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本發(fā)明公開(kāi)了一種基于超材料的肖特基型遠(yuǎn)紅外多譜信號(hào)探測(cè)器，包括自下而上依次設(shè)置的襯底層、N 型砷化鎵層、二氧化硅層與超材料層、歐姆電極和肖特基電極；其中超材料層為具有周期性微納米結(jié)構(gòu)的金屬開(kāi)環(huán)共振單元陣列，金屬開(kāi)環(huán)共振單元陣列包含了多種圖形及其特征尺寸參數(shù)，每個(gè)圖形對(duì)于特定電磁波具有完全吸收特性，通過(guò)改變金屬開(kāi)環(huán)共振單元的結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)可以調(diào)控對(duì)應(yīng)的電磁波吸收頻段，通過(guò)改變 N 型砷化鎵的耗盡層寬度可以調(diào)控超材料層中

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于超材料的肖特基型遠(yuǎn)紅外多譜信號(hào)探測(cè)器，包括自下而上依次設(shè)置的襯底層、N 型砷化鎵層、二氧化硅層與超材料層、歐姆電極和肖特基電極；其中超材料層為具有周期性微納米結(jié)構(gòu)的金屬開(kāi)環(huán)共振單元陣列，金屬開(kāi)環(huán)共振單元陣列包含了多種圖形及其特征尺寸參數(shù)，每個(gè)圖形對(duì)于特定電磁波具有完全吸收特性，通過(guò)改變金屬開(kāi)環(huán)共振單元的結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)可以調(diào)控對(duì)應(yīng)的電磁波吸收頻段，通過(guò)改變 N 型砷化鎵的耗盡層寬度可以調(diào)控超材料層中

本發(fā)明公開(kāi)了一種高速鐵路無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)修補(bǔ)用超早強(qiáng)注漿材料，依次加入水、聚合物乳液、減水劑、流變助劑、消泡劑；再加入摻合料、水泥、膨脹劑、促凝劑、緩凝劑經(jīng)高速攪拌混合而成。組分重量份為：超細(xì)水泥：100份，摻合料：50～150份，可再分散乳膠粉25～50份，聚合物乳液3～10份，膨脹劑：5～25份，羧酸減水劑：0.1～1.0份，促凝劑：0.1～10份，緩凝劑：0.1～5份，流變助劑：0.001～0.005份，聚醚-硅氧烷共聚物消泡劑：0.001份，水：20～70份。本發(fā)明材料具有低粘度、超早強(qiáng)、低成本、耐疲勞、耐老化、耐水侵蝕等優(yōu)點(diǎn)，可用于高速鐵路無(wú)砟軌道混凝土裂縫、水泥瀝青砂漿充填層離縫、裂縫及傷損的修補(bǔ)。

燃料電池作為高節(jié)能性，環(huán)境負(fù)荷小的能源技術(shù)受到注目。燃料電池的氫氣來(lái)源現(xiàn)在主要利用天然氣、甲醇、DME、輕質(zhì)餾分、汽油和煤油等進(jìn)行水蒸氣重整開(kāi)發(fā)。其中，汽油和煤油具有價(jià)格便宜、攜帶便利、常溫下穩(wěn)定性高、供給系統(tǒng)完善等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于家庭、汽車(chē)、野外或者是災(zāi)害時(shí)，成為非常方便的電力供給源。 一、項(xiàng)目分類(lèi) 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 燃料電池作為高節(jié)能性，環(huán)境負(fù)荷小的能源技術(shù)受到注目。燃料電池的氫氣來(lái)源現(xiàn)在主要利用天然氣、甲醇、DME、輕質(zhì)餾分、汽油和煤油等進(jìn)行水蒸氣重整開(kāi)發(fā)。其中，汽油和煤油具有價(jià)格便宜、攜帶便利、常溫下穩(wěn)定性高、供給系統(tǒng)完善等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于家庭、汽車(chē)、野外或者是災(zāi)害時(shí)，成為非常方便的電力供給源。但是用于燃料電池的燃油中的含硫量必須從現(xiàn)在的10ppm減少到1ppm以下。為了達(dá)到這種嚴(yán)格的超深度脫硫，在現(xiàn)在既存的石油加工廠通過(guò)加氫精制脫硫需要十分巨大的設(shè)備投資，實(shí)際上對(duì)于燃料電池用燃油的脫硫處于無(wú)法對(duì)應(yīng)狀態(tài)。另外利用化學(xué)吸附的吸附脫硫技術(shù)也在開(kāi)發(fā)中，但是吸附選擇性低，使用了高價(jià)的吸附劑，處理能力也比較低。

