椅旁快速修复用材料及解决方案

通过17年的材料研究，沉淀了水热技术、配方技术、发色技术等七大核心技术，在此基础上， 技术团队通过改变水热合成的工艺、调整荧光剂、着色剂、稳定剂不同组合方式实现荧光和颜色 的匹配。利用炉膛和炉口的温度梯度，通过控制待烧结样品的位置，实现待烧结样品快速升温， 可以减少待烧结样品的烧结时间，实现氧化锆在椅旁应用。通过调整玻璃陶瓷产品的配方和生产 工艺等，制备出维氏硬度为 0.5-2GPa 的产品。通过制备硬度低于含有偏硅酸锂晶相的瓷块，在机 械加工成牙科修复体形状时，既可采用干法机械加工，也可采用湿法机械加工，制备出可以铣削 加工的玻璃陶瓷产品，满足椅旁和技工间使用，并且产品性能完全满足需求，同时实现了颜色和 透光性的渐变，过渡自然，更好地模仿天然牙的美学效果。所开发的树脂陶瓷瓷块中陶瓷粉体占 比高达 80%，保证了高机械性能，同时采用热固化与光固化结合的方式，有效提高单体聚合度，确 保生物安全性。

山东国瓷功能材料股份有限公司

高导热氮化硅陶瓷基片

上海硅酸盐研究所经过长期的研究积累，提出了具有完全自主知识产权的高导热氮化硅陶瓷 基板制备方案和技术集成。独立开发了高导热氮化硅陶瓷的配方体系 3 个，突破了高导热氮化硅 陶瓷基片的流延成型、气压烧结和变形控制核心技术，建立了高强、高韧、高热导氮化硅基片制 备方案，解决了高导热氮化硅陶瓷的热导率和力学性能同步调控瓶颈问题，形成了面向产业化的 稳定、可靠的批量化制备方案。申请发明专利 6 项，形成技术秘密 14 项。项目立足于国内原料， 通过关键技术突破，形成了完全自主可控、性能对标日本公司的产品研制和开发能力，具有完全 自主知识产权，且成本低于日本公司，后续成长空间大，还可开拓国际市场，在市场竞争中具有 较强的生存能力和自我发展潜力。 高导热氮化硅陶瓷基片是大功率电力电子器件的关键支撑材料，在电动汽车、轨道交通、智 能电网、风力发电、航空航天、工业机器人、数控机床、新能源装备、集成电路、不间断电源 （UPS）等国计民生领域得到广泛应用。

中国科学院上海硅酸盐研究所

轻量化高强韧锻造Al-Mg-Si特种材料研制及成形技术

材料创新方面，面对新能源汽车及汽车底盘系统轻量化迫切需求，采用 CAE 模拟仿真在 6000 系铝合金中个性化添加 Si、Mg、Mn、Cr、Zr 等金属成分，自主研发出兼具高强度和高耐腐蚀性的 Al-Mg-Si 铝锻件新材料，打破当前国内锻件产品生产主要依赖海外进口铝锭或铝棒原材料局面， 补齐了汽车底盘系统领域上游原材料环节缺失现状。 工艺创新方面，设计出具有自主知识产权的国内第一条水平连续铸造生产线（不含合资），引 入水平连续铸造技术，可直接铸造小直径铸造棒用以代替传统挤压棒，且免除垂直铸造棒的挤压 工序。采用变形解析配合世界领先的 3D 打印高速自动喷涂技术，设计出精确化、长寿命锻造模具。 设计出 6500T 短流程自动化锻压生产线，创新性采用单模多膜腔、多工位级进自动化成形工艺，攻 克了深腔薄壁类、异型多流道类汽车铝锻件成形技术难题。 本技术的轻量化高强韧锻造 Al-Mg-Si 特种材料及成形锻件产品经测试屈服强度、抗拉强度， 可赶超美欧日企业。

