以优质、高效、节能、节材、环保为准则,在性能失效分析、寿命评估等分析的基础上,进行再制造设计制造技术,使再制造产品满足客户要求,可有效延长零件使用寿命,大幅降低企业成本。因此,基于绿色制造、环境保护、节能降耗等多种因素考虑,“碳中和”大背景下冶金设备行业再制造技术将迎来快速发展。本成果围绕钢铁冶金关键设备再制造工业大数据平台、数据与机理融合的关键设备再制造状态评估等关键科学和技术问题,系统性开展了冶金设备再制造状态评估的理论及应用研究,建立了具有自主知识产权的冶金设备再制造状态评估关键技术体系。节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
30绿氢关键催化材料与装备该成果针对制氢领域制氢效率低、制氢成本高、能耗大等问题,采用自主研发的超低能耗纳米尺度刻蚀、纳米液相处理和纳米高熵合金原位沉积三种变革性纳米技术,在降低电解槽关键组件成本与直流能耗方面取得了巨大的突破,相较于国内外主流碱性电解槽市场较高的直流能耗和较低的电流密度,本成果电极组件的碱性电解槽直流能耗可低至3.88kWh/Nm3H2,最高电流密度达13000A/m2,处于世界领先水平,同比千标方级单槽直流电耗降低14%,年度节省电耗290万千瓦时,具有电解槽成本低、能耗低、产氢效率高的显著优势。 
目前,该成果已以作价投资方式成立公司。
节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
31仿生多级孔组装相变储热材料基于相变材料的储热技术,利用相态转变过程中能量的流入和流出,高效弥合可再生能源供需时间缺口,对新能源开发利用关键技术攻坚、推进我国能源行业供给侧改革、推动能源生产和利用方式变革具有重要战略意义。本成果借鉴自然界经亿万年进化的生物组织多维、多层次、多结构的本征特征,及其在能量采集、转换、蓄存等过程的功能表达,通过构造兼具不同尺度(微米/纳米)的多孔骨架,充分发挥纳米尺度封装优势又规避其在储存量和结晶上的局限,同时巧妙设计导热、吸光等功能性纳米粒子,以赋予材料超高能量转换与存储性能。节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
32基于阻抗谱的电化学分析软件通过电解水制氢形式将不确定的风力、光伏等可再生能源转化为氢能然后按需利用是目前可再生能源利用的重要途径。电化学过程分析和工作状态诊断是氢电互转装置研发的关键工具,能确保工业生产的质量和效率对于科学研究和技术应用具有重要意义。电解槽和燃料电池内的电化学过程分析以及工作状态诊断是研发先进氢电互转的重要手段,它能帮助理解电化学反应机理、优化能源技术和监控工业过程中发挥关键作用。基于上述原因,研发的基于阻抗谱的电化学分析软件主要功能包括:①阻抗谱数据降噪工具;②等效电路模型自动校准和生成工具;③阻抗特征数据自动提取功能;④基于阻抗谱数据的弛豫时间(DRT)分析工具。节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
33水泥炉窑富氧燃烧二氧化碳捕集技术我国是全球最大的水泥生产国,2022年我国水泥产量21.3亿吨,约占全球水泥产量的60%。IEA报告显示水泥生产的碳排放量占全球CO2排放量的7%,我国水泥行业CO2直接排放占排放总量的12%左右,水泥行业碳减排在我国实现碳达峰和碳中和发挥重要作用。富氧(O2/CO2)燃烧技术是燃烧中捕集CO2的技术,以O2/CO2代替空气进行燃料燃烧,从而获得高浓度的CO2,有利于CO2的捕获和压缩。目前无烟气再循环的富氧燃烧技术已初步应用于水泥行业,结果表明:应用富氧燃烧技术后,烧成系统热耗降低,系统熟料产量提高,难燃燃料的燃烧状态改善;但是应用后烟气量、二氧化碳浓度变化较小。为此,团队提出了带烟气再循环的富氧燃烧二氧化碳捕集技术,部分窑尾烟气(称为循环烟气)与制备的O2混合,进入回转窑、分解炉,能够大幅提升烟气中CO2浓度,烟气量减少,节能效果更明显。并且可通过控制烟气循环量来调节分解炉、预热器系统的料气比,以适应烟气的带料能力。该技术具有以下优势:(1)燃烧过程中捕集CO2,可实现烟气中CO2浓度≥70%以上(干基);(2)加快燃烧速度、提高燃烧效率;(3)降低烟气量,减少排烟损失,提高系统热效率;(4)大幅降低NOx生成量,无热力型NOx生成,降低烟气脱硝成本;(5)降低着火温度,能够燃烧低热值燃料;(6)降低熟料中游离氧化钙f-CaO含量,提高水泥质量;(7)稳定热工制度,可提高水泥熟料产量。富氧燃烧二氧化碳捕集技术具有显著的推广应用价值。节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
34一种废石和全尾砂混合堆存方法一种废石和尾矿混合堆存方法,适用于矿山废石和尾矿处置中地表堆存环节。将矿山分别构建和运行管理的废石场和尾矿库联合构筑成为一个混合堆场,这种混合堆存方式能够克服矿山两种固体废弃物分别单独堆存带来的堆场稳定性差、矿山酸性废水污染环境等缺陷。利用废石抗剪强度高、空隙大,和尾矿颗粒细、空隙小等互补特征,废石—尾矿混合处置体干燥更迅速、稳定性更好。相比废石、尾矿单独堆存方式,混合处置体体积更小,并可实现固体废弃物堆存过程安全、经济、绿色化。节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
35细粒级尾砂膏体充填材料性能优化技术细粒级尾砂在应用过程中由于比表面积较大,导致需水量较高,因此制备的充填材料固相浓度较低。如果增加用水量,流动性提高,但是强度降低;如果降低用水量,强度提高,可泵送性能降低。因此,针对细粒级尾砂在充填材料应用过程中出现工作性差的问题,专门研发了两款性能调节剂,一款是提高流动性的,添加一定比例可以降低用水量的同时提高流变性能,同时抗压强度也可以提高;另一款是提高力学性能的,添加一定比例后抗压强度可以提高50%以上。两者可以复配使用。节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
36胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰技术原理
1.全固废充填料强度形成机理
胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰技术充分利用了“硅的四配位同构化效应”和“复盐效应”。
垃圾焚烧飞灰的主要成分为垃圾焚烧后产生的无机物和重金属等,当烟气净化采用干式或半干式反应法时,另含有一些反应生成物(如CaCl2、CaSO4)和部分未完全反应的Ca(OH)2等物质。可为胶凝体系提供大量的Ca2+、OH-和SO42-。同时垃圾焚烧飞灰中有含量较高的Cl-,在矿渣水化过程中会形成含氯水化产物水化氯铝酸钙,氯盐在矿渣水化过程中会形成NaOH等碱性物质,提高液相碱度,促进矿渣水化的进一步进行。
2.重金属固化的机理
胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰技术在胶凝材料的水化过程中实现了对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化,胶凝材料的主要水化产物为钙矾石、C-S-H凝胶和类沸石矿物等,几种产物对该体系固化重金属均有贡献。
3.二噁英固化的机理
二噁英(dioxin,DXN),化学名为二氧杂环乙烷,标准状态下一般呈白色固体,无色无味;熔点约为303~305℃,当温度达到705℃以上时开始分解;难溶于水,美国环保局(USEPA,1900)推荐2,3,7,8—TCDD的水溶解度为19.3ng/L,易溶于有机溶剂和脂肪;二噁英的蒸气压很低,大致为8.3×10-13~4.8×10-8mmHg,一般随取代氯原子数目的增加而降低,在大气环境中超过80%的二噁英分布在大气颗粒物中。大部分的二噁英在生物体内不易被代谢,具有生物蓄积与生物放大作用。现行的垃圾焚烧技术的炉内温度可以达到850℃~900℃,绝大部分二噁英已经被分解,加之二噁英具有极低的溶解度和饱和蒸汽压和极高的脂溶性,所以垃圾焚烧飞灰中二噁英通过溶解于水中和挥发传播的比例很小,只可能通过随垃圾焚烧飞灰颗粒进入土壤和水环境以造成污染,本技术通过物理包裹的方法断绝了其污染传播途径,具体为矿渣基胶凝材料-垃圾焚烧飞灰水化反应所形成的固化体系中含有大量的C-S-H凝胶,其紧致的结构可降低整体固化体的渗透性,把含二噁英颗粒包裹固定其中。
节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
37高硫尾砂在水泥基材料中的综合利用技术将高硫尾砂作为掺合料原料应用于混凝土制备中,实现了尾砂固体废弃物的二次利用,同时避免了高硫尾砂作为胶结充填骨料导致的充填体强度逐渐变低的现象。该种混凝土与普通混凝土相比具有更好的工作性能,且早期强度更高,可以较好地应用于建筑工程领域,缓解目前尾矿大量堆积造成的环境污染乃至尾矿库溃坝、滑坡等次生地质灾害问题,对建设绿色矿山和矿产资源的可持续发展具有重要意义。节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
38赤泥基熔剂在炼钢过程中的应用本技术围绕赤泥固废的资源化利用以及对现有炼钢工艺的改进开展。赤泥是氧化铝企业的典型固废,每生产1吨氧化铝将产生1.2-2.0吨赤泥。赤泥处理目前是世界性难题,世界各国以堆存为主,全球赤泥累积堆积量已超过30亿吨。
鉴于我国巨大的钢铁产量,将赤泥作为造渣辅料加入到炼钢中,无疑是大规模消纳赤泥的有效途径。且赤泥在炼钢工艺中作为助熔剂/造渣剂使用,可有效除去铁水的有害杂质P、S,对炼钢工艺技术进步本身也具有推动作用。故该方法具有非常重要的社会和环保意义,同时也具有极为广阔的应用前景。
本技术利用富含Fe2O3/Al2O3/Na2O的铝业赤泥为熔剂,通过系列研究充分证明了在炼钢工艺条件下,赤泥基熔剂对推动半钢深脱磷、提高石灰溶解速率、促进高拉碳出钢等方面的显著优势
最终技术研究成果如下:(1)利用富含Fe2O3/Al2O3/Na2O的铝业赤泥作为熔剂,炼钢过程中实现了深度脱磷/脱硫前移,[C]在2.5%-3.5%的范围内,[P]、[S]分别降至0.02%以下;并将终点渣中(FeO%)含量可降低至14%以下,提高钢水纯净度、降低铁损;(3)应用高铁拜耳赤泥作为熔剂开发了中高磷铁水炼钢技术(铁水初始[P]为0.3%以上),并得到达到合格钙镁磷肥标准的终点钢渣(4)开发了钢铁工业大规模消纳铝业赤泥的技术途径,明确了不同种类赤泥基熔剂在炼钢流程中的加入方式和使用量的计算准则。极大提升了钢铁工业消纳社会及工业废弃物的水平,提升了钢铁企业与社会、地区和谐生态发展能力,具有重要的社会和环境效益。
节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
39一种地下全尾砂-废石膏体充填系统及充填方法地下全尾砂-废石膏体充填系统及充填方法,适用于地下建设全尾砂膏体充填站,以及井下掘进废石不出坑的充填采矿法矿山应用。所述地下全尾砂-废石膏体充填系统利用现有井下硐室或巷道工程,并可实现井下掘进废石不再需要提升至地表进行堆存或处理,同时将选矿全尾砂制备成膏体充填采空区,降低了尾砂在地表尾矿库的堆存量,大幅节约了投资和运营成本,提高了采矿作业安全条件。节能环保技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
40细粒级金属尾矿高质化利用的关键技术与产业化细粒级金属尾矿的无害化、资源化利用技术难度大,是矿业界面临的重要难题。针对这些问题,刘娟红及团队历经十余年,创新了理论与方法、开发了关键新材料、攻克了核心技术,实现了金属尾矿在建设工程和矿业工程中的规模化应用。2014年与相关企业合作,建设了全国第一条金属尾矿资源化利用生产线;至2024年底,创办的合伙企业共建设16条尾矿资源化利用生产线,年处理金属尾矿量超过2500万吨。 
1创建了组-构基因调控的细粒级金属尾矿表面硅(铝)氧断键重聚理论与方法。 
2研发了细粒级金属尾矿系列材料。1.金属尾矿基胶凝材料,用于水泥基材料及混凝土中,降低水泥用量。2.高硫铜尾矿膨胀剂,提升混凝土和灌浆材料抗裂性。3.铁尾矿路面修复材料、古建筑修复砂浆,提升路面修复材料的强度、耐久性和耐磨性。4.细粒级金属尾矿充填性能系列调节剂。提高尾砂料浆浓密浓度;改善充填材料的力学性能;解决充填体不接顶的技术难题。 
3形成了细粒级金属尾矿高质化利用的关键技术。细粒级金属尾矿制备混凝土复合掺合料关键技术;细粒级金属尾矿水泥基灌浆料制备关键技术;铁尾矿基少熟料胶凝材料制备全尾砂矿山充填材料关键技术,实现了使“以尾矿固结尾矿”的技术突破。
矿业工程技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
41全钒液流电池速溶型固态低价钒电解质无铵低成本制备技术全钒液流电池是一种高安全、长寿命、环境友好的长时储能体系,是大规模储能的优选方案。钒电解液是全钒液流电池的核心,占全电池成本的40%以上。目前应用和研究的钒电解液制备过程普遍需要引入铵盐、有机物、Cl2等有毒有害试剂,产生难处理废水废气。因此,电解液制备、废水废气处理和液态电解液运输带来的高成本,成为全钒液流电池大规模应用的核心痛点。鉴于此,本成果提出速溶型固态低价钒电解质低成本制备新路线,掌握了钒氧化合物/钒浸出液物理法短流程清洁提纯工艺,钒纯度达到99.8%以上;建立了高纯钒精准还原与可控转化制备固态低价钒电解质新方法,探明了固态低价钒电解质速溶转化与制备钒电解液调配制度,明确了钒提纯与转化母液循环利用方式。固态低价钒电解质制备的钒电解液各项指标符合GB/T37204-2018《全钒液流电池用电解液》国家标准要求,电化学性能与商售钒电解液相当。本成果全过程无需使用铵盐、萃取剂、氯气等高污染、高成本试剂,不排放难处理废水,过程清洁。与传统路线相比,工艺成本有望降低40%以上。目前已完成了实验室关键技术攻关,拟启动建立中试示范线。矿业工程技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
42重载混合动力车辆电驱系统开发开发了包括动力电池系统、电机、电控、发电机、整车控制器和整车高压控制单元等在内的全套混合动力总成技术。混合动力总成技术完全按照矿区载重车辆的使用需求进行正向开发,不仅满足了矿山对新能源矿车高效节油的期盼,而且符合矿区车辆高强度连续作业和超长使用寿命的要求。在重载上坡工况下,通过动力电池进行功率辅助,可避免发动机工作在过载状态,可大幅降低油耗;在重载下坡工况下,可以实现依靠纯电动驱动模式运行,并通过制动能量回收系统回收整车势能和动能,全工况综合节油率可达20%。矿业工程技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
43基于液空的热害矿井新能源技术和多用途应用北京科技大学周晓敏教授团队致力于地层冻结、矿井降温等技术研究。随着采矿深度加大,井下热害问题越来越严峻,深地采矿和通风成本也越来越高。本项目基于液空体积比常规空气体积缩比(平均缩比650倍),以及深冷相变冷量优势,2022-2024研究利用用液空来进行地下采矿和工程的综合理论,并在2025年荣获中国、美国和南非的发明专利。该专利技术正在进行概念化研究,即将进入工业性应用。该专利技术可用于热害矿井或供风条件不足的矿井巷道、隧道、采矿工作面,与地面液空储能系统相结合,有效解决矿山通风、压风、热害等问题,可大大降低采矿成本。其次,液空也可用于地下工程涌水塌方问题的应急加固技术,防灾减灾。矿业工程技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
44一种工业级多功能膏体充填试验平台及测试方法该实验平台包括称量系统、造浆系统、搅拌制备系统、旋流分级系统、深锥浓密系统、环管输送系统、废料处置系统和自动控制系统。称量系统连接造浆系统和搅拌制备系统,造浆系统后接深锥浓密系统和旋流分级系统,旋流分级系统连接深锥浓密系统,深锥浓密系统连接、搅拌制备系统、环管输送系统、废料处置系统,搅拌制备系统连接环管输送系统。上述系统灵活组合,可开展全尾砂旋流分级试验、全尾砂深锥浓密试验、膏体搅拌制备试验和环管试验等全套膏体充填试验研究,真实模拟现场工况,具有多工况、全闭路、自动化、精度高的特点。矿业工程技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
45矿山生产协同化智能管控体系为了适应企业的数字化与智能化革新、生产方式变革、先进技术装备的引进,国内黄金矿山企业不断加快企业内部改革的步伐,开始在企业范围内推行数字化升级,智能化转型的协同管控方略,而这一过程必须借助一系列的现代信息化与管理手段,从对生产作业与成本费用计划、生产调度执行、采掘工程验收与费用决算以及多平台综合查询等环节的集成化过程管理等环节的集成化过程管理为核心全面开展工作。为此,三山岛金矿与北京科技大学合作开展了矿山生产PDCA全流程管控系统等项目的研究与建设工作,在矿山生产PDCA全流程管控系统、面向业务协同的黄金矿山生产信息管理系统等方面取得了黄金协会科学进步一等奖,具有良好的技术先进性。
系统主要解决了组织结构中的岗位责任划分、生产目标全局性与生产计划一贯性问题,同时兼顾考虑了考核的全面性与实时性问题,在信息采集的及时准确性上取得了大量成果,为相关数据的后续分析与利用提供了解决方案。
项目课题主要以矿山生产业务流、矿石流为主线,基于现代企业内部市场管理与PDCA闭环管理理论,结合核心价格体系全面规划了矿山生产计划管理、成本费用管理、调度管理、验收与考核管理的PDCA循环管控模式,建立覆盖矿山生产全过程、全环节、全要素的系统整体功能架构设计的矿山生产PDCA全流程管控系统。
项目解决了现代矿山在推进智能采矿生产方式过程中,企业的管理水平如何提升这一关键问题,是智能管理的创新性举措,对我国矿山的智能化、数字化建设具有引领示范作用。
矿业工程技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
46面向大数据的黄金矿山安全风险智能化管控系统金属地下矿山开采条件复杂多变、作业地点分散、工作环境恶劣、安全风险源特征复杂,对安全隐患精准辨识与迅速排查,及时发现并科学治理生产过程中的安全隐患是避免安全事故发生的重要举措。本成果是以黄金矿山为研究背景,以实现黄金矿山安全生产中隐患辨识与风险管控的智能化闭环管控为目标,将“大安全”管理理论和大数据分析技术手段相结合,着力解决了安全标准体系构建、人机环管集成化安全管理场景规划、数据导向的安全“双重预防体系”智能动态管理研发、面向大数据分析的安全隐患智能识别与规则发现、安全风险的可视化集成化展示等一系列关键技术难题,最终研发并实现了面向大数据的安全风险智能化管控系统。矿业工程技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
