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技術背景： 通過添加稀土與鈣等表面活性元素，改變表面氧化層的生長動 力學和化學組成，在鎂合金表面形成復合致密氧化膜結構，提 高熔體燃點。發明的JDZM鎂合金，實現了鎂合金無保護熔煉 與生產。 技術水平：創新的鎂合金燃點測試、氧化熱力學和動力學計算、氧化膜結 構分析等方法以及建立的阻燃鎂合金氧化模型被國內外學者在 隨后的研究中廣泛借鑒，單篇論文引用次數超過100次； 實現鎂合金熔煉、加工無需保護，阻燃溫度達935℃； 研究成果獲2003年國家科技進步二等獎。 應用領域：3C產品構件 ? 汽車方向盤骨架 ? 汽車變速箱等輕質壓鑄件

針對鎂合金耐熱性低的問題，在JDM2基礎上，利用高熱穩定性的“LPSO+析出相”核心單元+晶界彌散相的復合強化，發明了高溫強度、疲勞強度、抗蠕變、耐磨性優良的JDM3合金。工作溫度首次達到300℃以上（＞0.5Tm）抗拉強度保持300Mpa；綜合性能超過AC8A鋁合金。

鎂合金是迄今為止在工程中應用的最輕的金屬結構材料。它除了具有低密度、高比剛度和比強度之外，還具有優良的阻尼減震性能，高的熱導率，優良的電磁屏蔽和機械加工性能，被譽為“ 21 世紀綠色輕質結構材料”。目前，鎂合金產品的成型方式主要是鑄造，尤其是以壓鑄件為主導。但因鑄造產品存在難以克服的疏松及縮孔等缺陷，使得鎂合金的應用受到限制。而變形鎂合金則具有很大的技術優勢，具有制造薄壁輕質結構件的巨大潛力。如何開發出高附加值的鎂合金變形型材已成為鎂合金領域的重要發展方向之一。然而，阻礙變形鎂合金大規

該成果獲2018年度國家科學技術獎自然科學類二等獎，該成果系統地開展了摩擦的聲子耗散以及聲子在界而和多層膜結構內的輸運規律的研究，在摩擦的聲子粍散機理研宄方面，發現摩擦粍能與聲子主導頻率的定量關系；在國際上最早給出超晶格結構導熱系數最小值出現的條件：率先提出聲子沿石墨法向輸運的自由程遠大于經典理論預測的10nm左右：實現了描述聲子輸運的玻爾茲曼方程的數值解，在國際上率先發現多層膜之間的范德華力能夠提髙聲子在多層膜結構面內的平均自由程。該項0組的研究成果主要發表在Nano Letters、Physical Review B、Nature Nanotechnology等國際學術期刊上，其中8篇代表性論文獲Science、Nature Nanotechnology、Nature Materials、Advanced Materials等重要國際學術期刊論文SCI他引509篇次，單篇最髙SCI他引U5次，研宂成果在國際上產生了重要的學術影響。

本發明公開了一種固液界面污染物釋放裝置，包括沉積物貯存單元、連接單元、上覆水釋放單元、 檢測單元；沉積物貯存單元、上覆水釋放單元、檢測單元下方均設有循環水進水口，上方均設有循環水 出水口；連接單元為表面設置有若干個均勻分布的連接孔；監測單元頂部密封，并設置有兩孔；一孔安 插溶氧電極，用于測定污染物釋放過程中體系溶解氧變化；另一孔安插取樣管，用于上覆水樣品采樣分 析；本發明具有固體沉積物和上覆水體的分段精確控溫、溶氧在線檢測等優點；適用于固液界面

本技術提出了基于多尺度理論模擬結合深度機器學習的一整套解決方案，即利用先進多尺度模擬方法精準解析SEI原子結構，建立新一代SEI模型，闡明SEI結構和形成機制，完整構建SEI與電池性能之間的內在聯系，定向設計符合不同商用條件的新型電解液配方，為開發新一代高能量密度電池提供可能。 一、項目分類 顯著效益成果轉化 二、技術分析 隨著智能手機、筆記本電腦等消費電子產品的快速發展，鋰離子電池（Lithium Ion Battery, 簡寫為LIB）已經成為最成功的電化學儲能設備之一，并從根本上影響并改變了人們的日常生活方式。隨著制造工藝的逐步成熟，LIB的能量密度已經接近其理論極限。另一方面，可移動電子設備的快速普及和汽車電動化的蓬勃發展也不斷要求開發具有更高能量密度的充電電池以滿足實際使用的需求，而最先進的LIB依然無法完全滿足上述需求。因此，尋找更高能量比的鋰電池電極材料，加快下一代新型鋰電池關鍵技術的相關研究，已成為制約鋰電池技術產業發展進步的關鍵問題。鋰金屬電池的能量密度雖足以達到下一代電動車的要求，但其自身的穩定性仍令人擔憂，這主要是因為Li金屬的反應活性過高，其幾乎可與所有的電解液均能自發地發生化學反應。在電池的運行過程中，Li電極和電解液之間通過自發化學反應和電化學反應導致了固體電解質界面（solid electrolyte interphase，SEI）的形成。當所形成的SEI結構不均勻時會誘發電池體積膨脹，此外，充放電過程中鋰的不均勻沉積會導致鋰枝晶的形成，鋰枝晶的不規則生長會刺穿SEI，導致SEI膜發生破裂，并產生死鋰，降低鋰金屬電池庫倫效率；更嚴重的是，鋰枝晶的不斷生長會刺穿隔膜，造成電池內部的短路，導致火災和爆炸等安全事故，大大縮短了電池的使用壽命，嚴重阻礙了其大規模商業化發展。因此，SEI對LMB的性能具有至關重要的影響。良好且穩定的SEI可以阻止（或者大幅度減緩）負極界面上反應的持續發生，起到保護Li電極的作用。針對下一代高穩定性鋰金屬電池設計中存在的關鍵問題，結合國際研究進展與本團隊前期研究基礎，我們提出了基于多尺度理論模擬結合深度機器學習的一整套解決方案，即利用先進多尺度模擬方法精準解析SEI原子結構，建立新一代SEI模型，闡明SEI結構和形成機制，完整構建SEI與電池性能之間的內在聯系，定向設計符合不同商用條件的新型電解液配方，為開發新一代高能量密度電池提供可能。本方案已形成完整的工作流，相關自動化軟件已開發完成并交付使用，且具有完全的自主知識產權，可用于國內外上游電池生產研發企業積累原始電池性能數據，大范圍篩選有效電解液組分，指導下一代高能量密度鋰電池研制。 我們的技術優勢與創新主要表現在： 1）首次在電池體系中實現了QM與MM的混合模擬與混合加速； 2）在電池體系模擬中實現了開放電子體系對電化學反應的熱力學和動力學預測； 3）在保證精度的前提下，實現了在納米尺度上對真實的實驗SEI結構直接模擬； 4）通過耦合深度機器學習，實現了電解液組分大范圍篩選與性能優化。

