所属分类：新型材料产业

所属单位：西安理工大学

成果简介：利用第一性原理研究了CO、NH3、NO和NO2在本征和缺陷的g-GaN上的吸附行为，计算了它们的吸附能、电荷转移和磁矩。所有气体分子在本征g-GaN上的小吸附能表明了物理吸附特点。在这些气体分子中，NH3和本征g-GaN之间的结合比其他分子强，这是由于其边界轨道与本征g GaN中N原子的2p轨道的杂化。为了提高g-GaN的传感能力，这些气体分子在g-GaN上的吸附行为还研究了Ga和N空位。对于大部分气体分子在有缺陷的g-GaN上的吸附，电荷转移比相应的气体分子在原始g-GaN上的吸附更显著。此外，在许多吸附有缺陷的g-GaN的气体分子中也发现了磁性。本项的工作不仅提供一种提高g-GaN传感能力的有效途径，同时也为g-GaN的功能化提供了一种有效途径。

所属分类：新型材料产业

所属单位：西安建筑科技大学

成果简介：SiC基功能梯度材料（FGM）要满足航空航天等高技术领域在极限环境下特殊、多样的功能和性能需求，必须攻克“层间分层、不同层难以均匀致密化、CNTs在SiC基体中分散性和结合性差”三大技术瓶颈。 研发了一种仿树木年轮三维闭锁结构FGM新技术，创新的闭环层状结构突破了传统的平直层板结构，具防止内应力导致裂纹扩展、在受力过程保持结构完整、屏蔽环境干扰和侵蚀的突出优势；研发出独石纤维、麻花纤维、梯度纤维等多种自封闭梯度结构技术，闭锁结构使电磁屏蔽效率由35增至49dB。 创建了锁定浸渍目标的局部浸渍新技术，解决了烧结性能差异较大的两相组成的FGM不同层无法均匀致密化的技术瓶颈，采用定位浸渍技术使Ti3SiC2/SiC FGM的三点弯曲强度提升85.5%、断裂韧性提升21.6%、于1400℃氧化20h增重降低45%。 采用CNT纸预制体中SiC原位生成实现其在SiC中均匀分布。基于B4C中B原子置换碳材料中C原子形成有序碳六角层面理论，构建B4C化学改性碳界面，使B4C‒C桥接CNT与SiC，形成理想的CNT‒SiC界面结合，使纳米压痕断裂韧性由2.80增至9.96MPaꞏm1/2硬度由2.83增至8.58GPa。不同于酸化改性破坏CNT结构，B4C化学改性使碳晶体结构更完善。 项目获发明专利17项、SCI检索论文36篇。理论与技术创新成果在新材料研发中推广应用，已创造经济效益1055万元。

所属分类：新型材料产业

所属单位：西安建筑科技大学

成果简介：该项目组从2005年开始，以“材料劣化-构件性能退化-结构性能提升”为主线，系统研究了多环境因素与车辆荷载共同作用下在役混凝土桥梁材料劣化机理、构件性能退化规律和结构性能提升方法，创新点为：(1)揭示了一般大气环境、氯盐环境、冻融环境混凝土桥梁耐久性损伤机理与钢筋锈蚀机理，建立了混凝土性能劣化和钢筋锈蚀预测模型，解决了在役混凝土桥梁服役性能预测的技术难题。(2)建立了损伤混凝土静/动力、锈蚀钢筋及粘结疲劳本构模型，揭示了耐久性损伤构件在车辆荷载作用下疲劳破坏机理与性能退化规律，提出了耐久性损伤构件疲劳寿命评估方法，解决了在役混凝土桥梁结构疲劳性能评定的难题。(3)研发了碳纤维复合材料快速修复加固耐久性损伤混凝土桥梁技术，揭示了碳纤维复合材料加固对耐久性损伤构件疲劳性能提升的规律，建立了加固构件疲劳寿命评估模型，构建了基于可靠度的耐久性损伤混凝土桥梁加固设计方法，满足了在役混凝土桥梁结构性能提升的亟需。项目研究成果在建筑材料领域《Cement and Concrete Composites》、结构工程领域《Engineering Structures》、美国土木工程师协会会刊《Journal of Structural Engineering》等权威期刊共计发表学术论文80余篇，其中SCI检索32篇，EI检索48篇，被他引917次；授权国家发明专利13项；主编地方标准1部。