宁波旭升汽车技术股份有限公司

高能量锂离子电池氧化亚硅/碳负极材料的研发与产业化

目前的锂电池石墨负极材料容量已逼近极限 372mAH/g，为限制电池性能指标提升的主要因素 之一。硅基负极材料具有理论容量极限高的优点，但其在充放电过程中体积膨胀大，极易刺破隔 膜和外壳造成短路等安全事故，加上导电性能差、首效低等缺陷。 中国新材院与中科大钱逸泰院士 / 林宁博士电池材料项目组合作，采用其研发独特的液相碳包 覆和二次锻烧微米级的氧化亚硅颗粒实验室技术，改造和研发相关设备，将二次锻烧合并在一台 设备完成，在产品性能上有了质的飞跃，已达到国内领先水平。目前正在山东省枣庄市建设年产 100 吨负极材料中试线，并将根据中试情况适时启动规模化量产，推进项目产业化发展。 将氧化亚硅 / 碳负极材料按照一定比例混入现有的锂电池石墨负极材料，可将目前的负极材 料的容量从 350mAH/g 左右提升到 420500mAH/g 甚至更高。其先进性、稳定性和经济性将超越现有 同类竞争产品。可广泛应用于电动工具、3C 电子产品、汽车动力电池、化学储能等领域，在保持 安全性的同时极大地提高锂电池包括容量在内的综合性能，更好地解决电动汽车“里程焦虑”等 问题。

中国新型建材设计研究院有限公司

碳基薄膜镀膜平台技术

碳基薄膜技术是通过磁控溅射工艺在金属表面镀覆碳基薄膜，以实现高硬度薄膜与基体强效 结合。该碳基薄膜是由 ɑ-C/ɑ-C:Ti 多层结构层交替沉积而成，具有超硬、超韧、超润滑性，可 实现薄膜与基体的高界面结合力。公司利用该技术，首创髋关节镀膜球头产品，解决了硬质薄膜 与较软金属基体结合力的关键技术问题。该技术作为一项共性平台技术，可广泛用于生物医用、 航空、机械加工等领域产品镀膜，解决机械零部件产品耐冲击和耐磨损问题。 公司利用碳基薄膜技术研发的髋关节镀膜球头产品是国际首创。该产品具有耐冲击、耐磨损、 超润滑、无金属离子释放、无锥度腐蚀等先进特性，可大大提高人工髋关节耐磨性能，解决临床 应用中人工关节磨损造成无菌性松动等技术难题，延长关节使用寿命，造福患者，替代进口。

中奥汇成科技股份有限公司

特种尼龙聚合及工程塑料功能化改性

本技术在对聚酰胺进行改进的基础上，通过利用的单体 A（己内酰胺）、单体 B（聚酰胺 66 的 盐）、单体 C（含 4 个碳以上的脂肪族、脂环族、芳香族、或带侧基的脂肪族、脂环族、芳香族的 二元酸；或含 4 个碳以上的脂肪族、脂环族、芳香族、或带侧基的脂肪族、脂环族、芳香族的二 元胺；或含 4 个碳以上的脂肪族、脂环族、芳香族、或带侧基的脂肪族、脂环族、芳香族的二元 醇；或含 4 个碳以上的氨基酸）和单体 D（分子量高于 1000 的聚酰胺预聚）作为原料组分进行聚 酰胺的改性反应，通过共同缩聚而生成尼龙 6、尼龙 66 系列共聚物，该共聚物中既含有一定量的 无规共聚物，又含有一定量的嵌段共聚物，明显提高了尼龙共聚物的综合性能，使得到的尼龙共 聚物熔点高（最高为 255℃）、结晶度好（最高为 35），结晶温度（最高为 225℃）和热变形温度高 （最高为 72℃），具有优异的机械性能。 本技术解决了现有尼龙聚合物透明性低、机械性能不佳、吸水率高和尺寸稳定性不好等关键 性、共性技术问题，在高分子材料聚合技术、合金化技术、结晶控制等技术领域打破国外巨头公 司技术及市场垄断。

辰东意普万新材料（广东）有限公司

基于稀土纳米探针的疾病高灵敏检测技术

目前，国内体外诊断市场相关上游核心原料包括检测探针、荧光微球等，进口依赖性强、国 外技术垄断现象较为突出。因此，我们亟须从原材料入手，开发高性能荧光标记探针，实现上游 核心产品的进口替代反超。稀土探针具有荧光寿命长和 Stokes 位移大等光学特性，已经成为生物 医学领域新一代技术突破的热点。因此，项目团队利用多元配体协同增强机制，设计合成了具有 高光效的稀土 Eu 荧光纳米微球；通过优化微球表面配体、优化 EDC/NHS 反应，开发了稀土探针表 面高效的抗原 / 抗体偶联技术。进一步采用稀土纳米荧光免疫层析技术，开发出新冠病毒检测试剂 盒，试剂盒对国家参考品检测限低至 1/128（稀释度），高出标准规定 25 稀释倍数，为目前中国食 品药品检定研究院此项检测中最灵敏的结果。同时，基于稀土纳米荧光免疫层析技术，项目团队 还开发出了心梗标志物、炎症标志物等系列高灵敏、高特异性的即时检测试剂盒和相关仪器设备， 为各类疾病现场快速检测提供有效方法。

