安全培训简单介绍(500字)

发表于:2016.4.18来自:www.ttfanwen.com字数:500 手机看范文

公司是从事动物疫苗生产企业,因为我们企业一直没有发生过像您讲课中的案例,我们自身没有案例可供参考,但是我们不希望类似事件发生。我从我们企业自身特点,在生产中所使用的设备设施、化学药品等方面给您做一简单介绍,希望您能结合我们单位特点,在讲述安全生产法方面穿插相关案例,让我们能够学到安全知识、提高安全意识。

一、设备设施方面

1、设施:车间为净化车间,生产中空调不断运行。中间有设备夹层,用于空调管道、物料管道、各种强弱电线的安装和维护。

2、设备:主要两种,一种压力容器;一种电器设备。

2.1 压力容器:各种生产用罐、压力灭菌器、动力车间的高压蒸汽和压缩空气,多数使用高温高压蒸汽,压力最高能达到0.8MPa,常用灭菌温度为121℃,压缩空气压力达到0.6 MPa。2.2 电器设备:设备工程部有变电室,车间有各类分装机、轧盖机、贴标机、孵化器、冻干机等,用于生产和销售存储的-20℃冷库,超低温冰箱(-70℃),37℃温室都是24小时运转。170℃的干热灭菌器。各类生活用电有电脑、手机充电器、热水器等。

2.3 特种设备:货运电梯、叉车。

二、化学药品类:涉及到酒精、甲醛、氨水、强酸强碱、各种盐类、各类消毒剂。

三、其他:生产中经常使用酒精灯,酒精棉用于火焰消毒。

2015/12/4




第二篇:清华无锡研究所技术介绍简单版-培训学院 24500字

无锡清华高新技术研究所业务介绍

一、 研究所简介

1.1成立背景与功能定位

无锡清华高新技术研究所是深圳清华大学研究院在无锡市、惠山区和惠山开发区的大力支持下,于20xx年初在无锡惠山开发区成立的。以“技术研发、企业服务、项目孵化、人才驿站”为功能定位,依托深研院的科技人才资源、持续且有规模的经费投入,均衡考虑发展需求与资源条件,统筹规划、协调管理研究院在无锡的各项研究开发与技术服务工作,逐步开展专业实验室建设、技术研发中心建设,最终实现人才、设备、项目、市场本地化,凝聚稳定的企业合作群体,建立稳定的研发经费来源,在可持续发展中实现良性运作。同时研究所也是江苏数字信息产业园的技术支撑体系,还是无锡区域创新体系的重要组成部分, 按照园区建设整体要求协调推进工作,既要服务于开发区的发展建设,又要服务于园区各类企业的技术需求,更要服务于无锡乃至江苏的企业技术能力提升和产业结构转型升级, 在惠山新城这片年轻却富有活力的沃土上充分开展“政、产、学、研”合作新模式, 为当地科技经济社会发展作出应有贡献。

1.2科研环境

研究所由专业实验室、技术研发中心、企业合作研发机构三类基本研发单元组成,并建有2个无锡市级技术平台即:“无锡市清洁能源与新材料公共服务平台”、“无锡清华高新技术研究所传感网研究中心”。

清华无锡研究所技术介绍简单版培训学院

<组织结构图>

目前研究所现有路测仪、数据处理服务器、光源光色电综合测试系统、光源光衰老化测试系统、光源光度分布测试系统、EMC电磁兼容传导干扰测试系统、微机控制电子万能试验机等精密仪器设备,并与长三角地区的许多著名大学、研究机构和知名大型企业有密切的合作与交流,在资源互补、互惠互利的基础上实现了资源共享。

1.3科研团队

1.3.1研究所科研团队

所长:胡事民 博士,清华大学计算机科学与技术系教授、教育部长江学者特聘教授,兼任中国计算机学会常务理事和副秘书长、中国工业与应用学会几何设计与计算专业委员会主任,20xx年担任国家973项目首席科学家;

副所长:王德保,清华大学副教授、深圳清华大学研究院院长助理、无锡源清高新技术研究所有限公司董事长、法定代表人;

所长助理:徐鹤霖 ,高级工程师、无锡源清高新技术研究所有限公司常务副总经理;

科技委员会主任:张冠忠,清华大学教授。

1.3.2实验室科研团队

传感网研究中心主任:张超博士,传感器专家,深圳清华大学研究院院长助理、中国仪器仪表学会传感器分会副理事长;

清洁能源与新材料实验室主任:张冠忠,清华大学教授、研究所科技委员会主任;

工程仿真与分析实验室主任:张纯禹博士,深圳清华大学研究院主任研究员; 等离子技术与应用实验室主任:徐鹤霖,高级工程师,研究所所长助理、常务副总经理。

1.4、成果与展望

研究所自落户无锡以来,积极主动联系当地政府、企业,结合实际需求,先后建立起过增元院士团队工作站、企业合作研发中心、风光电互补示范工程、传感网研究中心、惠山智能交通示范工程、智能家居展示厅等政产学研特色项目,充分发挥了科研院所的技术引领作用,因此研究所荣获了“20xx年无锡市惠山区政产学研合作先进单位”称号,得到了区政府对研究所政产学研合作工作的充分肯定,是对研究所着力提高区域企业技术创新能力、推动区域经济持续快速健康发展所做贡献的褒奖。

今后,研究所将再接再厉,加强政产学研合作,加快技术转移和成果转化,做强产业前沿核心技术,逐步扩大在行业中的影响与主导力量。相信研究所在清华大学以及深圳清华大学研究院的指导下,研究所全体成员将整装待发,秉持拓荒者的那份执着和坚韧态度,既要继承清华大学对学术严谨求实的传统,又要沿袭深研院在市场开拓上的主动创新,在不久的将来也会成为深研院以及惠山开发区又一张亮丽的名片,会在长三角这片肥沃土地上生根发芽,枝繁叶茂!

下面简要地介绍一下研究所的四个模块——通称为实验室即智能传感网研究中心(传感网实验室)、清洁能源与新材料实验室、工程仿真与分析实验室、等离子技术与应用实验室。

二、 智能传感网研究中心

2.1领军人物:

主任:张超博士,传感器专家,研究员,深圳清华大学研究院院长助理、深圳清华大学研究院光机电与先进制造研究所所长、中国仪器仪表学会传感器分会副理事长;

19xx年获得清华大学博士学位后,先后在德国、美国等世界知名大学及科研机构从事压电材料、声波理论和生物化学传感器研究达12年,取得了一系列国际领先的重要科研成果。发表五十多篇学术论文,并被SCI收录12篇、EI收录25篇、ISIP收录10篇。目前担任中国仪器仪表学会传感器分会副理事长,广东省生物医学工程学会传感技术专业委员会副主任委员,国际学术期刊IEEE Transactions on UFFC审稿人。研究成果曾获得天津市自然科学二等奖、中华免疫学会二等奖,入选深圳市20xx年“双百人才”计划。

研究领域:新型生物化学传感器、微传感器、仪器与测量、无线电子标签技术、压电材料与器件设计、超高频超声分子影像等。

2.2功能定位

智能传感网研究中心是于20xx年12月16日,由惠山经济开发区和深圳清华大学研究院联合共建的无锡市级的技术平台,依托深研院高新传感器及物联网技术研究基础,结合无锡建立国家传感网示范城市的实际要求,建立一个完善的传感网共性技术的研发平台和物联网应用技术的开放平台,力争在重点应用领域取得传感网核心技术突破,进而开展包括“智能交通”、“智能楼宇”、“智能家居”、“智能工业控制”、“智能物流监测”等各种物联网应用在内的研究与开发工作,同时还要与各类院校、企业建立合作关系,联合实施重点领域传感网示范工程,促进无锡技术和产业的发展,培养传感网科研技术人才,在此基础上为基于传感网的物联网技术的应用与发展提供技术支撑。

