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為了進(jìn)一步突破結(jié)構(gòu)色領(lǐng)域的瓶頸，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種由Si超表面產(chǎn)生的新型結(jié)構(gòu)色。色域面積達(dá)到了97.2%的Rec.2020。同時(shí)將空間分辨率提高到至衍射極限，不影響色彩的均勻性和展示。Si超表面首次實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異結(jié)構(gòu)色的所有關(guān)鍵參數(shù)。這一進(jìn)展有望為結(jié)構(gòu)色在動(dòng)態(tài)顯示、光學(xué)安全和信息存儲(chǔ)等領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用帶來新途徑。

陶瓷基板由于具有熱導(dǎo)率高、耐熱性好、高絕緣、耐腐蝕、抗輻射等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于功率半導(dǎo)體和高溫電子器件封裝。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 電子封裝是將構(gòu)成半導(dǎo)體器件的各個(gè)部件（芯片、基板和導(dǎo)線等）按規(guī)定要求合理布置，通過貼片、打線與焊接等工藝，達(dá)到保護(hù)芯片，實(shí)現(xiàn)器件功能的目的。隨著芯片功率的不斷增加和封裝集成度的不斷提高，散熱成為影響器件性能與可靠性的關(guān)鍵。對(duì)于半導(dǎo)體器件而言，通常溫度每升高10℃，器件有效壽命降低30-50%。由于芯片一般貼裝在封裝基板（又稱電路板、線路板）上，因此，基板除具備基本的機(jī)械支撐與布線（電互連）功能外，還要求具有較高的導(dǎo)熱、耐熱、絕緣、耐壓能力與熱匹配性能。目前常用封裝基板主要分為樹脂基板（印刷線路板、PCB）、金屬基板（MCPCB）和陶瓷基板。其中，陶瓷基板由于具有熱導(dǎo)率高、耐熱性好、高絕緣、耐腐蝕、抗輻射等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于功率半導(dǎo)體和高溫電子器件封裝。

針對(duì)目前國內(nèi)成形磨齒機(jī)床在加工工藝軟件設(shè)計(jì)方面的缺陷進(jìn)行改善。自主開發(fā)了包括截形計(jì)算、齒輪常用數(shù)據(jù)庫、隨機(jī)測(cè)量、軸交角優(yōu)化等系列功能的程序包，開發(fā)出高端齒輪成形磨齒機(jī)，掌握齒輪成套磨削的核心技術(shù)。

開發(fā)了多種結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合催化材料，用于高性能的電解水制氫電極材料。

依照美國AMCA207標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)適合于不同類型規(guī)格風(fēng)機(jī)的性能測(cè)試臺(tái)，配用高精度傳感器，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)測(cè)量參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與測(cè)量，最后形成標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)報(bào)告。

成果與項(xiàng)目的背景及主要用途：統(tǒng)計(jì)資料表明，80-90%焊接結(jié)構(gòu)斷裂事故是由疲勞失效引起的，由于焊接接頭的焊趾處的應(yīng)力集中和殘余拉伸應(yīng)力作用，焊接接頭疲勞強(qiáng)度大幅度地低于基本金屬的疲勞強(qiáng)度。雖然結(jié)構(gòu)按疲勞規(guī)范設(shè)計(jì)，仍然發(fā)生一些整體結(jié)構(gòu)的過早疲勞失效，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至是人身傷亡事故。由于焊接接頭焊趾是疲勞裂紋引發(fā)部位，如果對(duì)該部位實(shí)施適當(dāng)?shù)奶幚?，使殘余拉伸?yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎s應(yīng)力和減少應(yīng)力集中，這將有利于延緩疲勞裂紋的產(chǎn)生，具有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本項(xiàng)目是在國家自然科學(xué)基金的支持下完成的，從超聲波沖擊、相變應(yīng)力應(yīng)用、等離子噴涂等三方面提出了三種改善焊接結(jié)構(gòu)疲勞性能的新技術(shù)，研制發(fā)明了相應(yīng)的裝置、焊接材料和噴涂技術(shù)。這些方法可以方便地應(yīng)用到橋梁、采油平臺(tái)、船舶、飛機(jī)、機(jī)車車輛、壓力容器及管道等工況、野外施工和高空現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的場(chǎng)合，其應(yīng)用前景是十分樂觀。 技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介： 1）超聲沖擊方法改善焊接結(jié)構(gòu)疲勞性能的基本工作原理為：通過超聲波發(fā)生器將電網(wǎng)上的工頻交流電轉(zhuǎn)換成超聲頻的交流電，用以激勵(lì)聲學(xué)系統(tǒng)的換能器。換能器將電能轉(zhuǎn)換成同樣頻率的機(jī)械振動(dòng)，在機(jī)架所提供的一定壓力作用下，將該超聲頻的機(jī)械振動(dòng)傳遞給工件上的焊縫，使以焊趾為中心的一定區(qū)域內(nèi)焊接接頭表面產(chǎn)生足夠厚度的塑性變形層，從而達(dá)到改善接頭幾何外形，降低應(yīng)力集中程度、調(diào)節(jié)其應(yīng)力場(chǎng)沿厚度方向的分布狀況，最終達(dá)到改善焊接接頭疲勞強(qiáng)度的目的。 2）相變應(yīng)力應(yīng)用改善焊接結(jié)構(gòu)疲勞性能的基本工作原理：利用開發(fā)的相變應(yīng)力焊接材料使焊縫金屬冷卻中產(chǎn)生的相變應(yīng)力，抵消焊接殘余拉伸應(yīng)力并獲得壓縮應(yīng)力，最終達(dá)到改善焊接接頭疲勞強(qiáng)度的目的。 3）等離子噴涂改善焊接結(jié)構(gòu)疲勞性能的基本工作原理：利用等離子在焊趾部位噴上結(jié)合性能良好的涂層材料來改善接頭的應(yīng)力集中狀態(tài)，最終達(dá)到改善焊接接頭疲勞強(qiáng)度的目的。技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況：整體研究達(dá)國際先進(jìn)水平；已獲國家發(fā)明專利3 項(xiàng)，在申請(qǐng)國家發(fā)明專利 5 項(xiàng)；2004 年度天津市自然科學(xué)一等獎(jiǎng)，2002 年獲教育部發(fā)明二等獎(jiǎng)。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè)：接頭焊趾及焊跟部位是焊接結(jié)構(gòu)承受疲勞載荷的薄弱環(huán)節(jié)，改善焊趾和焊根部位的疲勞性能將提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的疲勞性能。使用超聲波沖擊、相變應(yīng)力及等離子噴涂等這些新技術(shù)可以大幅度地改善焊接結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，顯著降低焊接結(jié)構(gòu)破壞事故的發(fā)生幾率, 進(jìn)而節(jié)約焊接結(jié)構(gòu)的用鋼量和資金，增加焊接結(jié)構(gòu)的安全裕度，防止因焊接結(jié)構(gòu)發(fā)生意外疲勞破壞事故給國家和人民財(cái)產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)損失，因此具有廣闊的應(yīng)用前景及產(chǎn)生巨大社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的可能。 應(yīng)用領(lǐng)域：可以應(yīng)用到橋梁、采油平臺(tái)、船舶、飛機(jī)、機(jī)車車輛、壓力容器及管道、水輪機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車制造等諸多領(lǐng)域。 

