超深井多级分段完井技术与工具研发

本项目针对塔里木盆地超深高温高压断控型油气藏埋深8000m、温度170℃、压力80MPa、储集体间分隔性强、岩石破碎，多级分段完井工具性能不足的难题，突破工具性能极限，支撑了一井多靶高效动用,实现油气产量大幅提高,并规模化应用。研发了180℃/85MPa长胶简扩张式裸眼封隔器,创新恒低压坐封结构,实现高温高压井段间高质量封隔；研发了70天自动降解的耐酸可溶裸眼封隔器,解决了工具回收困难的关键难题；研发了耐酸可溶球,耐酸4小时的同时,实现 8 小时自动溶解。所研发工具性能超过国内外同类产品，授权发明专利 11 项。 超深井多级分段完井技术与工具在中石化西北油田分公司顺北油田和塔河油田累计应用34井次。研发的高温高压长胶筒扩张式裸眼封隔器具有以下特点:封隔长,胶简长1.2m,是常规压缩式封隔器的 4 倍，裂缝性储层适应性更强；独创的恒低压坐封机构满足 80~180℃百度温差环境；高扩张,高性能,耐温耐压。研发的耐酸可溶裸眼封隔器耐酸 6 小时，70天自动降解,实现本体和胶筒高承压、全可溶,节约打捞、钻磨费用。超深井多级分段完井技术及其配套工具应用指标全面超越国内外同类产品,针对超深裂缝性储层分段改造,尤其是酸化改造要求具有独特的优势。

中国石油化工股份有限公司西北油田分公司刘练技术创新团队

单模块20kW光纤激光器关键技术

团队针对制约单模块光纤激光器输出功率提升的技术难点,采用波长合束的方法对两种不同波长的泵浦激光进行合束,自主研制了高亮度混合波长半导体激光泵浦,提升亮度并有效地降低熔点和关键器件损坏的风险;采用振荡级与放大级共用泵浦,提高泵浦利用率,缩短了光纤使用长度,有效抑制了非线性效应。无源传能光纤采用的是双锥形光纤,进一步提升了受激拉曼阈值。最终实现了一种工业用输出功率超 20kW的单模块光纤激光器。 在科研、国防以及厚板切割和焊接等工业应用领域，光纤激光器不仅要有较高的输出功率，更要有较好的光束质量。相较于多模块光纤激光器，单模块大功率光纤激光器可以提供更小的芯径,更高的能量密度,应用到厚板切割领域,能够更有效地提升厚板切割的加工效率和加工质量,应用到金属焊接领域,具有更大的溶深、更平整细腻的焊缝、更致密的内部结构。本技术研制的单模块20kW光纤激光器,设计成本低、制造工艺简单、体积小,以其加工精度高、速度快、焊缝美观等加工工艺优势，可以广泛应用到航空航天、船舶、汽车、新能源等领域的快速精密切割以及激光焊接和真空激光焊接等应用场景。

武汉锐科光纤激光技术股份有限公司

电子束硅片图形缺陷检测与关键尺寸量测设备关键技术及应用

电子束缺陷检测设备(EBI)和关键尺寸量测设备(CD-SEM)是集成电路制造中用于良率监控的关键设备,对于提高集成电路制造企业的产品良率具有重要意义。经过多年技术攻关,公司突破了集成电路制造检测设备的高速高精度硅片传输定位、高速图像像差补偿、自动缺陷检测和智能分类、小线宽尺寸量测等多项关键技术。截至目前,公司旗下EBI、CD-SEM均已通过产线验证并进入Fab量产,同时获得多家客户重复订单。EBI 设备使用高扫描速度、高束流的电子束对硅片表面进行成像，随后通过智能算法检测出电性和物理缺陷。产品(SEpA-i515)可解决在28nm及以上制程的缺陷检测问题,量产可靠性达到90%以上,使用率达到80%以上,适用对象包括但不限于逻辑芯片、闪存存储芯片等。CD-SEM设备使用高分辨率、高稳定性的电子束对硅片表面进行成像,随后通过丰富的量测算法得到关键尺寸信息。公司新一代CD-SEM产品(SEpA-c410)量测结果和重复性可以达到国际主流设备的容差范围,已解决28nm/40nm制程中线宽大于90nm的图形量测需求,设备可靠性达93%。同时更小线宽量测已通过测试验证，持续助力帮助客户解决更小、更高标准的图形量测问题。

