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南京師范大學課程資源研究所 通用技術實驗室建設方案（技術與設計1、2） 序號 名稱 技術參數與規格要求 單位 數量 01 圖書資料 電工、木工、機械工人切削、鉗工工藝、五金手冊、機械制圖國家標準各1冊。 套 1 02 二維、三維設計軟件 具備完善的二維繪圖和三維建模與表現能力。兼顧了Autocad、3dsmax用戶的操作習慣。不僅是一個設計工具，而且還是一個演示媒體；它以視覺形式反映設計者的思想。 套 1 03 AutoCAD教育版 講授Auto CAD的實例應用，實例的制作操作步驟清晰易懂。可進行二維和二維設計，可以預設比例，按照比例繪圖可以直接編輯修改線的長度，有標注尺寸功能，可輸出位圖和矢量圖，網絡版。 套 1 04 視聽資料 配合教材教學內容的（經典結構、技術試驗、技術探究、技術奧秘、技術在各領域應用等）掛圖、課件、視頻及圖書資料。 套 1 05 三視圖投影演示儀 活動式三維正交結構，可標注投影圖；可直觀顯示三維投影體系，幫助完成三視圖的教學。用于《技術與設計1》第六章第二節 “常見的技術圖樣” 中關于正投影與三視圖的教學輔助教具，也可用于《 技術與設計2 》第一單元第二節“穩定結構的探析”的輔助教具。 套 1 06 多功能控制平臺（與結構承重測試儀配套使用） 1.顯示器：128×64點陣式液晶顯示屏 2.輸入：八路模擬量輸入（其中7路可設置為電壓

機電一體化綜合實訓平臺既可獨立實訓，也可以接通實物機電設備并實現動作控制。本設備集成了工業PLC、交換機和電路控制等實物單元，以及虛擬的傳感器、指示燈、機械執行機構和電氣元件組成的機電一體化虛擬應用場景，通過該設備工業PLC的交互控制編程與調試來控制機電一體化虛擬應用場景，調試成功后能看到整體虛擬場景的動作過程，從而掌握機電一體化設備生產過程中重要單元的操作與編程技巧，提高學生機電一體化應用水平。本設備還配備自定義I/O 接線仿真功能模塊，用戶可自定義刪除和連接I/O端口的接線設置，從而可以按自定義的I/O接線進行PLC程序編輯。 該平臺面向智能制造專業群可開展《PLC基礎應用》、《電氣控制與PLC應用》等課程的教學、考核及相應的技能競賽訓練  

研究方向：具有生物活性含磷化合物合成方法研究、糖手性誘導不對 稱合成、有機小分子催化劑催化不對稱合成、金屬-配體絡合物催化 不對稱合成。項目簡介： 反式-2-己烯醛（trans-2-Hexenal），俗稱葉醛（leaf aldehyde），檢 索美國合成香料手冊：其香氣為特有的青葉子氣味，獨特的新鮮感， 俗稱青蘋果。 反式-2-己烯醛自然界主要存在于西方的鵝耳櫪（carpinus betulus）， 東方的茶葉油中。由于其獨特的香氣，常為調香師們愛用的增香劑。 另外，由于其特有的化學結構，它又是合成多種香料必用的原料。如 合成反-2-己烯醇，3-甲巰基己醛，3-巰基己醛等至少不下六種香料， 故市場用量較大。據 2011 年統計，歐美，亞洲市場每年至少需要 800 －1000 噸，國內年需求 50-60 噸。目前市場價 160－180 元/千克，零 售價格約 240 元/千克；年產 600 噸反-2-己烯醛，每年產值不少于 14400 萬元，加上 200 噸反-2-己烯醇，每千克價 500－600 元/千克， 產值又增 10000 萬元，這些數據為最保守的數據。 查得的原料價格計算生產 1 千克反-2-己烯醛的原料成本約為 58 元/千克，賣價 160－180 元/千克，利潤空間相當大。另外由醛還原成 醇（即反-2-己烯醇）原料成本約 120 元/千克，賣價 500－600 元/千 克，同樣也有利潤可賺。 年產 600 噸反-2-己烯醛，需 5000 升反應釜六個，10000 升釜四 個，精餾塔四個，水循環泵四臺，50M3冷凝器三到四個，估算設備費 約 500－600 萬元(水、電、氣、冷需齊全，未計在內)流動資金 500 萬， 廠房面積 2000－3000M2，操作 10－20 人。 生產規模：年產 600 噸反-2-己烯醛，200 噸反-2-己烯醇，投資額： 400 萬元。