2.3重点科研方向

2.3.1无线传感网及数据传输与处理关键技术

? 超低功耗传感器、无线传感器网络节点设计;

? 无线传感网低功耗协议(时分多址的媒体接入协议、基于地理位置信息的低功耗网络路由协议);

? TD-RFID网关、TD-ZigBee网关、WIFI-ZigBee网关。

2.3.2 RFID关键技术及应用

? 具有较强环境适应能力的无源RFID芯片设计;

? 适用于集装箱的高性能声表面波RFID设计;

? 具有较高安全性的RFID阅读器;

? 适用于智能车牌等金属背景下的RFID天线设计;

? RFID管理系统。

2.3.3智能交通物联网关键技术

? 道路及车载浮动交通信息采集技术;

? 基于数字电视网的交通诱导技术;

? 城市道路交通特性模型的研究与建立;

? 智能交通信息融合计算方法研究。

2.3.4智能家居系统

? 采用自主知识产权的技术和芯片,开发智能家庭和智能小区,促进智能家居传感网的建设。

2.4主要科研成果

? 成功申报无锡市科技局“无锡清华高新技术研究所传感网研究中心”项目; ? 与无锡智科传感网技术股份有限公司建立长期战略合作关系,作为技术支撑单位,建立了联合实验室,联合申报“江苏省科技成果转化专项资金项目”,并协助其完成智能交通示范工程方案书内部论证、专家评审会工作,为““基于物联网的智能交通系统工程”提供传感网技术支持;

? 智能交通系统中的车流量检测系统:完成基于XBEE技术和地磁传感技术的车流量检测系统设计,自主研发无线地磁传感器节点、地磁传感车辆通过型检测算法等; ? ZigBee路由算法适应性研究:完成“楼宇自动化系统中的无线传感网路由算法”专利申请一项;

? 基于传感网技术的楼宇自动化控制系统:开发了基于Zigbee技术的楼宇自控灯光控制子系统演示平台,包括无线路由节点、无线传感器节点、无线LED灯光控制器等;

? 联合上海国剑公司开发了智能家居系统,演示平台设立在O-PARK智慧大厦23楼锐视清公司,其中包括灯光、窗帘、电视、投影、安防等设施的近远程控制;

? 成立企业物联网技术应用中心,与无锡朋广公司开展ERP企业生产过程控制系统、昆山铭光电子合作PLC工业控制系统项目。

2.5、背景知识

2.5.1物联网技术与应用

2.5.1.1物联网的起源和发展概况

物联网的概念最早是在19xx年由专门研究RFID技术的美国麻省理工大学Auto-ID中心提出来的,但是这个概念当年并没有太多人关注,真正受到关注是20xx年ITU重新定义了物联网的概念,其所蕴含的巨大的市场和创新空间立即引起了世界各国的普遍重视:

20xx年1月奥巴马就任美国总统后接纳了IBM公司总裁彭明盛提出的“智慧的地球”设想,将物联网列为“在经济繁荣和国家安全两方面至关重要的技术”,也将以物联网应用为核心的“智慧地球”计划上升到国家战略层面,并列为提升国家“巧实力”的战略重点;

欧洲于20xx年6月制订了《物联网——欧洲行动计划》,并被视为重振欧洲的战略组成部分,通过发展关键资源、标准化、项目资助和试点等构造该领域的主导地位,M2M技术目前已经在欧洲实现商用;

日本则提出了U-Japan计划,通过发展U网络即无所不在的网络,欲在未来成为世界最先进的ICT国家并领先全球;

韩国也提出了U-Korea计划,想成为全球电信及IT建设产业的先驱,到20xx年实现超一流的ICT强国;

在我国,中科院在10年前就启动了传感网研究,在产业方面,我国尚未形成大规模发展态势,但已逐步形成了无锡、上海、北京为中心的一定的产业聚集。20xx年8月温总理提出要积极创造条件推进物联网技术研发,在无锡尽快建立 “感知中国”中心,发展物联网,之后物联网被正式列为国家重点发展的七大战略性新兴产业之一,写入“政府工作报告”和“十二五专题规划”,受到了全社会极大的关注。物联网产业也是江苏省“十二五”期间重点培育和打造的六大新兴产业之一,无锡则相应作出了举全市之力抢占新一轮科技革命制高点的战略部署,力争使无锡成为物联网技术的创新高地、人才高地和产业高地从而真正建成“智慧城市”。

2.5.1.2物联网技术简介

2.5.1.2.1物联网的定义

物联网英文名称是“The Internet of things”

顾名思义,物联网就是物物相连的互联网,是将各种信息传感设备通过互联网把物品与物品结合起来而形成的一个巨大网络。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是以互联网为主,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端不仅仅是个人,还延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、温湿度传感器等各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程的声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,按约定的通信与传输协议,把任何物品与互联网相连接,通过各种无线或有线的长距离/或短距离通信网络实现互联互通,进行物与物、物与人之间的信息交互,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。其中的“物”既包括电器设备和基础设施如家电、传感器、移动终端、各种自然物品等,也包括生产和生活环境中诸如温度、光线、压力等可感知的因素。既然物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。

2.5.1.2.2物联网的本质

物联网的提出体现了大融合理念,其最本质的含义就是数字世界和物理世界的融合网络,突破了过去是将物理基础设施比如机场、公路、建筑物等现实世间万物和IT数字设备如数据、电脑、宽带等信息基础设施分开对待的传统思维,实现了以“现实的世间万物”为代表的物理世界和以“虚拟的互联网和移动通信网”为代表的数字世界的统一整合,这种以“数字世界泛在化”和“物理世界智能化”为特征的双向融合会带来巨大的创新价值和市场空间。

2.5.1.2.3物联网的结构

物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升,将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术进行了聚合与集成应用,使人与物智慧对话,创造了一个智慧的世界。这点从其三层的技术架构上来看尤为明显:

第一层也就是最底层即感知层,可实现普通对象设备化即全面感知,主要由各种传感器以及传感器网关构成,包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢,其主要功能是识别物体,采集信息。因其是物联网发展和应用的基础,在我国物联网也被称为传感网;

第二层是网络层,可实现自治终端互联化即可靠传递,主要由各种专用网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统等组成,网络层的作用相当于人的神经系统,负责传递尤其是远距离、无障碍、高可靠性、高安全性地传送和处理感知层获取的信息。物联网通信包括了现有的各种网络技术,包括互联网技术、移动通信技术、短距离无线通信技术、无线传感器网络技术等,所以传感网只是物联网的一个组成部分,物联网需要对现有网络进行融合和扩展以承担比现有网络更大的数据量和更高的服务质量要求。

第三层是应用层,可实现普适服务智能化即智能处理,是物联网发展的驱动力和目的,主要利用云计算(端-管-云,硬件、软件和平台)、人工智能、数据挖掘等各种先进的信息处理技术,对海量数据和信息进行分析和处理,对感知层的“物”进行实时智能化控制,从而实现智能化的管理、应用和服务,应用层的作用相当于人的社会分工即通过与行业需求结合以实现行业智能化。尤其是云计算技术的运用,扩充了物联网应用领域,使数以亿计的各类物品的实时动态管理变得可能即可从传感器发送的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求,发现新的应用领域和应用模式,从而真正实现物联网的智能应用。

2.5.1.3物联网应用及案例

物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、智能电网、智能家居、智能消防、工业监测、环境监测、物流监测、定位跟踪、老人护理、个人健康、花卉栽培、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。物联网的应用主要可分为监控型如物流监控和环境监控、查询型如智能检索和远程抄表、控制型如智能交通和智能家居、扫描型如手机钱包和动态收费等管理和服务功能,实现对万物的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。毫无疑问,如果“物联网”时代来临,人们的日常生活将发生翻天覆地的变化,国际电信联盟于20xx年的报告曾描绘物联网时代的图景:早上出门上班时回告知今天的天气和开车路径;公文包会提醒主人忘带了什么东西;当司机出现操作失误时汽车会自动报警;货物超重时,汽车会自动告诉你超载了;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求;去超市购物时家里的冰箱会提醒缺少什么;回家前可远程控制家里的空调启动等。

