成果221：英寸级单晶金刚石衬底及其关键设备的产业化

技术领域：新材料新技术

项目简介：

金刚石单晶集电学、光学、力学和热学等优异特性于一体，在高温、高频、高效大功率电子器件、生物传感器、日盲紫外和粒子闪烁体探测与成像、光电器件、航空航天和武器系统等方面极具应用前景，被誉为“终极半导体”。金刚石电子器件相比其他半导体器件具有高效率（约提高 18%）、低损耗（约降低 30%）、体积小和更高的集成度，而且无需冷却系统。其耗能大约为现有器件的 1/5-1/3。目前日、美、欧、中已纷纷投入巨资、并成立相关组织和产学研机构推进金刚石单晶材料及其电子器件的研发与应用。英寸级单晶金刚石衬底及其关键设备的产业化，可以极大地推进我国半导体的革命性变革，实现我国微电子行业的跨越式发展，达到国际先进水平。

成果222：高附加值-高性能活性炭制备及超级电容器应用

技术领域：新材料新技术

项目简介：

兰炭是以低变质煤为原料在隔绝空气的情况采用低温干馏技术生产的一种固体产品。它是一种较为硬而脆的煤种，在开采及运输的过程中会产生大量的焦末，其中粒度在 3mm 以下的兰炭焦末约占总量的 10%左右，一般作为低级燃料处理或弃置与地头、河道，不仅浪费了资源、也对环境造成了污染。我们的工作是将兰炭经过改性后加工制作成高品质活性炭材料，延长兰炭产业链，变废为宝。它在超级电容器储能，水处理、海水淡化、催化剂载体和吸附等领域有广泛应用。其中，作为超级电容器电极材料应用较广。超级电容器是一种介于传统电容器与电池之间储能器件。其主要特征是大电流充放电优异，功率密度高，循环寿命超长（大于 10 万次），应用温度范围广（-20-80 度），非常适合作为高功率电源设备，如用于汽车启动电源，城市公交电源，重型机械高功率电源，动车能量回收装置和军事武器如激光炮等电源设备。

目前，市场上的多孔碳材料主要是用椰壳等植物通过一次碳化和二次活化完成，工序较多，耗能大。本项目采用一步活化便可将其转变成优质的多孔碳材料。研究结果表明，兰炭基多孔材料容量大幅度提升，是未活化材料的 4-6倍。5000 次循环基本保持不变。最高容量在 225 F/g。本团队通过对多孔碳进一步改性以后，容量进一步提升，最高容量可以达到 280 F/g，显示出很强的电荷储存能力。现在市场上高性能活性炭的价格在 100 万元/吨以上，用兰炭制备的活性炭，生产成本可以控制在 3-5 万元/吨，利润巨大！

成果223：石墨烯快速制备技术

技术领域：新材料新技术

项目简介：

石墨烯可以视为单层石墨结构，其独特的二维结构及其优良导电性使其在微电子、半导体、电池以及防腐涂层中得到应用。目前石墨烯生产方法主要有机械剥离法，化学气相沉积法，电辅助氧化法和氧化还原法。

成果224：大尺寸 SiC 蜂窝陶瓷蓄热体制备技术

技术领域：新材料新技术

项目简介：

SiC陶瓷具有较高的热导率，高温强度高、抗侵蚀和抗氧化能力强，抗热震性良好，作为蓄热体材料性能优势显著。但目前SiC蜂窝陶瓷存在工艺成本高、大尺寸产品成形及烧结难度大等问题，限制了其应用。针对上述问题，本项目从原料组分、成形及烧结等方面进行系统研究与优化，成功开发出了高性能、低成本的大尺寸 SiC 蜂窝陶瓷蓄热体。

成果225：高浓度石墨烯墨汁规模化制备技术

技术领域：新材料新技术

项目简介：

石墨烯具有高理论比表面积、高电子迁移率、高热导率等优异特性使其在各领域具有巨大应用前景。目前制备的石墨烯主要以粉体形式存在。石墨烯墨汁是一种高效使用石墨烯粉体的方案，备受科研界和工业界的关注。目前墨汁制备方案普遍存在诸如工艺繁琐、剂毒性大、固含量低等问题，严重制约着其广泛应用。本项目成功发展一种高效方法规模化制备高质量石墨烯墨汁，进而制备石墨烯基复合材料墨汁，可以通过3D打印、刮涂等方式直接开发其利用。

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