序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇超級工程論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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1.2基坑支護方案選型分析及選取思路基坑設計方案選取需要考慮的因素有：基坑平面形狀及尺寸，基坑安全等級及開挖深度，巖土體的性狀及地下水條件情況，基坑周邊對變形的要求，主體地下結構和基礎形式，施工方案的可行性，施工工期和經濟指標等。（1）錨索與內支撐的比較由于本基坑開挖深度較大，且周邊具有市政管線、地鐵和建(構)筑物等，錨索的長度會在基坑受到限制，與錨索方案相比，內支撐方式較好。（2）地下連續墻與排樁比較分析根據等效剛度原理排樁換算的連續墻厚度見表3，根據深圳地區排樁和連續墻施工技術、材料價格情況，一般地下連續墻的造價約為排樁造價的1.5～2.0倍。排樁在深圳地區基坑中應用較多，主要有旋挖樁和鉆孔咬合樁，相比其他樁型，排樁的施工工藝成熟，施工設備多，綜上所述選擇排樁+內支撐支護結構。（3）樁型和支撐型式選擇一般基坑支護現在常用挖孔樁、泥漿護壁鉆孔樁、旋挖樁與咬合樁等，本基坑開挖達33m，加上支護樁的嵌固深度，支護樁長在40m左右，且存在砂層，因此不宜采用人工挖孔樁；另外在市區施工，泥漿護壁鉆孔樁灌注樁對環境有一定影響；相比來說，旋挖樁較適合本項目，其成樁速度快；咬合樁入巖困難，不宜采用，經過綜合比選，最后采用旋挖樁支護。基坑支撐體可選擇縱橫網格狀支撐或環形支撐，由于該工程塔樓中心為“鋼骨–勁性混凝土”核心筒，主塔樓外框采用8根巨型鋼骨混凝土柱、7道巨型斜撐和7道環帶桁架構成，見施工照片圖4，因此考慮其施工限制，支撐采用采用鋼筋混凝土雙環支撐結構，其中南側采用單環支撐，北側單環直徑較大，采用了環中套環的內支撐，圓環與支護樁之間采用4道鋼筋混凝土撐。綜合考慮各種因素，最終基坑支護方案為：鉆（沖）孔混凝土灌注樁+內支撐（圓環）+四周封閉式止水帷幕的支護方案。

1.3基坑具體支護設計方案選擇基坑支護方案要綜合考慮地質條件、地下水、上部結構、場地平面布置、基坑周圍環境及經濟性等因素。基坑最終支護方案采用：鉆（沖）孔混凝土灌注樁+4道內支撐+高壓旋噴樁和袖閥管注漿結合的方案，基坑平面圖見圖5。支護樁采用混凝土鉆（沖）孔灌注樁，樁徑有1600mm和1400mm兩種，北側（靠近地鐵）支護樁采用1600@1800，其他支護區域1400@1600（見圖6～8）。混凝土強度等級為C30，設置4道鋼筋混凝土內支撐，并設置了兩道大圓環鋼筋混凝土支撐，其中支撐與地下室底板錯開，主體結構核心筒布置在圓環撐內，這樣核心筒施工不受支護的影響，其中主塔位置的大圓環支撐采用雙圓環形式，外環內徑為92.5m，內圓環內徑62.5m，裙樓區域采用單圓環布置，圓環內徑為60.0m，具體內支撐構件尺寸和截面見表4。立柱采用鋼管混凝土，立柱設置均避開了基礎及主體結構的柱，鋼管立柱有900mm、800mm和700mm3種規格，壁厚20mm，C30混凝土填充鋼管，鉆（沖）孔混凝土灌注樁為立柱基礎。

1.4基坑止水設計方案前面分析可知，場地內含透水層（中粗砂、粉細砂及粗礫砂層），且最支護結構的變形控制要求比較嚴格[12]，因此，采用什么方案止水對該基坑非常重要，是確保基坑周邊地鐵和建筑物安全的關鍵環節，結合支護方案和地質條件，最后采用三重止水措施：高壓旋(擺)噴樁+袖閥管注漿+掛網噴射混凝土，具體止水設計方案見圖9。止水帷幕施工完成后進行了圍井抽水試驗，結果表明：雙重止水效果良好，止水帷幕擴散體的滲透系數達到10-6cm/s。

1.5基坑監測方案設計由于基坑周邊環境復雜，基坑設計中對基坑監測布置了比較全面的基坑支護監測體系，主要監測內容有：支護樁深部水平位移（測斜管）、支護樁頂水平位移和沉降觀測、混凝土圓環及支撐布應力應變、地下水位、地面沉降、孔隙水壓力、基坑內外土壓力及支護樁內力，測點平面布置見圖10。

2基坑土方施工方案

本基坑開挖量達到55萬m3，出土方案和施工方法是工程能否按期完成和控制基坑施工對周圍建筑物影響的重要環節之一，基坑設計時為了出土方便和塔樓基礎施工的限制，分別在北側和南側采用了環撐，北側塔樓的內圓環內徑為62.5m，南側裙樓區域圓環內徑為60.0m內徑。為了加快出土速度，在南側環形支撐內布置了出土棧橋，棧橋寬7m，棧橋內側有1m寬的應急人行道，車道表面設置了20mm厚的防滑凹槽，兩側有1.2m的防護欄。棧橋采用鋼管立柱及槽鋼連梁連接，且與基坑內支撐和環撐是分開的，坡道頂部澆筑350mm厚的鋼筋混凝土板，現場施工后的現場情況見圖11。基坑土方主要通過棧橋運輸出去。

3基坑監測結果分析

圖12是4個測斜管實測的支護樁水平位移（QS1和QS2布置在北側，QS3和QS5布置在東側），支護樁的最大水平位移在20位置附近，QS1的最大值為25.13mm，QS2的最大值為24.23mm，QS3的最大值為20.34mm，QS5的最大值為18.49mm。圖13是利用理正深基坑軟件計算的QS1測斜管對應的支護斷面，計算出的最大位移為31.40mm，實測值小于計算值，基坑監測結果沒有達到設計提出的預警值，基坑仍處于安全狀態。目前該項目的地下室部分已施工完，現場情況見圖14。