所属分类：新型材料产业

所属单位：西安航空学院

成果简介：项目围绕一维陶瓷材料在结构功能一体化方面的应用难题，以国家级科技项目和国家重大需求为依托，历经十余年的产学研用协同攻关，针对一维陶瓷材料在微纳尺度结构控制与相互组装系列问题，先后开发了氧化铝基连续纤维纳米棒状晶组织定向技术、晶须搭接结构多孔陶瓷微观结构控制技术和低成本纤维组装晶须次级结构构建技术等多项国内领先的创新技术成果，主要创新点有：（1）首次将模板晶粒生长技术（TGG）成功应用于陶瓷纤维组织定向，实现了微纳尺度对籽晶晶须位向和纤维基体晶粒形态的双重控制。（2）多种技术完善晶须搭接框架形成多孔材料制备工艺，攻克了此种结构气孔率不易控制的难题，显著提升高气孔率多孔陶瓷强度。（3）开发干法粉体烧结工艺构建纤维表面生成晶须次级结构的原位自组装技术，并应用于柔性保温材料，拓宽应用领域的同时降低工艺难度和生产成本。 项目成果在飞轮储能设备、高温烟气过滤、柔性保温材料等领域实际应用，满足了氧化铝材料增韧、多孔材料增强、柔性保温材料热导率提升等多项技术需求。项目推广至今，应用单位新增销售收入3亿元。项目内容丰富系统、理论水平高、创新性强、技术先进、影响深远，授权发明专利10项，发表论文15篇，相关的成果分别获得陕西省高校科技成果二等奖、三等奖各1项。

所属分类：新型材料产业

所属单位：西安工业大学

成果简介：一般来说，材料减摩与耐磨性很难一体兼顾。由于固体润滑剂与金属基体特性差异问题，传统的金属基自润滑材料（固体润滑剂与金属基体粉末混合烧结而成）、硬质涂层（基体表面激光熔覆等工艺成型）和复合硬质涂层（添加固体润滑剂的硬质涂层）会存在减摩耐磨性能难以同时有效提升的问题。基体表面微织构复合固体润滑剂可避免金属基体与固体润滑剂的完全分散接触，实现不降低材料耐磨性能的基础上提升减摩性能，但其耐磨性能并没有得到质的提升。在摩擦行为环境自适应方面，研究主要集中于润滑层的形成、损坏、脱落等行为表征，或根据工况变化润滑剂做出被动反应，并不能实现真正的主动调控，工况环境适应能力不足。针对现有材料减摩耐磨性能难以统一兼顾及摩擦行为难调控的问题，本成果提出一种有序微孔耐磨自润滑涂层，该涂层以金属为基体材料，利用激光熔覆技术在金属基体表面直接成型有序微孔镍基硬质涂层，再通过高温熔渗技术将软金属润滑剂SnAg合金与作为调控剂的负膨胀材料ZrW2O8熔渗入镍基硬质涂层微孔中，形成新型耐磨自润滑涂层。本成果集成硬质涂层、微孔织构、润滑剂/调控剂三者优势，可实现减摩耐磨功能于一体，且调控剂ZrW2O8可使得润滑剂达到可控释放，使得材料具备润滑行为可自适应调控，对自润滑材料功能设计及摩擦行为调控方法研究具有重要指导意义。

所属分类：新型材料产业

所属单位：西安工程大学

成果简介：本研究利用静电纺丝方法，通过在前驱体溶液中引入促粘合剂，重新构筑了新的纳米组织架构，明确了纳米纤维之间的搭接结构对纳米纤维膜力学性能的影响，制备出了兼具柔性和一定强力的ZrO2-Al2O3纳米纤维膜。首先，在前驱体溶液中掺杂不同量硼酸，借助FE-SEM对纳米纤维的正面和截面进行观察，研究发现随着硼元素掺杂量的增加纳米纤维之间出现了特殊粘结结构。随后借助TEM、Jade6软件和Scherrer公式对纳米纤维的晶型变化进行了系统分析，肯定了促粘合剂在对纳米纤维晶型的稳定和降低烧结温度方面的积极作用，揭示了粘结机构的成型机制。为考察硼掺杂ZrO2-Al2O3纳米纤维膜的耐温性能，将纤维膜分别在低温（-198℃）和高温（600℃）下进行反复处理，处理后复合纤维膜仍能保持良好的柔性与整体性，并通过自制的高温过滤装置可以观察到该纳米纤维膜拥有较强的物理拦截和吸附能力，克重为12.7g/m2的硼掺杂ZrO2-Al2O3纳米纤维膜对高温环境中PM2.5过滤效率可达99.89%，与综合滤料仪测试结果基本一致，且过滤后的颗粒排放量满足工业大气污染排放标准，该陶瓷复合纳米纤维膜有望应用于高温等恶劣环境下的冶金、化工、垃圾焚烧等高污染物排放行业。本研究执行期间发表高质量SCI论文2篇、授权国家发明专利3项，培养硕士研究生4人、完成科技报告1份。