目前智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业自动化、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事等各个行业均有物联网应用的尝试,某些行业已经积累一些成功的案例如下所示:

【案例一】上海浦东国际机场和上海世博会率先应用的防入侵系统

该系统铺设了3万多个传感节点,覆盖了地面、栅栏和低空探测,可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。之后上海世博会也与中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心签下订单,购买防入侵微纳传感网1500万元产品。

【案例二】ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园

ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点,园区所有的功能性照明都采用了ZigBee短距离无线通信技术来达成无线路灯控制。

【案例三】首家手机物联网落户广州

手机物联网购物其实就是闪购,广州闪购通过手机扫描条形码、二维码等方式,可以进行购物、比价、鉴别产品等功能。专家称,这种智能手机和电子商务的结合,是“手机物联网”的其中一项重要功能。有分析表示,预计20xx年手机物联网占物联网的比例将过半,至20xx年手机物联网市场规模达6847亿元,手机物联网应用正伴随着电子商务大规模兴起。

【案例四】五粮液集团成功应用RFID标签技术

五粮液集团订购了2000万个RFID标签,他们将这些标签做进开盖纸贴标签内,贴在每一瓶五粮液的开盖处——一旦酒瓶开封,标签便会被损坏。外界都以为这不过是五粮液对付仿冒的新招,却不知道RFID的引入,极大地推进了五粮液销售体系的建设。原来每个省份的五粮液售价都不相同,不同地区的差价导致了大量的跨省倒卖行为和销售体系的混乱,这一度让五粮液一筹莫展。而在RFID标签被贴上后,每一瓶五粮液酒都具有了生命,其生产、运输、销售的全过程都可以在RFID中读出。当所有正规的销售网点都被要求装上RFID读写设备,每一瓶五粮液酒的状况都得到了监控,从而有力地打击了串货和假货。

【案例五】首家高铁物联网技术应用中心在苏州投用

我国首家高铁物联网技术应用中心20xx年6月18日在苏州科技城投用,该中心将为高铁物联网产业发展提供科技支撑。以往购票、检票的单调方式将在这里升级为人性化、多样化的新体验,刷卡购票、手机购票、电话购票等新技术的集成使用,让旅客可以摆脱拥挤的车站购票,转而使用与地铁类似的检票方式,可实现持有不同票据旅客的快速通行。

【案例六】国家电网首座220千伏智能变电站启用

20xx年1月3日,国家电网首座220千伏智能变电站――无锡市惠山区西泾变电站日前投入运行,并通过物联网技术建立传感测控网络,实现自我感知、判别和决策,实现了真正意义上的“无人值守和巡检”,完全达到了智能变电站建设的前期预想,设计和建设水平全国领先。

【案例七】“感知太湖”系统即太湖中的物联网环保监测系统

“太湖美,美就美在太湖水”,然而,20xx年的蓝藻危机让太湖水一时间几乎成为一个贬义词。为了扭转太湖水质恶化的趋势,截断沿岸工厂向太湖超标排放的源头,江苏省政府提出要在太湖流域建成世界上最先进的水环境监控体系,江苏移动无锡分公司与无锡环保部门合作,针对全市排水、排气等高污染企业,开发了一种智能排污监控系统,并准备在太湖中建立起一个物联网环保监测系统,通过大量的传感器和中国移动无线网络实时动态监测太湖的水质,并进行智能管理和调度。当湖中的传感器感知到蓝藻暴发指数超过60%时,该系统就会自动启动绿色报警,这些信息也会同时传送到打捞船上的GPS装置上。20xx年太湖蓝藻没有发生大规模暴发,太湖整个夏天水质良好,很大程度上得益于这套“感知太湖”系统。据介绍,整个“感知太湖”项目由防汛防旱指挥智能决策、水环境智能治理、水资源智能管理这3大系统组成,将在20xx年底建成,总投入5亿元,在一期工程已建成17个监测点的基础上,二、三期工程将建成46个监测点,目前已在太湖周边40余家重点企业投入使用,有效减少了企业违

规排放现象。据测算“感知太湖”项目比租用卫星、使用遥感飞机或雇用专业技术人员来处理,成本要低得多。太湖水文水质的智能感知,极大地提升了太湖蓝藻治理的信息化、科技化水平。

【案例八】阳山水蜜桃基地的智能农业物联网监测系统

阳山在国内率先应用智能农业物联网监测系统,先期投入60万元在25亩桃林中设立22个传感器和3座微型气象站,通过传感器实时精确采集水蜜桃生长的土壤温湿度、环境温湿度、光照强度、叶片湿度及大气压力、风速等桃园生长环境数据,通过物联网无线传感节点,对数据进行转发、接收、存储和融合,并以互联网和短信的方式,帮助管理人员实时了解桃园内的环境参数,并以此建立科学种桃的数据库,总结出水蜜桃对于各环境要素的需求规律,逐步进行精细化种植如局部喷灌、局部施肥,及时、精确满足水蜜桃对环境各项指标的需求,进而达到大幅增产、改善品质、调整生长周期、提高经济效益和种植水平的目的。今后将推广依托物联网技术的标准化种植,彻底告别以往仅仅依靠桃农的经验进行水蜜桃种植的模式,这也是传统种桃业向“精准、绿色、高效”农业方面的一大转变。自从有了这个不领工资的“看管工”,桃农们可以不出门吹着空调就能知晓水蜜桃的生长情况,借助物联网技术,阳山镇还将打造现实版“开心农场”,使得市民在阳山认购桃树后,可足不出户遥控种桃。至此无锡阳山水蜜桃基地成为了全国唯一一家物联网“智能农场”,实现了物联网技术在蔬果农业方面的新变革。

2.5.1.4物联网前景展望与面临的挑战

物联网已被公认为是新一代信息技术的重要组成部分,是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展,物联网技术作为新一轮信息革命制高点也被称作第三次信息化浪潮。它具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业,可以说物联网在广度和深度上都将远超互联网对人类社会的影响,因为物联网带来的是物理世界和虚拟世界深度融合的美好愿景,是人类社会的深度信息化,有权威机构预测到20xx年,全球接入物联网的终端将达到500亿个,世界上物物互联的业务跟人与人通信的业务相比,将达到30比1,因此物联网被称为下一个万亿级的通信业务,其所蕴含的市场和创新空间是巨大的,对环境的深刻感知、信息量的巨大增长、通信系统的融合、工业流程的高度自动化、行业应用的整合、更加贴近生活的大众服务都使得物联网具有广阔的前景。随着物联网应用的开展,物联网的影响将不仅仅局限在技术领域,就如同互联网一样会广泛深入经济、、社会、文化等各个领域,全面改变我们的生活,今后全世界将会依托物联网进行高效有序的运转。

但总体而言物联网目前还处在创新起步阶段,尚未大规模普及,同时物联网的发展也面临很多挑战,比如核心技术尚不成熟、标准体系尚在构建中、应用规模比较小、应用层次比较低、应用成本较高、规模化应用不足,没有形成成熟的商业模式、网络与信息安全的全面防御更为复杂、个人隐私如何有效保护等问题。

三、 清洁能源与新材料实验室

3.1领军人物:

主任:张冠忠教授,清华大学教授、研究所科技委员会主任,曾任清华大学航天航空学院党委副书记,曾任唐山君涛表面工程技术公司总经理兼总工程师。

19xx年清华大学工程力学数学系毕业留校从事科研教学工作。曾获国家发明二等奖、国家发明三等奖、国家科技进步三等奖各一项,获北京市、教委,总参等部级科技奖及清华大学奖多项。

