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建立稀散金屬錸功能材料催化氧化烯烴反應(yīng)體系，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)選擇性大于 99% ，產(chǎn)率大于 95% ，控制反應(yīng)連續(xù)或循環(huán)可逆，并達(dá)到該類催化氧化技術(shù)的綠色工藝要求。研發(fā)了以錸離子液體既為催化劑又為溶劑的新型均相催化體系。實(shí)現(xiàn)了以多種錸離子液體為反應(yīng)媒介，環(huán)辛烯、環(huán)己烯等烯烴為底物的高效催化烯烴環(huán)氧化工藝。將原催化體系轉(zhuǎn)化為均相催化體系，降低反應(yīng)條件至常溫常壓下進(jìn)行，徹底改變了原體系回收率不高，在循環(huán)反應(yīng)中選擇性、催化活性變低等缺點(diǎn)?？刂品磻?yīng)條件在常壓進(jìn)行，反應(yīng)溫度為 60 ℃ -80 ℃，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)循環(huán) 12 次，催化效果無(wú)明顯降低，并實(shí)現(xiàn)了選擇性幾乎 100% ，無(wú)副產(chǎn)，產(chǎn)率約 98% 。

一、 項(xiàng)目簡(jiǎn)介新型磁功能材料目前主要有超磁致伸縮材料、磁性液體材料、硅鋼材料、電磁流變液、壓電和鐵電材料等，這些材料都具有優(yōu)異的性能和廣泛的應(yīng)用前景，為電工及相關(guān)行業(yè)的發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用。在磁功能材料性能測(cè)試方面，測(cè)試了硅鋼單片及疊片直流偏磁下的磁化特性和磁致伸縮特性，測(cè)試了磁性液體的磁化特性、磁粘特性和表面張力等。在磁功能材料數(shù)學(xué)建模和求解方面，從材料的應(yīng)用特性著手，以超磁致伸縮材料、磁性液體、硅鋼材料和電磁流變液為例，考慮機(jī)械效應(yīng)、溫度效應(yīng)、電場(chǎng)效應(yīng)、磁場(chǎng)效應(yīng)等因素，利用能量變分原理建立電-磁-機(jī)械耦合模型，編制材料應(yīng)用特性模型與分析軟件。在磁功能材料應(yīng)用方面，研究了超磁致伸縮力傳感器、加速度傳感器，研究了磁性液體加速度傳感器、傾斜角傳感器、微壓差傳感器等，研究了磁性液體在物體比重測(cè)試技術(shù)和減振技術(shù)中的應(yīng)用。二、 技術(shù)指標(biāo)（包括鑒定、知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利、獲獎(jiǎng)等情況）在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊和國(guó)際會(huì)議上發(fā)表相關(guān)論文100余篇，被三大檢索收錄70余篇。參加相關(guān)科研項(xiàng)目16項(xiàng)，其中國(guó)家自然科學(xué)基金2項(xiàng)，省部級(jí)項(xiàng)目11項(xiàng)，技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目1項(xiàng)。授權(quán)發(fā)明專利2項(xiàng)。三、 高清成果圖片3-4張

成果與項(xiàng)目的背景及主要用途： 泡沫鋁材是一種新型的功能材料，一般孔隙率在 45％～98％之間，根據(jù)孔 隙特點(diǎn)分為開孔與閉孔兩種，各國(guó)學(xué)者早在 40 年代后期就對(duì)泡沫金屬材料有所 研究，但由于發(fā)泡工藝與孔的尺寸很難控制，一直未得到發(fā)展，直到 80 年代中 期以后才取得長(zhǎng)足進(jìn)展，開發(fā)出了一些有工業(yè)價(jià)值的生產(chǎn)工藝。目前，日本與德 國(guó)在研究、生產(chǎn)與應(yīng)用泡沫鋁材與其他金屬泡沫方面居世界領(lǐng)先地位。我國(guó)對(duì)泡 沫鋁材的研究始于 80 年代后期，并取得了一系列的研究成果，但尚未取得突破 性的成就，仍處于起步階段。 