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超濾膜技術會在環境工程水處理上產生一定的污染，污染情況會讓其相應的容量空間降低，能耗獲得提高，水處理的生產成本開始增加。這種產生的超濾膜污染是在環境工程水處理中必然產生的。當出現超濾膜污染程度加重后，要用相應的化學藥劑對超濾膜進行適當的清洗以消除污染。但目前我國的水廠一年平均進行兩次超濾膜清洗工作，使得污染處理程度沒有獲得有效的清除。

2超濾膜技術

能源損耗程度高環境工程水處理需要有充足的動力系統作為超濾膜凈化處理技術有效的保障。動力裝置的運作效率低會使得水的凈化處理中的對能源損耗程度提高，從而導致水處理的整體成本增加。動力裝置能源消耗程度需要保障符合相應的現有水處理標準才能進行，但目前在動力裝置中關于節能的研究還不完善，使得整體的技術能源損耗程度很嚴重。

3超濾膜處理技術

組合選擇缺陷超濾膜凈水處理技術需要有效的對其技術的污染情況以及相關的水處理成本進行考慮，需要在水處理上對其進行恰當的工藝選擇。要對原水源地進行現場的考察,并對其抽取的樣本進行有效的分析和結合水處理的特點進行水質檢驗。使得對水原料中的水硬度等數據有直觀的了解，進而在水硬度高并且無機鹽物質含量大時采用雙膜凈水處理工藝技術，在水質較好的地方開始建設處理廠。當水質程度不滿足優良水質要求時，要對其進行精水處理工序,選擇相應短流程的凈水處理方式。使得超濾膜處理技術開始替代傳統濾池技術，對其進行有效的凈水處理工藝過程。但目前在技術選擇上研究還不全面，沒有辦法形成有效的技術組合選取模式。

二超濾膜技術在水處理應用實踐中的建議

1開發出新型超濾膜技術

超濾膜技術在應用中會引起污染現象,會對處理后的水質進行再次的污染，進而影響水質。對超濾膜進行清洗處理需要使用相應的化學藥劑進行有關的污染清除工作，其操作流程相對復雜。因而新生代濾膜的研發需要進行，在保留原有的濾膜傳統優勢基礎上。進而污染的有效地址和抗氧化效果的加強。使得其技術的成本獲得有效的降低并讓其效率得到提升。

2提高超濾膜清洗處理

過程水處理過程需要對有效經驗進行總結，要根據超濾膜污染問題類型的不同進行嚴謹的類型區分進行處理。對引起的超濾膜污染問題需要進行有效的清洗措施。需要自來水廠在對凈水處理過程中水源處抽取的水原料水質進行各關鍵項目的檢測后，根據其分析結構的反映，使得水處理相應的技術要求，使得清洗過程獲得優化，進而減少相應的污染狀況發生。

3完善超濾膜處理技術

組合水處理的相關技術研究開始不斷的深入進行帶來了和傳統的自來水處理技術相比較而言的變革，使得超濾膜處理技術獲得了有效的優化。在水質處理中有要考慮超濾膜技術處理之后在水體內殘留的分子類型，對其水質造成破壞的有機物進行適當的溶解，對其鹽類以及小分子有機物的處理效果要進行提高。因而需要相關的學者對其超濾膜處理中的技術組合進行有效的研究。通過把相應技術根據水質情況進行適當的采用，對陳舊的技術要積極的不采用。這些原則的遵循可以有效的提高超濾膜在相應的水處理工藝的整體水平。

篇（3）

2綠色化學反應技術的應用

綠色化學指用化學的技術和方法，再結合其他學科的知識來減少或者消除化學對于人類的危害、社會的危害以及環境的危害。從源頭的原材料開始，到生產過程中的試劑和介質還有催化劑，到最后的產物及副產物都要求綠色、環保、無毒害，還有就是“原子經濟性”的“零排放”。像在綠色無毒原料控制方面，石油化工原料就可以改變成生物原料的。制作尼龍可以不用含苯的石油化工原料，改成生物原料，生物原料的淀粉及纖維素等在酶催化反映下也能形成己二酸，這樣一樣可以制作尼龍，而且對人體和環境都危害極小。再比如在反應過程中對介質、溶劑等的控制，也要求無毒無害，在有機反應中水就是很好的溶劑，不僅對環境無害還能節省到有機反應中的官能團的保護還有去保護等環節，所以也省工藝省時間了。還有反應中用的綠色催化劑，綠色催化劑能更加正對性，更加高效地參與化學反應，并且得到的副產物少。在有機合成反應中，綠色催化劑的應用顯得尤為重要。像不對稱合成反應中，催化劑不僅為化學農藥和精細化工提供反應需要的中間體，有的還能為反應提供綠色的合成技術。比如酶催化反應、氫酯化反應、還有不對稱酮反應等。

3化學工程中的傳熱研究

化學反應中傳熱的研究是化學工程的重要內容，因為它嚴重影響著一個反應的能耗，反應的進程等。在微細尺度傳熱研究中，由于尺度微細，原有的傳熱假設及會發生變化，其流動還有傳入的規律也會發生變化。目前在納米、微米、集成電子設備還有微型熱管領域中該傳熱研究交深入，取得了較不錯的成果。而我們在改進傳熱工藝和設備上也做足了研究，為了提高傳熱效率，我們可以改進設備的性能，使其持續對外傳熱的能力提高，改變里面的傳熱材料和工藝的設計來實現傳熱的效率。然而我們現在投入很多精力的滴狀冷凝技術的研究還沒能取得很好的成果。由于我們不能在維持物質在滴狀的時候冷凝，同時冷凝表面壽命延長,所以目前這個難題還很難突破。還有就是我們在計算沸騰時的傳熱存在很多弊端，復雜的沸騰狀態不適用目前所有的傳熱計算方式，就研究沸騰傳熱的計算方法也是一大塊難題的，所以就滴狀傳熱技術的研究也將會是我們傳熱研究領域的一個重要課題，如果該研究獲得進展必將改變現在很多的化學生產工藝形式，將會帶領化學生產進入一個新的時代。