研究领域:低碳节能技术、电弧等离子体、陶瓷材料、光谱诊断及热物理量测等。

3.2科研骨干:

姜广鹏博士:清华大学博士后、西安交通大学材料学博士,高性价比氮化硅微粒

捕集器的关键技术研究专家,过增元院士团队工作站成员。

3.3功能定位

清洁能源与新材料是于20xx年7月,由惠山经济开发区和深圳清华大学研究院联合共建的无锡市级的技术平台,是以研究节能减排关键技术、节能环保新材料、光伏发电关键技术的应用与推广为重点,建立的政、产、学、研相结合的新型科研平台。该项目将建成面向社会服务的检测服务、技术研发、信息服务、人才培养和产业化服务五个子平台,包括:清洁能源与新材料工程研发中心、工程仿真实验室、循环经济应用技术实验室及过增元院士团队工作站。核心技术包括:逆变技术和远程控制、汽车废弃后处理技术、余热锅炉中节能减排等关键技术开发。

3.4重点科研方向

3.4.1石墨烯

在跟踪国内外先进研究成果的基础之上,致力于石墨烯相关的材料研发和应用研究,大力发展具有自主知识产权的石墨烯及相关碳纳米材料,这些新型材料可广泛应用到复合材料、能量储存如超级电容、微电子器件等各个领域中。

3.4.2 LED光源检测及研究

为LED产品的性能提供一个检测与研究平台,通过二次光学设计、散热/结构设计及环境照明设计,为现代亮化工程提供数据支持,使灯光的配置合理、成本控制和亮化效果达到最优。

3.4.3风光电互补发电系统

在先进的逆变器技术及风光电互补供电系统无缝链接技术的基础上,融合物联网技术和视频监控技术,真正实现了自动控制的三遥(遥测、遥信、遥控)技术的工程应用,极大提高了风光电互补发电系统运行的可靠性。

3.4.4 汽车尾气清洁处理技术研究

EGR冷却器试验台研制及新型EGR冷却器的数值计算结构优化研究;高性价比氮化硅颗粒捕集器的关键技术研发,用来降低柴油车尾气中颗粒的排放。

3.5主要科研成果

①成功申报“无锡市清洁能源与新材料科技公共服务平台”项目;

②与无锡市惠山区洛社镇合作建成“风光电互补清洁能源发电系统及物联网示范工程”;

③与无锡顺豪科技有限公司合作建成“LED照明光源标准检测实验室” ;

④与无锡双翼汽车环保科技有限公司合作建立“过增元院士团队工作站”,建成汽车尾气后处理排放有关技术的科研和产业化研发中心;

⑤发表论文1篇,申请专利6项(其中发明专利5项、实用新型专利1项)。

3.6背景知识

3.6.1 LED

3.6.1.1 LED简介

LED即发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光,发光的原理是当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,而光的波长决定光的颜色,是由形成P-N结材料决定的。LED被誉为是继白炽灯、荧光灯后的新一代光源,因其体积小、耗电量少、寿命长、反应速度快、环保等众多优点将成为二十一世纪的照明光源,如今在普通照明领域取代传统光源的步伐已经越来越快。

3.6.1.2 LED检测技术

3.6.1.2.1 LED检测实验室介绍

LED发光的机理与传统光源有着很大的差异,也就使得它们的光、电、热等特性有

着很大的不同。相应的检测方法也就有所不同。LED光源检测研究实验室是无锡市公共科技服务平台项目,是一个检测设备齐全、测量精度高、测量范围广的高标准实验室,而该实验室的设立将为长三角地区LED光源检测提供一个高标准检测场所。实验室一方面为周边地区百余家LED灯具制造厂商提供符合国际标准的高水平检测、咨询服务,并给予准确、科学的数据支持,便于制造厂商改进完善LED灯具、提高产品质量、拓宽市场;另一方面实验室还进行如下LED光源精确检测方法和LED光源标准制订的研究以及LED 灯具设计、灯具光学设计、灯具散热系统设计、光学仿真、驱动电路设计和环境照明设计等科学研究工作。

3.6.1.2.2 LED检测设备及检测内容

3.6.1.2.2.1光源光度分布测试系统

测试原理:被测光源由单驱c-γ坐标或双驱B-β坐标旋转台固定,光线通过可伸缩暗箱到达测光探头,光缆把接收到的被测光源信号传给计算机,由计算机处理、分析信号。主要检测内容有:空间光强分布、灯具效率、有效发光角、灯具总光通量、有效光通量等指标。

3.6.1.2.2.2 光源光色电综合测试系统

主要是由测光积分球与光谱分析系统组成,检测内容有:相对光谱功率分布、色品坐标、相关色温、显色指数、色纯度、灯具总光通量、峰值波长、光效等指标。

3.6.1.2.2.3 EMC电磁兼容传导干扰测试系统

主要是由EMC300A接收机和EMC200A人工电源网络组成,主要检测LED设备在工作时对外发出的电磁干扰是否低于标准值。

3.6.1.2.2.4老化/光衰/温度测试系统

主要进行10000小时的光衰测试/实时温度监控和96小时加速光衰测试/实时温度监控。

3.6.1.2.2.5方便、精确的室外检测设备

3.6.1.2.2.5.1 CL-200A色彩色温照度计

主要用于对广场、户外、照明工程等工程项目的照明效果评价,专用于测量并显示光源的三刺激值、色度、色差、相关色温及照度等参数。

3.6.1.2.2.5.2 CS-100A色彩亮度计

是一款便携式非接触型三刺激式数码色度计,可对隧道、广场、野外、水下等场所全天候亮度精准测量和控制,主要用于测量彩色光源的辉度和标准色值属性等参数。

3.6.2风光电互补清洁能源发电系统及物联网示范工程

3.6.2.1系统简介

示范工程是由风力发电、光伏发电、LED光源、储能系统、逆变系统、视频监控系统、GPRS远程无线监控系统等部分组成。

系统装机容量为4850W,其中太阳能2250W,风能2600W(1000瓦风机2台、600瓦风机一台),采用风光电互补方式,利用蓄电池存储电能,逆变后可提供2000瓦的电能输出。

其中风力发电系统可完成风速测量及显示、风速超限及自动保护、风机输出过压保护及制动控制等监控功能;

其中光伏发电系统可完成强度测量及显示、单块光伏组件电压和电流的测量及显示等监控功能。

3.6.2.2示范工程创新点

3.6.2.2.1风-光-电互补供电系统的无缝链接技术

通过蓄电池进行存储,再由逆变器从蓄电池中获取电源,提供给负载或电网。

3.6.2.2.2单块光伏组件的监控技术

通用技术:国内外现在对光伏组件的监控还停留在大面积的粗放型阶段。

改进技术:引入物联网技术,实现对单块光伏组件的直接监控,可随时掌握每块光伏组件的情况,极大地提高了光伏发电系统运行的可靠性。

3.6.2.2.3引入了物联网技术

进一步引入了射频、GPRS、Internet及视频监控,真正实现了自动控制的三遥(遥测、遥信、遥控)技术的工程应用。

3.6.3过增元院士团队工作站

3.6.3.1过增元院士简介

过增元,中科院院士,长期从事热传质学、热流体学和热等离子体等方面的研究工作,曾获国家自然科学三等奖、国家科技进步三等奖、教委科技进步一等奖等多个奖项,现任清华大学机械工程学院院长、中国工程热物理学会副理事长、中国力学学会理事、973项目“高效节能的关键科学问题”首席科学家、国际传热传质中心执行委员、国际热传大会常务理事和中国首席代表。

3.6.3.2研发课题

主要攻克企业在汽车后处理上的技术难题:在薄型金属纤维毡与薄钢带(0.03—0.05mm)的焊接、高目数金属载体(POC)(900-1500目)的设计开发、新型EGR冷却器的数值计算结构优化、EGR冷却器试验台的研制、高性价比氮化硅DPF的关键技术研发。