47煤岩动力灾害电磁辐射测向定位预警系统随着煤矿开采深度与强度的增加,煤岩动力灾害频次和强度均呈上升趋势,对矿井正常生产与人员安全造成了严重威胁,实现孕灾区域的准确测向与定位,对于指导防治措施精准实施具有重要意义。为此,研发了煤岩动力灾害电磁辐射测向定位预警系统。该系统由高灵敏度电磁感知天线、高性能数据采集仪、数据处理服务器和数据分析处理软件四部分组成,具有电磁信号获取、参数实时统计、自动检测、有效信号定位、数据存储和历史数据回放处理等功能,能够实时显示电磁信号强度、能量、脉冲数及定位信息等参数,可实现不同空间方向的电磁信号同步采集、输出、测向、定位等功能。矿业工程技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
48煤矿冲击地压智能探测预警技术及装备冲击地压是煤矿开采诱发的一种动力灾害,具有突发性、破坏性和复杂性等特点,造成巷道严重摧毁和人员伤亡,冲击地压预测防治是世界性难题,目前在深孔多参量原位预警方面仍未形成智能化技术装备。基于矿井区域评价预测结果,从原位探测定量评价出发,发明煤矿冲击地压智能探测预警技术装备(钻孔深度40m以上、钻孔速率可达1cm/s),深孔钻进物理力学响应量信息提取钻屑量、煤的冲击能指数、弹性能指数、动态破坏时间以及单轴抗压强度等五个参量作为评价指标,建立深孔多参量冲击地压危险评价体系,多尺度、多参量指标评价冲击地压危险性并评定强弱等级,数据评价速度1s以内,在红阳三矿、首山一矿等多个矿井测试应用。矿业工程技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
49煤岩动力灾害多元融合智能预警与诊断云平台煤炭是我国的主体能源,深部开采是必然趋势。随着开采深度的增加,煤岩动力灾害日趋严重。由于煤矿地质与开采条件复杂、采动空间不断移动、区域局部动静态应力场交织叠加,导致冲击地压灾害是一个多尺度、多因素耦合、演化过程极为复杂的灾害,而煤与瓦斯突出灾害在考虑上述因素的同时,还需要考虑瓦斯场的影响。目前,传统的单指标或相互独立的多项指标监测,只能反映灾害演化过程的单一特征或离散特征,不能准确反映灾害孕育的整体动态特征。上述原因导致煤矿煤岩动力灾害的预警准确率仍然较低,灾害仍然时有发生。
目前,针对煤岩动力灾害监测预警存在以下3方面问题:①现场监测设备类型众多,监测数据庞杂,数据分析量巨大,矿井现有技术手段难以及时处理,冲击和突出发生前兆信息难以智能判识;②已有的多种监测预警装备在监测原理、监测方式与监测侧重点等方面存在明显差异,多种监测装备各自独立,经常出现多源数据预警结果不一致的现象,导致预警效率不高;③监测系统大多部署在采区,集团及远程技术团队无法及时获取风险情况,难以及时给予反馈和提出防治意见。为此,基于大数据、云计算、人工智能等技术,研发煤岩动力灾害多元融合智能预警与诊断云平台,通过对多种监测系统接入、数据汇聚治理、多元挖掘分析,可实现实时监测数据集成感知呈现、灾害前兆特征智能判识、多元前兆特征融合预警、在线诊断和分级管理,从而及时发布预警信息,辅助领导决策和科学防治。
矿业工程技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
50金属矿山多中段溜井卸矿粉尘智能联动控制技术及装置金属矿山集中化生产不断发展,使矿井产量增加,矿石运输压力加大。多中段溜井缓解了矿石运输压力,实现了矿井的集中生产及运输,在金属矿山中起到了不可或缺的作用。然而多中段溜井解决矿石运输问题的同时,也滋生出严重的粉尘污染问题。卸矿粉尘污染是多中段溜井运输系统导致的问题,卸矿过程对每个中段均产生影响,单一中段的粉尘治理不能满足多中段溜井联动降尘的需求,无法保证降尘效果。因此,研究卸矿粉尘产生和运动规律,开发多中段溜井卸矿粉尘联动控制系统,实现任一中段卸矿其余中段根据各自产尘情况及时做出降尘响应,是彻底改善多中段溜井作业环境的关键。 
多中段溜井卸矿粉尘控制方式较多,现多采用各中段安装降尘设备和设施独立分层控制。但各中段卸矿产尘相2互影响,单独采取降尘措施不能实现各中段粉尘控制的相互配合。上中段卸矿时,其余中段不能及时作出降尘反应,粉尘控制存在时差,造成大量粉尘进入联络巷污染作业环境。并且现有降尘措施对卸矿产尘治理的针对性差,缺少对各中段产尘规律及冲击气流影响降尘效果的分析,现场采用粉尘浓度传感器控制降尘设备时受环境粉尘影响大,降尘措施效果不理想。为解决以上问题,通过对卸矿粉尘产运理论、气水喷雾及泡沫降尘原理的研究,以不同卸矿情况下各中段冲击气流衰减和粉尘到达时间的研究结果为基础,开发了多中段溜井联动控制程序及联动控制系统,建立了各中段降尘装置运行状态与粉尘到达和持续时间之间的关系,实现上了中段卸矿,其余各中段按照不同的产尘规律联动降尘。 
创新性: 
(一)建立了多中段溜井气水喷雾降尘性能实验平台,根据联络巷内冲击气流的衰减情况,得到气水喷雾装置最佳安装位置,并确定了气水喷雾雾化效果最好的气水流量比范围。采用自主研发的发泡器确定了针对金属矿山粉尘降尘的最佳发泡剂配方比例,发泡气液比,发泡倍数等。 
(二)根据各中段卸矿产尘规律,归纳出14种产尘类型,以各中段粉尘到达时间的先后以及持续产尘时间的长短,进行PLC联动控制编程,通过时间寄存器控制各中段气水喷雾及泡沫降尘装置的运行状态,建立了多中段溜井卸矿粉尘联动控制系统,实现了不同中段联动降尘。 
(三)开发出了包含降尘时间、降尘状态、实时数据、系统报警、历史记录、系统通讯、帮助及退出功能的多中段溜井卸矿粉尘联动控制系统软件,实现了对多中段溜井卸矿粉尘联动降尘装置的远程控制。
矿业工程技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
51露天采场路面扬尘控制关键技术研究切割、钻孔、爆破和运输是露天开采作业中的主要粉尘来源,在矿物运输和其他采矿活动中,大量空气中的灰尘以分层的形式沉积在运输道路上。矿山运输道路是空气中灰尘颗粒的主要来源。道路粉尘约占露天采矿作业排放到大气中的粉尘总量的78%-97%,运输道路产生的灰尘对人类健康、车辆运行和运输效率均存在危害,增加人员患尘肺病的风险。采用洒水的方法抑制道路粉尘,方便环保,但水在高温时易蒸发,低温时易冻结,抑尘效果差,大量且频繁的用水导致水资源的浪费。针对露天采场路面线路长、抑尘用水量大等特点,化学抑尘剂无论在经济上还是抑尘效果上都比水更适用于此。
针对露天采场路面扬尘,研制具有吸湿、保湿及凝并细小粉尘等多重性能的高效生态环保型抑尘剂,经过冬季、春季、秋季现场成功检验,有效抑尘时间达到7~15天,节水效率高、抑尘成本低。同时针对中国北部高寒地区的露天采场路面,因地制宜地研制防冻型路面抑尘剂,冰点能够达到-30℃左右。研究成果不仅可使采场路面扬尘得到有效控制,为采场工人创造清洁的作业环境,而且对于保障采场内行车安全,提高汽车的通行效率,降低采场内大型设备油耗和磨损也是非常有意义的。
矿业工程技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
52深部矿井热害控制关键技术研究针对矿山深部开采高温热害问题,深部热源分析及热环境评价,利用矿井通风网络解算、热环境数值模拟、能耗成本与分析等多项技术,对矿井通风网络进行优化,按需控制通风风量,实现矿山深部开采工作面通风降温,有效解决深部矿井热害问题。研究成果不仅为其他金属矿山深部开采通风降温设计提供了现实依据,而且为安全生产和职工的健康提供了保证,具有重要的理论价值和工程实际意义。矿业工程技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
53矿山典型粉尘工程防护关键技术装备研发与应用我国是劳动人口大国,多数劳动者职业生涯超过其生命周期的1/2,因工作环境接触各类职业危害引发的职业安全健康问题十分突出。截至2021年底,中国累计报告各类职业病102.7万例,其中职业性尘肺病91.5万例,其中由矿山粉尘引发的煤工尘肺与矽肺病占比超90%。基数庞大的尘肺病病例严重影响了社会和谐稳定,矿山粉尘已成为危害矿工身体健康的“头号杀手”与“软刀子”。因此,研究矿山粉尘工程防护技术,对从源头上遏制尘肺病发病率、保障工人职业健康、维护社会和谐稳定具有重大社会经济价值。
目前国内外已对矿山粉尘工程防护技术开展了一定研究,围绕“风”、“水”形成的通风排尘、湿式降尘技术初成体系,取得了一定效果。但是,对于瞬态高速释放爆破粉尘、超细粒径呼吸性粉尘、强疏水性煤尘等矿山典型粉尘尚无有效控制手段,是国际同行业公认的“卡脖子”性难题。
为解决该难题,本项目针对以上研究背景与现状,从机理探究、材料研发、技术创新、装备研发、转化应用五个方面开展了系统研究。围绕“减、降、隔、抑、除”综合防尘技术方针,为矿山粉尘高效治理提供了技术装备支撑,显著提升了矿山典型粉尘工程防护技术装备水平,取得了众多在该领域达到国际领先水平的原创性成果。不但有效保障了矿山工人职业健康与安全,而且对推进“健康中国”国家发展战略具有重要意义。
矿业工程技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
54金矿通风系统三维可视化及实时监测关键技术结合矿山开采实际情况,构建矿山通风系统的三维可视化模型,创建环境参数实时监测系统。构建的通风三维可视化模型能够动态模拟并显示各井巷风流、风压等参数,实现矿井通风系统三维可视化;矿井环境监测系统与矿井通风可视化模型可进行信息交互,实时显示井巷通风、环境参数监测数据,实现通风可视化监测与风流模拟一体化运行。矿业工程技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
55膏体充填精准控制与三维可视化该成果名称为充填智能化精准控制与三维可视化系统,主要服务于非洲矿业有限公司。该系统能够基于底层自动控制系统,优化控制策略,建立基于物联网、大数据、人工智能、机器学习技术相结合的智能控制系统,在膏体浓度的精准制备、管道输送的实时感知、采场充填的三维可视化等方面实现充填系统的智能监测与控制。该成果能够大大削减操作人员工作量,提高充填作业的稳定性,降低充填成本。矿业工程技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
56面向充填体强度的料浆颗粒级配优化1.研发背景 
近年来,伴随国民经济的高速发展需求,矿产资源的消耗量与需求量增大,导致国内矿山可选品位逐步降低,选矿工艺中的磨矿精度提高,尾砂的产量越来越高,且尾砂的平均粒径也越来越小。金属矿山以全尾砂料浆进行充填时存在充填料浆浓度较低、流动性较差和充填体强度不足的问题,给矿山安全、绿色、稳定生产带来困难。研究发现,尾砂料浆中的超细颗粒含量较高、颗粒级配不合理是导致上述问题的主要原因。为此,深入研究尾砂颗粒级配理论与技术,探究尾砂颗粒级配及其浓度与充填体力学性能之间的内在联系,切实解决矿山生产中尾砂级配不合理导致的充填体强度不能满足生产需要的问题。 
2.解决的主要问题 
本研究主要围绕金属矿山超细全尾砂的颗粒级配开展研究。解决国内金属矿山因超细尾砂颗粒含量过高带来的浓密底流浓度较低、料浆流动性较差、充填体强度较低的问题。 
3.创新性 
本研究成果通过优化全尾砂颗粒级配,提高了浓密底流料浆浓度,改善了高浓度料浆的流动性,提升了井下充填体强度,并降低了灰砂比,为矿山节约了充填成本。同时配合改变灰砂比,满足井下采空区不同强度的需求。 
4.技术先进性 
通过本研究的成果,探究了颗粒级配对全尾砂充填体强度的影响规律,通过颗粒级配提高了井下充填体的强度,节约了充填经济成本。并简化了相关矿山的充填工艺,提高了生产效率。 
5.推广应用价值 
本研究的成果具有较高普适性,可在国内多类金属矿山进行推广应用,以解决国内矿山超细尾砂含量较高所带来的底流浓度较低、流动性较差和充填体强度不足等问题。 
6.前期应用情况 
通过本项目的研究成果,已经在国内某铁矿得到了生产应用。在满足井下充填体强度的前提下,将矿山前期使用的灰砂比由1:4降低至1:6,为矿山节约了充填成本。并在灰砂比为1:3的生产条件下,成功替换了人工混凝土假底铺设工艺,进一步降低了充填成本。
矿业工程技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内领先
57地下工程安全精准爆破技术创新与应用21世纪是地下空间开发利用的世纪。深地空间开发关系到矿产资源开采、交通工程、水利工程、核废料储存、国防工程等国家资源保障和国防安全。爆破是地下工程岩体开挖的主要手段。成果围绕如何高效利用爆破正能量破碎岩体和治理灾害、如何有效控制爆破对围岩损伤破坏负作用的技术等问题进行科技攻关,丰富发展岩石爆破“精准控制”新理论,为技术开发提供理论指导;创新地下矿山“以爆抑灾”方法,为主动调控矿山孕灾环境开创了可靠手段;研发复杂井隧爆破“减振降损”技术,突破“超深、超近、超大”井隧工程爆破法安全高效施工的禁区,引领我国复杂环境井隧爆破施工技术的发展。矿业工程,应急安全技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
58基于电热养护的充填体强度提升技术获得授权国家发明专利3项: 
一种利用微波技术提高充填体早期强度的方法; 
利用远红外加热技术提高原位充填体强度的装置及方法; 
一种提高采场充填体温度的加热装置及其使用方法。
矿业工程,应急安全技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
59固废充填胶凝材料开发、复杂空区膏体充填治理、绿色矿山建设成果1:基于冶金渣等固废的低成本高效充填胶凝材料开发 
为解决充填矿山面临的尾砂超细、充填成本高、胶凝效果差等问题,针对不同矿山特性及周围可利用火山灰固废,分别开发出了100%替代水泥的矿渣基、钢渣基、粉煤灰基等新型充填胶凝材料,每吨成本比水泥下降30~60%,而同等条件下充填体性能是水泥充填体的2倍以上,产品在金川、河钢、鞍钢等集团公司的矿山实现工业化应用。 
成果2:膏体充填系统调试、减阻输送、降本增效等一体化技术 
对新建充填系统,定制化开展调试,打通工艺流程,确定系统参数,制定充填标准与操作规范;针对充填系统管道输送的浓度低、阻力大、充填成本高等问题,通过优化充填料浆(膏体)配合比设计,揭示多因素协同下料浆工作特性与流变特性规律,实现工程非牛顿流体的管流阻力预测、模拟与调控,实现基于外加剂、级配、配比的联合减阻输送优化;从强度设计需求、配比优化、新材料与工艺等角度,优化充填系统,实现降本增效。 
成果3:膏体输送管道堵泄异常在线监测技术 
针对充填管道人工巡检劳困难、滞后高、难以及时反馈管道运行状态等难题,通过井下管网的压力流量变送器安装,给予工业组网与信号处理技术,利用机器学习智能算法开发,构建信息融合的联合监测预警技术,实现充填管道智能巡检。 
成果4:复杂采空区综合治理技术 
针对矿山历史复杂老空区的治理难题,定制化采空区、塌陷区治理方案,开展安全、技术、经济综合评价。 
成果5:露天边坡稳定性分析与破坏模拟预测 
针对露天高陡边坡的稳定性问题,开展边坡工程地质调查与岩体质量评价,对目标区域边坡的二维/三维建模,然后基于极限平衡法、数值法联合稳定性分析与预测,可实现流固耦合、动力荷载下的稳定性分析,并对监测预警、支护、以及日常管理措施提出建议。
矿业工程,应急安全,有色金属,新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
60低成本高性能粉末冶金钛合金生产技术我国钛资源储量占全球第一,但尖端领域应用大部分依赖进口。另一方面,钛合金难以熔炼、热加工费用高,造成材料利用率低、价格昂贵,迫切需要发展高性能钛合金的低成本生产技术。粉末冶金技术是一项低成本近净成形技术,有望实现高性能钛合金的低成本生产应用,实现钛合金成本降低30%以上。目前,国外粉末冶金钛合金生产应用成熟,我国起步较晚,与国外仍存在较大差距。 
针对钛合金传统铸锻生产工艺存在的难熔炼、热加工难度高、材料利用率低、成本高等问题,发明了低成本高性能粉末冶金钛合金的短流程制造工艺,实现了规模工业生产,整体技术达到国际先进水平。
新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
61高性价比高温合金锻件制造工艺优化设计技术目前我国高温合金锻件产品质量稳定性存在一定程度的波动,而生产和应用企业在对产品性能波动方面又没有系统的分析。综观高温合金锻件,诸如涡轮盘、管、带、板材等全流程涉及很多工序。合金设计、冶炼(冶炼方式、渣系选择、冶炼工艺等)、均匀化、开坯、锻造(自由锻、模锻)、热处理、轧制(挤压)、冷变形、中间热处理等众多环节(而每一个环节都涉及到很多工艺控制因素)。其中任一个工艺环节出现问题都势必遗传影响至产品最终质量,任何一个工序点出现扰动都将会对整条工艺线产生干扰甚至叠加。只有所有环节都保证在有设计依据的规范控制范围内才能保障最终产品质量的稳定性,因此如何在长流程多控制环节中优化控制工艺提升高温合金产品质量控制稳定性是一个急迫和困难的命题。而从我国目前高温合金锻件相关产品质量来看,该问题较为突显,也成为了我国目前高温合金锻件产品质量提升计划的痛点。 
为此,如何建立全制备过程的工艺依据,并能给出有依据的控制原则,是本成果的目标所向。构建并能使得变形高温合金全流程工序间可贯通传递,获得全流程诸控制点的影响权重,进而给出诸分工序控制点的影响权重,最终提出各控制点的工艺控制对策。做到有的放矢,以显著提高产品质量的稳定性和性价比。 
成果来源于团队近三十多年一直耕耘于变形高温合金的累积开发和反思感悟,试图找寻我国高温合金锻件产品与进口质量存在差距的根源和解题之道。结合具体生产企业设备工况,高温合金锻件产品要求,提供从冶炼至锻件成品的制备工艺依据和优化工艺。
新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
62高性能低膨胀铝基复合材料及构件卫星在轨运行和返回过程中需经历极端高低温环境,构件尺寸的稳定是保证卫星在轨高精度、返回高安全、任务高可靠的关键。针对卫星搭载的某宽带微波载荷与卫星本体材料之间热膨胀系数不匹配极易导致的载荷在轨及返回过程中载荷接收精度不稳定、信息传输不连续等问题。我校陈骏教授团队以原创的负热膨胀技术研发了具有轻质、热膨胀系数低、力学性能优异、尺寸稳定性好的高性能低膨胀铝基复合材料,并研制了系列关键连接内置件、环件等高性能低膨胀构件,首次将负热膨胀技术应用到我国的卫星上,填补了高性能低膨胀金属构件在工程应用领域的空白。该技术使得某宽带微波载荷与卫星本体之间热膨胀匹配性增强、界面应力大幅度减小,保证了卫星在轨与返回过程中信号高精度传输与接收,助力卫星成功返回。新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
63高性能磁致伸缩材料磁致伸缩材料是可在外磁场作用下产生应变,也可在外加应力作用下诱导磁矩变化,实现电磁能和机械能之间的高效转换,在驱动、换能与传感等高技术领域具有重要应用。
高性能稀土超磁致伸缩材料具有应变大、能量密度高、声速低、均匀性及一致性好等优点,是低频大功率水声换能器的优势功能材料。本团队突破了大尺寸稀土超磁致伸缩材料Tb-Dy-Fe合金的取向晶体生长、多尺度微观结构调控等关键制备技术,研制出大尺寸、高性能(低场应变大、高力学性能与性能一致性好)稀土超磁致伸缩材料。本团队已累计向中科院声学所、中船集团715所、726所、哈尔滨工程大学、湖南大学及中石油勘探技术开发研究院等国内外20多家用户批量提供直径为多种类型(包括圆棒、方棒、薄片、管状及异形产品)材料制品数千件,研制的各类型水声换能器和其他民用器件,均获得了良好的效果。