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敘詞表作為有效的信息組織工具，在我國圖書情報事業的信息組織中發揮了重要作用。網絡環境下，敘詞表如何發揮更大的作用，產生更好的利用效果，一方面，需要我們強化《漢語主題詞表》這樣的基礎工具建設，另一方面，需要加強網絡環境下敘詞表應用環境的研究與實踐。為此，中國科學技術信息研究所2009年啟動了《漢語主題詞表》(工程技術版)的編制與修訂工作。兩年來，我們收集與加工了包括文獻關鍵詞、用戶檢索詞、各類百科全書、專業術語、相關專業及綜合敘詞表等在內的詞匯資源；建立了收詞量達300萬的基礎詞庫；研究了詞匯概念的分類方法；構建了用于概念與文獻導航的范疇體系；開發了適于網絡環境的敘詞表編制與管理平臺；在充分論證敘詞表應用的基礎上制定了編制手冊；聯合國內十幾家工業技術領域圖書情報機構，分領域開展了專業術語選詞工作，對專業概念進行了歸類與同義詞歸并工作，共同展開《漢語主題詞表》(工程技術版)的編制與修訂工作。

20lO年，中國科學技術信息研究所申報并獲得國家社會科學基金項目“網絡環境下敘詞表的編制模式與應用方式研究”(編號：10BTQ048)；2011年，中國科學技術信息研究所在國家科技圖書文獻中心統一組織下，承擔了國家“十二五”科技支撐計劃項目“面向外文科技文獻信息的知識組織體系建設與應用示范”研究的相關課題(編號：2011BA H10800)。在這些國家級課題的資助下，我們對敘詞表在網絡環境下的總體形態、選詞方法、詞間關系建立、編制管理機制、維護方式、應用方式等方面展開了全面研究。而且，立足更大限度地發揮國家科技文獻信息資源的作用，滿足科技創新對知識服務的需求，面向外文科技信息的有效組織與利用，設計《英文科技超級詞表》體系構架和建設流程，開發英文科技術語素材庫，研究通過詞形規范、詞義規范等方法進行規范概念的獲取，在網絡敘詞表、英文超級科技詞表構建與應用方面取得了相應的進展。

為了及時與廣大同行進行交流和分享知識組織體系相關研究成果，中國科學技術信息研究所組織了與知識組織體系有關的5篇研究論文，力圖通過這些文章的發表，拋磚引玉，促進我國科技知識組織體系的建設與應用。本專題中，《網絡環境下敘詞表協同編制系統的構建》一文主要從宏觀角度分析了敘詞表編制平臺的總體設計思路，探索了在網絡信息時代敘詞表在線編制的方法；《網絡環境下敘詞表編制系統中的并發機制探討》一文主要從微觀角度探討了網絡在線協同編制過程中的鎖定機制，解決知識體系構建的沖突問題；《基于DDc的英文超級科技詞表范疇體系構建研究――以工程技術為例》一文研究探索了英文知識組織體系的分類結構體系，為概念與文獻的導航奠定基礎；《數字環境下通用概念獲取方法》一文對通用概念分類方法進行了深入研究；《基于語義網絡的中文詞匯鏈構造方法》一文對知識組織體系的構建和應用提供了新的視角。

通過本期知識組織體系專題論文的組織和發表，我們期望在全國范圍內聯合業界相關單位和專業研究人員，共同推進《漢語主題詞表》修訂和《英文超級科技詞表》的建設工作。

中國科學技術信息研究所研究館員　曾建勛

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一、前言

超級電容器又名電化學電容器[1-3]，超級電容器對于電動汽車的啟動、加速和上坡行駛具有極其重要的意義。傳統的超級電容器極低的比能量使得它不可能單獨用作電動汽車能量源，故提高超級電容器的比功率、比能量[4]，使之作為輔助能量使用具有顯著優點[5]。它在汽車啟動和爬坡時快速提供大電流及大功率，在正常行駛時由主動力源快速充電，在剎車時快速存儲發電機產生的大電流，這可減少電動汽車對蓄電池大電流充電的限制，大大延長蓄電池的使用壽命，提高電動汽車的實用性，對于燃料電池電動汽車的啟動更是不可少的。超級電容器在充電―放電的整個過程中，沒有任何化學反應和無高速旋轉等機械運動，不存在對環境的污染[6]，也沒有任何噪聲，結構簡單，質量輕，體積小，是一種更加理想的儲能器。

本文研究了一種正負共極水基超級電容器電極，它具有良好的粘接特性且電極材料表面電阻較小。用該電極進行裝配得到了正負共極層疊式串聯超級電容器[7-8]，它最大的優勢是具有內阻小、電壓高的特點。其單體工作電壓可到達1.6V，是傳統式水基超級電容器電壓的1倍。

二、實驗

我們制作的正負共極水基超級電容器由4個單元組成，分別為電極、聚丙烯膜[9]、電解質、殼體。電極與電極之間由通離子阻電子的隔膜隔開進行串聯式疊片，完成疊片后裝配到金屬殼體中，注入電解液并進行密封。