3.6.3.3研发成果

3.6.3.3.1薄钢带的焊接与POC(部分颗粒捕集器)系统的改进

在20xx年开展了柴油机尾气后处理POC系统的开发,主要是解决尾气污染中的颗粒物。POC系统中的核心技术之一是波纹状通道结构,此结构对颗粒物的捕集效率影响很大,为此,院士工作站给予了大力支持,模拟计算了尾气在通道结构中的分布,给企业提供了改进数据,缩短了产品的开发周期,最终使POC系统达到了设计目标。

3.6.3.3.2新型EGR冷却器的数值计算结构优化

首先采用建立物理模型和数学模型进行数值模拟的方法,对研制的新型EGR冷却器进行优化设计,形成有独立知识产权的产品。

首先进行了EGR冷却器试验台的研制,因为EGR冷却器是减少汽车NOx排放的重要部件,现国内很少有公司具有EGR冷却器性能检测试验台,我们现研制出一套自动化程度高、测量精确、操作简单、使用范围广的EGR冷却器性能试验系统,智能化EGR冷却器试验台一方面能够为研制新型EGR冷却器提供研制平台,另一方面为其他公司的EGR冷却器的性能检测提供公共服务。

3.6.3.3.3高性价比氮化硅DPF的关键技术研究

3.6.3.3.3.1研究背景

柴油车尾气污染物的主要是由氮氧化物(NOx)(采用废气再循环(EGR)和选择性催化还原(SCR)等净化措施)、微粒(PM) (采用微粒捕集器(DPF)、氧化催化器(DOC)、微粒氧化催化器(POC)等净化措施)组成,欧洲柴油轿车的排放标准为:欧5标准(20xx年9月),PM≤5.0 mg/km;欧5+标准(20xx年9月),微粒排放数目的限值6×1011个/km,对PM ≤ 4.5mg/km,要达到此标准必须安装DPF才满足。我国原定于20xx年1月执行关于重型柴油车的国IV排放标准(等同欧IV),但目前仅在北京、上海实行。原因就是后处理技术落后、油品差。

3.6.3.3.3.2研究方法

利用可控烧结法和碳热还原法两种工艺路线制备高性价比的氮化硅DPF,并对以上两种工艺路线制备的DPF进行性能和成本的对比,以确定未来最佳的工艺路线,制成后使微粒过滤效果达到95%以上,微粒排放达到欧IV甚至欧V标准。

3.6.3.3.3.3研究内容

研究工艺参数对显微结构和材料关键性能的影响,重点对原料配方和烧结工艺中的关键技术进行研究,具体包括以下几个方面:

① 研究并准备所需的各种试验条件(如各种原料的性能指标,混料、挤压、干燥、排胶、烧结等工艺阶段所需设备的技术参数)确定各工艺参数范围;

② 优化泥料配方(粘结剂、润滑剂、增塑剂等的种类和配比)和烧结工艺参数(烧结温度、压力、抽空、充气过程、保温时间等);

③ 分析其显微结构、材料性能:如气孔率、孔径分布、强度、气体渗透率、耐腐蚀性等,获得最佳成品,并和当前常见的DPF进行性能比较;

④ 制备成标准尺寸的DPF,进行发动机台架试验,测试捕集率、压降等性能。

3.6.4石墨烯

自去年10月,石墨烯的制备者获得诺贝尔奖后,世界上便刮起一阵“石墨烯”的超级旋风。

3.6.4.1石墨烯简介

石墨烯不仅是已知材料中最薄的一种,还非常牢固坚硬;作为单质,它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。

石墨烯是一种二维晶体,最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子,或更准确地,应称为“载荷子”(electric charge carrier),的性质和相对论性的中微子非常相似。人们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的,石墨的层间作用力较弱,很容易互相剥离,形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后,这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。

3.6.4.2石墨烯特性

石墨烯具有高导电性、高韧度、高强度及传热性等特性,在电子如超级电容器、航天军工、新能源如锂离子电池、新材料等领域有广泛应用。

石墨烯是由碳原子按六边形晶格整齐排布而成的碳单质,结构非常稳定。其完美的晶格结构,常被误认为很僵硬,但事实并非如此。石墨烯各个碳原子间的连接非常柔韧,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形。这样,碳原子就不需要重新排列来适应外力,这也就保证了石墨烯结构的稳定,使得石墨烯比金刚石还坚硬,同时可以像拉橡胶一样进行拉伸。这种稳定的晶格结构还使石墨烯具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时,不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于其原子间作用力非常强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯中的电子受到的干扰也非常小。 石墨烯被证实是世界上已经发现的最薄、最坚硬的物质。美国哥伦比亚大学James Hone等人最近发现,铅笔石墨中一种叫做石墨烯的二维碳原子晶体,竟然比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。这种物质为“太空电梯”超韧缆线的制造打开了一扇“阿里巴巴”之门,让科学家梦寐以求的2.3万英里长(约合37000千米)太空电梯可能成为现实。其厚度只有0.335纳米,把2000片薄膜叠加到一起,也只有一根头发丝那么厚。单层石墨烯几乎透明,其分子排列紧密,即使原子尺寸最小的氦也不能通过。美国机械工程师杰弗雷·基萨教授用一种形象的方法解释了石墨烯的强度:如果将一张和食品保鲜膜一样薄的石墨烯薄片覆盖在一只杯子上,然后试图用一支铅笔戳穿它,那么需要一头大象站在铅笔上,才能戳穿只有保鲜膜厚度的石墨烯薄层。 石墨烯的另一特性是,其导电电子不仅能在晶格中无障碍地移动,而且速度极快,远远超过了电子在金属导体或半导体中的移动速度。还有,其导热性超过现有一切已知物质。石墨烯的上述特性非常有利于超薄柔性OLED显示器的开发。据了解,韩国三星公司的研究人员已经制造出由多层石墨烯等材料组成的透明可弯曲显示屏。

3.6.4.3应用领域介绍

①可做“太空电梯”缆线

据科学家称,地球上很容易找到石墨原料,而石墨烯堪称是人类已知的强度最高的物质,它将拥有众多令人神往的发展前景。它不仅可以开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、可以制造出超坚韧的防弹衣,甚至还为"太空电梯"缆线的制造打开了一扇“阿里巴巴”之门。美国研究人员称,“太空电梯”的最大障碍之一,就是如何制造出一根从地面连向太空卫星、长达23000英里并且足够强韧的缆线,美国科学家证实,地球上强度最高的物质“石墨烯”完全适合用来制造太空电梯缆线!

人类通过“太空电梯”进入太空,所花的成本将比通过火箭升入太空便宜很多。为了激励科学家发明出制造太空电梯缆线的坚韧材料,美国NASA此前还发出了400万美元的悬赏。

②代替硅生产超级计算机

科学家发现,石墨烯还是目前已知导电性能最出色的材料。石墨烯的这种特性尤其适合于高频电路。高频电路是现代电子工业的领头羊,一些电子设备,例如手机,由于工程师们正在设法将越来越多的信息填充在信号中,它们被要求使用越来越高的频率,然而手机的工作频率越高,热量也越高,于是,高频的提升便受到很大的限制。由于石墨烯的出现,高频提升的发展前景似乎变得无限广阔了。 这使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。研究人员甚至将石墨烯看作是硅的替代品,能用来生产未来的超级计算机。

③光子传感器

石墨烯还可以以光子传感器的面貌出现在更大的市场上,这种传感器是用于检测光纤中携带的信息的,现在,这个角色还在由硅担当,但硅的时代似乎就要结束。去年10月,IBM的一个研究小组首次披露了他们研制的石墨烯光电探测器,接下来人们要期待的就是基于石墨烯的太阳能电池和液晶显示屏了。因为石墨烯是透明的,用它制造的电板比其他材料具有更优良的透光性。