SiC/Al 復合材料具有高導熱、低膨脹、高模量、低密度等優異的綜合性能，在電子封裝領域具有廣闊的應用前景。目前廣泛采用工藝復雜、設備昂貴的壓力浸滲制備 SiC/Al 復合材料。課題組在歷經近十年的研發過程中，采用無壓浸滲法在空氣環境下，成功制備出了電子封裝用 SiC/Al 復合材料。該制備技術工藝過程簡單，設備要求不高，成本低廉，所制備的復合材料的熱物理性能可在較寬范圍內調節，具有較好的市場應用前景。于 2010 年獲得國家發明專利授權。

當今凝聚態物理研究中最重要的問題之一是揭示磁性材料中的高溫超導機制。帶有自旋的電子常被認為是局域在磁性離子實周圍的，而形成電流的電子則被視為在晶格中巡游。但事實上這兩者均為同一粒子。因此，這對立的兩面如何共同協助超導形成，是一個非常有趣的問題。這種“非常規”的機制與銅基超導體、鐵基超導體以及重費米子超導體都密切相關。 在具有多個電子軌道的體系，例如鐵基超導材料中，電子自旋和軌道自由度的相互作用使得這個問題更為復雜。李源研究員與合作者之前的研究報道已經揭示了自旋-軌道耦合對材料的磁性性質有非常重要的影響。他們的實驗同時還表明鐵基超導材料中的磁性具有巡游與局域的雙重特性。這并不是一個完全意外的結果，因為已有的一些理論研究也說明鐵基超導體可以被所謂“洪德金屬”的模型描述。不過自旋-軌道耦合以怎樣的方式影響鐵基材料中的超導機理，依然是一個未知的問題。Figure 1. (a-c) Imaginary part of dynamic spin susceptibility measured at different temperatures. (d) Imaginary part of dynamic spin susceptibility integrated over 4-8 meV based on the data in (a) and (b). 現在，李源研究組及合作者采用基于飛行時間原理的中子散射譜學技術，發現在一種鐵基超導材料中，有一類特定的磁激發對超導的形成至關重要，其作用機理與材料中的自旋-軌道耦合效應密切相關。這項工作于2019年1月4日發表在《物理評論快報》上。 這項研究針對的是近年來發現的空穴摻雜的“122”體系鐵基超導材料中新奇四重對稱性磁相。在傳統的二重對稱性磁相中，電子自旋指向在晶體的ab面內，而在這種新發現的磁相中電子的自旋指向沿晶體的c方向。有這種四重對稱性磁相的晶體中超導溫度也被壓制。該項研究旨在探索超導的壓制與四方磁相中探測到的譜學特征的聯系。基于這一目的，研究組瞄準了Sr1-xNaxFe2As2這一種有魯棒性的四方磁相，且較易制備大單晶的鐵基超導材料。Figure 2. (a-b) Constant-Q cuts measured at (0.5, 0.5, 1) and (0.5, 0.5, 3), with background subtracted. (c-d) Intensity difference between 6 K and 20 K at L = 1 and 3. 實驗發現，在材料發生從二重對稱性（圖1a, T = 80 K）轉化為四重對稱性（圖1b, T = 20 K）的相變后，低能的自旋激發發生了顯著的變化。根據中子散射截面與散射幾何的關系，在L = 1處測量到的信號中c方向的磁激發有更大的比重，而在L = 3處則可探測到更多的ab面內的磁激發。圖1d顯示，當溫度從80 K降到20 K后，由于自旋的方向發生偏轉到了c方向，在低能激發中將難以沿c方向時自旋的長短發生改變，因此低能磁激發中c方向的自旋激發被抑制。實驗還發現了重要的一點：超導相（圖1c, T = 6 K）的自旋激發相對非超導相的自旋激發有輕微的改變，這說明材料超導與的磁性質相關聯。進一步的分析（圖2）發現，這種改變主要發生在L = 1的位置，這說明在四重對稱性磁相中，盡管c方向的磁激發被抑制，但它們仍然是與超導關系最密切的磁激發。這項結果揭示了在多軌道序洪德金屬中實現高溫超導的一個“兼容性”要求：局域的磁矩必須能夠為巡游電子提供后者在實現超導配對過程中所需的磁激發。由于在四重對稱性磁相中，該要求恰好不被滿足，所以超導溫度被抑制。 量子材料科學中心博士研究生郭見青和岳莉為該項工作的共同第一作者。相關的中子散射實驗是由日本的MLF, J-Parc用戶實驗項目支持完成的。這項工作由量子材料科學中心李源研究組和張焱研究組合作完成。研究課題得到了中國自然科學基金委和科技部項目的資助。References:[1] C. Wang et al., Phys. Rev. X 3, 041036 (2013).[2] M. Ma et al., Phys. Rev. X 7, 021025 (2017).[3] Z.P. Yin et al., Nat. Mater. 10, 932 (2011).[4] J. Guo, L. Yue et al., Phys. Rev. Lett. 122, 017001 (2019).