260mm×160mm×270mm，記憶合金浸在熱水中可使飛輪連續轉動。

項目成果/簡介:雙電層對于電化學界面過程的意義重大，但目前依然對其缺乏足夠的微觀認知。在該工作中，結合第一性原理分子動力學方法和課題組自身發展的電極電勢計算方法（計算氫標準電極法，Phys. Rev. Lett. 2017, 119, 16801），程俊教授等人模擬得到了不同電位下的Pt(111)/水溶液界面結構，在深入分析結構的基礎上發現了化學吸附水的覆蓋度在Pt(111)表面隨電位變化遵循Frumkin等溫吸附的規律。更進一步，通過理論推導證明了該化學吸附水覆蓋度隨電位的變化會對電化學界面造成一個負電容的貢獻，這拓展了經典的雙電層模型對于電化學界面的理解。同時，該負電容能夠明顯增大緊密層電容，并且在零電荷電位附近形成一個峰，這很好得解釋了電化學實驗中觀察到的“鈴鐺狀”的微分電容曲線，解決了這一困擾基礎電化學工作者多年的一個疑問。該工作將為深入理解界面電催化的微觀機制提供重要幫助，并有望為雙電層超級電容器的設計提供了新思路。

復雜信息系統人機交互數字界面已成為操作者獲取信息、知識推理、判斷決策的重要手段和操作依據。復雜信息系統人機交互界面在軍事、信息安全、地理交通等諸多重要領域發揮著不可替代和非常重要的作用。該項技術首次綜合信息編碼、生態界面、認知摩擦、認知負荷和態勢感知等關鍵理論和技術，構建了復雜系統信息流的功能結構模型，分析了復雜系統要素之間的層次結構和內聯屬性的復雜特征，提出了復雜系統“界面信息-視覺認知”映射模型的知識表征與規則推理，揭示了復雜系統數字界面從視覺信息認知到行為決策之間的映射關系，建立了復雜系統數字界面信息區塊布局的空間與結構約束機制。本項技術首次融合腦電、眼動等多維度生理測評技術，提出了復雜信息系統數字界面的可用性評估體系。通過高時空分辨率的腦成像技術與眼球追蹤技術相結合，共同揭示了人類在復雜系統數字界面認知各階段的認知特性，分析了認知失誤、認知困難等問題的生理學根源。該技術基于腦電ERP、眼球追蹤等多維度融合的生理測評方法，對設計優化方案進行可用性評估，由此提出復雜信息系統數字界面設計的量化評估體系，提出了可實施的復雜系統數字界面設計優化方案。項目成果已成功運用到海、陸、空、航天等信息化裝備上，全面提升了信息化裝備的人機交互水平，保障了信息化裝備整體性能和水平的充分發揮，提高了信息化裝備操作績效。取得突出成績。應用前景廣闊。

雙電層對于電化學界面過程的意義重大，但目前依然對其缺乏足夠的微觀認知。在該工作中，結合第一性原理分子動力學方法和課題組自身發展的電極電勢計算方法（計算氫標準電極法，Phys. Rev. Lett. 2017, 119, 16801），程俊教授等人模擬得到了不同電位下的Pt(111)/水溶液界面結構，在深入分析結構的基礎上發現了化學吸附水的覆蓋度在Pt(111)表面隨電位變化遵循Frumkin等溫吸附的規律。更進一步，通過理論推導證明了該化學吸附水覆蓋度隨電位的變化會對電化學界面造成一個負電容的貢獻，這拓展了經典的雙電層模型對于電化學界面的理解。同時，該負電容能夠明顯增大緊密層電容，并且在零電荷電位附近形成一個峰，這很好得解釋了電化學實驗中觀察到的“鈴鐺狀”的微分電容曲線，解決了這一困擾基礎電化學工作者多年的一個疑問。該工作將為深入理解界面電催化的微觀機制提供重要幫助，并有望為雙電層超級電容器的設計提供了新思路。