本成果獲發(fā)明專利授權(quán)。在多年新型多孔鐵合金材料研究的基礎(chǔ)上，以自制的納米鐵合金粉末為原料，通過(guò)與美國(guó)圣地亞哥州立大學(xué)粉末技術(shù)實(shí)驗(yàn)室合作，成功的制備了具有微納米多孔結(jié)構(gòu)的塊體鐵合金材料，該合金不但具有高的孔隙率、大的比表面積、還表現(xiàn)出了優(yōu)異的力學(xué)和減震性能，通過(guò)對(duì)對(duì)工藝的控制可以實(shí)現(xiàn)10%～50%孔隙率的超細(xì)晶多孔鐵合金的制備，當(dāng)孔隙率在50%左右時(shí)，壓縮強(qiáng)度依然可以達(dá)到600 MPa以上，比目前市場(chǎng)上銷(xiāo)售的高致密普通粉末冶金制品的強(qiáng)度高200 MPa左右。在軸承、齒輪、減震墊板、能量吸收裝置等關(guān)鍵零部件上有很好的應(yīng)用前景，潛在的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)空間非常巨大。部分研究成果得到了世界著名粉末冶金專家Randall M. German教授的高度評(píng)價(jià)。

小試階段/nZrB2-SiC陶瓷材料具有耐高溫、抗氧化燒蝕、抗沖刷、室溫及高溫力學(xué)性能良好等優(yōu)異性能，是超高溫應(yīng)用領(lǐng)域最具潛力的候選材料，有望用于高超聲速長(zhǎng)時(shí)飛行、大氣層再入、跨大氣層飛行、火箭推進(jìn)系統(tǒng)及熔煉電極、熔煉坩堝等極端熱化學(xué)環(huán)境中?，F(xiàn)有的硼化鋯-碳化鋯超細(xì)復(fù)合粉體的制備技術(shù)存在以下不足：成本高、反應(yīng)溫度高、過(guò)程不易控制、工藝過(guò)程復(fù)雜、產(chǎn)率低、合成粉體的純度較低、粉體顆粒粒徑分布不均勻和粉體顆粒容易團(tuán)聚等，極大地限制了硼化鋯-碳化鋯超細(xì)復(fù)合粉體的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的