目前，泡沫鋁的應(yīng)用主要有：防火和吸音板、沖擊能量吸收材料、建筑板、 半導(dǎo)體氣體擴(kuò)散盤、熱交換器、電磁屏蔽物等方面。還應(yīng)用于冶金、化工、航空 航天、船舶、電子、汽車制造和建筑業(yè)等領(lǐng)域，應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大。 技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介： 本課題采取的是傳統(tǒng)的粉末冶金工藝，把鋁粉和造孔劑混合后，壓制成預(yù)制 件，在熱水中將造孔劑溶解掉，然后在真空爐中對(duì)預(yù)制件進(jìn)行真空燒結(jié)，就得到 了開孔泡沫鋁。本試驗(yàn)方法具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.采用的粉末冶金法可以制備復(fù)雜形狀的試樣，工藝簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)。 2.通過(guò)改變工藝參數(shù)可以十分容易地控制孔隙率、孔形狀及孔的大小。這一 點(diǎn)是其它方法難以做到的。 3.采用的造孔劑為尿素、碳酸氫銨，成本低、形狀可控且容易去除。 技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況： 1. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, J.J. Li. Processing of open cell aluminum foams with tailored porous morphology. Scripta Mater 53(2005)781-785.(JCR 工程技術(shù) 二 區(qū)，2004 年影響因子 2.112,檢索號(hào)：952BD.同時(shí)被 Ei 檢索，檢索號(hào)：05289206237) 2. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, X.W. Du, J.J Li, H.C.Man. A novel method for making open cell aluminum foams by powder sintering process. Mater lett 59(2005)3333-3336. (JCR 工程技術(shù) 三區(qū)，2004 年影響因子 1.186) 113天津大學(xué)科技成果選編 3. 姜斌，趙乃勤. 泡沫鋁的制備方法及應(yīng)用進(jìn)展.金屬熱處理. 30(2005)36-40. （Ei 檢索，檢索號(hào)：05279197817） 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè)： 泡沫鋁以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)而具有許多優(yōu)異的性能，它不僅具有多孔材料所具有 的輕質(zhì)特性，還具有金屬所具有的優(yōu)良的力學(xué)性能和熱、電等物理性能，如滲透、 阻尼、能量吸收、高比表面積、電磁屏蔽等性能。目前，泡沫鋁材已經(jīng)廣泛應(yīng)用 于防火裝飾材料、沖擊能量吸收材料、熱交換器等。由粉末冶金法制備的泡沫鋁 工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，可以制備復(fù)雜形狀的試樣。并且通過(guò)改變工藝參數(shù)可以容 易地控制孔隙率、孔形狀及孔的大小，這一點(diǎn)是其它方法難以做到的。所以本方 法有推廣應(yīng)用價(jià)值。 應(yīng)用領(lǐng)域： 泡沫鋁的應(yīng)用主要有：防火和吸音板、沖擊能量吸收材料、建筑板、半導(dǎo)體 擴(kuò)散器盤、熱交換器、電磁屏蔽物等方面。還可廣泛應(yīng)用于冶金、化工、航空航 天、船舶、電子、汽車制造和建筑業(yè)等領(lǐng)域。 