④其它应用

石墨烯还可以应用于晶体管、触摸屏、基因测序等领域,同时有望帮助物理学家在量子物理学研究领域取得新突破。中国科研人员发现细菌的细胞在石墨烯上无法生长,而人类细胞却不会受损。利用这一点石墨烯可以用来做绷带,食品包装甚至抗菌T恤;用石墨烯做的光电化学电池可以取代基于金属的有机发光二极管,因石墨烯还可以取代灯具的传统金属石墨电极,使之更易于回收。

3.6.4.4石墨烯在电子行业的应用中研发的方向主要有四个领域。

①首先,石墨烯可替代晶硅应用在芯片领域,将芯片速度提高到THZ 级别。全球每年半导体晶硅的需求量在2500吨左右,石墨烯如果替代十分之一的晶硅制成高端集成电路,市场容量至少在5000亿元以上。

②其次,石墨烯制成的锂离子电池负极材料能够大幅提高电池性能。全球每年负极材料的需求量在2.5万吨以上,并保持20%以上增长。石墨烯作为负极材料应用在十分之一的锂离子电池中,其需求量也在250吨以上。

③再次,石墨烯制成的超级电容器,充电时间只需1毫秒。20xx年全球超级电容市场规模在50亿美元,并保持着20%的增长率,随着未来超级电容器的放量,石墨烯的应用空间巨大。

④最后,最有可能实现工业化使用石墨烯的下游行业是复合材料领域和显示技术领域。

首先,业内也预测显示技术领域的应用将是下一个能够产业化应用的领域,因为石墨烯可以替代ITO(氧化铟锡透明导电膜玻璃)作为导电材料制成显示器件。目前的

显示器件中应用最广泛导体材料是氧化铟锡ITO材料,但因稀土昂贵且过度开采已几近耗尽,将石墨烯作为导体材料制成显示器件已迫在眉睫,此外石墨烯还能增强器件的韧度,制成可以折叠的薄膜显示器。预计20xx年全球ITO导电玻璃的需求量在8500万-9500万片,石墨烯的替代空间巨大。但由于其成本过高,一直都处于研究阶段。

其次,从目前的技术发展来看,将石墨烯添加到塑料、橡胶、涂料等基体中,可以大幅增强产品的性能,如强度、韧度、导电性及传热性等,在复合材料领域的应用也将是目前石墨烯最大的产业化应用。

3.6.4.5产业化尚需时间

尽管有着巨大的市场空间,但石墨烯规模化供应和需求均没有形成,在8-10年内无法形成产业化。

从供应上看,行业仍在量产摸索阶段,目前主要的制备方法有微机械剥离法、外延生长法、氧化石墨还原法和气相沉积法;其中氧化石墨还原法由于制备成本相对较低,是目前主要制备方法。石墨烯目前制造较为困难,单层石墨烯极不稳定,大尺寸较难制造,两层或多层石墨烯的特性则会发生改变,层数较多则特性与普通石墨无异,因此石墨烯的大规模商业化生产条件尚不具备,近年内难以形成有效的业绩贡献。

从运用上看,目前产业应运需求未启动。实际上,当前国内石墨烯的市场需求主要为高校等研究机构的实验室用量,目前大尺寸的石墨烯成品或其应用产品都停留在实验室阶段,离商业化运用还有较大的距离。业内专家都表示5-10年以后石墨烯的下游应用才能发展,届时量产石墨烯才具有经济价值,这意味着,在某种程度上,石墨烯的应用前景被人为夸大了。

3.6.4.6生产厂家情况

石墨烯是单层碳的石墨,而石墨烯微片则是多层碳的石墨。目前国际上量产石墨烯相关产品的企业,多为石墨烯微片生产企业,而国内商业化生产销售石墨烯的三家主要公司是——南京吉仓纳米科技有限公司、上海巨纳科技有限公司旗下的泰州巨纳新能源有限公司和厦门凯纳石墨技术有限公司,6月14日,金路集团(000510.SZ)高调宣布,公司将投入1500万元全面展开与中科院金属研究所在石墨烯研发及产业化方面合作,属于刚刚起步。号称国内首家从事石墨烯生产的厦门凯纳石墨技术有限公司,年产量也仅为20到30克;南京吉仓公司目前只是小规模生产,一次生产十几克,且产品要达到工艺级水平,需等到今年下半年;泰州巨纳则主要生产单层石墨烯,因与三星有研究上的合作,目前加底衬的石墨烯尺寸已可达20多厘米,但现有产能每季度也只有约100克,没达到量产程度。 现在生产的石墨烯都主要销往定向的高校和部分研究部门的实验室,作为科研材料使用,每次销售0.5克至几克不等。泰州巨纳也针对部分大型企业供货,但量都不大于1克, 目前石墨烯下游工业应用还没发展起来, 更谈不上推广,真正的需求很小,大规模生产一个是没人要,另一个也会压低石墨烯的价格,得不偿失,因为现在一克石墨烯卖到5000元,是黄金价格的十多倍。而且工艺上也还不过关,研发生产工人都有特定的工作服,然而即便是这种工作服,对降低石墨烯对人体伤害的效果也是微乎其微。

3.6.4.7无锡第六元素高科技发展有限公司简介

3.6.4.7.1公司简介

无锡第六元素高科技发展有限公司是一家由深圳清华大学研究院投资且专门从事石墨烯材料研究、制备、生产和应用的高科技公司。第六元素公司成立于20xx年8月23日,注册资本142.857万元,电话:0510-83590639。公司是由5个海归博士成立的高科技公司, 与深圳清华大学研究院有着密切的合作关系,主要致力于超级电容活性物质的开发、生产、销售及应用。公司的营业范围为碳材料的研发、销售;电子元器件、实验室仪器及检测设备的开发、销售、技术转让、技术服务及技术咨询;新型碳材

料的测试及检定。员工人数共 21 人,其中博士 5 人;硕士 5 人。

3.6.4.7.2股东构成

主要股东:无锡力合科技孵化器股份有限公司持股比例为 30%;其他自然人持股比例为 70%。无锡力合科技孵化器股份有限公司42.857万, 瞿研 30万, 蔡伟伟27万, 赵亮10万, 朱彦武3万,还有30万可能是另一个博士。

力合股份(000532.SZ)公司没有直接参与石墨烯生产业务,公司间接参股了第六元素公司,可以算是力合股份的重孙公司,因为力合股份与深圳力合创业投资有限公司、无锡华利通投资咨询有限公司共同投资设立了江苏数字信息产业园发展有限公司,注册资本8,000万元人民币,其中力合公司出资1,600万元(持股比例20%) ,深圳力合创业投资有限公司出资3,600万元(持股比例 45%),无锡华利通投资咨询有限公司出资2,800万元(持股比例35%)。力合股份持有江苏数字信息产业园20%股权,江苏数字信息产业园持有无锡力合科技孵化器公司40%股权,而无锡力合科技孵化器公司最终持有无锡第六元素30%股权,经过三层间接持股关系,力合股份力合股份通过江苏 数字信息产业园发展有限公司和无锡力合科技孵化器股份有限公司仅间接持股第六元素2.4%的股份。

其中江苏数字信息产业园内现有86家高科技公司,涉及数字信息、新能源、创意、生药、光伏等高科技项目,其中“530计划”项目6家,3年内有望上市的企业3家。从深圳湾到太湖畔,江苏数字信息产业园的发展速度甚至比深圳清华研究院还快。去年年底,园区企业销售收入达5亿元。数字园贾总的目标是,5年内孵化200家企业,其中3家上市企业,园区产值达到30亿~50亿元。