（一）電極制作方法

1.正負電極材料配比與漿料配制工藝

將粘結劑（PTFE）加入到蒸餾水的真空攪拌罐中，攪拌0.5h使PTFE分散均勻，再加入導電劑SP（特密高，瑞士）和CNT漿液（北京天奈科技有限公司，中國）攪拌2h至完全分散，最后加入錳酸鋰（湖南杉杉科技有限公司，中國）攪拌3h形成均勻的正極漿料，漿料最終黏度為5～6.5Pa.s，固含量約55%，材料加入質量百分比為LMO：PTFE：SP：CNT=92：3：2：3。將CMC（型號A30000，美國）加入到蒸餾水的真空攪拌罐中，攪拌2h使CMC完全溶解，再加入導電劑SP（特密高，瑞士）和CNT漿液（北京天奈科技有限公司，中國）攪拌2h至完全分散，再加入活性炭AC（比表面積2000±100m2/g，上海合達炭素材料有限公司）攪拌4h至完全分散，最后加入SBR（型號50%水溶液，深圳諾伊特材料有限公司）溶液攪拌1h形成均勻的負極漿料，漿料最終黏度為16～18Pa.s，固含量約25%，材料加入質量百分比為AC：CMC：SP：CNT：SBR=90.5：2：2：3：2.5。

2.正負共極電極制作工藝

在特制上下兩層隔離烘烤箱的涂布機上將正、負極漿料進行涂布，依據正極面密度為（150±10）g/m2、負極面密度為（268±5）g/m2的工藝要求，將正、負極漿料同時涂覆在同一集流體上，形成正/負共極的電極。

（二）正負共極水基超級電容器裝配方法

再將加工合格的電極卷料分切成符合工藝要求的尺寸，以“集流體―正電極―隔膜―負電極―集流體―正電極―隔膜”串聯方式進行10個單元疊加形成超級電容器芯體，見圖1。超級電容器芯體放入殼體中，加入已配制好的電解液（硫酸鋰）并用樹脂將殼體密封，在50T的壓力機下對密封好的電容器進行擠壓。最后在精密的測試設備上對電容器進行激活，形成一種正負共極水基超級電容器，見圖2。

（三）正負共極水基超級電容器測試

裝配好的正負共極水基超級電容器進行充電活化后，使之具有超級電容器的特性，快速的吸附與脫嵌實現了電源能夠快速充電和大電流放電的功能。

使用1A的電流對超級電容器進行充放電測試，得到其工作電壓、能量密度。

三、結果與討論

（一）正負共極電極分析

1.負極漿料均一性好

漿料的均一性直接影響涂布效果。活性炭的比表面積比較大，導致漿料制作時固含量比較低僅20%左右，黏度比較大20Pa.s左右，負極漿料輸出時流動性良好，固含量23%，黏度18Pa.s。涂布過程中漿料不會受外界環境因素影響而出現團聚、結硬塊、塞刀口等現象。

2.正負共極水基電極具有良好的粘接特性

傳統式水基電極在涂布過程中存在龜裂現象，嚴重時掉渣，而本文工藝制作的正負共極水基電極具有良好的粘接特性，此特性大大降低了漿料與集流體之間的接觸電阻，從而改善了其極化性能。

3.電極表面電阻小

正負共極水基電極通過在材料選擇、配料工藝、涂布工藝等方面嚴格控制，得到的電極表面電阻比較小。使用萬用表分別測量其表面電阻和傳統式水基電極的表面電阻，測量結果顯示正負共極水基電極正極表面電阻為1100Ω左右、負極表面電阻為132Ω左右，傳統式電極正極表面電阻為3140Ω左右、負極表面電阻為542Ω左右。

（二）超級電容器測試性能分析

圖4為使用我們制作的正負共極水基電極加工得到的超級電容器電性能測試曲線圖。圖中顯示出超級電容器具有較高的電壓，單體電壓可達到1.6V以上（最高電壓可到達1.8V），計算得出能量密度可到達20Wh/kg（超級電容器能量密度E=1/2CU2），對比傳統式水基超級電容器的電壓0.8V，它的電壓提高了1倍。

四、結論

本文研究了一種正負共極水基超級電容器電極的制備方法，使用該方法制得的電極具有良好的性能，主要對負極漿料性能、電極粘接性能、工作電壓、能量密度等方面進行了測試。測試結果顯示，負極漿料固含量可達到23%、黏度可達到18000mPa.s且具有良好的均一性；正負共極電極的粘接性能良好且表面電阻得到了優化，正極表面電阻為1100Ω左右、負極表面電阻為132Ω左右；單體工作電壓可達到1.6V以上是傳統水基超級電容器（0.8V）的1倍，能量密度大大提高，可達到20Wh/kg。

參考文獻

[1]Conway B E. Electrochemical Supercapacitors Scientific Fundamentals and Technological Applications，New York：Plenum Press，1999.

[2]Conway B E. Birss V，Wojtowicz J，et al. Reports to continental Group，Inc.，1975-1980；D.Craig，Canadian Pat. 1985，196：683.

[3]Conway B E. Transition from “supercapacitor” to “battery” behavior in electrochemical energy storage，J. Electrochem Soc.，1991，138：1-8.

[4]張治安，鄧梅根，胡永達，等.電化學電容器的特點及應用[J].電子元件與材料，2003，22（11）：1-5.

[5]王然，苗小麗. 大功率超級電容器的發展與應用[J].電池工業，2008，13（3）：191-194.

[6]程杰，曹高萍，楊欲生.活性炭-錳氧化物電化學混合電容器的研究[J].電池，2006，36（34）：247-248.

[7]王彥鵬. 電化學超級電容器復合電極材料的制備與研究. 碩士學位論文，西北師范大學，2007，3-5.

[8]孟祥云. 超級電容器NiO及其符合材料的制備與電化學性能. 碩士學位論文，湘潭大學，2008，5-7.