高性能新型铁基磁致伸缩材料Fe-Ga合金,不仅具有较大的磁致伸缩系数(400ppm)和高的居里温度(650℃),而且具有高的机械强度(抗拉强度大于500MPa),成本相对于稀土超磁致伸缩材料也大幅降低。本团队突破了Fe-Ga合金带材高效成形加工与强高斯织构控制关键制备技术,在板带中获得90%以上的强高斯织构,使得轧制板带沿轧向的磁致伸缩系数达到300ppm以上。所研发的强织构、高性能Fe-Ga磁致伸缩轧制带材与丝材,在换能、致动以及传感等技术领域有重要应用前景。基于磁致伸缩带材的新型磁致伸缩导波无损检测技术在管道检测、高速铁路轨道无损检测、斜拉桥和悬索桥锚固区的在役检测、大型结构和各种埋地构件的状态监控,具有广阔的市场前景和应用价值。
新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
64商用飞机镁合金板材非结构件开发为应对全球性气候变暖及能源危机等形势变化,作为密度最低的金属工程材料,镁合金在轻量化领域赢得了广泛的关注。2015年美国联邦航空管理局放开了镁合金在商用飞机上的使用限制(SAE-AS8049修订版C),在满足燃烧等安全性能的前提下,座椅等非结构件部位成为了镁合金在商用飞机应用尝试的首选。研究团队在江海涛研究员的负责及指导下,张韵博士承担主要技术工作,以合金体系开发、板材制备工艺及组织性能调控作为研究重点,致力于商用飞机非结构件镁合金板材的研究。通过低合金化及工艺优化,成功开发多种具有高成形性能的新型镁合金,并授权发明专利两项。完成了550mm宽的镁合金宽幅薄板材工业化试制,板材兼顾了强度、成形性能、断裂韧性、耐蚀性能和抗阻燃性能,其屈服强度为204MPa,室温杯突值为6.8mm,自腐蚀速率为0.33mm•a-1,燃烧失重率为19%,完全符合商用飞机内饰材料性能需求,综合性能媲美于6061铝合金。通过与全球最大的飞机制造厂商-美国波音公司开展国际合作,成功试制了商用飞机用镁合金座椅底板,该成果获得了波音公司的肯定,并于2019年荣获美国波音公司Certificateofcollaboration&appreciation奖。此外,项目团队在低成本高成形性镁合金材料制备及高效高精度轧制技术研究方面完成了大量工作,相应学术成果均发表于国内外金属材料重点期刊。在此基础上形成了高效高精度的镁合金板材轧制集成技术,并开发了镁合金板材的各向异性控制技术,在此基础上授权高性能镁合金板材制备方法相关发明专利两项。新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
65超细钨、钼粉体的可宏量制备技术本团队经过多年的实验与研究,首次提出“碳热预还原+氢气深脱氧”工艺制备高纯超细钨、钼粉体及其合金粉体,并在超细钨粉、钼粉、钨钼合金粉及其超细晶合金坯的制备上进行了大量的研究工作。从反应机理到生产制备方面均已经取得大量的科研成果,发表了二十多SCI学术论文和申请了十几项专利,在超细钨、钼粉的制备工艺上有了很成熟的理解。相比于传统氢气还原钨钼氧化物制备超细钨钼粉,本工艺使用炭黑为主要固体还原剂更具成本优势。并且通过对工艺参数的控制,可以实现低成本、粒径可控地制备超细甚至纳米级的粉体,更适宜工业化生产。在本工艺的碳热预还原过程中,以来源广泛、成本较低的炭黑为主要还原剂,高温下碳热还原移除金属氧化物中的大部分氧,同时确保碳的残余量降到极低;再使用氢气进行深脱氧除去剩余的少量氧原子,最终得到高纯度、超细钨、钼粉体。新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
66难熔高熵合金逆向设计高熵合金因其独特的组成和优异的性能在航空航天、能源、生物医用等领域引发广泛关注。面对不同服役场景对材料提出的不同的要求,需要针对应用条件进行成分设计。然而,对于多主元合金巨大的成分空间,传统的实验方法效率低,成本高,且难以进行全空间探索。结合领域知识和高通量计算,使用人工智能方法能够实现合金的多目标性能导向的精准设计与优化,并显著的提升合金设计效率,节约开发成本。难熔高熵合金有望进一步突破应用温度,成为发动机涡轮盘的候选材料,该应用对合金的强塑性、密度和抗高温软化能力等性能提出了要求。针对此应用需求,通过高通量计算对TiZrHfNbVMoTa系难熔高熵合金超34万的成分空间进行筛选,获得满足密度、抗高温软化性能、单相区和抗热裂等性能的合金六千多个。基于特征工程思想,结合晶格畸变、化学短程有序和固溶强化等相关理论,建立机器学习模型,并使用主动学习方法对屈服强度与塑性进行同时优化,经过实验迭代获得了强韧性匹配且满足多目标性能的合金成分。制备出的合金室温压缩屈服强度和断裂应变分别为1327MPa和37.9%,具有良好的强塑性匹配且比屈服强度为156MPa/(g·cm-3),1000℃屈服强度338MPa,高温抗软化性能良好,优于相关体系合金性能,实现了性能的综合提升。新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
67高通量计算与机器学习驱动难熔金属高熵合金设计BCC结构TiZrHfNb基难熔高熵合金展现出优异的强韧性匹配、密度较低(相对于Ni-Co基高温合金)以及抗高温软化性能,有望在航空航天、高温模具及超高温涂层等领域获得应用。结合高通量计算与机器学习在TiZrHfNb基四元、六元、七元难熔高熵合金材料成分空间内实现快速设计筛选及性能预测与优化,加快具有优异性能的高温结构材料研发速度,缩短研发周期,降低计算与设计成本。新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
68新型高效Ti基IrO2-RuO2-SiO2阳极制备及工业应用在金属电沉积过程中,阳极一般采用Pb阳极等惰性阳极,在阳极上会发生析氧反应。传统Pb及Pb合金阳极析氧催化性能较差,因此会产生较高析氧过电位,增加电解能耗。Ti基涂层阳极具有良好的析氧催化活性,可有效降低析氧过电位,但制备过程中多采用IrO2或RuO2等贵金属氧化物作为析氧活性物质,制备成本较高,其大规模应用受限。基于此,采用溶胶-凝胶法开发研制了一种新型高效的Ti/IrO2-RuO2-SiO2阳极,此阳极涂层中Ir:Ru:Si摩尔比仅9:21:70,与Ti/IrO2阳极和Ti/RuO2阳极相比贵金属消耗量显著降低,且预估使用寿命在四年以上。此外,该阳极析氧催化性能优良,在50mA/m2电流密度条件下阳极析氧电位(vs.SCE)仅1.33V。通过将此阳极应用于电解金属锰生产,金属锰电解电流效率升高至78.3%,吨锰电解能耗降低至4346~4433kW·h,与采用传统Pb合金阳极相比降低了27%左右,吨锰生产成本大幅降低。新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
69一种新型高强高塑免热处理铝合金材料该新型高强高塑免热处理铝合金材料,在保证优异铸造成形性前提下,采用成分和工艺优化方法,促进细化剂粒子在凝固过程中的高频率、爆发式形核,将铸造Al-8Si合金晶粒尺寸细化至30~40μm,变质富Fe相,从而协同优化铝合金强度和塑性,制备出抗拉强度>280MPa,屈服强度>180MPa,延伸率>8%的免热处理率铝合金材料。该成果有效解决了现有技术中压铸件晶粒尺寸粗大、结构不稳定,以及热处理铸件表面易产生气泡,结构件易变形以及废品率高等问题,将为汽车轻量化用一体化压铸零部件的生产制造提供原材料。新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
70刚柔并济-强韧耐磨一体化纳微结构铜合金基于微合金化-多维剪切流铸造技术,实现铸造过程中原位纳米析出、晶粒细化、偏析弱化和组织均匀致密化,获得高强韧和性能均匀一致的纳米相-细微晶(Nanoprecipitation-FineGrain,NPFG)结构铜合金;利用表面纳米化改性技术实现细晶→梯度纳米孪晶的转变,获得超强高韧、超硬耐磨的纳米相-梯度纳米孪晶(nanoprecipitation-gradientnanotwin,NP-GNT)复合强化的纳微结构铜合金。新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
71金刚石热管理复合材料随着微电子技术的飞速发展,电子设备集成度日益提高,能量密度越来越大,工作时产生的热量越来越多,为保证电子设备稳定工作,需要采用高导热材料对其进行高效热管理。金刚石由于具有优异的热导率、高温稳定性和低的热膨胀系数等优点,已成为热管理材料领域重要的研究方向。通过金刚石与铜、铝、碳化硅等复合而发展起来的金刚石热管理材料已成为新一代散热材料,广泛应用于电子、航空、航天、高速交通等高技术领域。
针对传统电子封装等热管理材料存在密度大、热导率低等问题,建立了金刚石复合材料粉末冶金-熔渗/反应渗透新工艺,发明了金刚石/铜(铝)、金刚石/碳化硅等高性能热管理复合材料,并在航天、电子、通讯等领域得到应用,整体技术达到国际先进水平。主要创新点如下:
(一)建立了金刚石/铜(铝)复合材料粉末冶金-无压熔渗近净成形技术,开发出高性能金刚石/铜热管理复合材料;
(二)发明了金刚石/铜复合材料双镀层-粉末冶金近净成形新工艺,显微结构得到显著优化,材料热导率超过750W/mk、热膨胀系数小于6.9×10-6/K、弯曲强度大于560MPa;
(三)采用粉末冶金-化学气相渗透工艺制备出性能优异的金刚石/碳化硅复合材料。材料热导率达660W/mk以上、密度小于3.3g/cm3、弯曲强度大于410MPa。
新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
72导热吸波复合材料随着5G时代的到来,电子芯片向轻量化、高集成化方向发展。一方面会造成芯片相互间电磁干扰增加;另一方面发热量增加造成设备寿命降低。因此,设计开发高性能导热吸波材料具有重要意义。为获得高性能的导热吸波材料,需要在体系中增大导热剂和电磁波吸收剂比例,这将带来材料力学性能下降,将大大降低材料使用寿命。为解决上述问题,本课题组开发出二维片状的导热剂和电磁波吸收剂,用强各向异性及低填充来提升导热、吸波性能,并兼顾优良的力学性能。开发出导热系数达到8W/mK,初始磁导率大于10,邵氏硬度小于90,综合性能优异的导热吸波复合材料。
针对导热吸波材料传统导热剂和电磁波吸收剂存在功能性低、填充量高等问题,发明了二维片状铁硅铝合金电磁波吸收剂,以及纳米改性六方氮化硼导热剂。所开发的二维片状铁硅铝合金电磁波吸收剂已实现了规模化生产与应用,占居了国内高端市场,整体技术达到国际先进水平。主要创新点如下:
(一)发明了高磁导率、高电阻二维片状铁硅铝合金电磁波吸收剂;
(二)发明了一种二维片状粉末取向方法,使二维粉体在导热吸波片实现定向排列;
(三)建设了多条二维片状铁硅铝合金生产线,开发了系列产品。产品已应用于苹果、三星、戴尔等国际知名公司,在手机、笔记本、新能源、5G通讯服务器及基站、无线充电装备等领域获得规模应用,打破了国外对高磁导率电磁波吸收剂的垄断,加速了吸波片在国内消费电子行业的普及和应用升级。
新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
73高性能光电倍增管阴极材料先进的二代增强型高灵敏度的微光夜视仪,是军事、公安、天文、航天、航海、核物理、卫星监测、高速摄影、夜间监视等诸多领域必不可少的装备。本项目已经完成前期科研攻关和具体生产项目的实施,其产品能够满足二代增强型微光夜视仪对光电阴极蒸发器的要求,具有自主知识产权,完全填补了国内空白。项目组将依托北京科技大学,北京航空航天大学等高等院校,在完成二代和二代增强型微光夜视仪用光电阴极用蒸发器,积极研制三代和四代微光夜视仪用光电阴极。届时,在三代和四代微光夜视仪生产流程中,项目的产品将进一步向下游拓展,生产三代和四代微光夜视仪用像增强器。同时,项目可以根据客户的需求,对产品进行微调,以满足不同客户的需求。新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
74关键金属制备用CMA材料制备及应用技术随着冶炼技术升级和冶炼强度的加大,作为先进钢铁、高温合金等关键金属熔炼工序反应器基础的耐火材料成为当前关键金属洁净度控制和服役性能提升的主要瓶颈之一。CaO·xMgO·(6-x)Al2O3(CMA)系列耐火材料是Al2O3-MgO-CaO三元系的富Al2O3部分高熔点化合物(1820℃~1830℃)。这种化合物是由CaAl12O19(CA6)和MgAl2O4(MA)固溶而成,因此兼具了CA6和MA的优良特性,即较低的热膨胀系数(1500℃,8.4×10-6/℃)、较高的化学稳定性以及与金属熔液的不润湿性。凭借这些优良的特性,令其在先进钢铁和镍基高温合金冶炼和熔模铸造过程中展现出了较大的应用潜力,对先进钢铁洁净度控制和镍基高温合金制品(如涡轮叶片)表面质量控制方面表现出优异的性能。新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内领先
75高体密、高强度型高温隔热材料在钢铁、水泥、石灰等高温领域,窑炉、钢水包等核心装备的隔热保温始终是节能降碳与安全生产的关键难题。 
国内外传统隔热材料一直处于“低导热则强度低、耐高温性差;耐高温则隔热差”的矛盾无法破解状态中,纳米绝热板、硅酸铝纤维板等隔热较好,但强度低或没强度、高温结晶粉化,存在漏钢、钻钢隐患;轻质耐火砖耐高温好但导热率高、强度低,导致壳体温度高、使用中碎化等。 
既隔热保温,又具有较高强度以维持衬体结构稳定的耐火材料一直未有合适选择,尤其对于水泥回转窑、石灰回转窑等动态窑炉,这种材料更没有选项。 
在此背景下,研发出5S超级隔热材料。突破传统耐火材料的设计理念,通过微热流传输路径控制、红外传输抑制等核心技术,实现超高强度、超高服役温度、零低压缩率、超稳定低导热率、超稳定体积密度等五大核心性能兼具,最高使用温度达1700℃,350℃导热率≤0.20W/(m・K),耐压强度10~25MPa。 
该材料在水泥回转窑高温带同等降低壳体温度80-150℃(与工作衬同寿命)且已在国内几十条生产线上运转。在国内A公司60吨钢包的包壳温度同比降低58℃(已运行6个月,还在运行着),在国内B公司120吨钢包的壳体温度同比降低50-70℃(已运行8个月,还在运行着)。
新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
76高温压电传感器压电陶瓷作为一种先进功能材料,广泛应用于传感器、制动器和超声换能器等领域。随着科技的进步,人们迫切需要能在极端环境下服役的高温压电材料,如应用在石油钻探、航空航天、汽车发动机燃油喷嘴等领域。然而,性能优异,温度稳定性良好的压电陶瓷材料极度缺乏。目前在高温压电领域,通常应用的是压电单晶材料,其制造工艺复杂苛刻,且成本高,不利于大规模商业化应用。因此,开发新型高温压电陶瓷材料就显得尤为重要。
铁酸铋(BF)基压电陶瓷材料通常具有优异的距离温度(BF的居里温度为632℃),而且BF可以与钛酸铅(PT)和钛酸钡(BT)形成固溶体,且具有准同型相界,这就为高温压电材料的开发提供了可能。BF-PT体系的四方性强,轴比过大,造成陶瓷的矫顽场过大,不容易极化。过大的轴比使得陶瓷在烧结过程中很容易发生粉化,不易烧结成瓷。而BF-BT体系轴比较小,制备起来相对容易。但是想要获得优异的高温压电性能,需要采用淬火工艺对烧结的陶瓷进行处理。淬火工艺复杂,影响因素众多,造成该体系材料的性能可重复性较差。另外,由于BF端际成分中Fe的变价,造成陶瓷本身存在较大的漏导。因此制备的陶瓷,介电损耗较大,难于极化。这严重限制了BF基高温压电陶瓷的应用。
我们结合了BF-PT和BF-BT两个体系的优势,设计了BF-PT-BT三元压电陶瓷体系,通过控制三个端际成分的比例有效调节了压电陶瓷的性能,实现了优异的高温压电性。其优化后的压电常数d33可达360pC/N,同时其居里温度Tc达483℃。
新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内领先
77异种金属双面双弧熔钎焊技术针对异种金属连接(熔钎焊)对热输入要求高、焊缝(背面)成形难度大等特点,采用MIG/TIG双面双弧同时施焊,加热均匀,降低焊接热输入需求,利用MIG/TIG双弧的协同(能量协同、位置协同)效应,对焊缝成形和界面特性灵活地进行调控;同时,焊缝反面TIG电弧的加热和气氛保护作用,有利于促进液态金属的润湿铺展,改善焊缝反面成形;而且,还可以利用交流TIG电弧的“阴极破碎效应”进一步提高反面焊缝成形质量。新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
78连续梯度增材制造与粘结剂辅助3D打印技术增材制造技术被认为是工业界的颠覆性技术,也是材料加工领域的研究热点。但是目前增材制造适用合金牌号少、设备成本高、打印尺寸有限,限制了应用范围。通过梯度材料制备实现材料成分高通量制备与表征,可以快速筛选成分优化合金性能,是目前增材制造与材料开发前沿技术;通过粘接剂固化金属粉体形成坯体,结合脱脂烧结,实现大尺寸精密金属零部件的高效、低成本近终成形制备,是目前增材制造领域另一重要发展方向。
实现了大尺寸具有连续成分分布结构的梯度部件制备,极大提升了材料开发效率,降低成本,是梯度材料及材料高通量制备的前沿方向;粘接剂辅助3D打印结合了粉末注射成形与增材制造核心技术,可实现大尺寸精密零件高效制备,是增材制造领域的另一项重要技术创新。主要技术创新点:
(一)发明了连续梯度粉层铺放机构与激光自适应致密化工艺,实现了梯度材料复杂部件的直接近净成形制备;
(二)实现高达500+具有不同成分的金相/拉伸试样一次性制备;与传统熔炼试错法筛选成分性能效率提升1倍,成分优化精度提高1个数量级;
(三)独立设计并研发出粘结剂辅助3D打印技术及装备,实现了低粒度金属粉末大尺寸高密度铺放,其构建速度比传统高能束增材制造提高2倍以上;
(四)开发出多功能水基粘结剂,可以制备超过50+不同合金材料。与传统酚醛粘结剂相比,该水基粘结剂无毒环保,易于脱除。
新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
79增强储能特性的柔性Pb0.96La0.04(Zr0.95Ti0.05)O3薄膜介电电容器柔性Pb0.96La0.04Zr0.95Ti0.05O3薄膜介电电容器具有高的可释放能量密度(Urec=44.2J/cm3)和击穿电场强度(EBDS=3011kV/cm),并展现出优异的频率与温度稳定性,以及出色的机械耐力。阐明铁电相与多态反铁电畴共存是实现其优良综合储能性能的关键因素。 
适用于许多脉冲放电和功率调节电子设备中,包括混合动力汽车、火箭推进系统、医用除颤器和起搏器等。
新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
80面向高清显示非镉体系量子点及其发光二极管量子点具有色纯度高和色域宽,是一种高性价比的广色域、高清显示方案,在高清产品市场占率上遥遥领先于其他新兴技术,有望成为显示标配。然而,在市场上具有绝对主导地位的量子点是含镉体系量子点,镉的高毒性对人类健康带来严重威胁。本研究团队实现了多种无毒性“绿色”、高性能非镉体系量子点的低成本制备技术,及其电致发光二极管器件,量子点发光性能和器件效率达到国际先进水平,在高清显示中具有巨大的发展潜力和市场前景。