3.6.4.7.3研发团队情况

①瞿研总经理

据《中国青年报》20xx年5月13日头版报道:“无锡涌动海归创业潮”, 一文中提到----“回国创业还是留美发展?”这是时年32岁的瞿研博士面临的一次重要人生抉择。 在美国9年,瞿研已晋升为美国超威半导体公司技术专家组成员,年薪二三十万美元,生活舒适,工作稳定,但他始终没有干事业的感觉,觉得自己在养老。于是在冯院长的鼓励下,瞿研手握“金刚钻”——他和几名留学生率先用强碱化学方法研究出了制备石墨烯的生产工艺,回到了无锡创业。

再来看看瞿研的石墨烯专利——名称:一种利用强碱化学处理得到高比表面积石墨烯材料的方法,本发明涉及一种利用强碱处理得到高比表面积石墨烯材料的方法,属于石墨烯材料制备技术领域。本发明利用强碱和碳在高温下的反应,对热处理或者微波辐照得到的石墨烯粉末进行进一步化学处理,从而快速的、大批量的在石墨烯表面腐蚀出纳米量级的微孔,极大地提高其比表面积。于此同时,高温处理可进一步还原石墨烯,从而保证所得到材料的高导电性。

②其他海归博士

德克萨斯大学奥斯汀分校机械工程系材料科学与工程教授Rodney S. Ruoff领导的科研团队成功制备出一种由石墨烯衍生出的新型三维多孔碳材料。利用该材料作为电极组装成的超级电容器,其能量密度可达到铅酸电池的水平,同时还保持超级电容器固有的高功率输出和极快的充电速度,有望应用于电动汽车以及解决风能、太阳能等间歇性能源的存储问题。这一发现意义深远:它有望使超级电容器存储的电能大大增加至电池的水平,将成为电化学储能设备和其他许多前所未有的研究领域的一个里程碑。电化学储能设备中,超级电容器被比喻为“百米运动员”,其能量转移速度和效率都非常高,但是通常储存的电能少;而电池更像是“马拉松运动员”,具有较高的能量存储能力,充放电速度虽然慢但较稳定。

现在合成的新型碳材料像海绵一样具有大量的纳米级微孔,其比表面积达到了

3100平方米每克(两克此种材料的表面积就和一个美式橄榄球场的大小相当),它的导电性也比一般材料高得多。这项工作主要是由该研究小组的博士后研究员朱彦武博士及合作者来完成,于5月12日发表在《科学》(Science)杂志的在线预印版本ScienceXpress上,该小组的另一位博士后蔡伟伟博士也参与了此项研究。

3.6.4.7.4公司发展前景

石墨烯项目一落地,就被评为无锡市“530计划”B类项目,公司因此获得60万元的启动资金和220万元的风投资金。

目前,第六元素公司石墨烯生产勉强算是处于中试阶段,尚没有形成规模化生产能力,短期内不会对公司业绩造成重大影响,石墨烯的下游应用估计要5-10年以后才能推广开来。明年计划年产10吨石墨烯,而目前仅有美国一家公司能年产40吨石墨烯,其他的都还停留在实验室阶段。

7月13日下午,无锡第六元素高科技发展有限公司石墨烯项目入驻常州武进经发区签约仪式在管委会大楼举行,经发区管委会主任石旭涌与无锡第六元素公司瞿研博士分别代表双方签订了合作协议,管委会副主任沈涛出席了签约仪式,工厂地址位于常州市武进区延政西路绿扬路武进经济开发区。该公司对本次签约的石墨烯项目充满信心,预计年销售收入6000万元,自正式投产之日起三年内产量达到150吨,成为石墨烯产业的龙头企业。(4元/克-150吨/年,即2元/克-10吨/年)

四、 工程仿真与分析实验室

4.1领军人物:

主任:张纯禹博士,20xx年毕业于新加坡国立大学计算力学,主要从事仿真分析、材料本构。先后就职于新加坡Beyonics公司及新加坡国立大学,是研究所从新加坡引进的科技领军型创新人才,深圳清华大学研究院主任研究员,荣获“20xx年无锡千人计划”科技领军型创新人才,近十年一直致力于仿真技术和计算力学的基础研究和工程应用。

研究领域:有限元方法、CAD/CAE、结构优化、材料多尺度力学等,已发表SCI论文11篇,完成12项工业项目,近期开发的“轴承计算与分析系统”和“有限元通用前后处理程序”填补了国内空白。

部分完成工业项目有:

◇ 热塑性复合材料车轮的设计(上海杰事杰新材料股份有限公司)

◇ 热塑性高速公路防护栏的设计(上海杰事杰新材料股份有限公司)

◇ 硬盘外套铸造设计与分析(Seagate)

◇ 汽车水泵轴连轴承的设计系统和仿真分析(江苏容天乐机械股份有限公司) ◇ 层叠模注塑和寿命分析(深圳金三维模具有限公司)

◇ 新型半挂车随机振动分析(中集集团)

◇ SF6开关柜优化设计(太平洋电气有限公司)

◇ 鼓式制动器热力耦合与噪声分析(杭州亚太机电股份有限公司)

◇ 多项注塑仿真(Beyonics)

4.2功能定位

4.2.1优势

①目前的仿真软件为外国公司垄断,故价格高昂,中小企业难以承受,且购买之后也难以熟练应用,而本实验室使用具有自主知识产权的计算软件进行仿真设计;

②拥有全部软件源代码,包括几何建模、离散、有限元求解和数据可视化;

③利用嵌入式软硬件技术,可实时监测结构的工作状态,预测疲劳寿命并能发出安全预警;

④共享强大的协作资源:依托新加坡高性计算研究所(IHPC),可集成64位SMP计

算平台和多个32/64位Linux集群计算平台,聚合计算能力接近万亿次,存储能力达到20TB,可用于快速处理大规模和超大规模的计算问题;

⑤合作方式灵活多样:

? 工业产品研发咨询

? 现有产品问题分析与优化设计

? 工艺流程改进

? 企业研发完整解决方案

⑥经验丰富:已成功完成多个工业项目的仿真设计工作,分别涵盖机械、电磁、流体和模具等领域,项目成功率一直保持在100%。

4.2.2定位

本实验室是以数值模拟与仿真技术为核心技术手段,集服务、开发和研究为一体的国内第一家专业为企业产品、工艺流程提供数字化技术分析、解决方案的新型科研机构。拥有由海内外高素质专才凝聚而成的虚拟产品仿真技术应用和研发团队,凭借强大的技术资源、丰富的工程经验和负责的服务态度,多年来一直致力于仿真技术在企业产品研发及成本控制中的应用,帮助企业解决设计中遇到的行业共性问题和难点问题。

4.3重点科研方向

①解决产品开发过程中产品的性能和质量问题,减少反复的设计和样机制造,缩短开发周期和降低研发费用;

②应用分析优化功能,为产品的改进和优化提供计算数据和理论依据,提高产品性能;

③通过建立数字样机,减少物理试验的次数,保证试验的针对性和有效性,降低试验费用;

④根据产品问题进行快速分析,确认问题来源并筛选、验证解决方案,减少解决问题的盲目性。

4.4主要科研成果

①成立了回转支承联合研发中心,自主研发针对回转支承的专业应用软件填补国内空白,力争成为行业领军人;

②与宜兴市佳晨压铸机制造有限公司共建压铸机联合仿真实验室,开展压铸机结构优化分析,协助研发新型压铸机,进而提升产品的技术优势和市场竞争力;

③与无锡立达齿轮公司共建联合仿真实验室,成功编写了轴承设计与优化软件; ④研发成功了热塑性复合材料车轮(CN2633603);

⑤开发出复合材料设计及优化系统V1.0(计算机软件著作权登记号2009SR038368)。

4.5背景知识

4.5.1 工程仿真与分析

4.5.1.1 仿真简介

仿真技术是一门多学科的综合性技术,它以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础,以计算机和专用设备为工具,利用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验。例如,汽车或飞机的驾驶训练模拟器,就是应用仿真技术的成果。仿真技术得以发展的主要原因,是它所带来的巨大社会经济效益。传统的仿真技术主要应用于航空、航天、电力、化工以及其他工业过程控制等工程技术领域,在航空工业方面,采用仿真技术使大型客机的设计和研制周期能缩短20%,采用仿真实验代替实弹试验可使实弹试验的次数减少80%。现代仿真技术不仅应用于传统的工程领域,而且日益广泛地应用于社会、经济、生物等领域,如交通控制、城市规划、资源利用、环境污