合作方式及條件：合作開發(fā) 7、高附加值尖晶石結(jié)構(gòu)鐵酸鎳/鐵酸鎂/鐵酸鋅納米粉的制備方法 成果（項(xiàng)目）背景、簡(jiǎn)介及應(yīng)用領(lǐng)域： 據(jù)市場(chǎng)調(diào)查公司(富士經(jīng)濟(jì))的調(diào)查，納米技術(shù)最先實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的就是材料領(lǐng) 域。納米材料的世界市場(chǎng)規(guī)模到 2015 年預(yù)計(jì)可達(dá) 15000 億美元，其中電子學(xué)領(lǐng) 域最高可達(dá) 8000 億美元；生物技術(shù)領(lǐng)域最高可達(dá) 3000 億美元。 納米材料(又稱超細(xì)微粒、超細(xì)粉末)是處在原子簇和宏觀物體交界過(guò)渡區(qū)域 的一種典型系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)既不同于體塊材料，也不同于單個(gè)的原子。其特殊的結(jié) 構(gòu)層次使它具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等，擁有一系列新穎的物理 和化學(xué)特性，在眾多領(lǐng)域特別是在光、電、磁、催化等方面具有非常重大的應(yīng)用 價(jià)值。 尖晶石結(jié)構(gòu)的納米NiFe2O4作為一種陶瓷材料具有耐高溫，高硬度，高強(qiáng)度， 114天津大學(xué)科技成果選編 熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。NiFe2O4 是一種常用的軟磁材料，可用作磁頭材料、矩磁材 料和微波吸收材料，同時(shí)也是制備性能優(yōu)良的磁電轉(zhuǎn)換復(fù)合材料所選用的磁致伸 縮材料，在電子工業(yè)上具有極廣闊的應(yīng)用前景。NiFe2O4 還是好的氣敏傳感材料， 還可以作為鋰電池的負(fù)極材料。 本技術(shù)是一種新穎的納米化合物的制備方法，該法用水和熱能替代傳統(tǒng)的草 酸鹽、碳酸鹽等，與傳統(tǒng)共沉淀法制備超微粉相比，由于直接利用了萃取過(guò)程中 的物料，降低了粉末的生產(chǎn)成本，并得到了更高純度的產(chǎn)品，減少了化工原料的 消耗和廢水的排放，是制備高品質(zhì)超細(xì)金屬氧化物材料經(jīng)濟(jì)便捷的綠色化學(xué)工藝。 因此，這種結(jié)合溶劑萃取制備高級(jí)無(wú)機(jī)材料的新過(guò)程是極有發(fā)展前途的新方法。 這個(gè)過(guò)程容易將沉淀粒子的大小控制在納米范圍內(nèi)，從而克服了直接水解法難以 控制氧化物粒度的弊端。 成果（項(xiàng)目）技術(shù)特點(diǎn)（技術(shù)優(yōu)勢(shì)及主要指標(biāo)）： 本項(xiàng)目采用先進(jìn)的新方法，合成一些售價(jià)在 500~2000 元/公斤的高附加值的 納米材料，該新技術(shù)吸收和繼承了液相法的優(yōu)點(diǎn)并解決了現(xiàn)有合成方法中存在的 一些不足。本技術(shù)采用低成本的原料，降低了能耗，且容易產(chǎn)業(yè)化。 該新技術(shù)為一步合成方法,吸收和繼承了液相法的優(yōu)點(diǎn)并解決了現(xiàn)有合成方 法中存在的如下問(wèn)題： 1）解決了固相法中產(chǎn)物粒度不易控制、批次間分布不均勻，產(chǎn)品粒徑大、 形貌不規(guī)則的問(wèn)題，通過(guò)改變工藝條件，可以調(diào)節(jié)產(chǎn)品的形貌、粒度大小和性能。 2）本技術(shù)為一步合成法，反應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)就能完成，且省去了濕化學(xué)法后 續(xù)工藝的高溫煅燒和球磨過(guò)程，能直接合成納米級(jí)或微米級(jí)的粉體。 3）通過(guò)使用有機(jī)萃取劑對(duì)亞鐵離子的萃取提高了產(chǎn)品的純度，通過(guò)萃取劑 的循環(huán)，降低了生產(chǎn)成本、減少了化工產(chǎn)品的消耗和排放，屬潔凈工藝。 4）容易實(shí)施對(duì)產(chǎn)品的改性。 