Al2O3/Cu復(fù)合材料是在銅基體中引入了細(xì)小彌散分布的增強(qiáng)相Al2O3粒子的一種銅基復(fù)合材料。由于化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好的Al2O3顆粒的存在，使該復(fù)合材料在保持銅基體優(yōu)越的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能的同時(shí)具有高的室溫和高溫強(qiáng)度和硬度。在電阻焊電極、集成電路引線框架、微波管結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電材料、高速列車架空導(dǎo)線、熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆、連鑄機(jī)結(jié)晶器等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。所開發(fā)出的Al2O3/Cu復(fù)合材料新型合成工藝在保證傳統(tǒng)工藝內(nèi)氧化、還原徹底性和燒結(jié)致密性的前提下簡(jiǎn)化了工藝過程降低了生產(chǎn)成本。將Al2O3/Cu復(fù)合材料點(diǎn)焊電極在汽車焊裝線上進(jìn)行了裝機(jī)試驗(yàn)，其使用壽命為傳統(tǒng)Cr-Zr-Cu電極的3倍以上。

含壓縮、拉伸、扭轉(zhuǎn)、剪切、彎曲各一件。

航空有機(jī)玻璃主要用作飛機(jī)座艙蓋或整體圓弧風(fēng)擋玻璃，可防止空中突然爆破。鍍膜航空有機(jī)玻璃是指在航空有機(jī)玻璃上涂覆一層ITO或Au薄膜，以增加航空有機(jī)玻璃獨(dú)特的使用性能，如：ITO膜具備高電導(dǎo)率和高的可見光透射率，能反射雷達(dá)波，從而實(shí)現(xiàn)隱身功能。但有機(jī)玻璃或鍍膜航空有機(jī)玻璃在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、加工和組裝等的過程當(dāng)中，很容易發(fā)生擦傷、污染、磨損等問題，傳統(tǒng)的保護(hù)方法無法完全起到保護(hù)作用，也比較容易受到來自鹽霧、酸雨、潮氣或者微生物等侵蝕，從而導(dǎo)致化學(xué)腐蝕或者電化學(xué)腐蝕的問題，影響了有機(jī)玻璃的外觀，甚至?xí)?dǎo)致其光學(xué)性能的大幅下降，尤其是發(fā)生擦傷、整機(jī)噴漆污染等問題會(huì)使ITO鍍膜破損從而導(dǎo)致飛機(jī)座艙玻璃的報(bào)廢，會(huì)給企業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。所以鍍膜航空有機(jī)玻璃在裝配過程中需要一定的防護(hù)措施。 課題組以水性聚氨酯為基料，研制了一種配方簡(jiǎn)單，施工方便，涂料儲(chǔ)存期長(zhǎng)；涂膜附著力適中，既能有效保護(hù)底材，又可以整體剝離的涂料。該涂料成本低，施工方便，不污染環(huán)境，不會(huì)影響所保護(hù)基材的物理（尤其是光學(xué)、導(dǎo)電）力學(xué)性能等性能。 主要用于成都飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)公司的有機(jī)玻璃艙蓋或鍍膜有機(jī)玻璃艙蓋。 因涂料對(duì)施工環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可用于外場(chǎng)維修時(shí)鋁合金蒙皮等的臨時(shí)保護(hù)，維修后可整體剝離，且不會(huì)影響飛機(jī)鋁合金蒙皮的性能。