篇（6）

他們研究了歐洲和奧地利科學家于2009年開發的一種室溫離子液（RTILs）。RTILs在室溫下導電性較低，但加熱后黏度會降低而導電性提高。黏土具有很高的熱穩定性、吸附能力和滲透性，活性表面積也很大。通常用在石油鉆探、現代建筑或鋼鐵鑄造中。

研究人員把RTILs和自然界的斑脫土黏土等量混合，制成一種混合膠，將其夾在兩層還原的氧化石墨中間，上下再裝兩個集電器，就成了一種超級電容器。經測試和電子顯微圖像顯示，這種材料被加熱到200℃時也沒有變化，即使加熱到300℃也只有很小的變化。

“材料的離子電導性在180℃之前幾乎是直線增加，然后在200℃時達到飽和。”論文領導作者、萊斯大學機械工程與材料科學系研究人員阿拉瓦·瑞迪說。測試還發現，雖然在第一次充/放電中，其容量有輕微下降，但這種超級電容能穩定地通過1萬次周期測試。在運行溫度從室溫提高到200℃后，無論電能還是功率密度都提高了兩個數量級。

這種新型超級電容器擁有最佳的電容性能，能在幾秒鐘內充電而瞬間放電，一般的充電電池是緩慢充電，按照需要逐漸放電。理想的超級電容器能迅速充電、儲電并按需放電。阿加恩說，它們能在200℃甚至可能更高的溫度下穩定工作。這對于在極端環境下使用的充電設備是非常有用的，比如石油鉆探、軍隊以及太空環境。

研究小組還將RTILs/黏土和少量熱塑聚氨酯結合，制成一種薄膜，可以切割成不同的大小和形狀，靈活適應多種設備的設計。

“我們的目的是克服傳統液體或膠體電解液的限制，它們只能用在低溫工作的電化能源設備中。”瑞迪說，“這項研究讓人們能在更廣泛的溫度范圍安全操作，而不必在能量、功率和周期壽命之間折中妥協，大大改善甚至消除了對昂貴的熱量管理系統的需求。”

我國首創煤制芳烴4項技術 冉永平

筆者從中國華電集團獲悉：由華電集團參與開發的煤制芳烴技術近日又獲得國家知識產權局授予的4項國家專利，這項技術屬于世界首創。目前，該項技術成果已經通過國家鑒定，現已上報國家專利申請21項，取得授權6項。此舉標志著我國已經成功掌握了這一新技術的核心知識產權。據悉，華電集團規劃在陜西省榆林市建設世界首套百萬噸煤制芳烴工業示范裝置，計劃于2016年投產。

煤制芳烴技術由華電集團與清華大學聯合開發。華電集團總經理云公民表示：“華電集團十分重視煤炭資源清潔高效利用。煤制芳烴技術的成功開發，開創了煤基能源化工新途徑，對我國石油化工原料替代具有重要意義。”

芳烴是大宗基礎有機化工原料，目前我國年消費量超過2000萬噸，是化纖、工程塑料及高性能塑料等的關鍵原料，廣泛用于服裝面料、航空航天、交通運輸、裝飾裝修、電器產品、移動通訊等。目前芳烴97%以上來源依賴于石油原料，其價格與石油價格正相關，常年居高不下。中國石油和化學工業聯合會副會長周竹葉說：“煤制芳烴技術填補了國際空白，是我國現代煤化工科技領域的重大突破，對推進石油和化工原料多元化進程具有重要的意義。”

篇（7）

報告稱，“十一五”期間，科技產出成績斐然，專利和論文位居世界前列。全國累計登記省部級以上重大科技成果17.9萬項；累計頒發國家自然科學獎160項，國家技術發明獎263項，國家科學技術進步獎1305項，國際科學技術合作獎22項；李振聲、閔恩澤、吳征鎰、王忠誠、徐光憲、谷超豪、孫家棟、師昌緒、王振義等9位科學家獲得國家最高科學技術獎。

報告指出，這5年間，中國還涌現出了一大批有著深遠影響的重大科技成果。具體如下：

——“嫦娥”一號、二號探月衛星成功發射，使中國跨入深空探測新領域；

——“神舟”七號載人航天飛船發射成功，使中國成為世界上第三個獨立掌握空間出艙技術的國家；

——千萬億次超級計算機系統“天河一號”研制成功，并在國際TOP500組織的最新排名中位居世界第一；

——“中國下一代互聯網示范工程”取得了一系列重大創新成果；

——北京正負電子對撞機重大改造工程建設任務圓滿完成；

——上海同步輻射光源建成；

——首架具有完全自主知識產權的支線飛機完成總裝下線并首飛成功；

——首臺深海載人潛水器“蛟龍號”海上試驗突破3700米水深紀錄；

——首次環球大洋科考凱旋；水稻基因育種技術再獲突破性進展；

——甲型H1N1流感疫苗全球首次獲批生產。

報告指出，專利數量是反映一國科技產出能力的重要指標。“十一五”期間，中國專利部門累計受理境內專利申請363.6萬件，授予專利權202.8萬件，境內專利申請量和授權量分別以24.7%和35.4%的年平均增長速度遞增。專利數量的持續增長，反映了中國自主創新能力和水平的日益提高。

篇（8）

中圖分類號U46 文獻標識碼A 文章編號 1674—6708（2012）76—0123—02

0引言

超級電容器是20世紀七八十年代逐漸發展起來一種新興儲能器件，與電池儲能相比，具有充放電電流不受限制，響應速度快，循環使用壽命長，環境友好等優點。

隨著新能源汽車研究的興起，制動能量回收作為延長其續駛里程一種可行方法備受人們關注，本文針對如何在不影響蓄電池性能的情況下對制動能量進行儲存和釋放這一問題，設計了一種基于超級電容器存儲，利用單片機控制的制動能量緩存裝置。仿真結果表明，該設計可有效實現制動能量的存儲與釋放。

1超級電容存儲單元

超級電容器的單體電壓電容值較低，一般需要進行串并聯組合才能達到要求的電壓與電容等級。但單體器件參數差異，串聯單體電容電壓在工作過程中的存在不一致現象，導致一部分單體電容電壓偏低，容量不能被充分利用，而另一部分電壓過高，內部電解液發生分解而失效。因此，需要進行串聯均壓處理，來提高電容器的容量利用率和安全性。

超級電容串聯技術，就其工作原理可大致分為穩壓管法、開關電阻法、飛渡電容器電壓均衡法和電感儲能電壓均衡法等方法，各有其優缺點與適用場合。本文采用均衡效果相對較好單飛渡電容器電壓均衡法，利用一個小容量的普通電容器作為中間儲能單元，將電壓高的超級電容器中的能量向電壓低的超級電容器中轉移，適合在電動汽車等中小功率的應用場合中使用[1]。