东方晶源微电子科技(北京)有限公司

碳纤维高效制备成套生产装备技术

“万吨级干喷湿纺高强型碳纤维关键技术及产业化”项目通过中国纺织工业联合会组织的技术成果鉴定,达到国际先进水平。公司自主研制了集喷丝、凝固成型和高压蒸牵等全套装备的干喷湿纺纺丝系统，设计了节能高效的预氧化和碳化系统。高黏度原液大型聚合反应釜实现了大型聚合釜的高效导热，使聚合反应平稳可控；多纺位干喷湿纺原丝高速稳定纺丝，大大提高了高性能碳纤维原丝的单线产能;新型超宽幅碳化装备创新原丝和碳化单线产能。 技术实现年产 4300 吨聚丙烯腈原丝及 2000 吨高性能碳纤维生产线的关键成套设备产业化，在核心装备和单线产能上具有重大突破,装备制造技术及其产品处于国内领先水平,部分达到国际先进水平。大型高导热聚釜实现了大型聚合釜的高效导热,实现了高分子自由基聚合反应的平稳可控;多纺位干喷湿纺原丝高速稳定纺丝控制系统的产业化制造,大大提高了高性能碳纤维原丝的产能;新型超宽幅碳化装备的产业化制造,提高了碳化装备的单线产能,减少了相同产能下设备的占地面积及能耗,同时降低了用工成本。已先后成功应用于中复神鹰碳纤维公司和中复神鹰碳纤维西宁公司碳纤维生产线。

江苏鹰游纺机有限公司

超快激光高端精密制造技术及装备产业化应用

技术团队掌握业界领先的高精度复合光束扫描技术、自适应定位技术、小空腔对壁防护技术、大深径比制孔技术等多项制约超快激光工程化应用的核心技术及工艺，研制出系列三轴至七轴超快激光高端精密制造装备,实现我国超快激光精密制造装备从0到1的突破,推动国产高端装备自主化研制进程。系列超快激光精密制造装备,广泛应用于航空、航天、电子、汽车等领域精细制造行业,解决了航空、航天及电子封装等战略产业极端精密制造“卡脖子”难题,助推制造业强国的发展进程。 航空领域,完成航空发动机热端多类关重构件的高精度、低损伤加工,解决了困扰多年发动机微结构加工存在的重铸层、微裂纹等缺陷的行业难题,为国产大飞机换上“中国心”打下坚实基础。航天领域,突破微米级节距大面积狭缝阵列切割技术难题,完成数千片硬X射线成像仪(HXI)光栅薄片加工,为我国先进天基太阳天文台卫星“夸父一号”的成功研制提供关键技术支撑。民用领域,突破高压共轨喷油嘴高精度倒锥孔加工工艺难题,为我国排放标准由欧四向欧五、欧六发展奠定基础;攻克电子硬脆材料高品质加工瓶颈,推动电子行业向轻、小、精方向发展。

西安中科微精光子科技股份有限公司

航空发动机叶片高表面完整性加工关键技术与应用

本技术面向叶片表面宏微观形貌及残余应力分布优化的目标，提出了基于自适应空间位姿找正、三维曲面加工余量和凸凹点法矢动态辨识算法的曲面磨抛参数自适应调控方法,构建出航空发动机叶片“自适应加工→机器人磨抛一体化”的短工序、精加工技术路线,研制了航空发动机叶片机器人智能磨抛单元,改善了叶片的形位精度和表面力学性能,提高了叶片磨抛的自动化水平和生产效率。 我国航空发动机叶片在传统上主要采用手工抛光方法，多为经验制造，导致个体差异巨大，无法保证产品一致性,产品一次合格率低于70%,表面完整性控制及产品延寿无从谈起。研究团队在航空发动机叶片高表面完整性加工技术领域已实现关键技术突破及成套装备研制。研究成果投入多个型号航空发动机风扇及压气机叶片的表面光整强化及检测任务,显著改善了叶片的尺寸精度和表面力学性能。本技术在航空航天领域应用广泛,包括航空发动机叶片、机匣、盘轴零件的加工以及飞机刹车壳体等构件的高效精密加工。其中,“航空发动机叶片机器人智能磨抛单元”可替代传统手工抛光,构建以“实时感知-智能决策-精密执行”为特色的叶片机器人磨抛一体化应用系统,为“智慧型”航空发动机叶片制造技术发展提供了重要推动力。