中国科学院福建物质结构研究所

智能液晶调光产品的研发及产业化

智能液晶调光产品是新型的电子控光产品，可通过透明与不透明之间转换实现玻璃的通透性 和保护隐私的双重要求，并可有效改善光环境、控制光的传输，节能环保，满足了对传统玻璃产 品升级换代的需要。 珠海兴业新材料科技有限公司自 2011 年年底启动智能液晶调光膜项目，于 2012 年 8 月成功 开发出具有自主知识产权的 PDLC 配方材料和半自动生产线，从而实现了第一代调光膜产品量产； 于 2013 年 6 月成功研制出国内首创的精密卷对卷连续式调光膜自动生产线，使生产效率提升了近 20 倍；2014— 2019 年不断更新迭代智能液晶调光产品，使该产品有了突破性发展，产品技术达 到国内外先进水平，同时带动了国内整个调光产品行业的发展。该项目产品是科技节能环保产品， 可实现玻璃的通透性和保护隐私的双重要求，可改善光环境、调节光的传输，已广泛应用于酒店 和写字楼等办公场所的室内隔断、大型的商业橱窗、建筑幕墙、汽车玻璃等，还与投影机相结合 形成智能调光投影系统，应用于地铁屏蔽门，实现广告和多媒体互动的功能。

珠海兴业新材料科技有限公司

动力电池正极材料无钴突破性技术

为了解决钴资源不可持续的难题，全球的科学家在锂电池去钴化的道路上已经探索了 20 多年， 蜂巢能源历时数年深入研发，终于攻克了这一世界级难题，掌握了无钴电池的核心技术。 在材料方面，动力电池正极材料无钴突破性技术采用两种化学键能更大的元素替代钴，通过 强化学键稳定氧八面体结构，采取单晶技术和纳米网络化包覆来达到稳定结构和减少正极材料与 电解液的副反应长寿命的设计。在核心技术方面，通过阳离子掺杂技术、单晶技术、纳米网络化 包覆三项关键技术显著改善无钴层状材料的镍锂离子混排问题及循环寿命的问题，使无钴材料终 于跨过这些关键障碍，走到规模化应用的阶段。所研发的无钴正极材料已申请 69 项中国专利和 46 项国际专利，具有零钴可持续发展、长循环寿命和日历寿命、减少容量损失、提升安全性能和低 成本的优势。

蜂巢能源科技有限公司

耐高温先进绝缘与结构减重芳纶纸基材料制备技术

该技术解决了芳纶纸基材料制备过程中存在的纤维形态单一、分散成形困难、综合性能差等 难题，为航空航天、轨道交通等国家重大工程提供基础材料保障。具体包括：①造纸用差别化功 能纤维制备技术，实现纤维微结构调控，研制出沉析和浆粕纤维。②长纤维多元组合分散技术， 实现浆料高效分散。③基于纤维分布可控的超低浓湿法斜网成形技术，发明多比例分层调控技术， 实现材料三维结构设计与功能调控。④发明基于混杂纤维界面强化的高线压梯级热压增强技术， 实现纤维分子链段择优取向，解决了材料过羊皮化与局部失效关键问题，材料性能显著提升。上 述技术成功解决纤维形态、纸张结构、材料性能难以积极响应的技术难题，研制出耐高温先进绝 缘与结构减重芳纶纸基材料，主要技术指标达同类产品国际领先水平。

陕西科技大学

植介入医疗器械设计、优化与评测关键技术

本创新技术以“生物力学理论支撑植介入医疗器械创新”为核心，解决了制约高端植介入医 疗器械发展的重要科学问题，突破了个性化、可降解类植介入医疗器械优化设计与评测关键技术。 核心理论方面，建立了跨细胞 - 组织 - 器官的多层次生物力学与力生物学研究体系；揭示了 植介入医疗器械与周围宿主组织的相互作用及可降解植介入医疗器械的应力调控降解机理，支撑 多项植介入医疗器械创新。 设计和优化方面，开发了基于公理设计理论的植介入医疗器械设计关键技术，提升设计技术 的科学性与规范性。考虑应力调控降解的机制、降解速率与宿主组织再生速率的动态平衡等因素， 提升优化技术的有效性、可靠性和安全性。 评测技术方面，开发了参数准确、贴近生理指标、可同时模拟多种模态载荷的一系列设备， 覆盖细胞、组织、器官多个层次，实现对植介入医疗器械功能、对宿主组织再生、重构和恢复等 功能的多元评估。