(一)发明了一种固相烧结技术制备高色纯度红、绿、蓝和高荧光量子产率的高稳定性陶瓷化钙钛矿量子点,色域高达130%;
(二)开发了一种低成本、安全可控合成技术获得高荧光量子产率的InP量子点,研制出国际先进效率(>20%)的InP量子点电致发光二极管;
(三)发展了基于强限域量子点,获得国际先进效率水平的蓝色和红色的高色纯度钙钛矿量子点电致发光二极管。
新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
81新型Pb1-xLaxHfO3薄膜介电电容器突破传统PZT基电介质材料,新型Pb1-xLaxHfO3薄膜体系在储能方面具有潜在优势,最高击穿电场强度达4162.7kV/cm。建立了其组成、结构和性能之间的内在联系,为通过成分工程来调控PbHfO3基反铁电材料的储能特性提供了一个范式。 
利用元素掺杂技术,通过简单、经济的溶胶-凝胶一步法成功开发了新型Pb1-xLaxHfO3材料体系。 
适用于许多脉冲放电和功率调节电子设备中,包括混合动力汽车、火箭推进系统、医用除颤器和起搏器等。
新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
82氧化物基固体电池的研发固态电池采用不可燃的固态电解质并匹配超高镍正极(Ni≥90%),理论上能够突破350 Wh/kg的能量密度阈值并实现高安全性,但其关键瓶颈在于超高镍正极/固态电解质界面在充放电过程中因热-力-电多场耦合引发的结构失稳,导致高界面电阻,从而影响了电池的使用寿命。聚焦正极/固态电解质界面多物理场耦合效应,将电化学分析技术与原位表征技术结合,深入解析固/固界面在热-力-电多场耦合作用下的失效机理,建立界面演化与电池性能的构效关系;在此基础上,通过调控界面处锂离子传输动力学和阴离子氧化还原过程设计低阻抗、高稳定的固/固界面,揭示其对界面多物理场耦合效应的调控机制,为加速固态电池技术的实用化进程提供理论基础。新材料,新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
83有机太阳能电池有机太阳能电池具有柔性、廉价、无毒的独特优势,是一项极具潜力的光伏技术,具有室外、室内和微电子集成等多场景适用性。基于长期在材料以及器件上的积累,本团队已能够实现高效率有机太阳能电池模组的连续印制,从而能够与多种电子器件相结合实现利用清洁能源的离网自供电,如:锂电池、微电子设备、无人机等。结合攀枝花地区日照较强的特点,该成果有望产生较高的价值。新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
84高比能量、长循环寿命硫化物全固态锂电池介于目前锂离子电池的安全性和低能量密度问题,采用不可燃、高离子电导率硫化物固态电解质构筑的全固态锂电池有望实现高能量密度及安全性,具有很好的应用前景。硫化物电解质的离子电导率和空气稳定性及其与电极材料的界面稳定性是影响全固态锂电池循环性能的关键因素。因此,改性硫化物固态电解质,构筑稳定的界面,开发高比能量、长循环寿命硫化物全固态锂电池,具有重要理论意义与产业前景。
针对硫化物电解质空气稳定性较差及电极固固界面问题,开展了电解质改性和原位界面工程构建的研究。采用固相烧结法,通过异价元素掺杂,缺陷工程等策略,结合软硬酸碱理论,制备了高离子电导及空气稳定的硫化物电解质。原位构筑核壳结构正极材料,提高界面稳定性,开发出高比能量、长循环寿命硫化物全固态锂电池。主要创新点如下:
(1)制备了一种两相异价软酸元素互掺杂的高空气稳定硫化物固态电解质,研究了析出相在母相中的作用机理,提升了离子电导率及对锂稳定性,使用经受空气暴露的电解质组装全固态电池表现出优异循环稳定性(0.2C稳定循环600圈);
(2)提出了一种新型Li7TaO6涂层及Ta梯度掺杂协同共改性策略,采用简单可扩展的原位固相烧结法,构筑了核壳结构正极材料,改善了固固界面问题,大幅提升了硫化物全固态锂电池长循环稳定性(1C稳定循环8200圈);
(3)干法制备柔性正极薄膜,组装硫化物全固态软包电池,推动其产业发展。
新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
85质子交换膜电解水制氢低贵金属催化剂制备与测试评价技术本课题组长期深耕于质子交换膜(PEM)电解水制氢领域的前沿技术与工程化应用,构建了从基础材料到器件开发的完整研发体系。我们依托在高性能PEM电解槽结构设计、膜电极(MEA)工艺优化、低载量高活性催化剂可控合成及多维度表征测试等方面的深厚技术积累,成功开发出一系列兼具长寿命、低成本与高可靠性的PEM电解水制氢低贵金属催化剂,并形成了与之匹配的膜电极及电解槽集成方案。新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
86燃料电池系统设计、集成与控制技术本课题组长期深耕于质子交换膜(PEM)燃料电池系统领域,构建了从核心部件到系统集成的完整研发体系。我们依托在高性能电堆设计、关键零部件选型与匹配、系统集成优化以及智能控制策略开发等方面的深厚技术积累,成功开发出一系列兼具高可靠性、长寿命、高集成度与低成本的PEM燃料电池系统,为交通动力及分布式发电应用提供了切实可行的解决方案。新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
87高性能磷酸锰铁锂正极材料本团队通过对锂离子电池LiMnxFe1-xPO4(x<1)正极材料进行改性,得到了成本低廉、热稳定性高、性能稳定的高容量磷酸锰铁锂正极材料,实现了安全性能高、能量密度高、倍率特性优异、循环寿命长的锂离子电池。 
1C循环100圈容量保持率100%,5C容量提升70%,直流阻抗(DCR)降低70%。 
可用于动力、储能锂离子电池。
新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
88燃料电池分区检测技术本课题组长期致力于燃料电池内部过程的可视化与精细化表征,开发了一套基于分区检测技术的原位诊断平台。该技术在不改变燃料电池基本结构与组装工艺的前提下,通过在电堆内部嵌入超薄分区参数采集板,实现了对电堆内部不同区域电流密度、温度分布以及湿度分布的高精度在线同步测量。基于这一平台,我们系统研究了电池在不同工作参数下电化学反应的分布特性,揭示了局部传质、水热失衡及电流密度非均匀分布的演化规律。 
市场分析: 目前燃料电池的成本和耐久性是制约燃料电池商业化进程的两个主要因素,其中耐久性作为衡量燃料电池品质的重要指标成为了科研攻关的桥头堡。通过该项技术,获得电池内部真实反应分布情况,迅速定位膜电极衰减部位及诊断性能下降的具体原因,结合原因提出相应的优化建议,进而提高燃料电池耐久性。 
经济效益分析:通过分区检测技术,评估燃料电池流道和膜电极设计以及运行参数控制的合理性,进而提高燃料电池的耐久性,降低燃料电池的更换与运行成本。
新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内领先
89融合智慧源荷多时空尺度预测的虚拟电厂调控技术在“双碳”目标驱动下,我国能源体系正经历深刻变革,分布式光伏、分散式风电等分布式电源呈现“点多、量大、面广”特征,其出力波动性与间歇性对电网安全稳定运行构成挑战。与此同时,电力市场化改革深入推进,全国电力现货市场试点覆盖超20个省份,电力需求侧响应、辅助服务等市场机制逐步完善,用户侧资源参与系统调节的潜力亟待释放。分布式电源的随机性导致源侧预测误差增大,仅依赖单一时间尺度的发电计划难以匹配实时供需;用户侧负荷类型日益复杂,电动汽车、智能空调等柔性负荷占比提升,但其调节潜力未被充分挖掘。 
在此背景下,虚拟电厂技术应运而生。其通过聚合分布式电源、储能系统、可控负荷等资源,构建“源-网-荷-储”一体化调控体系,并依托多时空尺度预测技术,实现从超短期(分钟级)到中长期(日/周级)的精准预测。通过气象数据与历史运行数据的深度融合,将负荷预测误差率降低至3%以内,有效支撑电网削峰填谷。该技术不仅提升了电力系统灵活性,更通过市场化机制激发用户参与需求响应的积极性,为构建清洁低碳、安全高效的能源体系提供了关键支撑。
新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
90双反应区半固态铝离子电池传统化石燃料驱动的冶金流程无法同时实现节能减排、安全冶炼与经济发展的兼顾,开发资源丰富的新型高安全储能电池有望实现绿电驱动的电化学冶金工业链条。铝离子电池具有高安全、低成本等特性,在工业储能领域具有非常大的潜力。本成果通过构建具有双反应区的半固态电池结构有效抑制强Lewis酸性铝离子电池体系中高容量正极材料的穿梭效应,解决铝电池高能量密度与长寿命不可兼得的瓶颈问题,以期构建出综合性能优异的新型铝电池应用于大规模绿色储能,从而助力“双碳”战略目标的实现及经济社会的可持续发展。新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
91长循环寿命、高能量密度高镍三元正极材料本团队通过对锂离子电池高镍三元正极材料进行改性,极大提高了循环稳定性和热稳定性等特性,实现了高安全性、高能量密度、长循环寿命的高镍三元锂离子电池。1C循环100圈容量保持率94%,对比未改性材料为约80%。 
可用于动力锂离子电池。
新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
92基于深度特征匹配的汽车加密流量异常行为识别智能网联车载加密流量包含的敏感数据庞杂、种类繁多,面临着泄露风险。面对智能汽车敏感数据传输加密流量内容隐匿、传输触发条件复杂未知多样、导致的大规模汽车敏感数据传输链条难以监测追踪的难题,研究基于大规模汽车集群单样本加密流量无监督异常检测技术,实现集群化敏感数据跨境异常传输行为精准识别,研究基于深度学习的加密流量多维特征智能提取技术,实现异常行为细粒度画像,最终实现加密流量重要敏感数据隐匿非法跨境传输的精准定位和上下文取证。
针对现有的传统机器学习和深度学习方法忽略加密流量中包与包之间的关联关系以及上下文信息,存在许多重要的特征信息未得到充分的利用的问题,提出了基于多层自注意力机制的TLS加密流量分类模型,结合了加密流量原始字节和属性序列特征的优势。首先,通过改进经典的三元组网络从原始车联网加密流量数据中提取判别性特征,更好地捕捉加密流量数据的细微差异,在特征空间中形成明确的边界,保障加密流量分类的可靠性。其次,通过序列自注意力机制捕获数据包之间的顺序关系,多头注意机制可以从不同角度关注数据的内容,使得加密流量数据的特征表示更为丰富,从而更好地建模时序依赖性,提高分类的准确性。最后连接上述隐藏特征,结合原始字节和属性序列特征的优势,通过全连接层和softmax层进行分类。
新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
93新能源汽车安全运行智能运维平台新能源汽车安全运维平台旨在解决新能源汽车在实际运营过程中,因车辆状态监控不足、数据整合不全而导致的安全隐患和维护效率低下的问题。随着新能源汽车行业的快速发展,如何提升车辆运行安全、延长使用寿命并减少维护成本,已成为行业的核心痛点。本平台通过实时数据采集与安全预警算法,能够精准监测车辆各项运行指标,及时识别潜在故障,提供预测性维护方案,极大提升了运营安全性和运维效率。本平台能够对电池健康、电池安全状态等关键参数进行实时监控,运用先进的时序算法预测故障并提供维护建议。 
在竞争优势上,本平台具有以下特点:一是基于大数据和机器学习的预测性维护,能够提前识别和解决问题,减少突发故障发生;二是与合作企业共享知识产权,确保了技术的快速应用与持续迭代;三是系统的模块化设计,便于与不同类型的新能源汽车进行无缝对接,适应广泛的市场需求。 
目前,本平台已成功应用于合作企业,覆盖超过2万辆新能源汽车。通过应用案例,我们可以看到,该平台在提升车辆安全性、减少维修成本、优化运维效率等方面均取得了显著成果。
新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
94燃料电池系统用高速电动离心式空气压缩机在当今能源危机及环境保护的双重压力下,以氢为原料的燃料电池系统以其能量转换效率高和环境友好等优点,在新能源汽车、储能等领域有着广泛的应用场景,受到国内外政府、企业和研究机构的格外关注。空气压缩机为燃料电池提供必需的压缩空气,是其关键子系统之一。
该成果针对燃料电池系统对无油、高速和高效空气压缩机的需求,采用水润滑动静压轴承作为支撑,高速大功率永磁同步电机直驱的解决方案,具有无油、高效和耐用的优点。特别是成功开发出国内第一款具有能量回收的空压机,技术水平国际领先。
新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
95高比容量富锂锰基无钴正极材料及其高能量密度电池锂离子电池关键材料面向2035年将继续向更高性能和高安全性方向发展,富锂锰基正极材料Li1+xMn1-x-yMyO2(0<x+y<1,M=metalions)具有高比容量~300mAh/g和理想比能量~1200Wh/kg,比目前商业高镍三元氧化物高400Wh/kg及以上,而且在热稳定性和材料成本上存在显著优势。
本团队自2003年起至今在国家、省部级以及车企公司研究开发项目的持续资助下,开展了以应用为导向的富锂锰基正极材料的成分优化、批量制备、高活性物质载量极片构建和电池设计。提出和合成了Li1+x(Ni0.25Mn0.75)1-xO2等一系列无钴富锂锰基正极材料,并以材料体相和表面调控为基础,开展了有针对性电解质体系开发,优化晶格氧的演变过程、抑制表面氧损失,实现高容量的同时,显著提高富锂锰基正极材料结构变化的可逆性,产气量低,高能量密度全电池循环性能和安全性优异。
新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
96固态电池用无机固体电解质固态电池具有安全性的突出优势,其应用领域主要涵盖动力电池领域、消费领域和储能领域。当前,我国动力电池企业基于市场驱动,率先量产半固态电池,并开始推进半固态电池装车验证。本项目研发团队在氧化物型无机固体电解质的技术积累,很好契合当前我国半固态电池研发技术路线,预计2年时间可建成百吨级固体电解质粉体年产线,并在5年内根据市场需求和电池厂商验证进行产能扩张,在固态电池发展的走势下,市场收益明显。 
通过材料组成调控,设计开发出具有优异离子导电性的石榴石型锂离子固体电解质和NASICON型钠离子固体电解质粉体材料,掌握了粉体的宏量制备技术,物相纯度高、杂质少且性能均一;通过开发多功能型烧结助剂,解决了石榴石型固体电解质难以致密化的难题,掌握了高致密度电解质片制备技术。
新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
97钠离子电池关键电极材料钠离子电池主打电动两轮车、A00级电动车和储能三大领域。当前钠离子电池已经开始逐步走向实用化应用,国内相应布局的代表性企业包括传统锂电池厂商(宁德时代、比亚迪、鹏辉能源等)和钠电创新型企业(中科海钠、钠创新能源、众钠能源、传艺科技、珈钠能源等)。据相关机构测算,到2025年,按照在电动两轮车、A00级电动车和全球储能领域钠离子电池渗透率分别为25%、20%和8%测算,钠离子电池的需求空间将超100 GWh,对于正极材料的需求将达到24万吨,远期到2030年正极需求将达到133万吨,按照规模量产后平均5万元/吨的价格测算,将会带来超600亿元的市场,市场前景广阔。 
基于材料组成调控,设计开发出具有优异本征电子/离子电导的系列钒基聚阴离子型钠离子电池正极材料(Na3V2(PO4)3),提高了电极反应动力学,显著改善了材料的倍率性能,构建出具有良好结构稳定性的锰基聚阴离子型钠离子电池正极材料(Na4VMn(PO4)3),提高了材料的循环寿命。
新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
98燃料电池金属双极板研发金属双极板是燃料电池堆的核心部件,随着我国“双碳”政策持续推进,氢能源行业需求增长,氢燃料电池汽车产销市场将迎来快速增长,将带动金属双极板市场规模持续增长。 
提升我国燃料电池关键材料和部件的研究水平,从关键材料、部件层面保障燃料电池的大规模推广应用,在节能减排、优化能源结构、降低金属双极板涂层成本等方面发挥巨大的经济效益。 
本成果围绕质子交换膜燃料电池金属双极板设计、成型与涂层,基于在燃料电池堆、关键零部件性能测试评价方面的技术积累,开发了低成本、高导电、高耐蚀的燃料电池金属双极板与高温耐腐蚀测试装置。
新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
99燃料电池金属双极板设计、成型、涂层与测试评价技术本课题组长期深耕于质子交换膜燃料电池关键部件的自主开发,依托在电堆设计、关键零部件性能测试评价等方面的深厚技术积累,聚焦金属双极板的技术瓶颈,成功开发出兼具低成本、高导电、高耐蚀特性的燃料电池金属双极板。同时,为解决实际工况下双极板耐久性难以快速评估的难题,自主研制了高温耐腐蚀测试装置,建立了覆盖“设计-成型-涂层-测试”全流程的技术体系,为高功率密度、长寿命燃料电池电堆的开发提供了核心部件支撑。新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
100燃料电池(电解池)系统参数化设计、仿真、评价平台针对商业化燃料电池/电解池产品开发流程长、高度依赖经验的问题,自主开发了仿真结果可验证的平台,软件部分包括催化层介观尺度质电传递、多孔层宏观尺度水汽传递、等效电流/EIS仿真与典型控制律的设计评价模块,硬件部分包括高速采样、EIS采集,实现200kW电化学池的辅助设计、仿真、控制以及在线监测,产品由北京科技大学李跃华副教授团队开发,团队长期从事电化学动力学以及工程热物理在氢能领域的应用研究,在原位在线表征、宏观检测以及可再生燃料电池方面的成果获省部级二等奖2项,行业协会一等奖2项。新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内领先
101燃料电池寿命预测与延寿调控技术本课题组依托在燃料电池堆衰减机理、关键零部件老化特性、系统集成工艺以及先进控制策略等方面的全链条技术积累,聚焦于燃料电池在复杂工况下的耐久性难题,成功开发了一套集“状态感知-寿命预测-延寿调控”于一体的闭环管理系统。该系统包含鲁棒性强、预测偏差小的实时寿命预测方式与自适应性强、稳定性好的在线延寿调控策略,有效解决了燃料电池在动态运行中性能衰减快、寿命难以预估的瓶颈,为燃料电池系统的长寿命、高可靠运行提供了关键技术支撑。新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内领先
