该项目研究开发了具有自主知识产权的粘弹性阻尼器、铅销粘弹性阻尼器和粘滞流体阻尼器;建立了工程结构采用阻尼器减振技术的设计理论和设计方法;开展了采用调频液体阻尼器(TLD)、调频质量阻尼器(TMD)或主动质量阻尼器(AMD)和TLD混合控制体系对高柔结构的振动控制研究。
1.课题来源与背景作为工控及自动化领域必不可少的元器件,IGBT广泛应用于工业电机、家用电器、新能源汽车(EV/HEV)、轨道交通、智能电网、新能源发电(风能、光伏)等领域,是支撑各领域的核心半导体元器件。中国功率半导体市场占世界功率半导体市场份额的50%以上,但在中高端MOSFET及IGBT器件中,90%依赖于进口。在本项目初期,此情况更加严重,国内IGBT完全依靠进口。庞大的市场需求迫切需要中国本土IGBT从技术能力和产业化能力上迅速崛起,改变当前局面。本项目围绕新能源汽车及工业领域应用,对新型绝缘双极晶体管(IGBT)芯片、非负温度系数快恢复二极管(FRD)芯片及高可靠性功率模块封装等关键技术进行研究和自主创新,并最终实现产成品的规模化应用。 2.技术原理及性能指标IGBT芯片:采用复合场终止技术,用精细化平面柵工艺实现高密度、高可靠性IGBT芯片,达到设计目标,且满足车规级可靠性要求。主要性能参数:电压规格≥1200V;电流密度≥125A/cm2;VCEsat@25℃≤2.08V;Eon@25℃≤26mJ;Eoff@25℃≤12mJ;EAV≥500mJ。FRD芯片:采用注入效率自调节功能的控制复合发射极技术,开发适用于大电流高可靠性应用的非负温度系数FRD芯片,达到设计目标,且满足车规级可靠性要求。主要性能参数:电压规格≥1200V;VF@25℃≤2.4V;Erec@25℃≤2mJ。IGBT模块:使用自主研发的IGBT和FRD芯片,突破铜底板与陶瓷基板的热匹配瓶颈,提升灌封型IGBT模块功率循环性能,同时开发超小型双面散热塑封模块,实现高可靠、高集成度、高散热效率、低电感及低EMI的车用功率模块。IGBT模块为三相全桥结构,达到设计指标,且满足车规级可靠性要求。主要性能参数:击穿电压BV≥1200V;集电极电流≥600A;热阻:0.091K/W;温度循环寿命≥2000次。 3.技术的创造性与先进性创造性:a.首创了复合场终止和3D终端结构,提出了精细化平面栅与载流子增强层设计与制造方法,突破了平面栅IGBT加工和性能极限,发明了各向异性p阱技术,解决了大电流IGBT易失效难题,实现了国产IGBT芯片规模化应用,打破了国外技术垄断。b.首创了异晶面键合的寿命控制方法并得到了载流子轴向寿命分布,降低了FRD反向恢复损耗,研发了具有注入效率自调节功能的控制复合发射极技术,攻克了FRD VF负温度系数导致多芯片并联均流差的关键技术难题,填补了国内VF非负温度系数FRD技术空白。c.构建了多物理场耦合仿真设计平台,基于平台突破了汽车应用中温度冲击引起结构劣化的关键技术难题,建立了国内首条汽车级IGBT模块生产线,填补了国内车用IGBT模块技术和产业化空白。 先进性:项目技术打破国外技术垄断,总体技术达到国际先进水平,部分指标达到国际领先水平。成功打造了国内车用IGBT&FRD芯片设计与制造—模块设计与制造—整车应用的完整产业链,推动了新能源汽车产业积极、健康的发展,解决了新能源汽车与工业领域IGBT器件卡脖子难题。
成果简介(技术分析和应用前景分析):发明专利属于电弧喷涂涂覆系统领域,具体地涉及一种适用于压力容器内壁的电弧喷涂装置。适用于压力容器内壁的电弧喷涂装置,包括喷枪、摆动伸缩轴、转动伸缩轴、转动连接机构、滑动定位底座、控制箱、丝材及压缩空气输送管、传动机构;摆动伸缩轴与转动伸缩轴通过转动连接机构连接,转动伸缩轴安装在滑动定位底座的平台上,丝材及压缩空气输送管贯穿转动伸缩轴和摆动伸缩轴,并且丝材及压缩空气输送管连接喷枪与控制箱,传动机构装配于转动伸缩轴底部的传动轴上。本发明能够对已焊接的压力容器内壁进行电弧喷涂作业,而且可以对压力容器内壁焊缝区进行补喷涂作业,提高压力容器内壁的耐蚀性,喷涂过程可实时观察,能够随时调整,操作步骤简单。
低粘附爽滑涂层是一种单组份的水性聚合物涂层,采用传统工艺和工业化原料制得,体系性能和成本已经过优化,涂层具有防水防油防污的自清洁性能和爽滑手感。针对低粘附液膜涂层已有工作存在的问题,本项目研究工作依据液膜材料初步结构模型和液/液界面低粘附机理,有针对性地拓宽体系设计多种水性低表面能硅基聚合物前体和涂层,揭示各功能性分子链段在交联过程中表面能平衡(低表面能硅组分向表面迁移)和微分相(硅与烷基链段相溶性差异)协同驱动的分子相互作用对液膜形成和演化以及对涂层关键性能的影响规律,为不含任何有机溶剂的无氟硅基水分散低粘附涂层体系的实现和系列化、理性设计和可控制备、具有高性价比和环境友好型特点低粘附涂层新技术的发展以及不同工程应用中瓶颈问题的解决提供重要理论和实验依据。在国家切实推进2015年修订的新《资源与环境法》的大背景下(全面控制VOC排放,传统油性涂料快速退出市场),水性涂层特别是本项目基于新原理的低粘附功能性水性涂层研究所获得的理论和实验依据,可帮助形成适应新环保要求并具有一定性能优势的新产品或新技术,缓解部分企业技术转型中面临的巨大压力,提升我国若干涂料企业竞争力与影响力乃至由涂层性能优势而提升电器、家具、汽车等技术和人员密集型国产品牌的国际地位,具有可观的经济和社会效益。
该研究构筑了一种 O2 型具有单层Li2MnO3超结构的富锂材料 , 可以提供 400mAhg可逆容量,能量密度高达 1360wh/kg,是目前锂离子电池锰基富锂正极材料最高可逆容量。这种材料通过一个单层的 Li2MnO3, 激活稳定的阴离子氧的氧化还原反应,形成一个高度可逆充放电循环。