北京航空航天大学生物力学与力学生物学团队

冷轧热镀锌线锌锅电磁驱渣技术

锌锅电磁驱渣方法是于热镀锌锌锅上方（非接触锌液）设置基于直线电机原理的电磁驱渣器 （相当于直线电机定子），对热镀锌锌锅内的锌液产生电磁驱动力（锌液类似于直线电机转子），从 而驱动锌锅内的表层锌液可控有序流动，漂浮于锌液上方的锌渣因粘滞作用被拖动跟随锌液流动， 从而达到非接触式的电磁驱渣目的，进而耦合捞渣机器人和免人工干预的智能化自学习模型，形 成热镀锌领域全无人锌锅驱渣和捞渣一体化的解决方案，率先解决了行业 5 大关键瓶颈问题，彻 底实现锌锅无人化及高质高效镀锌生产的突破：①10-30s快速驱渣，锌锅全无人零锌渣驻留凝结。 ②实现高端镀锌产品全连续通板能力的突破，使原只能连续通板 6-8 卷钢提升至连续 200 卷以上。 ③通过驱渣量和驱流深度的智能化精准控制，突破了“驱—扒—捞”清渣工艺，大幅降低锌灰锌 渣缺陷发生率，平均锌耗降低超 2%，极大地助力冷轧热镀锌领域智慧制造发展和产线提速增量。

宝山钢铁股份有限公司

碳化硅单晶衬底材料技术

烁科晶体通过自主研发，先后攻克了碳化硅单晶生长设备研制、高纯碳化硅粉料合成、碳化 硅晶型控制、微管缺陷控制、深能级点缺陷控制等核心关键技术，深入研究了合成碳化硅粉料的 物理化学机理、纯度、合成温度等参数对碳化硅粉料合成粒度、纯度及晶型结构的影响，掌握了 合成粉料工艺，合成的碳化硅粉料粒度可控，纯度大于 99.999%，技术水平达到国际先进水平。采 用自主研制的碳化硅单晶生长炉和自主合成的高纯碳化硅粉研制的 4-6 英寸高纯半绝缘碳化硅单 晶材料达到国际先进水平。 4 英寸高纯半绝缘碳化硅单晶衬底实现了产业化，主要技术指标微管密度小于 0.5cm-2，电阻 率大于 1E10Ω·㎝，完全替代了进口产品；6 英寸碳化硅单晶衬底关键技术已突破，是国内有报 道的首家成功生长出 6 英寸高纯半绝缘碳化硅单晶的单位，实现了批量供货。

中电科半导体材料有限公司

LTCC高品质制备技术

LTCC 技术是无源集成的主流技术和发展方向，已广泛应用于航空航天雷达微波组件、测控元 件、电感、片式天线等领域。LTCC 技术的关键是生瓷带，其性能直接影响电子器件的使用性和可 靠性。我国 LTCC 材料长期依赖进口，迫切需要批次稳定、供应可靠的自主 LTCC 材料。因此，开 展 LTCC 高品质制备关键技术的系统研究、满足配套保障需求、推动自主 LTCC 材料的实用化是微 电子产业发展的必然要求。 中国建材总院基于特种玻璃、粉体和浆料领域的长期技术积累，在国家级项目支持下开展了 耐高过载 LTCC 瓷粉制备和生瓷带流延工作。通过系统化的基础研究和技术探索，突破了 LTCC 用 玻璃高品质熔制与瓷粉后处理、瓷浆配方与生瓷带工程化流延、生瓷带收缩率精确控制等关键技 术，在 LTCC 用基础玻璃、瓷粉和生瓷带的批量、稳定制备方面积累了丰富的工程化经验；制备出 关键性能指标满足应用需求的生瓷及配套 LTCC 产品，形成了自有知识产权的高频、高精度、高集 成封装用 LTCC 生瓷带及配套技术。