102工程机械/车辆新能源动力系统匹配设计集成优化软件纯电、柴油机-锂电混动、燃料电池-锂电混动等新能源技术能够有效的降低工程机械/车辆的排放。然而,如何针对多样化的工程机械/车辆产品以及差异化的作业场景,选择适合的新能源动力系统、实现动力系统的匹配优化设计,是保障工程机械/车辆全寿命周期内的经济效益的关键技术。然而,该技术的难点在于,不同的工程机械/车辆有着不同的动力系统需求;即使相同的工程机械/车辆,在不同作业场景下,其动力系统需求也存在一定的差异;最后,如何有效的平抑储能系统成本高、寿命短等问题,达到工程机械/车辆全寿期的节能降本增效。本团队综合考虑作业与行走的功率、能量需求,自研了一款面向工程机械/车辆新能源动力系统匹配设计集成优化软件新能源智能汽车,先进电池材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
103嵌入式智能机器人系统实验仿真平台与实训教学体系嵌入式智能机器人系统是多学科交叉领域应用研究热点,相关知识学习与应用实训是新工科院校(多学科交叉)特色专业建设大势所趋——结合嵌入式智能机器人系统相关硬件平台搭建与应用场景实训,可快速提高学生嵌入式系统、计算机视觉、人机交互以及模式识别、神经网络、深度学习等专业知识学习与应用实践认知能力。
目前,国内外嵌入式智能机器人系统(智能机器人系统)相关实验硬件平台,大多需要采购相关板卡与外设,结合实际应用场景自主搭建,相关实验仿真系统(软件)也需结合实际应用自主研发,技术实现流程复杂,难度大、周期长,相关实训专业课程主要由相关培训机构提供,知识面窄、局限性大;同时,智能机器人系统作为现今乃至未来多学科交叉应用研究方向,新知识、新技术、新工艺高度集成,国内新工科院校(多学科交叉)相关专业学生(本科生/研究生)学习愿望迫切,“嵌入式智能机器人系统实验仿真平台与实训教学体系”有助于结合系统、规范的工程应用案例,帮助学生梳理相关知识学习与应用研发内在逻辑,针对实际应用场景,构建技术理论与应用实践有机结合、促进面向“通专融合”与“工程认证”的产教融合协同育人创新创业。
团队在多年嵌入式系统、计算机视觉、智能交互等教学、科研成果基础上,依托教育部“2020年度产学融合协同育人项目——嵌入式智能机器人系统实验仿真平台与实训教学体系构建”,创新研发面向国内新工科院校(多学科交叉)相关专业师生的“嵌入式智能机器人系统实验仿真平台与实训教学体系”——包括嵌入式主控系统、智能机器人分控系统、AI视觉感知系统、AR场景交互系统、集群智能控制系统等核心模块化单元(软硬件)研发以及嵌入式系统、计算机视觉、人机交互、模式识别、神经网络、深度学习、集群协同控制等相关专业知识汇编,形成核心关键技术与创新应用服务成果。结合应用技术实训,有助于学生系统、规范地学习(嵌入式系统、计算机视觉、人机交互以及模式识别、神经网络、深度学习等)嵌入式智能机器人系统相关专业知识,依托“实训教学(面向通专融合人才培养)”、“应用研发(面向产教融合创新创业)”、“师资培训(面向实训教学师资培训)”等多层次实训教学体系,快速提升新工科院校(多学科交叉)专业知识学习与应用实践认知能力。
新一代信息技术,新一代移动通信技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
104风机类设备状态在线监测研究风机设备数据采集、监测预警方法,研究风机类设备故障预警模型,对风机常见的轴承、轴、叶片等故障进行预警 
当前成果适用于风机类设备进行长期在线状态监测,潜在市场为百亿级。当前成果对比其他同类产品,持续在线监测时间长,诊断算法准确度高,成本可控,成功预防重大设备故障产生的经济效益不可估量,收益回报率极高。 
在鞍钢本部、鞍钢鲅鱼圈5500厚板各类风机上进行应用。
新一代信息技术,新一代移动通信技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
105水泵类设备状态在线监测研究水泵设备数据采集、监测预警方法,研究水泵类设备故障预警模型,对水泵常见的故障进行预警。 
当前成果适用于水泵类设备进行长期在线状态监测,潜在市场为百亿级。当前成果对比其他同类产品,持续在线监测时间长,诊断算法准确度高,成本可控,成功预防重大设备故障产生的经济效益不可估量,收益回报率极高。 
在鲅鱼圈5500厚板各类水泵设备上进行应用。
新一代信息技术,新一代移动通信技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
106热连轧全线温度预测技术可以计算带钢在热轧全流程所有阶段(包括出加热炉后的一次除鳞、两次粗轧阶段、保温阶段、精轧前的二次除鳞、精轧阶段、层流冷却阶段等)的温度场分布。开发的软件采用VC++语言进行编写,具有良好的人机交换界面,对热轧的各阶段都做了相应的参数输入及选择(包括钢坯来料参数的输入、轧制工艺参数的输入、保温模式的选择、冷却模式的选择等)。软件的结果输出界面可以输出不同阶段出口的断面温度分布图以及典型点的热轧全流程的温度变化曲线,并且结果数据以excel形式进行保存,方便用户进行数据读取及保存。新一代信息技术,新一代移动通信技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
107粗精轧机主轴扭矩在线监测研究粗精轧机传动主轴的扭矩数据监测方案,研究主轴寿命预测模型,有效减少粗精轧主轴疲劳断裂故障发生,预测粗精轧主轴剩余寿命。 
当前成果适用于重载轴类设备进行长期在线状态监测,潜在市场为百亿级。当前成果对比其他同类产品,持续在线监测时间长,续航能力强,寿命预测算法准确度高,成本可控,成功预防重大设备故障产生的经济效益不可估量,收益回报率极高。 
在鲅鱼圈5500厚板粗轧机、精轧机、热矫直机、预矫直机上进行应用。
新一代信息技术,新一代移动通信技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
108区域设备离线点检系统针对某一生产区域,开发设备离线点检系统,通过APP或手持终端录入点检信息,通过PC端设备点检管理系统实现点检管理、缺勤管理等功能。 
智能点检系统的经济效益主要体现在以下几个方面: 
1.提高设备的可靠性和稳定性,有效减少了设备故障和停机时间,提升了设备的运行效率和产能; 
2.降低了人工维护成本,自动化诊断和预测能力减少了人工巡检的工作量,提高了工作效率; 
3.提高了工作安全性,自动化的点检和故障诊断功能,减少了工人在高风险区域内工作的频率和时间,降低了事故风险。 
因此,智能点检系统在提高生产效率、降低企业运营成本、保障工人安全等方面都具有重要的经济效益。
新一代信息技术,新一代移动通信技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
109头盔适戴性能测试评价系统头盔适戴性能测试评价系统发端于我陆军单兵综合保障系统中头面部防护科研项目支持,从立项距今已历经十余年。该系统包含柔性传感器阵列为主的下位机、集成了数据采集传输和舒适性评估模型的上位机,支持有线传输、无线传输和SD卡等多种数据存储方式。该系统可以广泛地用于各种各类军、警、民用头盔、安全帽、运动头盔等产品的试戴性能评价中。新一代信息技术,新一代移动通信技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
110复杂刚体动力学参数测试系统TSR+DPTLAB刚体动力学参数(质量、质心位置、转动惯量和惯性积等共10个独立参数)是多体系统动力学仿真、系统性能设计与校核的基本、必要参数。
在长期的汽车动态系统CAE与振动噪声NVH研究过程中,为获得准确的刚体动力学参数,开发了一系列基于三线扭摆振动理论的复杂刚体动力学参数测试系统。在连续理论创新与实践积累过程中逐步臻于今日之完善与实用,开创性提出了测试结果可靠性与准确性的评价方法与判断依据。
复杂刚体动力学参数测试系统(RigidBodyDynamicParametersTestSystembasedonTri-StringPendulum)由硬件及软件两部分组成:三线摆试验台TSR(Tri-StringPendulumTestRig)与专用数据处理软件DPTLAB(RigidBodyDynamicParametersTestLaboratory)。
1.适应性好:系统适用于发动机、变速器、电动机、传统燃油动力总成与新能源电驱总成等复杂刚体的动力学参数测试,当然也适用于简单刚体的测试;
2.一致性好:对同一复杂刚体进行两次或多次独立测试,测试结果一致性好;
3.可靠准确:一次测试即能保证测试结果的可靠性与准确性;
4.无惧挑战:可接受国际、国内任何动力学参数测试系统的对标检验。
新一代信息技术,新一代移动通信技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
111热轧板带全板幅组织性能在线预报技术热轧板带组织性能预报是一种利用热轧产品化学成分和相关生产工艺参数预报板带最终组织和力学性能的技术。组织性能预报技术一直以来都是钢铁冶金领域的难题之一,板带材本身成分组成和加热、轧制、冷却等众多因素均会对产品最终组织和性能产生重要影响,且各影响因素与最终组织性能之间具有非线性、强耦合等特点,加之市场对板带材产品质量要求的不断提高,研发高精度的组织性能预报技术迫在眉睫。热轧板带组织性能预报不仅能够为现场提供组织和性能预报,加快现场判钢速度,提高企业资金周转效率,还能够指导工艺改进和优化控制,提高产品质量和成材率,提高企业经济效益。
组织性能预报基于不同钢种的物理冶金原理,定量化表征全流程轧制过程中每个工艺阶段微观组织的演变过程,以及产品最终的组织构成和力学性能。涉及的关键技术包括:(1)横向温度计算(2)全板幅组织演变计算(3)全板幅力学性能预报。
新一代信息技术,新一代移动通信技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
112基于数字孪生的加热炉(热处理炉)全过程仿真优化系统该技术建立了钢坯炉内加热及热处理过程热过程的数学模型,实时计算当前生产条件和调整后生产条件下各炉段内所有钢坯的温度信息,为工艺优化提供基础。分析了当前的生产流程,基于“数字孪生”技术建立钢坯加热及热处理全过程模拟仿真系统。模拟仿真系统基于Windows操作平台开发,其全部参数具备可调整性,整体系统具备可移植性。利用所建立的仿真系统对加热炉及热处理炉实际生产过程进行跟踪研究,对当前生产过程中的钢坯状态进行跟踪预报。利用所建立的仿真系统对生产过程中各种生产工况进行工艺分析,对当前工艺进行优化。新一代信息技术,新一代移动通信技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
113移动机器人智能巡检系统在一些危险、特殊的极端工作场景,机器人能够替代巡检人员进行可靠巡视,减轻工作人员的劳动强度、降低劳动风险,及时发现问题,避免造成重大事故。为提升设备巡视的智能化水平,依托多项企业委托项目,研究开发了一套移动机器人智能巡检系统,实现机器人自动对运行轨迹内的重要数据进行采集、回传及分析。
移动机器人智能巡检系统由智能巡检机器人、机器人充电室、通信系统、监控基站四大部分组成。智能巡检机器人按照设定的工作模式对任务场景中的设备进行自主巡检,在运动过程中采集重要数据;机器人充电室提供机器人自主充电;通信系统将机器人采集的重要数据实时传输至本地监控基站;监控基站完成数据的存储、分析处理及预警等功能。
新一代信息技术,新一代移动通信技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
114无人天车与智能库管技术北京科技大学工程技术研究院研发的无人天车与智能库区系统,是由智能调度排程系统、智能库管系统、无人天车控制系统、智能识别系统、数据分析优化系统等构成的智能化、信息化、标准化、自动化相融合的综合系统。系统基于先进传感和无线通信技术收集天车、运输链、过跨车等设备的位置和状态等实时信息,并通过软件接口与工厂管理系统进行数据集成,贯通进料、上料、生产、下线、储存、发货等多环节信息流,以此实现生产信息与物流信息的实时交互。借助作业调度和路径优化算法,系统根据当前任务和设备状态自动生成最高效、安全的作业方案,并通过多级联动控制驱动行车的自动吊运。同时,依托主钩防摇摆控制、多维度协同控制、机器视觉及触觉检测等核心技术,无人天车可实现快速精准定位和稳定行驶。主要包括以下关键技术:
精准定位与防摆控制技术:车体与吊具传感器设计与X、Y、Z精准定位与高效协同控制技术;自主开发天车运行摆角自动控制与变速过程优化控制技术。
库区智能调度技术:依据实际现场工艺要求与生产运行状态,实现智能化天车作业调度与垛位分配。
行驶路径规划技术:根据库区实际情况,对于天车移动路径实时优化,提高作业运行效率与安全性。
车辆物料识别技术:基于机器视觉的车辆识别与车载鞍座、物料识别技术,精度适应性好,成本低。
库区协同控制技术:实现天车与过跨车、辊道、车辆等库区物流装备的协同控制;贯通工厂信息流,实现主生产线排产与库区调度协同优化。
工艺装备优化设计:进行厂房土建、设备、物流规划,改造吊具、垛位等设备,开发信息接口管理方法,保障全过程无人运行投入。
新一代信息技术,新一代移动通信技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
115炼钢车间天车调度管理系统随着钢铁生产智能制造的持续发展,正在由单体冶炼工序智能管控,转向工序间“亚界面”管控。天车调度作为炼钢过程生产组织调度的重要部分,承担炼钢车间工序间物质流位移的重要功能,是促进工序间高效衔接匹配和炼钢过程动态有序运行的重要着力点。目前,由于炼钢车间天车缺少完善的信息化管理、调度过程依赖人工指挥,导致整个炼钢过程存在数字化管理水平低、物质流运行效率低、钢水温度损失大等问题。
炼钢车间天车智能调度系统可以实现现场不同系统的数据采集、集成、总表管理,并提供系统状态监测、天车任务指挥管理、异常情况处理等功能,实现天车调度业务流程的数字化管理和智能化驱动,为生产与调度一体化提供保障。同时,面向不同岗位的用户,提供定制化的交互页面:面向天车调度管理员,提供天车任务的管理页面;面向天车操作工和其他工序用户,提供天车任务信息的展示页面和提醒功能;面向系统维护人员,提供后台管理页面;面向管理人员和技术人员,提供系统分析和报表页面。
新一代信息技术,新一代移动通信技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
116中冶宝钢行车设备智能运维系统(基于知识图谱的单体设备履历诊断)本系统针对传统行车设备故障诊断效率低下问题,采用知识图谱技术对行车单体设备故障履历进行图谱构建,基于设备的知识图谱和履历数据,研究设备履历诊断方法,针对设备的故障现象,分析其可能的故障原因并给出建议。该系统将为大型装备运维服务向数字化、网络化和智能化方向的转型提供解决方案,协助用户在故障分析、故障决策、知识经验传承、优化维护方案等工作,使他们更具竞争力并在快速变化的数字化环境中保持领先地位。
经济效益:降低成本,复杂关键装备维修成本可下降3%~5%,备件占用减少2%~3%,降低大型装备状态监控系统的构建成本,增加企业产值;减少损失,通过预防性维护和制定更有效的维护计划,将避免因设备故障导致重大事故的发生,减少设备财产的损失和人身财产的损失。
社会效益:设备检修方式逐渐从人工经验方式向系统的专业检修方式转变,将显著降低现场设备点检人员的工作难度,提高劳动生产率可以帮助企业整合和管理大量分散的数据源,包括生产数据、供应链数据、设备数据等。这有助于提高数据的可访问性和可用性,为企业决策提供更可靠的数据基础。
新一代信息技术,新一代移动通信技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
117基于测试与结构优化的机械装备研发技术国内外在机械装备的研发过程中,产品的性能无法满足生产和使用要求的比例高达70%。为了提高装备结构的可靠性与使用性能,本成果开发了一套基于测试与结构优化的产品研发技术。运用测试与信号处理、故障诊断技术,定位机器结构失效与异常振动原因,并获得结构特性参数与结构优化的边界条件;提出了采用拓扑优化技术进行结构优化设计的方法,并进行结构性能再评价,对提升结构的磨损、疲劳、振动等工作性能与机械装备工作可靠性,具有重要的意义。新一代信息技术,新一代移动通信技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
118混合动力汽车集成优化技术与平台针对国五标准、国六标准(基于出行链)、非标车辆集成优化混合动力整车配置,可实现商用卡车、乘用车的集成优化。动力类型覆盖:油电混合动力(串联式、并联式、混联式、功率分流式),锂电池-超级电容混合动力,燃料电池-锂电池混合动力多种形式。 
可面向整车企业,如理想汽车等,缩短开发流程,针对整车需求短,依据整车性能指标(建立碳排放成本、使用成本等指标),快速实现整车传动系统技术路线与技术架构的评估、分析与定型,大大缩短开发流程; 
提高整车能量利用率,针对混合动力传动系统架构,集成优化整车配置,提高车载能源的利用率; 
提高整车传动效率,依据混合动力传动系统架构与市场需求,快速实现车型针对特定市场的快速适应与调整,提高整车传动效率,缩短车型调整时间。
新一代信息技术,新一代移动通信技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
119多模可视化靶向纳米药物及其在肿瘤治疗等疑难杂症上的应用本项目围绕肿瘤诊疗中的关键医学问题,以肝部肿瘤为病理模型,结合现代物理电磁影像学和我国独有的中药宝库,开展多模纳米分子探针和纳米中药的设计与合成,发展具有三维空间纳米尺度分辨的分子影像学,实现在实验方法和新药开发原理上的创新;结合体外细胞和活体动物实验研究,合作研究肿瘤标志物的特异性灵敏度和可靠性及药物治疗作用的在体和离体效果一致性,综合应用于新的检测/治疗靶点和候选纳米药物发现,在药物靶向效果研究方法上的创新;结合动物临床效果,合作研究药物对荷瘤动物恶化的肠道微环境的逆转作用,结合对转录组和全蛋白质组水平的分析,揭示其肝部靶向和抗癌的分子机制,提出了自主靶向抗癌药物的分子设计新策略。
本项目已规模化合成了中药有效成分共轭铁、铁铂,铁钴金等纳米颗粒的多种纳米药物,对其在血癌、肝癌、胰腺癌的治疗上的自主靶向性、多模分子影像功能和疗效机制进行深入研究,2019年以来研究成果在ChEJ、Small、ActaBiomaterialia等期刊上发表论文多篇:如ZRen,etal.,Small,(2019)1905233)、WeiweiZhang,etal.,Chem.Mater.32(2020)5044-5056;RanLiu,etal.,RSCAdv.11(2021)37814-37823;XiaoxiongZhao,etal.,ActaBiomaterialia,151(1)(2022)549-560;XiaoxiongZhao,etal.,NanoscaleAdvances4(2022)190-199;QiongWu,etal.,ChemicalEngineeringJournal,452(2)(2023)139355);申请并获得多个国家发明专利。初步成果获得2019年北京科技大学十大学术进展。目前开展的口服型纳米药物及其联合免疫检查点抑制剂构建新型免疫型纳米药物也获得可喜成果,可以用在肺癌、肝癌、胰腺癌等治疗以及血栓防治上。希望进行投融资和临床试验洽谈,期望5左右年能获得1个以上创新药的药号,造福更多病人。