在具有多個電子軌道的體系，例如鐵基超導材料中，電子自旋和軌道自由度的相互作用使得這個問題更為復雜。李源研究員與合作者之前的研究報道已經揭示了自旋-軌道耦合對材料的磁性性質有非常重要的影響。他們的實驗同時還表明鐵基超導材料中的磁性具有巡游與局域的雙重特性。這并不是一個完全意外的結果，因為已有的一些理論研究也說明鐵基超導體可以被所謂“洪德金屬”的模型描述。不過自旋-軌道耦合以怎樣的方式影響鐵基材料中的超導機理，依然是一個未知的問題。Figure 1. (a-c) Imaginary part of dynamic spin susceptibility measured at different temperatures. (d) Imaginary part of dynamic spin susceptibility integrated over 4-8 meV based on the data in (a) and (b). 現在，李源研究組及合作者采用基于飛行時間原理的中子散射譜學技術，發現在一種鐵基超導材料中，有一類特定的磁激發對超導的形成至關重要，其作用機理與材料中的自旋-軌道耦合效應密切相關。這項工作于2019年1月4日發表在《物理評論快報》上。 這項研究針對的是近年來發現的空穴摻雜的“122”體系鐵基超導材料中新奇四重對稱性磁相。在傳統的二重對稱性磁相中，電子自旋指向在晶體的ab面內，而在這種新發現的磁相中電子的自旋指向沿晶體的c方向。有這種四重對稱性磁相的晶體中超導溫度也被壓制。該項研究旨在探索超導的壓制與四方磁相中探測到的譜學特征的聯系。基于這一目的，研究組瞄準了Sr1-xNaxFe2As2這一種有魯棒性的四方磁相，且較易制備大單晶的鐵基超導材料。Figure 2. (a-b) Constant-Q cuts measured at (0.5, 0.5, 1) and (0.5, 0.5, 3), with background subtracted. (c-d) Intensity difference between 6 K and 20 K at L = 1 and 3. 實驗發現，在材料發生從二重對稱性（圖1a, T = 80 K）轉化為四重對稱性（圖1b, T = 20 K）的相變后，低能的自旋激發發生了顯著的變化。根據中子散射截面與散射幾何的關系，在L = 1處測量到的信號中c方向的磁激發有更大的比重，而在L = 3處則可探測到更多的ab面內的磁激發。圖1d顯示，當溫度從80 K降到20 K后，由于自旋的方向發生偏轉到了c方向，在低能激發中將難以沿c方向時自旋的長短發生改變，因此低能磁激發中c方向的自旋激發被抑制。實驗還發現了重要的一點：超導相（圖1c, T = 6 K）的自旋激發相對非超導相的自旋激發有輕微的改變，這說明材料超導與的磁性質相關聯。進一步的分析（圖2）發現，這種改變主要發生在L = 1的位置，這說明在四重對稱性磁相中，盡管c方向的磁激發被抑制，但它們仍然是與超導關系最密切的磁激發。這項結果揭示了在多軌道序洪德金屬中實現高溫超導的一個“兼容性”要求：局域的磁矩必須能夠為巡游電子提供后者在實現超導配對過程中所需的磁激發。由于在四重對稱性磁相中，該要求恰好不被滿足，所以超導溫度被抑制。