清华大学、中国航发动力股份有限公司

基于碳纳米管冷阴极分布式X射线源的静态CT智能查验系统

技术团队针对民航海关反恐缉私的迫切需求,突破传统滑环CT在成像速度和通道大小方面的瓶颈,攻克碳纳米冷阴极分布式X射线源、静态CT成像方法和违禁品智能精准检测等关键技术难题,研制成功新一代静态CT高速大通道查验系统,解决了国产CT核心光源、滑环技术受欧美“卡脖子”困境。 基于碳纳米管分布式X射线源的静态CT行李物品智能查验系统可用于民航旅检现场查验旅客随身携带的手提行李和托运行李,尤其适用于超大件行李的快速查验,可分析核验行包货物中是否夹藏了危爆品、应税品等民航禁止携带的物品,属于“非侵入式查验”,不需要拆装货物,具有查验快速、准确、检测种类多等优点。本项目静态CT技术有望在工业检测领域得到广泛应用。静态CT由于不需要在物理上进行移动,能够实现超快速扫描,有望在大型样品实现原位扫描,在役工件CT检测,快速、动态检测等方面发挥巨大作用。除了在上述领域,本项目静态CT成像技术,在心脏成像等医疗领域具有巨大的应用潜力,具有超高时间分辨能力的静态CT成像方式,通过更高分辨率下更为直观的运动功能性成像,大大推动对疾病的发病机制和诊断方法的研究。

清华大学、同方威视技术股份有限公司、新鸿电子有限公司

蜂窝芯复合材料超声加工技术及装备

本项目研发了应用于蜂窝芯复合材料的先进超声加工装备及配套的国内、国际领先的工艺技术,一是基于超声切削机理研发了关键性能领先的超声主轴以及高强耐磨国际先进的刀具；二是基于切削固持可靠性模型发明了单面胶带局部固持,无胶带固持等方法,实现了加工固持成本和准备周期降低60%以上;三是全流程数字化工艺技术,包含切削仿真模型库、切削参数库等。相较于行业普遍水平,加工效率提升1.5倍,能稳定加工0.3mm超薄边缘。目前已授权发明专利17件、实用新型专利3件,发布行业标准1项,具备完全自主知识产权。 蜂窝芯复合材料密度低、性能佳,在飞机机翼、垂尾、升降舵、发动机等关键部位大量应用。本项目技术已经应用于波音737和787、C919等各型飞机制造中,累计制造蜂窝芯复合材料零件超过 10 万件，未来应用场景广阔。以民航客机市场为例，在国家发展大飞机的战略和当前国际形势下,未来20年国内预计将有超过8000架的各类干线、支线客机需求,预计仅民航客机领域蜂窝芯零件的产值将超过2000亿。此外航天、高铁、豪华邮轮等行业对轻量化、高性能的蜂窝芯复合材料零件有着广泛需求,因此本技术未来将在船舶制造、高铁车组制造等工业场景中得到应用。

成都飞机工业（集团）有限责任公司

超高分辨率光矢量分析技术

本技术为光芯片和器件的多维频率参数测试测量技术,突破了传统技术的分辨率和精度极限。基于该技术研制的仪器关键技术指标达到了国际领先水平，已获得了重要应用,取得了显著的经济和社会效益。 在光子集成芯片、光通信、关键国防装备等战略领域,光芯片和器件的多维度频谱参数是必测的基础参数。中国此类光矢量分析测试设备几乎全部被进口垄断。本技术结合微波技术和光子技术的交叉优势,将光域低分辨率的光波长扫描转换到电域进行,辅以高精度的微波幅相检测,突破了传统方法对测量分辨率和相位精确度的限制。对比进口产品,频率分辨率和相位测量精度分别提高4000倍和15倍。已应用于华为、长飞光纤、中航光电、光迅科技、中国电科、航天科工、航天科技等重要单位,支持这些单位50余种高端光器件的研发和生产,有力提升我国在高端光器件上的自主可控和原始创新能力。

苏州六幺四信息科技有限责任公司、南京航空航天大学微波光子学实验室

调频激光干涉大尺寸高精度三维扫描测量关键技术

技术团队原创地开展了调频激光干涉大尺寸高精度三维扫描测量新方法研究，重点攻克高速宽带窄线宽线性扫频技术、调频激光干涉测距中频信号高精度解算、空间极坐标系多参数误差耦合超定解析等关键技术，突破调频激光干涉大尺寸高精度三维扫描测量技术，研制调频激光干涉扫描测量仪,多次为国家重点型号提供重大测量服务和装备产品。通过该项技术,对CZ-5和CZ-7全箭三维外形进行非接触扫描测量,准确获得了助推级相对于芯级的对称度、支撑臂水平度等关键位姿参数,为发射阵地关键几何参数的精准调控提供了准确数据,有力支撑了该型运载火箭的成功发射。对大型卫星网状天线进行扫描测量,准确分析了展开后天线面型精度和馈源位置精度,解决了“鹊桥”“齐鲁一号”等大型网状天线面型的快速、非接触测量难题。

北京航天计量测试技术研究所先进激光精密测量技术研究团队