医药健康技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
120中医智能辅助诊疗系统中医智能辅助诊疗系统旨在基于中医理论、各家学说、名医临床诊疗经验以及临床数据,综合利用大数据、知识工程和人工智能技术,以中医药的“辨证论治”为主线,整合碎片化中医知识,集成中医临床思辨经验,提供基于中医特色的智能辅助诊疗服务,服务领域覆盖糖尿病、冠心病、肾病、呼吸系统疾病、妇科疾病、男科疾病等中医专科,以及中医全科,目前系统在专科及全科领域的辅助诊疗结果与业内专家相似度均>90%。核心成果具体包括:
1.中医临床认知过程模型、中医医学模型及中医临床诊断模型
基于象思维的中医临床多层次认知框架与思维机理,解决中医辨证论治交互式场景化诊断决策问题,构建起四诊合参、病机推演、诊断决策以及方药配伍等中医临床认知过程模型,中医临床辨证、论治、理法、方药等医学模型,以及融合辨证论治认知框架、思辨经验、中医知识体系的中医临床诊断模型。
2.数据与知识融合的诊断决策技术体系
构建中医临床数据库,形成基于大数据的分析挖掘方法,以数据驱动的中医临床诊断决策技术,解决多源、异构、语义复杂的临床数据融合问题;构建中医意象模式库,形成中医临床思辨过程动态知识映射、类比、联想等推理认知计算方法与临床诊断决策方法,实现基于意象模式的诊断决策技术;构建中医领域大规模知识图谱,以知识驱动的中医临床诊断决策技术,解决多体系、多层次、多维度辨证论治方法中所涉及的知识映射与推理问题,形成数据与知识融合的诊断决策技术体系。
3.名医群智中医临床诊断决策技术
在采集分析名医个性化诊疗经验和诊疗数据的基础上,利用知识图谱、案例推理等技术,构建名医个性化辅助诊疗系统,实现个性化中医临床辅助诊疗服务,进而,融合名医临床经验知识资源,以群体名医会诊及群智智能为突破,形成群智中医临床诊断决策技术,提升名医群智临床辅助诊疗服务能力。
医药健康技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
121面向神经电刺激的脊髓电极植入机器人我国大力推进高端医疗装备产业发展,手术机器人市场规模巨大、增长迅猛。全国慢性疼痛/意识障碍/运动障碍患者超3.5亿、年新增近千万。脊髓电刺激术作为主要临床治疗手段之一,却深受“害、危、盲、难”痛点制约,其机器人化智能化发展成为重要趋势。
本项目面向神经电刺激临床需求,提出并研制了世界首款脊髓电极植入机器人,突破介入器械协同操作、柔性介入器械无损抓出、手术力感知与反馈、智能安全手术导航等关键核心技术。研制的机器人样机以在北京天坛医院完成首例动物实验,证明可以完成脊髓电极植入手术流程,医生未受X射线辐射,手术效果良好,无不良事件,机器人辅助的脊髓电极植入手术优势显著,填补了国内脊髓电极植入机器人技术应用的空白。
医药健康技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内领先
122面向意识障碍患者的下肢坐躺站康复机器人意识障碍患者的康复锻炼对下肢康复外骨骼机器人的结构相容性、控制实时性以及康复体位多样性提出了更高的要求。常规的下肢外骨骼康复机器人,如步行康复锻炼机器人、悬挂减重康复锻炼机器人等,其关节自由度与人体存在较大的差异,无法满足运动兼容性需求;此外,传统康复机器人只能实现步行康复这一单一的康复体位,坐姿锻炼康复机器人及康复照护护理床等也只能实现单一的康复体位,无法做到坐躺站协同康复锻炼。
基于以上问题我们重点突破刚柔耦合人机高相容机构创成,研究开发面向意识障碍患者的下肢坐躺站一体化机器人智能解决方案,对于提高人机结构相容性与安全性、提高下肢外骨骼康复锻炼效率,降低运动功能障碍患者致残率具有重要意义。该技术具有优势如下:
(1)下肢康复机器人的自由度不少于6个,满足人机高相容性。
(2)可实现对意识障碍患者的躺、坐、站多体位切换康复锻炼。
(3)具有基于弹性自平衡原理的自适应重力卸载机制。
(4)人机匹配度优于80%。
医药健康技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内领先
123一种用于步行康复的双跑带跑步机系统本成果提供了一种用于步行康复的双跑带跑步机系统,通过双跑带控制装置,分别对左右两跑道的电机实施速度转向的控制,产生多种不同的工作模式。系统为双跑道结构,通过控制两跑带同步传动,可以满足患者的步行康复训练;控制两跑带异步传动,可以得到模拟人体摔倒时的数据、加强平衡适应性训练与反应速度训练等新型训练内容的需求。医药健康技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
124镁合金阻燃防护涂层技术镁合金是重要的轻量化结构材料,但镁化学性质活泼、金属氧化生成热和燃烧生成焓高,镁合金构件的起燃性是其在航空等领域应用的重要考量因素。阻燃涂层能够避免合金化带来的起燃性与力学性、加工性和耐蚀性的矛盾。开展镁合金起燃行为和燃烧机理研究、设计开发阻燃防护涂层对保证镁合金在航空领域应用的安全性有着重要意义。
针对轻量化镁合金构件的起燃性制约其在工程领域的应用的问题,建立了热源强度与镁合金起燃、燃烧扩展的关系以及镁合金起燃的数理模型,开发了系列阻燃多功能一体化涂层。主要创新点如下:
(1)开发了微弧氧化和浆料改性方法在镁合金表面构建了微弧氧化/磷酸盐耐蚀防火功能一体化涂层,典型镁合金起燃时间由2min提升至20min以上;
(2)发明了基于炭层隔热、瓷化阻隔和气相稀释协同作用的隔热防火功能一体化防护涂层,涂层防护下镁合金在1090℃火焰条件20min不燃烧,构件完整无明显变形。
应急安全,防腐蚀安全技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
125阴极等离子电解沉积(CPED)涂层制备及表面处理技术针对严酷海洋环境腐蚀防护和高温防护难题,研发了新型连续大面积阴极等离子电解沉积(CPED)涂层制备及表面处理技术,解决了传统阴极等离子电解电流密度大、无法大面积沉积涂层的技术瓶颈,实现了在钢铁、铝、镁合金和镍基合金表面制备具有冶金结合的金属(Ni、Cr等)和陶瓷涂层。
液相阴极等离子电解沉积(CPED)过程将电、热、化学和机械四种效应集于一体,不但可以使涂层制备效率大幅提升,而且不需要采用酸洗、碱洗、活化、预镀等复杂预处理,也无污染物排放,是一种绿色高效的金属表面涂层制备新技术,而且在高能等离子体的作用下,可以彻底解决轻金属表面电沉积金属镀层结合力差和缺陷多等问题,具有明显的特色与优势:
(1)沉积效率:较传统电镀提高10倍以上,沉积金属的速度不低于5μm/min;
(2)结合力:较传统电镀提高2倍以上(热震法、划痕法);
(3)硬度:典型金属涂层(Ni基)表面硬度Hv≥500;
(4)耐磨性:较传统电镀层提高2倍以上;
(5)耐腐蚀性:中性盐雾试验后,腐蚀评级不低于9级;
(6)环保:无废液、废气排放问题。
应急安全,防腐蚀安全技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
126激光熔覆高熵合金耐磨涂层技术随着我国海洋工程、空间站、深空探测、重型运载火箭、大飞机、天地往返以及核电等重大战略工程的实施,在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质等苛刻条件下关键部件材料可靠防护与长期可靠服役成为限制高端装备发展的主要瓶颈之一。利用激光加热熔池高过冷效应和强碳化物原位诱导析出,研究开发了高熵合金耐磨耐蚀耐高温涂层体系及工艺,获得了低残余应力、高致密的高熵合金涂层,室温耐磨耐蚀性能优异,高温耐磨性和抗气氛烧蚀显著优于镀硬铬。
针对高速、高温、重载等苛刻条件下关键装备部件表面可靠防护与长期可靠服役需求,利用激光加热熔池高过冷效应和强碳化物原位诱导析出,开发了高熵合金耐磨耐蚀耐高温涂层体系及工艺,高温耐磨性和抗气氛烧蚀显著优于镀硬铬。主要创新点如下:
(1)建立了一种激光熔覆涂层工艺优化方法,构建了工艺参数与涂层主要特性之间的函数关系,并利用多目标算法优化,实现涂层的稀释率与残余应力协同控制;
(2)发明了一种激光熔覆抗氧化、耐磨高熵合金涂层体系,800℃高载荷高速磨损速率相比电镀硬Cr下降了89%,800℃下气氛氧化增重相比电镀硬铬下降了93%。
应急安全,防腐蚀安全技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
127高性能钛合金的注射成形技术钛是我国军民两用的重要战略性材料之一,《中国制造2025》明确指出高性能钛合金制造服务于国家战略发展需求,是新材料领域重点发展方向之一。然而钛活性高、熔点高、热导率低,传统铸造机加工法制备复杂结构困难,造成钛资源极大浪费。金属注射成形(MetalInjectionMolding,简称MIM)作为一种可实现三维复杂零部件近终成形的等材制造技术,是推进钛产业化应用的高效手段。钛注射成形技术已成为国家“十四五”重点研发计划之一。本团队以服务国家创新战略为导向,研发出低成本钛材料金属注射成形技术,先后承担国家自然科学基金、国防军工、省部级以及校企联合等项目20余项,发表相关SCI论文35篇,授权国家发明专利15项,多种产品成功应用于航天、汽车、医疗、消费电子等领域。有色金属技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
128Cu-Cr-Zr接触线等高性能铜合金材料短流程制造工艺Cu-Cr-Zr合金接触线是铁路速度和安全性提升的关键材料之一,市场需求前景广阔。但该合金由于含有Zr等熔炼活性元素,需要真空熔炼,制备加工存在工艺复杂、生产效率低、产品质量控制难度大等问题。开发Cu-Cr-Zr合金接触线短流程制备加工工艺取代现有制备加工工艺,可显著提升我国高铁接触线产业的国际竞争力。
本团队开发了高性能铜合金“热冷组合铸型水平连铸-在线固溶-形变热处理”短流程制造技术,与传统工艺相比,流程缩短30%,节能30%以上,生产成本降低20%以上,特别适合生产大盘重、超长产品。Cu-Ni-Fe、Cu-Be、Cu-Ni-Si合金水平连铸已在企业实施应用;Cu-Cr-Zr合金水平连铸短流程制造已完成实验室研究。主要技术创新点:
(1)采用添加覆盖剂、精炼剂、气体保护和复合铸型等方法,解决了铜铬锆合金非真空熔炼合金元素易氧化和连铸时易与石墨铸型发生反应的问题,实现了非真空熔炼和高质量水平连铸;
(2)开发了铜铬锆合金棒材、板材在线固溶处理技术,解决了传统电阻炉固溶和时效处理的产品质量均匀性和一致性控制难度大,尤其在生产超长规格铜铬锆接触线等产品时的突出问题,大幅度提高了生产效率和产品质量;
(3)发展了合金多级形变-时效热处理制度,显著提高了合金的力学与导电性能。
有色金属技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
129铜钢复合冷却壁的制作与应用项目率先提出了铜钢复合冷却壁理念,并将爆炸焊接技术应用于冷却壁开发。建成投用了具有自主知识产权的铜钢复合冷却壁全流程规模化生产线。首次建立了模拟高温治炼实际工况的冷却器安全服役热态试验平台系统。提出了铜钢复合冷却壁质量评价体系及产品生产标准。产品是以无氧铜板作为受热面传热层,以钢板作为结构背覆层,采用特殊复合工艺,达到100%高强冶金结合。在铜钢复合界面处加工马蹄型冷却水通道,壁体既保持铜冷却壁的冷却功能,同时由被覆耐热钢板增强结构强度。铜钢复合冷却壁项目获得中国钢铁工业协会/中国金属学会冶金科技进步一等奖,教育部高等学校科学研究技术发明二等奖,其工艺技术填补了国际空白,居国际领先水平。有色金属技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
130铝合金固态3D打印技术成果总体情况:本成果基于搅拌摩擦固相沉积(AFSD)技术,开发了高性能铝合金固态增材制造工艺。该技术利用摩擦产热与剧烈塑性变形,在低于材料熔点的固态下实现逐层堆积。相比传统熔化打印,AFSD彻底消除了铝合金常见的气孔、热裂纹及元素烧损等缺陷;沉积过程中材料发生动态再结晶,形成均匀致密的细晶组织,构件力学性能优异且呈各向同性,可达到或超过锻件标准。特别在2系、6系等难焊高强铝合金的大尺寸构件快速成形方面优势显著,具有沉积效率高、残余应力低、材料利用率高等特点。技术团队:团队现有教授2人,副教授13人,中组部万人计划青年拔尖人才1人,中国科协托举人才3人,博士后6人,常驻博士,硕士30余人。有色金属技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
131铜包铝复合汇流排我国铜资源匮乏,75%以上依赖进口,迫切需要开发高效节铜技术。另一方面,航空航天、高铁等高端装备发展迫切需要轻量化。铜包铝复合材料是由铜包覆层和铝芯材构成的一种双金属层状复合材料,兼有铜的导电优、耐腐蚀及铝的密度低、导电良好、价格低的优点。铜包铝汇流排可替代传统的纯铜排,广泛应用于航空航天、高速交通、新能源、电力装备等高新技术领域,实现节铜70%以上、减重50%、降低成本40%。
针对铜包铝复合材料传统生产工艺存在的流程长、界面结合强度低、成材率低、成本高、难以实现大规模生产与应用等问题,发明了铜包铝复合材料连铸-轧制短流程新工艺,实现了规模工业生产,整体技术达到国际领先水平。主要创新点如下:
(1)发明了铜铝连铸直接复合成形技术与装备,实现冶金结合,界面结合强度高;
(2)发明了连铸复合-特种孔型轧制-连续退火短流程新工艺,流程缩短40~60%,节能30~40%;产品综合成材率提高20~30%,成本降低30~50%;
(3)建设了多条5000吨、万吨级生产线,开发了系列产品,性能达到国际先进水平,在航空航天、高速交通、新能源、电力装备等领域获得规模应用,解决了北斗卫星、大飞机、国防装备等国家重大工程轻量化急需。
有色金属技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
132复杂锂矿、铷矿多元素协同提取新工艺针对锂辉石、锂云母、花岗岩型铷矿等多种含锂、铷、铯的复杂硅酸盐矿物,创新性地构思了①“混合矿高温熔融—水淬转型技术”;②“铷矿浓硫酸自热熟化—快速焙解—低温拜耳法溶出技术”;③“锂辉石、锂云母直接加压碱浸—磷酸沉锂—沸石合成技术”;④“锂云母钙基热活化—萃取分离铷铯—碳化沉锂技术”等多项依据不同矿物原料的矿物学特点所提出的多元素协同提取新技术。各项工艺均可实现锂、铷、铯的高效浸出,浸出率均达到了90%以上,浸出渣成分为无毒无害的硅酸盐矿物,可用作于沸石吸附或水泥建材等领域;使用特定的萃取剂进行萃取/反萃/结晶操作实现浸出液中铷、铯的高效分离,分别可产出纯度高达99.9%的铷盐、铯盐产品;通过碳化或磷化沉淀产出碳酸锂或磷酸锂产品,精制后可用于制备锂离子电池,沉锂后液可返回水浸工序循环利用。该技术不仅能够获得较高的锂、铷、铯提取率,同时也实现了浸出渣的无害化处理和体系内水的循环利用,实现了废渣、废水的近零排放。有色金属技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
133高砷锑金精矿矿浆电解新工艺高砷锑金精矿矿浆电解新工艺及成套装置,一步制得98%以上的金属锑,有效解决了锑、砷选择性分离难题;发明了12m3栅型网状电极矿浆电解槽,阳极面积由传统棒状石墨阳极的20m2提高至110m2,电流强度提高到12000A,显著增加了单位槽体积的物料处理能力,并有效解决了传统火法工艺的“三废”污染问题,实现了锑的清洁冶金,是替代传统锑火法冶炼的优选技术。2015年和有关企业合作建成的“年处理5000t高砷锑金精矿矿浆电解示范工程”,取得了锑浸出率>99%(回收率98.5%),砷浸出率<0.5%,阴极锑含锑>98%、含砷<0.1%的优异指标,金全部富集在矿浆电解渣中,消除了砷、硫污染。有色金属技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
134褐铁型红土镍矿硝酸加压浸出新技术采用硝酸介质在温和浸出条件下实现了红土镍矿中镍、钴、铬、铝、铁等多组分综合利用,从生产源头消减和控制了废弃物的产出和排放,实现了清洁生产和节能减排,碱、酸介质再生循环率>90%。主要创新点为:①发明了褐铁型红土镍矿非常规介质温和提取镍钴新技术,实现镍、钴的选择性浸出,镍、钴浸出率>90%,铁浸出率<1%;②提出浸出渣非熔融态选择性金属化还原-磁选分离铁铬新技术,实现铁的回收率>92%,铬的分离率>97%,得到铁品位>90%的铁精矿和富铬精矿;③采用均相高效沉淀除杂技术,使浸出液中的铝以砂状氢氧化铝的形态沉淀析出,解决了氢氧化铝对镍、钴的吸附共沉淀;④发明了硝酸镁热分解及酸碱双介质循环再生新技术,酸介质再生循环率>93%,氧化镁含量>98%,实现了硝酸和氧化镁低成本再生,从根本上解决了大宗化学品耗量过大的问题。有色金属技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
135铜合金包覆碳纤维复合接触线高铁接触线是为高铁机车运行提供电力的关键设施。随着我国高铁运行速度的不断提高,对高铁接触线的性能提出了越来越高的要求,400km/h以上等级接触线材料还面临强度和导电性能难以平衡等挑战。将高强碳纤维(~3000MPa)与高强高导铜合金(500~600MPa)复合,有望制备导电率达到70%IACS、强度达到800~1000MPa的新型高性能接触线材料。
本团队在金属层状复合材料方面开展了20余年的研究,发明了液/液连铸、固/液连铸复合技术,成功应用于铜包铝复合导体材料、高性能黄铜包覆纯铜绞线、铜包钢线、铝包碳纤维复合材料制备。采用固/液连铸复合技术生产铜合金包覆碳纤维复合接触线,不仅技术可行,而且具有以下优势:
(1)工艺流程短、生产效率高、节能降耗、生产成本低;
(2)连铸复合结合拉拔成形,实现异形断面接触线的近终形制造;
(3)可望实现未来新一代高铁接触线的轻量化、高强度、高导电。
以碳纤维芯(T300-T1000)体积比10%,包覆层为铜镁合金(经成分优化,导电按78%、抗拉500MPa)为例,复合接触线强度可达800~1000MPa,导电率达到70%。
有色金属技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
136Cu-Mg-In接触线材料铜镁合金是时速300-350km电气化铁路的主要接触线材料。通过改进制备工艺可以将Cu-0.4Mg合金的强度提高到550MPa,满足电气化铁路接触线要求,但导电率低于65%IACS,使得接触网能耗较大,急需进一步提升铜镁合金的综合性能,满足高速铁路运行安全和节能需求。
针对固溶强化铜镁合金综合性能提升的需求,开发了基于机器学习特征量分析的合金理性设计方法,发现了可显著提升合金综合性能的元素In。通过调控Mg、In含量,开发了多种满足不同性能需求的高导Cu-Mg-In合金及其制备工艺。主要技术创新点:
(1)开发了基于机器学习的合金理性设计方法,筛选出影响合金性能的元素物理化学关键特征量。应用关键特征量对元素周期表中可能的固溶元素进行筛选,发现了可显著提升合金抗拉强度和导电率水平的新固溶强化合金元素In;
(2)开发了600MPa/65%IACS级固溶强化Cu-(0.2~0.4)Mg-(0.1~0.3)In合金及其制备工艺,相比于Cu-0.4Mg合金,导电率水平相当,抗拉强度提升了约10%;