所属分类：新型材料产业

所属单位：西安电子科技大学

成果简介：响应时间是应用于控制领域快速响应型气敏传感器的核心参数，但气体-敏感材料界面电荷转移速度对响应时间的影响机制尚不明确。文献和我们的研究表明，敏感材料表面状态和电学参量是影响气-固界面电荷转移的关键。本课题以3D间隔结构TiO2气敏传感器为研究载体，通过构筑外诱表面态调节材料表面物理化学状态和电学参量。基于第一性原理，计算研究外诱表面态的化学特性、能带结构和能量变化趋势，构建典型气体的吸附构型和电荷转移模型；结合实验研究，分析外诱表面原子的缺陷状态和电荷分布状态，揭示气体吸附前后材料功函数和接触势垒等半导体电学特性的演变规律，建立外诱表面态微观化学状态、电学特性和宏观气敏响应速率的关联模型，阐明材料对气体敏感活化的速度机制。本项目研究，有助于深入认识气敏材料界面能量变化和电荷转移速度的科学内涵，丰富表面态的可控构筑方法和表征手段，对气敏材料响应速率的性能调控具有重要理论意义。

所属分类：新型材料产业

所属单位：武汉纺织大学

成果简介：课题组长期专注铋基纳米材料的可控合成。单质铋、氧化铋、氯氧化铋、硫化铋、溴氧化铋、钨酸铋、磷酸铋、碳酸氧铋、钒酸铋、钼酸铋等数十种铋基材料合成具有丰富经验。

所属分类：新型材料产业

所属单位：天津理工大学

成果简介：水溶性石墨烯基润滑助剂结合石墨烯自身结构优势，具有良好的减摩和高 极压特性，可用于精密加工的水性润滑，在绿色润滑的各个领域具有广阔的应 用前景。

所属分类：新型材料产业

所属单位：天津理工大学

成果简介：本项目开发了一种650℃等级的9Cr-0.3N超超临界马氏体耐热铸钢。完成了材料成分优化设计、制备、全程热处理、短时持久及合金的腐蚀评价。 该材料具有良好的冶炼、铸造工艺性。利用多尺度氮化物VN和Cr₂N等析出相强化马氏体基体，避免了600-620℃等级欧洲牌号CB2等长时服役因M₂₃C₆粗化造成强度减弱的弊端。获得了优异的高温拉伸、持久强度、耐腐蚀和抗氧化性。650℃-170MPa 的持久时间超过700小时，是新一代650℃等级耐热材料的最佳候选材料之一。希望通过中试放大试验，进一步考察材料的工艺和性能的稳定性。

所属分类：新型材料产业

所属单位：天津理工大学

成果简介：利用无机纳米颗粒为材料基础，通过无机-有机复合途径，开发出具 有优秀斥水、防污、自清洁性能的超疏水涂层材料。该超疏水涂层材料涂覆简便，颜色可调，适用基体材料广泛。该涂层材料已有效应用于纺织品、金属、陶瓷等材料表面，赋予其表面优异的低粘滞、超疏水性能。该种超疏水涂层材料在防水自洁、 防污抗菌、油水分离、微流控制芯片、防霜抗冰等领域表现出重要的应用价值。

所属分类：新型材料产业

所属单位：天津科技大学

成果简介：本发明提供了一种利用微生物矿化制备不同晶型碳酸钙的方法，将培养完成后洗涤重悬的菌悬液以一定比例接种到含有钙盐和尿素的混合液中，静置并控制不同矿化反应条件进行矿化反应，反应完成后取出沉淀物质进行洗涤与烘干，即可获得不同晶型的碳酸钙制品，其中所述微生物为脲酶高产菌株巴氏芽孢八叠球菌。本发明利用微生物矿化制备不同晶型碳酸钙，其中所利用的微生物资源丰富，酶催化反应高效，生产工艺简单，成本低廉，通过控制矿化反应条件获得具有不同稳定性及结构致密性的不同晶型的碳酸钙样品，提高了碳酸钙的应用效果，使碳酸钙更广泛的应用于许多领域中。