2硬件電路設計

2.1雙向DC/DC變換器

由于在電機回饋制動系統中沒有隔離和絕緣的要求，故采用由IGBT、快恢復二極管與儲能電感組成的非隔離型雙向半橋DC/DC變換器。它具有開關元件電流電壓應力小，有源元器件導通損耗小，元器件數量少及電路結構簡單等優點。

2.2緩沖電路

利用電容電壓與電感電流不能突變的特性，本文設計了一種緩沖電路，抑制開關元器件在開關瞬間的電壓與電流變化率，同時把吸收的能量傳遞給負載，其原理圖如圖1所示。電感L1，電容C1、C2以及二極管D1，D2，D3組成緩沖電路，要求電感和電容的諧振頻率遠遠高于開關管頻率，二極管反向恢復時間足夠小。

2.3控制電路

ATMEGA48作為主控芯片，產生的PWM控制信號，經光耦隔離后，調節開關管S1與S2，并通過電流、電壓及溫度傳感器對裝置的瞬態運行狀況進行監測。

2.4元器件參數選取

為避免開關元件的損壞，變換器一般工作在連續導電模式下，且開關元器件的耐壓值應是實際峰值的1.5～2倍。因此需確定儲能電感的參數，以保證其在升壓模式（Boost）與降壓模式（Buck）下均能儲存足夠能量。兩種模式下電感計算公式分別為：

與分別為雙向DC/DC變換器高壓側和低壓側的電壓；（、、）和（、、）分別為Buck與Boost運行模式下的占空比、工作頻率及電感脈動電流。

由（1）（2）可得儲能電感值：

濾波電容直接影響負載R的電壓脈動，以電壓的極限脈動量為臨界值，選用最大占空比可求得電容極大值為：

3控制策略分析

超級電容存儲單元串接在變換器的低壓側，高壓側接入電機驅動電路的直流母線。當電機啟動或加速時，開關管S1工作，變換器處于Boost模式，可提供額外功率支持。電機減速或制動時，開關管S2工作，變換器處于Buck模式，超級電容器對制動能量進行吸收存儲。同時通過溫度傳感器對超級電容采取實時溫度監測，當大于臨界值時，即執行中斷程序。

3.1 Buck模式

采用超級電容側充電電流環和電壓環的雙閉環PI控制。當電容電壓較低時，電壓環輸出值飽和，此時超級電容處于恒流充電狀態；而當超級電容電壓達到預定值時，電壓環起作用，此時處于恒壓充電狀態。圖2為Buck模式下變換器控制框圖。

3.2 Boost模式

采用超級電容側充電電流環和高壓側輸出電壓外環的雙閉環PI控制。參考電壓設置與蓄電池電壓同步相同。圖3為Boost模式下變換器控制框圖。

4實驗與仿真

利用MATLAB/Simulink構建電動汽車制動能量緩存裝置的仿真模型。其仿真參數為：高壓側為初始電壓300V的電容，超級電容容量12.5，串聯內阻0.28，并聯內阻10，參考充電電壓和電流為70V與50A，儲能電感0.01H，濾波電容0.001F，輸出參考電壓200V。

圖4為Buck模式下低壓側電壓波形，圖5為Boost模式高壓側輸出電壓波形。

5 結論

本文在雙向DC/DC變換電路的基礎上，設計了一種基于超級電容的制動能量緩存裝。仿真結果表明，可有效實現回饋制動能量的存儲與釋放，具有一定的實際應用價值。

參考文獻

[1]李海東.超級電容器模塊化技術的研究[D].北京：中國科學院電工研究所博士論文，2006.

[2]吳延平.超級電容器儲能系統的直流變換技術研究[D].大連：大連理工大學碩士論文，2011.

篇（9）

1地上煤倉建設工程施工項目要點

經濟發展帶來了煤炭的高需求，而煤炭在生產、運輸、銷售過程中都需要存儲。但煤炭產量的提高卻使原煤倉不堪重負，由此看來，煤倉的頻繁破壞已經成為制約各礦井生產能力持續增長的瓶頸。如何提高煤倉的持久性、增加煤倉的倉儲能力是亟需解決的問題。地上煤倉的施工具有作業難度大、施工方法特殊且嚴格、人員組織復雜等特點，在施工過程中也需要不斷安裝配套設備。因此，本論文將詳細分析地上煤倉的優點和工程施工的項目要點。

1.1地上煤倉取代地下煤倉的原因。以前，由于挖掘工藝的不成熟、煤炭運輸環節復雜、運輸能力相對較小等原因，必須同時依靠工作面同時生產才能保證礦井的生產能力，所以多采用地下煤倉的形式，既可以儲存煤炭，也可以對運輸系統起到一個緩和的作用。但是隨著經濟和科技的發展，隨著煤炭工業的現代化水平的不斷提高，現在國內已經出現了超級回采工作面——也就是那些年產百萬噸、甚至千萬噸級的超級回采工作面。礦井生產設備的機械化，使得井底煤倉在煤炭運輸系統中的地位越來越弱，而且井底煤倉也不能適應如此大的工作量和儲煤量，所以，取消井底煤倉也就成了自然而然的事情。

1.2煤倉材料的選擇。在“不同硬度煤粒的沖擊試驗”中，在控制其他變量的情況下，我們可以分析出煤倉的沖擊磨損和煤粒硬度以及煤倉材料的硬度存在對應關系。通過進一步實驗我們可以發現當煤粒的硬度比煤倉材料的硬度低一些的時候，煤倉內壁發生的磨損相對較小。但煤倉材料的硬度并不是唯一的變量，更主要的影響因素應該是是煤倉材料的硬度與煤炭硬度的比值，當兩類材料的比值大于等于0.6時，會迅速提高地上煤倉內壁材料的耐磨性。因此，根據此標準來選擇煤倉材料能夠有效提高煤倉內壁的耐磨性和耐撞性，進一步提高地上煤倉的使用壽命，減少耗損程度，這無論對于煤炭的存儲還是緩解當前的煤炭危機都有很大的幫助。