(3)开发了550MPa/75%IACS级固溶强化Cu-(0.1~0.3)Mg-(0.2~0.4)In合金及其制备工艺,相比于Cu-0.4Mg合金,抗拉强度水平相当,导电率提升了约10%IACS。
有色金属技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
137贵金属浆料的国产化制备研究项目团队为北京科技大学材料学院功能材料与性能调控研究室,致力于研究电子浆料领域,成功开发了多种高性能、低成本的创新金属浆料制备技术。该技术通过独特的材料设计与工艺优化,解决了传统金属浆料在分散稳定性、导电/导热性及烧结致密性等方面的关键瓶颈。所制备的金属浆料(如银浆、铜浆等)在微观结构、电学性能和工艺适应性上均实现了显著突破,可广泛应用于光伏电极、印刷电子、半导体封装、5G射频器件及柔性电子等高端制造领域。有色金属技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
138轧制工艺润滑油液专利主要聚焦于有色金属及不锈钢轧制润滑工艺,涉及新型轧制油液及添加剂配方与制备方法等十余项发明专利,为核心技术的全面产业化提供了知识产权保障。材料科学与工程学院工艺润滑研究团队包括二级教授、博士生导师孙建林,以及涵盖计算、工艺、研发、评价等多专业教师。指导毕业或在读硕士、博士研究生100余名。研究室核心研究内容包括:金属加工摩擦、磨损与润滑、铝板带箔轧制油液、量子化学计算与分子动力学模拟、铜轧制乳化液与铜箔轧制油、板带钢、不锈钢轧制油液以及纳米石墨烯加工液等方向。授权30多项国家发明专利,部分研发的工艺润滑剂已应用于工业生产,著有《金属加工液设计中的计算、模拟与实验》、《轧制工艺润滑原理、技术与应用》等多部专著与教材。有色金属技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
139残钛回收利用制备高性能钛合金的工业化生产技术钛合金具有密度低、强度高、耐腐蚀、生物相容性好等优点,被广泛应用在航空航天、武器装备、海洋工程、医疗器械等领域,成为我国重点发展的战略结构材料。然而,钛合金不易加工,材料利用率低(<50%),从海绵钛到钛合金生产过程中产生大量的等外钛、钛屑、边角料等残钛,残钛回收成为钛工业发展的重点方向之一。残钛持续累积不仅提高了材料成本,也对产业绿色低碳发展提出挑战。发展绿色低碳经济对残钛回收提出了迫切需求,但如何解决残钛杂质含量高并实现高效回收利用是目前面临的技术瓶颈。有色金属,新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
140大尺寸钛合金复杂构件低成本制造技术钛合金因其轻质、高强、耐蚀、耐高温等优异性能,在航空航天、海洋工程和国防装备等领域得到广泛应用。随着大飞机、航天器等重大装备对结构安全性、系统可靠性和集成装配效率要求的不断提升,具备高载荷承载能力和结构一体化特征的大尺寸钛合金复杂构件需求日益迫切。当前该类构件仍主要依赖传统熔铸-锻造-机加工路径,需反复开坯锻造,流程长、成本高、材料利用率低,难以满足高性能、低成本、快速交付的制造要求。尽管3D打印、热等静压和注射成形等近净成形技术已在一定程度上得到应用,但高昂的球形钛粉原料成本及设备条件仍制约了大尺寸构件的规模化生产。凝胶注模成形技术作为一种短流程、低成本的近净成形绿色制造新技术,在大尺寸钛合金复杂构件低成本制造方面具有显著的技术带动性与前沿性。美国橡树岭国家实验室自20世纪90年代即开展相关研究并实现应用,而我国在该领域仍处于起步阶段,亟需加快核心制造技术的研发与突破。 
围绕大尺寸钛合金复杂构件短流程、低成本、高性能一体化制造的技术目标,系统构建了以凝胶注模为核心的近净成形制造体系,形成具有自主知识产权的成套技术,整体技术达到国际先进水平。
有色金属,新材料技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
141电子通讯用高强导电系列铜合金材料及其制备技术随着电子通讯、航空航天及军工等高新技术领域迅猛发展对新金属材料综合性能提出了更高要求。虽然铜合金均是上述领域的关键材料,但是目前系列铜合金(如Cu-Ni-Si、Cu-Cr-Zr、Cu-Ti和Cu-Ni-Sn系合金等)普遍存在力-电、强-塑、强度-成形性协同提升困难以及折弯、抗应力松弛等综合应用性能不够高等问题,成为制约电子通讯、航空航天和军工装备发展等目标实现的“瓶颈”问题,部分领域严重依赖进口,随时存在“卡脖子”风险。项目团队在系列铜合金成分设计基础上,进一步通过微区异构组织定向设计与精准构筑可有效解决了上述系列铜合金性能难以平衡等矛盾问题,所开发系列铜合金综合性能获得显著提升,部分成果已经获得推广应用。有色金属,新材料,智能制造技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
142高性能镁合金构件扭-挤成形理论与细晶强韧化机理研究本研究阐明了扭-挤成形过程晶粒破碎、再结晶及相析出相互作用细晶机理,揭示典型镁合金构件扭-挤成形过程的变形与组织演化规律。完成开发扭-挤成形的工艺装置系统并建立扭-挤成形和组织协调控制方法,形成旋转头的形状尺寸和模具关键部位参数设计准则,完成构建高性能镁合金扭-挤成形的数值模拟平台工作。按照所提供的扭-挤成形工艺及模具参数等制作出模具并已生产出试件进行性能检测。智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内领先
143温热冲压技术对于镁合金板材,100~170℃塑性成形能力已经很好,尤其在170℃时,变形模式有利于板材整体的协调变形,从而呈现了较高的变形能力。由此可以将镁合金板材的冲压变形温度控制在100~170℃范围内,而无须提高到更高温度。智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
144仓储多机器人调度软件随着全球零售行业、电子商务的持续繁荣,机器人在仓储行业得到了广泛应用,显著的提升了仓储与拣选环节的效率,从而提升了整个物流系统的效率。以自主机器人为核心的仓储多机器人系统,以其灵活、高效、可扩展性高的特点,成为了目前发展最快的仓储设备之一。仓储多机器人系统是否能够被高效应用,主要依赖于其调度软件是否能够准确、高效的控制大量自主机器人持续的、无冲突的在系统中运行并完成拣选任务。为了实现对大量自主机器人的控制,开发了一种以离散事件仿真方法为基础的、融合了传统启发式算法与新兴人工智能方法的仓储多机器人调度软件。离散事件仿真方法是一种对离散系统按照事件序列进行推演的方法,它能够完全依据真实事件的发生时间和发生方式进行计算,使其能够很好的处理大量动态事件,也能够实现与真实设备互联,进行实时交互。启发式调度算法具备稳定性强、通用性强的特点,是目前工程实践中普遍采用的技术;人工智能技术则具备智能性高的优势,能够让机器人运动更灵活高效,同时,神经网络利用GPU进行矩阵运算,能够实现更快的决策速度。两种算法的融合使用,可以满足不同的实际需求。智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
145钢材表面喷码字符识别技术钢板在冷线处理时由于行车的中断式操作,打乱了二级系统的实时跟踪策略,而钢板本身喷印的字符成为了确定钢板的唯一标识。通过在钢板行进辊道两侧分别布置监控相机,将相机采集到的图像经过保存、旋转、畸变矫正等处理后,进行字符区域的提取,通过字符识别模型实现多行字符和单行字符的识别,并分析出字符中隐藏的钢板号、规格、尺寸等信息。系统实时与二级通讯,获取辊道状态信息并发送识别板号信息发送到二级,用于跟踪钢板信息。
字符识别不仅包括数字识别也包括字母以及非标准字符的识别,同时支持手写字符识别的功能。字符模型采用鲁棒自我矫正式设计,大大增加了字符识别的准确性。识别到的钢板号信息通过上传,再次与二级计划中的数据信息进行核对,减少了错误识别的概率,可以达到人工检测的准确度,增加了自动化能力。
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
146齿轮弯曲疲劳强度及疲劳寿命测试系统齿轮弯曲疲劳强度是进行齿轮设计与校核的基本必要参数,随着齿轮传动向高速、重载、高精度、高可靠性和长寿命方向发展,新材料、新工艺、新技术和新齿形的不断出现,如何合理确定上述新型齿轮的弯曲疲劳极限就显得极为重要,采用本项目提出的测试装置、试验夹具、数据采集、分析及处理系统,即可实现新型齿轮弯曲疲劳强度及疲劳寿命测试工作。智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
147机-电-磁-液四相耦合主动减振装置旋转机械是机械装备的主要振动噪声源,旋转机械的主动减振具有广泛应用前景。动力、传动和驱动系统的主动减振在国防工业中非常重要,潜艇和舰船等重大军事装备需要主动减振以降低背景噪声,提高声纳识别和跟踪的准确性。小型高效长寿命低功耗的主动减振在汽车工业也有大量需求,以提高动态舒适性。
在长期的旋转机械减隔振研究中,在主动与被动隔振元件方面(如图1)有丰富理论与实践积累。目前已经完成了振荡线圈作动器式主动液压减振装置的原理、结构、力学模型、机-电-磁-液全耦合数学模型及其全参数识别方法、控制算法的理论与实验研究,并已成功开发主动减振装置第一代物理样机和控制器原理样机,目前正在开发车规级控制器工程样机。
图1液压减振装置发展历程
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内领先
148单体关键设备AR巡检单体关键设备AR巡检系统设计,包括5G通讯云平台,AR终端以及专家端,其中5G通讯云平台配置有各种功能模块以及5G网络的连接、AR终端配置为AR眼镜、专家端提供远程专家与现场巡检人员的实时交互;此AR智能运维系统针对设备运维情况,通过AR终端基于图像处理技术做出对目标设备的识别,AR显示目标设备的实时数据;整体系统包括设备识别模块、数据管理模块、智能巡检模块、装配指导模块以及远程协助模块。此系统设计使用AR技术,利用5G完成数据的传输,减少网络延迟,提高数据存储能力和计算分析能力。
单体关键设备AR巡检系统设计,具有以下优势:1)系统利用5G网络高带宽、低时延、高可靠的能力,实现AR视频流百兆级别的传输量以及时延低至20ms的实时传输需求。2)系统针对钢铁行业背景下设备运维这一应用场景深度结合5G和AR技术,通过对AR实时视频流的特征提取与分析处理,起到人工和数据记录结合的运维效果,并对各种异常情况做出相应的提示。3)此系统根据实际巡检需求,设计设备识别算法、2D-3D坐标转换算法等,对AR实时视频流进行特征提取处理,识别目标设备,并进行AR远程标记和协助处理,实现AR智能化运维效果。
总体架构图如图1所示。系统由5G通讯云平台,AR终端以及专家端三部分构成。5G通讯云平台配置有设备识别模块、数据管理模块、智能巡检模块、装配指导模块以及远程协助模块。此系统利用上述功能模块完成智能运维;AR终端配置为AR眼镜,所述AR眼镜包括图像采集单元、成像单元、语音交互单元以及5G通讯单元,所述图像采集单元用于采集图像信息,所述成像单元用于输出AR显示信息,所述语音交互单元用于语音信息的输入和输出,所述5G通讯单元用于和5G通讯云平台进行通讯;专家端提供远程专家与现场巡检人员的实时交互,使专家在指挥中心就能完成巡检问题的处理,使得设备数据、设备巡检知识可以第一时间被配置和对接,给到巡检人员充分的知识和技术支持。
图1单体关键设备AR巡检系统的总体架构图
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
149空气耦合超声自动化检测系统在高燃速自由装填药柱的制造过程中,药柱外壳与衬层结合界面质量缺陷可能导致火炮射击时出现不稳定性或安全隐患,因此需要一种高效可靠的检测系统来确保产品质量。传统的超声检测方法可能存在效率低、人工干预多的问题,因此有必要引入自动化技术提高检测效率和准确性。空耦超声自动化检测系统通过空气耦合超声技术,能够实现对高燃速自由装填药柱结合界面进行全面、非接触式的检测。相较于传统的超声检测方法,空气耦合超声自动检测系统的创新点在于传感器与药柱无接触,且无无在药柱表面涂抹耦合剂。系统还结合先进的信号处理和图像识别技术,提高了检测的准确性和可靠性。经过前期实际应用,空气耦合超声自动检测系统在高燃速自由装填药柱结合界面质量检测方面取得了显著的效果。在实际运行过程中,系统可有效检测出界面脱粘缺陷,其稳定可靠的性能为进一步推广应用奠定了基础。综上所述,空耦超声自动化检测系统基于其非接触、无耦合剂的特性,不仅可以用于高燃速自由装填药柱这类对安全性有高要求的产品进行检测,也可广泛用于对复合材料、大型航空航天器结构件的检测,为先进高精密材料和产品的无损智能检测提供新技术支撑。智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
150超声雾化喷嘴及其喷涂装备本技术主要用于光刻胶喷涂等高价值高分子材料薄膜生成工艺,旨在解决高分子材料薄膜均匀性问题。主要成果形式: 
1.超声雾化喷嘴; 
2.超声雾化喷涂设备。 
可根据不同生产现场需求,进行针对性设计和制作。 
喷嘴及其设备主要用于均匀性要求高的高分子薄膜工艺,如芯片的涂胶工艺、太阳能薄膜、MEMS微结构等。
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
151超高强汽车用钢的热金属气胀成形技术开发项目背景:
随着能源短缺、环境污染等一系列问题的日益突出,汽车轻量化成为汽车制造领域研究的主要方向之一。而超高强钢的开发和利用是汽车轻量化一个有效的解决途径。然而随着钢材强度升高,势必造成室温成形困难,易出现成形应力高、回弹现象严重的现象,且对模具磨损大,使用传统的常温冲压工艺和设备难以生产。热金属气胀成形HMGF(HotMetalGasForming)技术和热冲压工艺可以为此矛盾提供较好的解决方案。其中,HMGF技术是将高强钢加热到一定温度,利用充气的方式将坯料胀成与模具内腔形状相同,具有一定形状和性能的结构件。使用该技术,可以实现复杂外形部件的整体成形,缩短生产周期,大大提高生产效率,从而降低制造过程的总体成本,为汽车结构件的轻量化提供有效途径。
关键工艺技术:
项目的关键工艺技术为:热金属气胀成型与组织性能调控一体化工艺,即在热金属气胀的过程中兼顾材料的成型和材料成型后的性能。通过分析超高强汽车用钢在成型条件下的热变形行为以及温度场和应力场的变化,保证材料的成型;通过探索成型条件下再结晶、相变等微观组织的变化,调控材料成型后的性能,最终实现超高强汽车用钢成型和成型的一体化。
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
152电传动链故障诊断技术电传动链广泛应用于新能源汽车、轨道车辆、工业现场等。传统监测诊断技术如振动分析、油液分析、声学检测等,通常需要在特定安装要求下布置一定数量的传感器,对安装空间、成本、传感器自身可靠性的要求高。本成果通过检测电机电流信号,识别电传动链上的机械故障(如齿轮、轴承缺陷)和负载波动。主要优势在于无需接近被测部件,可在电机供电线路上方便实现测试分析,已具备成熟的电气信号特征分析理论方法。智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
153多自由度并联机构智能破碎机多自由度并联机构智能破碎机,属于矿山设备技术领域。该破碎机包括固定总成和驱动总成。其模块化结构设计使驱动总成相当于是智能破碎机的“机芯”,它是一个独立的机器人结构,也可作为一个独立产品。
该破碎机是一个变参数的破碎机,通过控制可调节多个工作参数实现不同的运动模式,这增强了对矿石破碎的适应性,更有利于实现“层压破碎”、“选择性破碎”的高效破碎机制。可实现破碎机的“过铁”保护,磨损补偿等功能。该产品结构简单,维护方便。
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
154全自动真密度分析仪MST-TD-TNN010全自动真密度分析仪是一款基于阿基米德原理,遵循ISO12154:2014,ASTMD6226-98和GB/T24586-2009标准,采用气体置换方法测定材料真实密度(骨架密度)、多孔材料表观密度和硬实材料开/闭孔率的全自动测量仪器。
气体置换法是以小直径分子的惰性气体氦(He)代替液体,利用理想气体状态方程,计算一定温度和压力条件下材料排开的气体体积,从而得到真实密度(无闭孔)和表观密度(有闭孔)。
采用C语言在WinCE嵌入式系统开发了密度测量软件,该产品采用低阻集成流道设计、高精度压力传感流量控制算法和智能分析算法,将测试过程简化至一键完成。以脚本灵活匹配测量工艺流程,方便用户根据自己的样品进行设置和修改;以触摸屏与用户交互,操作界面简洁,输入信息量少,具有记忆功能,可实时显示测试数据;内部具有数据存储功能,便于后续分析统计;TMS版具有微型打印机与储物装置。
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
155基于LIBS炉外精炼在线检测智能装备样机研发钢铁工业是国民经济及国防建设的基础材料供应商,钢铁产品广泛应用于汽车、交通、机械、桥梁、石油、化工、电力、建筑等行业。随着国家供给侧改革及碳中和排放等政策的落地实施,精准化、自动化、智能化控制是提高产品质量及节能降耗的重要途径之一,高端钢铁产品关系到产业转型升级及高质量发展。精炼过程是钢铁冶炼过程的重要工序,精炼起着脱氧、脱碳、脱硫、去气、去除杂质、夹杂物改性、调整钢液温度和成分(合金微调整)的作用,是提高钢铁产品质量、冶炼高端钢种、优化生产工艺流程、提高生产效率、保障连铸稳定顺行的重要环节。精炼过程终点控制是关系到钢铁产品质量的关键控制工序,其最终目标为定时、定温、定成分。
目前精炼过程温度及成分检测采用离线及间歇式检测,未实现实时检测。成分及温度采用预报模型,导致工艺控制缺乏实时性及准确性。冶炼过程的控制精度低、终点命中率低、智能化程度低、控制难度大,针对这些问题采用LIBS技术手段开发精炼过程温度及成分在线检测智能装备,可实现功能如下:
1.氧枪与LIBS光路系统集成,智能化检测装备可自动完成破渣、吹气、测距聚焦、激发脉冲激光、光谱收集、钢水温度及成分在线检测的功能。
2.LIBS系统可实现同轴光路,远距离1.5~2m光路聚焦和收光的功能。
3.提高光谱质量和定量分析数学模型算法的优化。
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内领先
156模块化立式加工中心目前,立式加工中心分为硬轨加工中心和线轨加工中心两种,线轨加工中心具有速度快,加工效率高的特点,但其刚性略有不足;相反硬轨加工中心具有高刚性,切削量大的特点,但其快速移动速度明显偏慢。目前企业往往面临这样的困境:公司储备了不少的线轨机床的铸件,但客户的需求偏偏是硬轨机床;另一种情况是公司储备了不少的硬轨机床配件,但客户偏偏要线轨机床。为了满足客户的需求,企业往往为这两种机床分别准备铸件,造成企业机床铸件大量积压,资金积压。
