$华秦科技(SH688281)$ 陈延峰教授从事声学超材料研究,其应用场景远超一般股民的想当然。
陈延峰率领团队长期从事声学材料新原理探索、声学超材料及声探测器技术应用研究。创新性地发展声学材料的微结构原理、突破了传统声学材料物理极限,实现了从“原理创新到技术发明到重大应用”的全链条。针对在工业和民生等领域中亟需解决的吸隔声降噪工程、高精度声成像等难题,应用新原理、新概念研制出低频宽带、轻薄强韧的新一代声学材料,为国产大飞机、新一代高速动车组、特高压变电装备等国家重大工程提供了形成不对称竞争优势的关键声学材料;自主研发出从低频到高频的声矢量探测阵列、声学相机系统、高精度激光测振仪和激光超声装备。相关材料与设备被数十家空天地海等国家重点单位、科研院所以及高科技企业采用。
1. 通过设计/剪裁声子晶体的能带,研制出超越传统声学材料的新型声功能材料和原型器件。发现了声波的负折射和双负折射效应,研制出平板聚焦的声超透镜原型器件,实现了超越衍射极限的声聚焦;提出了声单向传播的“波矢跃迁”新原理,发展出一种宽带、无阈值的新型声二极管原型器件;发现了声表面倏逝波其亚波长增强效应,为利用1/10波长乃至更小结构解决长期困扰声学领域的低频吸声难题提供了新原理。
2. 率先研制出声拓扑绝缘体,并将其推广到固体、表面波和三维材料体系,开拓了声拓扑材料研究的新方向。基于玻色子人工对称性调控,在通常认为不可能的经典波系统中首次构建了声 1/2 赝自旋和类费米子时间反演对称性,研制成功声拓扑绝缘体并观测到声量子自旋霍尔效应;进一步发展出基于弹性波、压电声表面的声拓扑材料和原型器件,包括全固态单向拓扑波导、分路器和谐振器,并在铌酸锂晶体表面制备出单片集成的声延迟线。
3. 基于新原理,发展出新一代声学材料,在国产大飞机、下一代高铁等重大工程中得到验证和应用。通过亚波长、能带、拓扑能带和二极管效应大幅度减小材料尺寸和重量;通过多尺寸单元的耦合实现宽带吸声;发展出人工智能算法的逆向设计理论,解决了工程化面临的材料加工成本控制问题,研制出具有颠覆性性能的低频宽带、轻薄强韧的新型声学材料。
a、面向国产大飞机客舱降噪需求,开发出满足适航标准的超薄、轻量化吸声材料,被商飞确定为国产大飞机形成非对称竞争优势的重大技术;
b、参与下一代高速动车组CR450型号工程,填补高速列车客室装饰材料低频降噪性能的空白,实现声学超构材料在时速400km级动车组的工程化应用;
c、针对变电设备噪声频谱特性定制低频选频吸声超材料,实现了声学超材料在1000kV特高压变电装备降噪工程中的“首台套”应用;
d、应用于集成电路产线,解决低频噪声干扰光刻工艺难题,确保国产首台套设备交付;
e、应用于能源方面,解决了煤层气发电站噪声扰民难题,助力绿碳经济发展。
4. 面向高精度声学测量需求,自主发展出10Hz到1GHz的全频段声振测量仪器和装备,并应用于重大工程中。打破了国外技术封锁,研制出超过现有MEMS传声器的低频宽带声矢量探测器(信噪比达80dB@1kHz),并基于此开发出声矢量探测阵列和声学相机;研制出国内首套超高频(>1GHz)、高精度(<0.3pm)激光测振仪,开发出非接触式、高分辨率(最高<3nm)激光超声无损检测商用装备,通过了**一级计量站计量和ISO9001认证。
a、所研制的空气声矢量探测器,打破了国外技术封锁,被成功应用于航空发动机故障声定位、低空飞行目标跟踪等重要应用;
b、创新研制了耐高水压、低频宽带矢量水声传感器,突破了现有水听器/声呐的深海探测深度和低频极限,并已开展水下声定位试验;
c、所研制的全自动激光超声巡检装置,被用于大型航天器舱体的无损检测工程,极端条件下发动机叶片、深海潜航器等的原位监测;
d、相关设备为解决集成电路工艺在线监测高端装备和宇航芯片先进封装可靠性评估等“卡脖子”难题提供关键技术。