1.3煤倉井壁抗破壞技術。解決材料問題以后，我們應該考慮煤流會對井壁造成沖擊和腐蝕，所以，如何減少腐蝕和沖擊也是應該思考的問題。煤倉的井壁因為會與煤粒產生摩擦，所以不可避免地會有磨損。因此，以鋼筋混凝土為材料的井壁會在煤炭的沖擊下產生一些可恢復彈性的變形和不可恢復彈性的變形，其中這些不可恢復的變形危害較大。而這些變形與煤再摩擦以后又會促使煤倉內壁損傷的進一步增大，所以鋼筋混凝土的變形又會隨之增大，損傷也會隨之加劇。面對這種情況，單方面的提高煤流沖擊部位的維修速度并不能起到很好的作用，而且經常施工也是不現實的，所以施工的總體設計應該調整到改變煤流的運行軌跡，以此來減少煤對倉壁的沖擊，如此將這種煤流的沖擊力轉移到倉底，以此來提高地上煤倉的壽命。

2風險控制研究

在介紹了地上煤倉的優點以及建設時的注意事項以后，關于地上煤倉的風險控制研究仍然是不可忽視的部分，本論文列出了在地上煤倉的施工中可能出現的風險和地上煤倉的不足之處：（1）在礦井運輸環節復雜、運輸能力小或運輸距離遠等情況下，一旦運煤系統出現故障，地上煤倉短時間內不能排除，將影響工作面的正常生產。（2）對于局部生產作業來說，地上煤倉不利于生產作業，將會增加運輸的成本。所以地上煤倉適用于超大型的煤采作業。（3）當煤采區采用帶式輸送機，大巷采用軌道列車運輸時，地上煤倉無法發揮運輸系統的潛力，很難保證連續均衡生產。（4）當主井運煤系統檢修時，采用地上煤倉將使整個礦井將無法生產。（5）地上煤倉不適用于主井為立井且用箕斗提升的礦井。（6）若使用地上煤倉而取消井底煤倉，不適用同時開采多煤種且要求分裝分運的礦井。我國幅員遼闊，煤炭資源的分布極為廣泛，而且不同區域的煤炭資源條件差距很大，特別是長江以南和長江以北的開采條件差距很大。由于煤炭的需求量上升，所以煤倉的使用周期長、服務強度大，長期受到腐蝕和沖擊，整個煤倉的破壞都非常嚴重。因此，為了有效解決上述問題，我們需要盡快對煤倉實施技術改造，這也就是本文的立意之處。我們要因地制宜地選擇是否要建設地上煤倉，當然要摒棄傳統的觀念，從優化礦井設計出發來盡量減少煤炭的運輸環節和成本，達到運煤系統的連續、完整、高效。

作者:張作影 宗飛龍 單位:棗礦集團中興建安工程有限公司

參考文獻

[1]劉承赫.摩擦理論及其應用[J].華北礦業高等專科學校學報，2010（2）.

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中圖分類號：G525 文獻標識碼：A

Outline of FDUROP and Its Edification for Non-First-Rate College to Cultivate Top-Notch Students

Abstract It is a notable phenomenon in domestic colleges that undergraduates publish SCI-indexed papers. In this aspect first-rate colleges such as Fudan University have made big progress and accumulated a wealth of experience in cultivating undergraduates. After briefly introducing FDUROP （Fudan's Undergraduate Research Opportunities Program）， this paper mainly discuss edification from FDUROP for non 985 and 211 colleges to cultivate top-notch students.

Key words undergraduates； SCI-indexed papers； top-notch students cultivating

0 引言

本科生發表科學論文尤其是SCI論文現象在國內高校日趨普遍。如華南農業大學的林鉆濤將文章發表在影響因子為5.1的《Journal of material chemistry》上，①南京醫科大學的李華楠將文章發表在影響因子為2.92的《Toxicolog》上。②這種現象雖然在各個層次的高校、各個不同的學科都存在，但復旦大學、北京大學等知名高校本科生發表科研論文的總量和質量均高出全國水平。如北京大學生命科學院2001-2005年本科生發表的第一作者SCI文章達29篇。③那么一流高校除了生源質量和師資力量方面的優勢之外，在組織管理上還有哪些成功之處？非985、211高校如何借鑒他們的成功經驗，因勢利導，更好地培養學術論文類拔尖創新人才？這些問題需要教育科學研究者的思考和探索。本文以復旦大學“基礎學科拔尖學生培養試驗計劃”（FDUROP，Fudan's Undergraduate Research Opportunities Program）④⑤為參照，通過對該計劃的解讀，思考非一流高校拔尖創新人才培養的啟示。

1 FDUROP概況

復旦大學“基礎學科拔尖學生培養試驗計劃”為本科生從事科學研究而搭建，由“莙政項目”、“望道項目”和“曦源項目”組成。該計劃覆蓋學校理、工、文、經、法、醫、藝、哲各個院系，至今已有1300多名本科生參與并結題，網上公布的222篇論文成果中，SCI論文達117篇。該計劃有幾個顯著特色：（1）培養平臺系統性強；（2）強調個性化培養；（3）建立了動態進出機制；（4）實行了導師制；（5）關注后期拓展；（6）制度建設完善；（7）硬件條件支持到位；（8）經費管理貼心；（9）門戶網站功能強大。他們成功的關鍵，在于打造了一個超級平臺系統，該系統由六個平臺組成：（1）基礎課程平行班；（2）探索式課程；（3）校外知名教授課程；（4）專題研討班；（5）學術資助平臺；（6）國際交流平臺。六個平臺在學生一般培養方案基礎之上設置，基于一般方案卻高出一般方案。