燃料電池作為高節(jié)能性，環(huán)境負(fù)荷小的能源技術(shù)受到注目。燃料 電池的氫氣源現(xiàn)在主要利用天然氣，甲醇，DME，輕質(zhì)餾分，汽油和 煤油等進(jìn)行水蒸氣重整開(kāi)發(fā)。其中，煤油具有價(jià)格便宜，攜帶便利，常溫下穩(wěn)定性高，供給系統(tǒng)完善等優(yōu)點(diǎn)。可以廣泛應(yīng)用于家庭，汽車(chē)， 野外或者是災(zāi)害時(shí)，成為非常方便的電力供給源。但是用于燃料電池 的燃料油中的硫磺含有量必須從現(xiàn)在的數(shù)十 ppm 減少到 1ppm 以下。 為了達(dá)到這種嚴(yán)格的超深度脫硫，在現(xiàn)在既存的石油加工廠通過(guò)加氫 精制脫硫的話，需要十分巨大的設(shè)備投資，實(shí)際上對(duì)于燃料電池用燃 料油的脫硫處于無(wú)法對(duì)應(yīng)狀態(tài)。另外利用化學(xué)吸附的吸附型硫磺脫除 器正在開(kāi)發(fā)中，但是吸附選擇性低，使用了無(wú)法再生的高價(jià)吸附劑， 處理能力也比較低。 項(xiàng)目特色 本技術(shù)采用和現(xiàn)在的研究完全不同的想法，利用常壓低溫下的氧 化反應(yīng)，將煤油中的硫磺化合物用油溶性氧化劑氧化，并通過(guò)常壓常 溫下的選擇吸附除去硫的氧化物砜，是一種新的低價(jià)脫硫法。無(wú)論在 國(guó)內(nèi)國(guó)外，像本技術(shù)一樣利用固定床流通式反應(yīng)裝置除去燃料油中的 硫磺化合物的研究很少有報(bào)告。這個(gè)超深度脫硫技術(shù)的反應(yīng)條件非常 溫和，應(yīng)用于燃料電池的燃料油重整器，可以很容易使燃料電池小型 化，輕量化。和傳統(tǒng)的高溫高壓下的加氫脫硫方法相比，本技術(shù)是在 溫和條件下的高效率脫硫法。和非氧化吸附式脫硫技術(shù)相比，脫硫效 率高數(shù)十倍，對(duì)于硫氧化物的選擇吸附性高，吸附劑可以再生，吸附 劑的使用量減少，可以降低成本。本項(xiàng)目的目的是將這個(gè)新的低價(jià)脫 硫法應(yīng)用于燃料電池的重整系統(tǒng)，制造出氫氣提供給燃料電池。 項(xiàng)目應(yīng)用前景 1. 利用氧化吸附脫硫法開(kāi)發(fā)煤油的超深度脫硫器 圖 1 是氧化吸附脫硫法的原理及煤油超深度脫硫器的概念圖。煤 油中的難脫硫化合物 DBT 在催化劑及氧化劑存在下，在常壓低溫下 很容易氧化，生成硫氧化物，然后通過(guò)常溫常壓下的吸附被除去。反應(yīng)容器里放入煤油及氧化劑，通過(guò)自然滴落在常壓下送進(jìn)填充了催化 劑的固定床流通式氧化反應(yīng)器，然后，常溫常壓下通過(guò)吸附器進(jìn)行吸 附，除掉氧化后的硫磺化合物?，F(xiàn)在的研究結(jié)果是通過(guò)氧化吸附脫硫 法可以將煤油中的硫磺含量減少到 0.5ppm。 2．超深度脫硫煤油的重整反應(yīng) 圖 2 是利用 Ru 系催化劑對(duì)含不同濃度硫的煤油進(jìn)行水蒸氣重 整反應(yīng)的結(jié)果。其反應(yīng)是煤油和水生成 CO2 和 H2。從結(jié)果來(lái)看，不 含硫的煤油 750 度的重整反應(yīng)活性達(dá)到 100%，氫氣收率達(dá)到了 80%， 而含硫磺煤油的催化反應(yīng)表現(xiàn)出催化劑失活現(xiàn)象。 3．項(xiàng)目計(jì)劃 a.建立一套連續(xù)的氧化吸附脫硫裝置，改變催化劑，氧化條件及 吸附劑，將煤油中的硫磺含量減少到 0.1ppm。 b. 試做一套小型化脫硫裝置，進(jìn)行 1000，2000，10000 小時(shí)長(zhǎng)期 試運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，對(duì)催化劑，吸附劑的壽命，再生的可能性，裝置的長(zhǎng)期 穩(wěn)定性進(jìn)行考察。 c.建立一套煤油的水蒸氣重整反應(yīng)裝置，利用超深度脫硫煤油進(jìn) 行水蒸氣重整，開(kāi)發(fā)高活性，長(zhǎng)壽命的重整催化劑。 d.將超深度脫硫器與重整反應(yīng)系統(tǒng)組合成試驗(yàn)用別體型重整器， 利用煤油制造氫氣提供給燃料電池。 e.所需的儀器設(shè)備 硫磺化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器（Sulfur Chemiluminescence Detector）， 氫 火 焰 離 子 檢 測(cè) 器 氣 相 色 譜 （ Gas Chromatography-Flame Ionization Detector）， 熱導(dǎo)池檢測(cè)器氣相色譜（ Gas Chromatography-Thermal Conductivity Detector）等