5）原料來(lái)源廣泛、制備工藝簡(jiǎn)單、流程短、耗能低、工藝條件容易掌握、 易于工業(yè)化生產(chǎn)。 技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況： 1) 申請(qǐng)了國(guó)家專利，并獲授權(quán)：尖晶石結(jié)構(gòu)鐵酸鎳納米粉的制備方法， 115天津大學(xué)科技成果選編 申請(qǐng)?zhí)? CN200710057617.7，授權(quán)號(hào): CN100506749，授權(quán)日: 2009.07.01 尖晶石結(jié)構(gòu)鐵酸鎂納米粒子的合成方法， 申請(qǐng)?zhí)? CN200710057615.8，授權(quán)號(hào): CN101070192B，授權(quán)日: 2010.10.13 2) 該技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室已取得決定性突破。通過(guò)與企業(yè)的合作，進(jìn)一步研究開 發(fā)，可望達(dá)到或超過(guò)國(guó)際同類產(chǎn)品的水平。 3) 該產(chǎn)品已完成放大實(shí)驗(yàn)，經(jīng)中試后，便可進(jìn)行試生產(chǎn)和生產(chǎn)。 應(yīng)用前景分析及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)： 本技術(shù)采用的液相合成新方法優(yōu)勢(shì)明顯，如反應(yīng)時(shí)間短，后處理簡(jiǎn)單等。而 且樣品為納米級(jí)，粒徑也較均勻，這對(duì)產(chǎn)品的性能有很大影響。此外，有機(jī)體系 中還可以直接用純水做反應(yīng)物，無(wú)廢堿排放，有機(jī)萃取劑也可以循環(huán)使用，屬于 綠色工藝，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 本技術(shù)的原料成本低于其它方法，設(shè)備投資?。褐饕O(shè)備是低壓反應(yīng)釜，反 應(yīng)在中性的介質(zhì)中和低于 150OC 的溫度下進(jìn)行，因而對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性要求不 高，與目前的固相法相比設(shè)備的投資小。 本項(xiàng)目按照年生產(chǎn)能力 100 噸、原料成本 5 萬(wàn)元/噸、產(chǎn)品銷售價(jià) 20 萬(wàn)元/ 噸計(jì)算，毛利收入 1500 萬(wàn)元。 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件：（包括：原料、設(shè)備、廠房面積的要求及投資規(guī)模） 1.原料，具體如下： ①鎳鹽：可以選用工業(yè)級(jí)的硫酸鎳、氯化鎳等，通過(guò)溶劑萃取提純 Ni2+。 ②少量氨水和萃取劑(循環(huán)使用)。 2.主要設(shè)備：低壓反應(yīng)釜、過(guò)濾機(jī)、干燥箱、粉碎機(jī)。 3.生產(chǎn)用房高 4 米，其它為普通房。 4.投資規(guī)模：根據(jù)投資確定，如本年產(chǎn)總量 500 噸，項(xiàng)目開發(fā)總投資約為 2000 萬(wàn)元，利稅可達(dá)到 3000-4000 萬(wàn)。 合作方式及條件：面議。

本項(xiàng)目圍繞我國(guó)典型工業(yè)廢水處理/城鎮(zhèn)污水提標(biāo)處理關(guān)鍵技術(shù)難題，通過(guò)基礎(chǔ)研究-材料開發(fā)-技術(shù)發(fā)明-工程應(yīng)用，設(shè)計(jì)開發(fā)了一系列經(jīng)濟(jì)、高效的新型廢水處理功能材料及其水處理集成技術(shù)，并應(yīng)用于典型工業(yè)廢水/城鎮(zhèn)污水處理工程。本項(xiàng)目開發(fā)的新型廢水處理功能材料及其水處理技術(shù)已成功應(yīng)用于多個(gè)城鎮(zhèn)污水提標(biāo)改造/典型工業(yè)廢水處理與回用等水處理工程，解決了相關(guān)行業(yè)廢水處理中的諸多難題，促進(jìn)了相關(guān)行業(yè)的節(jié)能減排，取得了顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，顯著提升了城鎮(zhèn)污水/工業(yè)廢水處理的技術(shù)水平，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