染防治、生产管理、市场预测、世界经济的分析和预测、人口控制等。对于社会经济等系统,很难在真实的系统上进行实验,因此利用仿真技术来研究这些系统就具有更为重要的意义。

4.5.1.2 工程仿真简介

工程仿真技术属于高端通用技术,源于军工、航空航天技术,经过二十年高速发展,软、硬件逐步成熟,目前已渗透到工业领域的各个行业和基础研究领域如机械(动力学分析、静力学分析)、电子(电磁分析、散热分析)、化学化工(流体分析、传热分析)、材料加工、生物等行业,全面支持工业创新及现有技术改造。

工程仿真分析具有直观、定量、透彻的优点,它以高端软件为工具,对工业产品或工程系统(从单个零部件到汽车、飞机,甚至油田和城市的基础设施)建立精确的计算模型,并根据此模型定量评估、预测和优化工业产品及工程系统在实际工作过程中的性能。

4.5.1.3仿真在现代制造业中的重要性

? 减少样机制造,缩短开发周期,降低研发费用,为企业创造价值,为分析、优化产

品提供理论依据,积累企业经验;

? 通过不断积累仿真技术实际工程应用经验,提升企业的产品研发能力;

? 以仿真分析技术为核心的精益化设计与制造技术,是提高技术创新能力和企业产品

优势的公共技术,对于现代制造业必不可少。

4.5.1.4回转支承设计与分析系统

基于严格的接触力学理论,通过结构优化,以提高使用性能和非标产品的设计为准则,如掌握对回转支承的静载、动载及螺栓强度的计算方法,进而在保证安全的前提下,降低成本。

经过100多种标准和非标回转支承的验证,摆脱了原标准中的近似和假设,采用自主设计能力得出的结果准确可靠,计算流程直观、简便,因此近期软件英文版将出口到国外。

4.5.1.5用于结构寿命预测和安全预警的软硬件系统

? 利用嵌入式软硬件技术,实时监测结构的工作状态,预测疲劳寿命并能发出安全预

警;

? 利用疲劳理论自动计算损伤和剩余寿命,通过显示屏显示;

? 可进行连续监测,并可由大容量的存储卡保存完整的应力历程数据;

? 使用方便,适用于各类重要的设备,尤其适合用于室外工作设备。

五、 等离子技术与应用实验室

5.1领军人物:

主任:徐鹤霖 高级工程师,研究所所长助理、常务副总经理,19xx年获得中国科学院上海技术物理研究所硕士学位后,先后在深圳真空镀膜行业企业中担任技术部部长、厂长、总经理等职位,在深圳的市场经济环境中锻炼了20年,累积了丰富的团队管理能力及市场开拓能力。从事真空镀膜、电镀、化学镀研究达20年,对电镀、化学镀有丰富的实践经验及专有技术,个人开发的金属防腐涂层、玻璃焊接镀层及压电晶片电极膜,达到国际先进水平。

5.2功能定位

应用等离子技术原理,紧密结合现代制造业发展需要,研发市场前景好且具有创新性和自有知识产权的等离子新技术和新工艺,为无锡及长三角地区企业的技术升级以及转型和发展作贡献。

5.3重点科研方向

①开发铝合金、模具钢等各种金属材料的等离子抛光技术,改进和完善不锈钢、钛

合金等金属材料的等离子抛光技术;进一步完善新型的等离子抛光设备,并将研发出的成果推广到各行各业;

②开发等离子真空镀膜技术,应用于光电元器件的生产、金属材料的表面处理、传感器的制造工艺;

③开发等离子刻蚀工艺技术,应用于高分子材料的表面改性;

④研发各种等离子技术应用的电源和控制系统,使各种等离子工艺的技术提高得到保证。

5.4主要科研成果

①拥有不锈钢、钛合金等金属材料的等离子抛光技术;

②联合香港领昇公司建成等离子抛光技术研发中心,利用等离子抛光技术进行材料表面处理加工。

5.5背景知识

5.5.1 等离子抛光与镀膜

5.5.1.1 等离子简介

等离子也称为物质的第四态,是一种电磁气态放电现象,可以使气态粒子部分电离,这种被电离的气体包括原子、分子、原子团、离子和电子。它具有良好的流动性、扩散性、导电性和导热性。

等离子体现象并不少见,光彩夺目的霓虹灯,电焊时耀眼的火花,闪电、火焰等,都是等离子体发光现象的表现。等离子用途非常广泛,从我们的日常生活到工业、农业、航天、军事等方面,都有非常重要的应用价值。

5.5.1.2 金属表面抛光技术

金属表面抛光技术是表面处理的关键技术之一,目前工业生产中常用的抛光方法有机械抛光、化学抛光和电化学抛光三大类。

机械抛光容易引起冲击和振动,容易造成工件损坏,同时被抛光零件的尺寸及形状也受到一定的限制。化学抛光和电化学抛光都要使用对环境有污染和损害生产者健康的化学物质,存在材料去除效率较低等不足。针对以上缺陷,需要开发一种高效能、低污染的金属表面抛光技术,并使之成果应用到具体产业,于是等离子抛光就应运而生了。

5.5.1.3 等离子抛光技术

5.5.1.3.1技术原理

液态等离子抛光是将待抛光工件浸入加热的抛光盐水溶液中,并对其施加高压直流电,在高温高压下,工件表面会出现稳定的蒸气气膜层,气膜中间的蒸发粒子因高电压解离而产生放电等离子体,并通过放电等离子体把待抛光物表面上的突起部分击平,快速使工件达到表面光亮的效果。

5.5.1.3.2适用范围

不锈钢,锌合金,铝合金,铜合金,钛合金

5.5.1.3.3工艺条件

溶液温度:70~900C,操作电压:260~400V

5.5.1.3.4技术特点

①等离子抛光技术主要用于五金件产品的抛光以及真空镀膜的前处理,与传统抛光工艺比较,它具有环保、自动化程度高的优点;

②抛光溶液符合环保排放法规的要求,对人体无毒,对环境无污染;

③抛光速率快,抛光速率大于1.0μm/min,是传统电化学抛光的十倍 ,溶液消耗少,生产成本低;

⑤ 抛光效果好,抛光过程仅在工件表面的分子层与等离子间反应,表面粗糙度最

低可以达到Ra 0.1μm;。

⑤工件放置于溶液中,可以处理具有蚀刻纹路和形状复杂的零件。

5.5.1.4 等离子镀膜技术

5.5.1.4.1技术简介

等离子气相沉积技术是一门集真空技术、等离子体物理及新材料于一体的高新技术,是一种环保型的清洁生产技术。该技术在太阳能电池、光电元器件、电子数码产品和金属表面处理等领域的应用越来越广泛。等离子气相沉积技术是在真空条件下,将材料源气化成气态原子和分子。在等离子的气氛下,在基体表面沉积具有特殊性能的薄膜。

5.5.1.4.2技术特点

①制备的薄膜具有高硬度、低摩擦系数、很好的耐磨性和化学稳定性等优点; ②薄膜非常致密和平整光滑,抗腐蚀性能好,与基体的结合力强;

③适合多种材质,涂层多样化;

④生产过程对环境无不利影响,符合现代绿色制造的发展方向。

5.5.1.4.3技术应用

①各种金属基材上的TiN、TiC、DLC的超硬涂层;

②高碳钢的防锈涂层;

③手机触摸屏的PET增透膜;

④钛金装饰涂层;

⑤压电陶瓷的金电极膜。

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