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于CMA?ES優(yōu)化算法設(shè)計(jì)聲學(xué)超材料單元的方法，該方法將CMA?ES優(yōu)化算法和有限元分析方法集合，CMA?ES優(yōu)化算法可以對(duì)0?1排布的陣列進(jìn)行優(yōu)化，每一個(gè)尺寸維度的0?1陣列，都對(duì)應(yīng)一種聲學(xué)超材料單元結(jié)構(gòu)，其中，0和1分別代表由空氣或光敏樹(shù)脂構(gòu)成的聲學(xué)單元結(jié)構(gòu)的子單元；在優(yōu)化過(guò)程中，每一個(gè)聲學(xué)超材料單元結(jié)構(gòu)的等效折射率和阻抗值可以通過(guò)有限元分析方法分析提取，作為CMA?ES優(yōu)化算法中適應(yīng)度函數(shù)的變量；通過(guò)對(duì)適應(yīng)度函數(shù)的值進(jìn)行優(yōu)化，最終可以得到最優(yōu)的、滿足設(shè)計(jì)要求的聲學(xué)超材料單元結(jié)

HCRG一XA超導(dǎo)熱管余格回收器是德煤、油、氣鍋爐（密爐）余熱回收的專用設(shè)備，安裝在鍋爐（密爐）煙口或煙通中，將煙氣余熱回收后加熱空氣，熱風(fēng)可用作鍋爐（密爐）助憾和干燥物料。其結(jié)構(gòu)如下翻所示；四周管箱，中間后板將上下兩側(cè)通道期開(kāi)，熱管為全翅片管，可單極熱管更換，工作時(shí)，高溫湘氣流經(jīng)回收器下部沖期熱管，此時(shí)熱管吸熱，端氣放熱溫度下降，熱管將吸收的熱量傳至上部，將流經(jīng)熱管上部的冷空何加熱，此時(shí)熱管放熱，空氣吸熱溫度上升。

通常，減少固-液接觸是增強(qiáng)表面超疏水性的常用手段，根據(jù)Cassie-Baxter方程，固-液接觸面積的減小，有利于提高表觀接觸角和降低滾動(dòng)角。但由于接觸面積的降低，必然導(dǎo)致微/納結(jié)構(gòu)承受更高的局部壓強(qiáng)，從而更易磨損，這就意味著超疏水性和機(jī)械穩(wěn)定性在提高一種性能時(shí)必然導(dǎo)致另一種性能下降。該論文基于全新思路，首次通過(guò)去耦合機(jī)制將超疏水性和機(jī)械穩(wěn)定性拆分至兩種不同的結(jié)構(gòu)尺度，并提出微結(jié)構(gòu)“鎧甲”保護(hù)超疏水納米材料免遭摩擦磨損的概念。結(jié)合浸潤(rùn)性理論和機(jī)械力學(xué)原理分析得出微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，利用光刻、冷/熱壓等微細(xì)加工技術(shù)將裝甲結(jié)構(gòu)制備于硅片、陶瓷、金屬、玻璃等普適性基材表面，與超疏水納米材料復(fù)合構(gòu)建出具有優(yōu)良機(jī)械穩(wěn)定性的鎧甲化超疏水表面。該工作在集成高強(qiáng)度機(jī)械穩(wěn)定性、耐化學(xué)腐蝕和熱降解、抗高速射流沖擊和抗冷凝失效等綜合性能的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了玻璃鎧甲化表面的高透光率，為該表面應(yīng)用于自清潔車(chē)用玻璃、太陽(yáng)能電池蓋板、建筑玻璃幕墻創(chuàng)造了必要條件。研究人員將該表面應(yīng)用于太陽(yáng)能電池蓋板，實(shí)現(xiàn)了表面依靠冷凝液滴清除塵埃顆粒的自清潔方式，為少雨地區(qū)提供自清潔太陽(yáng)能電池的解決方案?；诓Ａаb甲化表面的自清潔技術(shù)可巧妙地利用雨或霧滴消除粉塵、鳥(niǎo)類(lèi)糞便等污染，長(zhǎng)期維持太陽(yáng)能電池高效的能量轉(zhuǎn)換，并節(jié)省傳統(tǒng)清潔過(guò)程中必需的淡水資源和勞動(dòng)力成本。該論文創(chuàng)新的設(shè)計(jì)思路和通用的制造策略展示了鎧甲化超疏表面非凡的應(yīng)用潛力，必將進(jìn)一步推動(dòng)超疏水表面進(jìn)入廣泛的實(shí)際應(yīng)用。