从客户使用的角度而言,例如客户在使用一段线轨机床后,发现其刚性不足,希望能换成一台硬轨机床,这时客户必须重新购买一台机床,而不能将线轨机床变为硬轨机床,反之亦然,这样势必为客户造成很大的经济压力。
模块化的立式加工中心解决了以上企业的困境及客户多变的需求。模块化的立式加工中心将机床的几大部件分解为基体模块和接口模块,硬轨机床及线轨机床使用相同的基体模块,但使用不同的接口模块,这样就能方便地组合出不同功能及需求的机床。图1为模块化立式加工中心的分解示意图。从图中可以看出利用模块机床设计技术,可以方便的组合出硬轨机床,双线轨单硬轨机床,三线轨快速机床,将三轴加工中心方便地升级为四轴或五轴加工中心。
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
157综合谐波法热物性测试系统基于谐波探测原理的三次谐波法是上世纪80年代由美国Cahill教授首次提出用于块体材料热导率测量,经过近40年各国科研工作者的不断研究开发,现在该方法已发展成为目前唯一一种可直接同时测量多种材料(微纳纤维/管、微纳多孔介质、微纳薄膜、粉体及流体)、多参数(热导率、热扩散率、吸热系数、比热及赛贝克系数)、同时测量法向和面向热物性的测量方法。但是受探测器结构限制,该方法多只注重研究某一种材料种类的测量或某一个物性参数的测量,关于方法的集成化及仪器化比较少,世界上尚没有该方法成型的商业仪器。 
针对纳米材料热物性表征困难、精度较低、成本较大的问题,研究综合谐波法技术,研制谐波法测试系统(包含高精度测温控温系统、压力控制测量系统、真空及配气系统、独立的微型谐波探测器、可视化观察记录系统、恒温恒压容器及配套的测试与控制软件)样机,面向高精度测温控温系统、压力控制测量系统、真空及配气系统、独立的微型谐波探测器、可视化观察记录系统、恒温恒压容器及配套的测试与控制软件领域开展宽材型、多参数的测量应用,达到高精度测量效果。 
开发的基于独立型传感器的谐波法热物性测量系统明晰了包含单元体及界面的一维组装结构传热的尺度效应,构建了一维“纳米管—微米纤维”跨尺度结构传热模型;发现了纳米管组装成阵列后顶部界面引入的传热尺度效应,提出了二维“微米界面—毫米阵列”跨尺度结构的热物性测量方法;柔性传感器可以为实现直接在活体内测量生物体的柔软、弯曲组织的热物性创造机会。在成果推广及应用方面,谐波法已形成了设备并推广到了市场,与市场同类型设备相比,测量的材型以及热物性参数种类更多、热导率测试范围更广(0.015-3400W/m·K);尤其解决了单根纳米管、单根微米纤维、各向异性纳米薄膜的热物性测量难题,弥补了市场上同类型设备的不足。该套测量方法体系受到了企事业单位及科研院所的广泛认可,获得了中关村管委会的专项经费奖励50万元。研制的谐波法热物性测试仪器在国家石墨烯产品质量监督检验中心、北京市科协、中山大学、上海应用技术大学和利兹大学(英国)等14家单位成功示范应用,并为近30家单位提供热物性测试服务,签订合同总额超200万元,测试对象涉及碳纤维、碳纳米管纤维、碲化铋纤维、苝-六氟磷酸盐晶体纤维、涂层、纳米薄膜、电池漆皮等常规技术难以测量的热功能材料,使谐波法在实际生产应用中初步体现出价值。
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
158绝缘硬脆材料的击穿油膜放电辅助金刚石线锯切割方法本成果提供一种绝缘硬脆材料的击穿油膜放电辅助金刚石线锯切割方法。利用火花放电产生的热效应和化学刻蚀效应,提高金刚石线锯切割的加工速度,改善切割表面质量。通过在金刚石锯丝表面生成绝缘油膜,从根本上改善了放电条件,在切割厚度较大工件时,依然能在锯丝表面形成稳定的火花放电。同时由于油膜能紧密地粘附在金刚石锯丝表面,所以在电解液喷射速度较大时依然不会破坏油膜,促进了切割区域电解液的循环,提高加工稳定性和加工效率,改善切割表面质量。智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
159基于表面织构技术的高性能冲压模具设计1.研发背景
冲压加工是金属塑性加工的主要方法,模具生产技术水平的先进程度已成为衡量一个国家机械生产制造水平高低的重要指标。材料、模具和设备是冲压加工重要的组成部分,不管是国内还是国外都有一个共同认识:只有高水准的模具才能生产出高水准的产品。冲压模具的摩擦磨损性能是衡量模具使用寿命的重要标准,同时也是影响材料成形性能的关键因素之一。随着机械工业化产品的需求不断提高,冲压模具向着高精度、高生产效率、使用耐久值增加的方向发展,而目前广泛采用的提高模具表面耐磨性的方法难以满足模具的工作要求,表面织构技术为改善模具表面的摩擦磨损性能提供了新的可靠途径。
2.技术内容与作用原理
表面织构技术是采用特种加工方法,在需要加工的表面制备出按一定规则排列的微几何形貌。在冲压模具表面加工微织构可以改善模具表面的摩擦磨损性能,以提高模具寿命和工件成形质量。激光表面微织构技术是目前应用最广泛的表面微织构加工技术,其具有加工方便、加工效率高、精度高、加工对象范围广、织构几何尺寸和形貌可控制等优点。但如果设计出的表面微织构不合理,还可能起到负面作用。因此,表面微织构的优化设计是改善摩擦磨损性能的关键。
在板料冲压成形过程中,成形模具与板料界面上的摩擦特性扮演着极其重要的角色,不同区域的摩擦特性对板料的成形性能有着截然不同的影响。首先通过计算机数值模拟仿真与试验研究相结合,探究模具表面增摩区域和减摩区域的分布对于成形件均匀性的影响,研究成形模具表面织构化的主动设计制造及其摩擦和成形机理,以指导新型高寿命模具的研发使用。
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
160全国大学生机器人大赛ROBOTAC机器人及模型展示ROBOTAC(Robot+Tactic)是中国原创的国家级机器人竞技赛事。赛事融合了体育竞赛的趣味性和科技竞赛的技术性。比赛以机器人设计制作为基础,参赛双方的多台机器人组成战队,采用对抗竞技的形式进行比赛。 
在规则要求下,参赛队自由发挥想象,自行设计制作机器人的“攻击武器”和“行走机构”,根据地形和规则选择不同策略和战术,在机器人的相互配合和对抗中完成比赛。 
大赛汇聚全国科技精英,众多创新技术、产品和理念涌现,如新型机器人控制算法、智能感知技术等,为举办城市科技创新注入活力。 
大赛期间的科技展览、技术讲座等活动,展示了前沿科技,激发了企业和科研人员的创新灵感,推动了城市科技产业的创新发展。 
大赛通过科技展览、创新论坛等形式,向公众普及科技创新知识,吸引了大量市民参与,提高了市民的科技素养和创新意识。 
公众对科技创新的关注度和参与度显著提升,形成了良好的科技创新社会氛围,为举办城市科技发展奠定了广泛的群众基础。 
大赛结束后,举办城市政府积极引导企业、高校和科研机构加强合作,共同攻克科技难题,推动科技创新成果的转化和应用。 
这些合作项目促进了举办地城市科技创新体系的完善,提升了整体科技创新水平,为科技发展提供了持续动力。
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
161多模态融合感知算法模组用于实现在自动驾驶,机器人等应用中,对环境目标的识别,输出结构化信息。支持包括激光雷达点云(1路,动态适配),摄像头(6路,动态适配)的输入,融合实现输出,探测距离大于50米,识别物体类别大于10种,目标精度优于20cm,输出数据帧频率大于20Hz。 
本成果潜在领域包括自动驾驶,机器人,智能感知系统等,已应用于雄安自动驾驶公交车系统进行封闭测试。
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
162柔性对中装配及配套技术在工业领域,只要有设备生产就会有零部件的装配需求,高精度和超高精度的装配技术更是各制造业大国所追求的核心技术,机器设备的总体精度往往最终取决于装配技术的高低,如超精制造机床、高精度传感器等,因而这也是本技术的市场所在。 
零部件装配精度越高,对装配设备的要求也越高,成本也高,有的时候甚至无法实现,本技术旨在解决设备制造过程中的高精度自动化装配问题,主要针对两类情况: 
1.同轴类和对称类零部件高精度装配; 
2.机械手末端灵活粗定位与高精装配间的过渡引导。 
可根据不同生产现场需求,进行针对性设计和制作。 
本成果可形成系列对中装配产品,作为通用装配配件应用于不同制造行业,效益至少可达10多亿元。
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
163一种工作参数可调节的新型液压破碎锤工作参数可调节的液压破碎锤,属于矿山、工程机械领域。该破碎锤属于气液联合式破碎锤,它由传统液压破碎锤本体与运动可调节的独特结构的配流阀组成。其结构简单,适应不同硬度的多种物料破碎,打击力大,效率高,活塞反弹小、工作平稳,回油压力低,噪音低,维护方便,使用寿命长。是一款新型高效液压破碎锤。智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
164地下铲运机地下铲运机主要应用于地下矿山开拓、采准、回采三个重要工作环节,是专门为地下作业而设计的一种车身低矮,中央铰接、前端装载的装、运、卸联合作业设备。地下铲运机主要用于采场出矿、出碴,低位的溜井卸矿,较高的运输车或矿车卸矿等场合。 
随着地下矿山的大型化、规模化,地下铲运机也向大型化发展。目前,我国自主研发的铲运机主要为4立方以下,4立方及以上主要依赖于国外进口设备。本项目团队依托传统的学科优势,追踪国外地下铲运机的先进技术,采用整机数字化建模,模拟地下矿山的实际工况,对机架及工作机构进行静载和动载荷的应力分析,使得关键的结构件能够达到8-10年的寿命;采用AMESIM软件对液压系统进行仿真,分析工作机构工作中负载的变化,提高了液压系统的可靠性。项目组研发了4立方、6立方电动和柴油地下铲运机,性能和指标均达到国内外先进水平。本成果主要应用于年产量400-3000万吨的地下矿山。 
目前,国内6立方及以上地下铲运机市场主要是Sandvik和Epiroc两个国外品牌占据,整机和备件价格昂贵。矿山企业为了降低成本,提高效益,迫切要求国产化, 市场前景广阔。
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内领先
165宽频变阻尼高稳定振动控制技术及装置随着航空航天、海洋船舶、大科学装置等领域高精度设备服役过程中面临的振动问题不确定强、频域宽,而先进光电系统服役对其平台系统的力学环境要求极为苛刻:振动量级控制在10-5g以内甚至更低、空间位置误差必须低于微米/微弧度水平。为此,亟需攻克宽频变阻尼高稳定振动控制的技术难题。
本项目开展刚度阻尼增效高精度控制关键技术及应用研究,提出高刚度高阻尼结构设计方法,突破刚度精确调控和阻尼显著放大的关键技术,研制了以高刚度高阻尼航天器级间适配装置、星上微振动变刚度高阻尼隔振装置、变刚度金属阻尼装置等为代表的多类减隔振装置,填补了国内该领域的技术空白。标志着我国已掌握刚度阻尼增效高精度控制关键技术及其核心知识产权,项目成果先后在北京空间飞行器总体设计部、中国科学院微小卫星创新研究院、中国工程物理研究院、中国科学院高能物理研究所等单位的型号研制中得到应用,有力支撑我国多领域重大工程的建设和顺利发展。
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际先进
166轧机主传动大功率交直交中压变频驱动技术与装备轧机是生产成品金属材料的关键设备之一,轧机用交直交中压变频驱动系统是涉及到冶金企业核心制造能力的关键装备,在对功率半导体器件、大功率变流、高性能传动控制、轧机主传动系统集成等关键技术研究基础上,实现国产化的大功率交直交中压变频轧机驱动装备(5~40MVA,3300V)的工程化与产业化技术研究,主要关键核心技术包括:(1)系统集成技术与工程应用推广;(2)大功率变流装置研制;(3)高性能传动控制;(4)驱动系统与工艺控制功能融合等。系统电网侧功率因数保持为1.0;静态调速误差≤0.01%,动态速降0.25%s(100%转矩阶跃)。智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
167辊压式淬火技术项目背景:
中厚板淬火方式主要有压力式和辊式两种。压力淬火机采用压头将钢板压住后上下进行喷水。这样会造成压头处由于与钢板接触,形成未淬火死区,淬火硬度不均匀,且容易瓢曲。辊式淬火机是将钢板通过辊道的输送,进入喷水区进行淬火,钢板在运动中进行淬火。其特性之一是在先快速冷却段使合适水量以最大限度吸收钢板表面的热量,保持钢板上下表面相同的冷却率,避免翘曲变形。然后,以大水量继续冷却钢板,最终使钢板温度降到室温。目前普遍采用辊式淬火机进行中厚钢板淬火,淬火机后可配套感应式加热装置,实施调质工艺。
关键工艺技术:
辊压式淬火机具有自水冷保护和多重阻尼的整体式喷水系统结构,冷却的横向均匀性更好,冷却速度范围调节宽,解决了淬火过程板材高冷却速率、高冷却均匀性和板材平直度控制等难题,淬后板材性能指标均到达或优于国内外或企业内控标准,淬火后板材平直度达到或优于国外同类进口设备水平。
具有自主知识产权的淬火机淬火冷却控制模型可根据钢种、规格选择淬火模式参数,并自动调整辊缝、水流量、辊道速度等淬火工艺参数,实现淬火机淬火冷却过程的全程自动控制,该系统操作简单,板形平直度的控制精度高。
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
168钢材控冷淬火成套设备及技术本成果为“钢材控冷淬火成套设备及技术”,由北京科技大学机械工程学院刘国勇教授团队自主研发。该技术体系涵盖轧后快冷(ACC)、炉后淬火、直接淬火(DQ)、轧后快冷与直接淬火结合(ACC+DQ)、炉后快冷与淬火(NAC)以及模具钢轧后淬火(在线预硬化)等多种工艺形式,适用于板材、长材及模具钢等多种钢材品种的控冷处理。 
团队基于传热学、流体动力学、多相流分析及机械力学行为等多学科耦合研究,开发出具有自主知识产权的控冷淬火装备,包括管流冷却、气雾冷却和喷射冷却等多种冷却形式,并配套开发了钢材温度场动态模拟、目标温度控制及组织性能预测软件系统,全线温度预测误差控制在2%以内,技术先进性处于国内领先水平。 
该成果已实现产业化应用,先后在太钢、武钢、舞钢、东特大钢等国内大型钢铁企业建设控冷淬火生产线,成功生产出三峡大型船闸用钢、2008年奥运会主体育场“鸟巢”用钢、西气东输管线钢以及高质量预硬模具钢等高性能产品。 
团队长期深耕金属控冷强韧化领域,拥有授权发明专利4项,曾获国家科技进步二等奖、冶金科技一等奖、中国专利优秀奖等多项荣誉。欢迎钢铁企业及研究机构对接洽谈,共同推进控冷淬火技术的国产化应用与工艺优化。
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内领先
169双目欧拉放大该项目针对振动的场测量技术研究需求,开展基于视频图像测量的振动场测量方法的研究,基于欧拉视频放大技术、相位放大技术,结合双目视觉测量等技术,进行了4D序列图像的滤波分解与重构、微小振动视频放大、视频图像降噪方法等研究。完成了基于视频图像测量的4D振动场测量技术,能够实现对典型结构动力学响应的场测量,解决基于视频测量方法中噪声干扰导致信噪比过低、测试质量差的问题,并形成测试方法系统样机和测试分析程序。最终可以实现对振幅在0.1mm以下、频率在500Hz内的微小振动的振动场分析。智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
170高温激光散斑DIC项目团队为研究超高温条件下材料的变形,采用激光散斑的方式进行数字图像相关测量。提出了IRANSAC位移场平滑算法、多重滤波等方法,解决了高温条件下散斑退相关严重、高温气流扰动、背景辐射强等测量难点。最终可以实现超高温2800℃环境下的变形测量,并且测量得到的弹性模量值与采用引伸计测量得到的弹性模量值的偏差均小于7%。该项研究为本项目的测量方法和抗热干扰技术提供了的思路和技术指导。智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
171超高温激光结构光三维测量项目研究团队与中国空气动力研究与发展中心通过前期合作,在位于中国四川绵阳的高超等离子体风洞环境下,进行了包括大功率激光结构光投影方法研究的探索工作,针对现场设备安置空间紧凑、高温被测物体表面缺少结构特征以及试验舱空间巨大导致的成像距离远等问题,设计验证引入大功率单纵模窄带激光光源,研究激光低功率损耗扩束方法和长焦距小视场投影技术,最终整合了一套能够在1.5m工作距离下投射覆盖100*100mm的视场的大功率激光结构光测量方法,实现了较好精度试件直径测量,该设备的研究和方法为本项目的三维测量提供了思想基础,同时验证该方法的可行性。智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
172智能消防巡检机器人研制智能消防巡检机器人是现代仓储、物流行业的必要装备,主要用于减轻人工巡逻负担,提高消防巡逻效率。北京科技大学依托学科优势,经过多年设计和研究,开发了具备多传感器融合火源检测、多种行为模式自主决策、自主行驶与主动避障等功能的智能消防巡检机器人。智能消防巡检机器人采用履带式底盘;采用可见光双目相机与红外热像仪融合的人工智能火源检测策略;采用激光雷达实现障碍物检测;采用有限状态机行为决策方法。突破了国内外消防机器人仅能实现遥控操作,无法自主作业的技术难题。智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国际领先
173可穿戴温差发电器热电半导体是采用热电效应将热能和电能进行直接转换的一种无污染的绿色能源产品。其中温差发电是利用热电材料的Seebeck效应,将热能直接转化为电能,不需要机械运动部件,也不发生化学反应,环保长寿。美国能源部、日本宇宙航天局等发达国家的相关部门都将热电技术列入中长期能源开发计划,我国也将热电列入国家重点基础研究发展计划(973)的大规模发展的新能源计划中。在21世纪全球环境和能源条件恶化、燃料电池又难以进入实际应用的情况下,热电技术更成为引人注目的研究发展方向。热电半导体行业在全球来说作为一个新兴行业,每年以超过1倍的速度增长。
生活中可穿戴设备所需的工作电源通常由电池提供,商用电池存在体积庞大、电池寿命有限、需要频繁充电等问题,这些问题限制了可穿戴设备的便捷和舒适性。柔性可穿戴热电发电器产生的电量可以为所需的功率在微瓦(uW)级别的可穿戴电子微型设备(如无线实时监控和血压传感器)提供电量支撑。人体的总散热量约60-180W,若转换效率约为1%的热电发电器捕获该热量,则产生的最高功率将约为0.6-1.8W,这功率足以为许多微型可穿戴设备供电。柔性可穿戴热电发电器具有可变形、可拉伸、耐久、无需更换、机械稳定和质轻等性能。发电器一旦安装完毕无需更换,存在温差即可输出功率。可穿戴热电发电器不仅能够适应人体可变的曲面而且还具备穿着舒适、透气、低毒、轻质和可洗等优点。
智能制造,人工智能技术开发、咨询、服务、许可、转让等产业化阶段国内先进
2026年定西市征集省内外高校院所科技成果清单(北京科技大学).xlsx




责任编辑: 市科技局管理员       
分享到:
[打印本页  |  关闭窗口  ]