項(xiàng)目1：基于超分子化工和納米技術(shù)，將具有特定光學(xué)特性分子引入膨潤(rùn)土層狀主體結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)分子尺度的均一復(fù)合，得到具有發(fā)光效率高、亮度強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好、色度純正的光學(xué)功能納米材料，并將其添加到高分子樹脂中獲得新型復(fù)合熒光油墨。該系列高性能材料的產(chǎn)業(yè)化在光致/電致發(fā)光。熒光傳感器等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景。特別是可以作為新一代稀土替代型熒光防偽材料。防偽商標(biāo)，防偽標(biāo)簽的使用者，從事各類產(chǎn)品包裝及證件的公司和相關(guān)政府企業(yè)均可作為本項(xiàng)目產(chǎn)品的主要用戶。預(yù)計(jì) 2015年，本產(chǎn)品國(guó)內(nèi)年需求量將達(dá)1萬(wàn)噸，國(guó)內(nèi)年消費(fèi)額達(dá)6.5億元，投資回收期約4.2年。 項(xiàng)目2：基于插層組裝原理，將功能性聚合物在膨潤(rùn)土表面及層間進(jìn)行插層改性，以實(shí)現(xiàn)膨潤(rùn)土相關(guān)物理化學(xué)特性（如親水親油性。熱穩(wěn)定性、力學(xué)強(qiáng)度等）的精細(xì)調(diào)控。將該類無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合材料應(yīng)用于高附加值化工助劑領(lǐng)域，如高分子聚合物（如橡膠、塑料。滌綸等）的增韌材料、阻燃材料、熱穩(wěn)定材料、抗沖擊材料等，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料功能的一體化。

成功獲得了兩種具有優(yōu)良性能的新型功能材料，分別為強(qiáng)響應(yīng)紅外非線性光學(xué)晶體Sr6Cd2Sb6O7S10，以及高穩(wěn)定性的鋰離子導(dǎo)體Li4Cu8Ge3S12。 波長(zhǎng)在3?20 ?m的中遠(yuǎn)紅外可調(diào)諧激光在軍事和民用方面，如激光制導(dǎo)、紅外激光通訊、紅外遙感、紅外激光雷達(dá)、以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等，都有非常重要的應(yīng)用。紅外非線性光學(xué)晶體材料可以通過(guò)光學(xué)參量震蕩（OPO）、倍頻（SHG）或者差頻（DFG）等非線性頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)，變頻輸出中遠(yuǎn)紅外激光。目前實(shí)用的ZnGeP2、AgGaS2和AgGaSe2等黃銅礦結(jié)構(gòu)晶體均為國(guó)外在20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)，但它們都存在各自的問(wèn)題，例如AgGaS2的熱導(dǎo)率小，激光損傷閾值較低，難以實(shí)現(xiàn)高功率激光輸出；ZnGeP2晶體中存在嚴(yán)重的雙光子吸收，難以實(shí)現(xiàn)寬頻輸出。這些問(wèn)題都限制了材料的實(shí)際應(yīng)用。因此，探索高性能的新型紅外非線性光學(xué)晶體材料具有十分重要的意義。