中国建筑材料科学研究总院有限公司

超高分子量聚乙烯纤维制备的成套技术

超高分子量聚乙烯纤维是一种以极高分子量聚乙烯树脂为原料制备的新型纤维，具有高强度、 高模量等优异性能。我公司对纤维产品及生产技术的改进进行了大量的研究开发，实现了纤维制 备新技术的升级换代。 本技术在原有的超高分子量聚乙烯纤维干法纺丝技术基础上，对纺程解缠、喷头拉伸、牵伸 配比等关键关联技术进行了系统研究和优化，对干燥热箱、环吹、风刀等关键设备进行了设计改 进，成功开发了基于干喷湿冷法制备超高分子量聚乙烯纤维的纺丝新技术，关键核心技术包含多 级干燥牵伸工艺技术及专有设备、多组分溶剂分离回收新技术，该技术的成功开发进一步缩短了 纺丝过程及溶剂回收的工艺流程，大大提高了纺丝速度，成功实现了聚乙烯纤维纺丝新工艺的突 破；具备了细旦、高强功能差异化纤维制备及表面改性技术的工业化实施基础。该技术制备高性 能聚乙烯纤维工业化的实施将进一步提升我国在高性能纤维制备领域关键技术的突破；可大大降 低新技术工业化应用过程及纤维的生产成本。

中国石化集团南京化学工业有限公司

构建含附件的人工皮肤用于创面功能性修复的创新理论与关键技术研究

本项目创建了基于干细胞和生物 3D 打印结合的人工皮肤用于创面愈合的创新治疗策略，在国 际上首先构建出“含有汗腺的人工皮肤”，发现构建“体外微环境”是诱导细胞定向分化进而促 进组织再生的一种有效手段，阐明了构建干细胞再生微环境用于创面愈合的新机制，证明直接应 用干细胞于微环境进而导致自组织形成的可行性，构建了系列人工皮肤种子细胞培养应用和创面 愈合动物模型的关键技术等。上述方法均具有自主知识产权，为进一步转化应用奠定了坚实基础。 成果的重大意义不仅在于利用组织工程学及创新技术等解决了创面愈合后皮肤附属器功能性再生 等临床难题，而且是将发生发育学的重要发现与新技术新成果转化有机接合协同解决科学问题的 典型范例。 本项目针对目前创面修复与新一代人工皮肤研发在功能性修复方面存在的不足和细胞来源不 稳定等难题，解决了种子细胞选择性优化和稳定性问题，结合干细胞研究成果，实现了在皮肤模 型中增加附属器功能，以达到功能化修复与再生目标。

中国人民解放军总医院国家自然科学基金创新群体

二氧化碳循环用于炼钢清洁生产

自 2003 年起，北京科技大学二氧化碳资源化利用团队依托国家科技支撑计划、国家自然科学 基金重点及面上项目的持续支持，基于 CO2 的冷却效应、气泡增殖、弱氧化性、强冲击性等独有特 质，研发了二氧化碳循环用于炼钢清洁生产技术，包括 CO2-O2 混合喷吹炼钢降尘技术、CO2 控温高 效脱磷技术、CO2吸附深度稳定脱氮技术、CO2稀释强化控氧技术和 CO2强化底吹安全长寿成套技术， 解决了炼钢烟尘和炉渣固废源头减量，钢水磷、氮、氧洁净控制诸多炼钢工艺难题，实现了 CO2 循 环利用和炼钢生产工艺的完美结合，是一举两得的中国原创技术。获国家发明专利授权 19 项、美 国专利授权 2 项、欧盟专利授权 1 项；形成冶金行业标准 4 项、专著 1 部。该技术开创了 CO2 在 钢铁行业内高质化利用的先河，首次形成了钢铁行业 CO2 资源化利用的标准体系，获评“2018 年 《世界金属导报》世界钢铁工业十大技术要闻”，是钢铁领域已规模化推广的实质性减碳落地项目， 助力我国钢铁工业绿色低碳转型升级。

北京科技大学二氧化碳科学研究中心

低铂、高效燃料电池膜电极组件制备技术

燃料电池是将氢能转换为电能的先进能源转换装置。我国政府高度重视氢能燃料电池研发和 产业化，2020 年国务院发布《新时代的中国能源发展》白皮书，加速氢能燃料电池产业链发展。 膜电极组件是燃料电池电化学反应核心部件，由催化层、质子交换膜、气体扩散层和密封结 构组成，被称为燃料电池的“芯片”。但是由于制备技术复杂、水 / 气管理难度大的问题，难以实 现低铂、高效膜电极的制备技术及产业化应用。 2000 年，武汉理工大学提出 CCM 膜电极创新思路，2004 年获批我国首个 CCM 膜电极“863” 项目，2006 年获得核心专利，开始 CCM 膜电极核心技术工程化和产业化，膜电极性能达到国际领 先水平。 该项目为解决我国膜电极“卡脖子”问题提供了技术和产业支撑，实现了国产膜电极的规模 应用和对国际垄断的反向输出，提升了我国 CCM 型膜电极技术的国际竞争力。

武汉理工大学、武汉理工新能源有限公司