2 非一流高校學術論文類拔尖人才培養的啟示

非一流高校生源質量和師資力量雖然不能和復旦等一流大學相提并論，但發表SCI論文的學生卻屢見不鮮，學術論文類拔尖人才的專門培養勢在必行。

2.1 建立適合校情的拔尖人才培養方案

非一流高校不宜照搬一流高校的培養模式，需要根據本校學科結構和資源稟賦建立適合校情的拔尖人才培養制度。復旦的超級平臺系統提供了較好的參考模式，平臺的組成、子平臺之間的關系、子平臺在不同年級發揮的作用都可以參考，但平臺的規模、面向的對象、執行的力度卻要因學校而異。

2.2 針對優勢學科，在小范圍內開展學術論文類拔尖本科生培養

每個高校都有若干個優勢學科，擁有高水平的教師隊伍、先進的設備、國家級或省部級的重點實驗室，這些學科是學術論文類拔尖人才培養的首選基地。非一流高校可以針對這些學科制定專門的拔尖人才培養計劃，提供師資、經費、設備與管理配套，先在小范圍內展開學術論文類拔尖人才培養試驗，然后積累經驗，在更大范圍內開展拔尖人才培養計劃。

2.3 建設導師群體，為拔尖生指導老師制定特別政策

非一流高校有能力指導SCI論文的老師人數有限，為此學校需要進行拔尖人才指導老師群體建設。除了引進高水平師資這一基本手段之外，關鍵要解決指導老師的動力問題，要充分考慮老師的業績與報酬問題。參照碩士導師計算工作量、發放學士導師津貼、作為職稱晉升可選條件、按照課程教學進行管理等等都是可行的措施。導師群體的組織建設也必不可少，建立學士導師委員會、對導師培訓、外派導師調研、學士導師內部研討、制定導師選拔制度、優先公派出國等方式均是可選手段。

2.4 保持拔尖生優勢，培育和選拔并重

要讓拔尖生長出來而不是，需要培育和選拔并重。培育重在提高學生平均水平，為拔尖生的成長提供土壤。針對有一定優勢的學生群體進行專門課程培訓，為學術論文研究奠定基本知識與技能基礎，可以彌補學生平均水平偏低的劣勢。如果這種培育屬于面上的工作，那么讓高考成績拔尖的學生保持優勢，就是點上的工作。非一流高校也有一些高考成績很高的學生，如果不對他們“重點保護”，環境的熏陶會使他們滑坡漸至平庸。拔尖人才培養工作需要采取措施，讓這些同學保持優勢、永不褪色。一入學可以讓他們開始“研究型學習”程序，從學業定位和自我認知上與其他同學形成區別，以保持他們的機敏狀態和科學嗅覺。

2.5 為本科生開放硬件平臺條件

非一流高校培養拔尖人才需要強化硬件平臺建設，除了放寬放活本科生試驗管理制度外，有時甚至需要專門建設小型實驗室或創新基地，為本科生進行學術研究提供設備和場所。

2.6 “借雞下蛋”，推進跨校拔尖生培養

除了利用本校師資條件進行拔尖生培養外，還可以雙管齊下，探索跨校拔尖生培養模式。“跨校拔尖生培養模式”即選派本校的拔尖學生，參加一流高校的拔尖人才培養計劃，在對方高校的師資、實驗室、課題組和管理平臺下開展課題研究，經費由本校提供，成果雙方共享，學生畢業保研時對方高校有優先挑選權。跨校培養可以為非一流高校帶來真實的培養體驗，有助于非一流高校學習拔尖人才培養方法、提高本校拔尖生水平、帶動更多本科生開展學術研究，是一種“借雞下蛋”模式。這種模式帶來的收益將是長期和深遠的，非一流高校不應糾結于“論文第一單位是誰”這種眼前利益。

2.7 點石成金，建設強大數據信息平臺

本科生做科研，除了學校引導、老師指導外，還需要學長言傳身教，需要通過觀察和思考認識科研、理解科研、實踐科研。認知問題心理問題的解決、往期項目資料的查詢、項目成敗利弊得失的分析、以及拔尖培養計劃等諸多管理制度的學習，都需要數據信息平臺的支持。一個強大的門戶網站如果能提供一站式服務，對于信息檢索能力有限、科研韌勁不足的本科生來說尤為重要。學生通過對網站的學習，可以實現學校和老師力不能及的某些自我培養，這些培養環節的缺失正是不少學生科學道路不能為繼的絆腳石。

2.8 營造氛圍，推進校園科技文化建設

不論是否一流高校，每所大學都有與自己類型和行業相適應的校園文化。為了進行學術類拔尖人才的培養，學校需要在原有的校園文化組成中添加“本科生學術研究”文化元素。非一流高校的校園文化中，學術研究文化元素比例本身偏低，為此要特別重視這一點。學校如果缺乏科學研究的文化氛圍和輿論環境，本科生不大可能“特立獨行”跟著個別老師“做研究”而成為另類。文化建設屬于系統工程，學校需要組織宣傳部門、學生工作部門、黨團委、輔導員進行專門規劃，確定宣傳定位、設計宣傳方案、擬定宣傳步驟，展開長期、有序、有效的宣傳工作，使學生形成以研究為榮、以研究為樂的文化情感。

3 結論

非一流高校中拔尖本科生不乏其人，發表SCI論文的事例屢見不鮮。這些高校需要解決的問題是如何建立制度化的培養模式，提高拔尖創新人才培養的整體水平和規模。復旦大學、北京大學等知名高校無疑做出了有益的探索，他們的培養機制、模式、得失與經驗無疑是一筆寶貴財富。對這筆財富進行恰當取舍，并進行組織創新與制度創新，則有助于非一流高校學術論文類拔尖創新人才培養邁上新的臺階。

注釋

① 華南農業大學黨委宣傳部.資環學院制藥工程系本科生發表影響因子5.099的SCI論文[DB/OL]. http：///xwzx/news/t20110921_57557. htm.2012-12-10.

② 南京醫科大學黨委學生工作部.康達學院學生首次發表SCI論文[DB/OL].http：//202.195.179. 5/show.aspx id=446&cid=40.2012-12-10.