采用萃取及氧化/萃取工藝裝置處理某石化公司催化裂化汽油，使其硫含量達(dá)歐 V 排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)提高燃油收率；優(yōu)化功能材料的合成方法，降低成本，便于工業(yè)化應(yīng)用；合成新的功能化的離子液體，提高萃取選擇性，達(dá)到深度脫硫標(biāo)準(zhǔn)；將離子液體萃取與氧化技術(shù)耦合，研究氧化/萃取脫硫技術(shù)難點(diǎn)，如選擇合適的氧化劑、制備高效的催化劑等；優(yōu)化離子液體的回收再利用，減少?gòu)U液的產(chǎn)生，進(jìn)一步探索離子液體循環(huán)利用的新方法；完善工業(yè)化應(yīng)用所必須的各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。克服傳統(tǒng)加氫脫硫體系存在的溫度高、壓力大、副產(chǎn)品多等弊端，實(shí)現(xiàn)常溫常壓油品深度脫硫，催化劑循環(huán)利用?？朔鹘y(tǒng)加氫脫硫體系存在的溫度高、壓力大、副產(chǎn)品多等弊端，實(shí)現(xiàn)常溫常壓油品深度脫硫等技術(shù)手段。

通過(guò)對(duì)燒結(jié)鈷鐵氧體進(jìn)行熱等靜壓燒結(jié)，得到鈷鐵氧體陶瓷材料的樣品內(nèi)部孔隙大大減少，致密度大于 99％；平行方向磁致伸縮系數(shù)絕對(duì)值大于 150ppm；磁致伸縮激勵(lì)場(chǎng)低于 2000Oe。對(duì)鈷鐵氧體磁致伸縮材料進(jìn)行熱等靜壓處理促進(jìn)了其在低場(chǎng)高頻磁致伸縮領(lǐng)域的應(yīng)用。 通過(guò)凝膠注模、磁場(chǎng)取向及常壓燒結(jié)及熱處里工藝，得到的鈷鐵氧體磁致伸縮材料<100>方向取向度大于 40％，致密度大于 99％，垂直取向方向磁致伸縮系數(shù)絕對(duì)值大于 300ppm，對(duì)應(yīng)的激勵(lì)場(chǎng)低于 2000Oe。

綜述了人工鉀離子通道或運(yùn)輸載體選擇性設(shè)計(jì)及其功能特性，特別是選擇性運(yùn)輸鉀離子的功能設(shè)計(jì)，有助于進(jìn)一步探究活性結(jié)構(gòu)作為“過(guò)濾器”或“門控”蛋白在離子傳輸過(guò)程中的動(dòng)態(tài)過(guò)程。綜述指出人工鉀離子通道一般具有以下特征：（i)鉀離子結(jié)合的大環(huán)識(shí)別位點(diǎn)。配位后大環(huán)通道獲得的能量可以補(bǔ)償鉀離子脫水后能量損耗。即使體系中存在過(guò)量的Na+離子，大環(huán)通道也只識(shí)別K+離子。從機(jī)理上看，該識(shí)別系統(tǒng)具有協(xié)同動(dòng)態(tài)效應(yīng)，K+離子的增加也協(xié)同驅(qū)使著大環(huán)通道對(duì)鉀離子的選擇性增大；（ii)能夠?qū)崿F(xiàn)分子間自組裝的氫鍵供體與受體；(iii)具有可以嵌入疏水雙層膜結(jié)構(gòu)的疏水鏈。       該綜述分析和總結(jié)了該類材料體系中跨膜傳輸鉀離子的機(jī)理與機(jī)制；總結(jié)了人工設(shè)計(jì)自組裝高選擇性鉀離子通道的特征，并對(duì)比了一系列的人工鉀離子通道單晶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其跨膜運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)。

通過(guò)對(duì)燒結(jié)鈷鐵氧體進(jìn)行熱等靜壓燒結(jié)，得到鈷鐵氧體陶瓷材料的樣品內(nèi)部孔隙大大減少，致密度大于 99％；平行方向磁致伸縮系數(shù)絕對(duì)值大于 150ppm；磁致伸縮激勵(lì)場(chǎng)低于 2000Oe。對(duì)鈷鐵氧體磁致伸縮材料進(jìn)行熱等靜壓處理促進(jìn)了其在低場(chǎng)高頻磁致伸縮領(lǐng)域的應(yīng)用。通過(guò)凝膠注模、磁場(chǎng)取向及常壓燒結(jié)及熱處里工藝，得到的鈷鐵氧體磁致伸縮材料<100>方向取向度大于 40％，致密度大于 99％，垂直取向方向磁致伸縮系數(shù)絕對(duì)值大于 300ppm，對(duì)應(yīng)的激勵(lì)場(chǎng)低于 2000Oe。