該化合物為高血壓治療藥物群多普利的中間體，是合成的手性非天然氨基酸，從環狀化合物和天然氨基酸出發進行制備。產品外觀為白色固體，純度>98%。國外利用此中間體開發的新藥已獲美國食品和藥品管理局（FDA）批準。

一、項目簡介油氣井固井作業中，強堿性水泥漿濾液大量滲入地層不僅會影響固井質量，也會造成產層污染。在油井水泥中添加降失水劑是目前最經濟有效的一種解決方法。其主要作用在于：減少水泥漿的濾失量，提高頂替效率，減少濾液對地層的傷害；防止水泥漿脫水，提高水泥石強度并可防止環空橋堵，層間竄流。在油井水泥中添加降失水劑是目前最經濟有效的一種解決方法。隨著鉆井技術的進步，給固井作業提出了更高要求。一般來說，降失水劑的作用機理有以下幾種觀點：(1)提高水泥漿粘度，使之不宜脫水；(2)提高水泥漿靜切力，一旦靜止即發生膠凝，既不產生靜壓，又不傳遞外壓；(3)粒度大小分布不同的顆粒材料，堵塞地層空隙或微孔；(4)使水溶性聚合物吸附于水泥顆粒表面，形成吸附水化層，造成水泥顆粒橋接進而生成網狀結構，束縛更多的自由水，堵塞水泥內部空隙，降低水泥濾餅的滲透性。(5)通過物理或化學交聯使聚合物與無機物在一定壓力下成膜，阻止水泥漿濾液的濾失。根據這幾種原理，可作油井水泥降失水劑的只有三種：① 固體顆粒材料，對于這種材料，最初用作降失水劑的是膨潤土，它是以極小的顆粒進入濾餅并鑲嵌在水泥顆粒之間，而使濾餅結構致密，滲透率降低，屬于這類材料還有瀝青、石灰石粉、熱塑性樹脂等。均可用作降失水劑，此類產品的主要特點是：降失水效果顯著、具有很好的抗溫性，如磺化的酚醛樹脂，缺點是配伍性差，尤其是對緩凝劑的選擇性很強，另外對水泥漿的稠度影響較大，產品性能對原料品種和質量的依賴非常大。② 水溶性高分子聚合物，對于這種材料目前發展最快，主要原因是，合成聚合物具有高效性，用較小的劑量即可起到相同的天然化合物所起不到的作用。其次，合成聚合物具有既可以提供多種品種和規模，也可以提供具有多種性能和功能的產品。此外，合成聚合物在質量和價格方面的變通性比天然的大，生產的穩定性也較強，然而缺點是產品多為液體，粉末固體生產成本相對較高。③ 成膜型水溶性高分子－無機鹽交聯體系，此類產品具有優良的降失水效果，對水泥漿稠化時間幾乎沒有影響，配伍性很強，特別適用于中、低溫淡水水泥漿，生產成本較低。LMS-1為水溶性聚合物型降失水劑，通過在共聚物中引入具有抗鹽、水化能力強的功能基團，并通過先進的生產工藝得到不同分子量分布的共聚物，從而使產品具有抗鹽、對水泥漿稠化時間影響小、對水泥漿具有分散作用的特點。二、市場前景我國于八十年代初期開始對降失水劑進行研究和應用，發展速度很快，1986年僅使用59噸，1992年增至857噸，并且需求量逐年增加，使用降失水劑所帶來的保證固井施工安全、保護油氣層已經得到各油田的共識，總公司對降失水劑的使用也越加嚴格，2003年頒布的新的石油天然氣行業標準SY/T 6544-2003對不同固井施工作業中水泥漿失水性能進行了詳細的規定，因此生產、開發油井水泥降失水劑具有廣闊的應用市場。LMS-1型中低溫抗鹽型油井水泥降失水劑具有適應溫度范圍廣、可適應淡水及海水，因此可廣泛使用于陸地、海洋固井施工作業，具有廣闊的市場空間。三、規模與投資中低溫抗鹽型油井水泥降失水劑適用溫度范圍寬(30℃~120℃)，因此廣泛適用于陸地淺井、中深井固井作業，可適用于G級、A級油井水泥，產品形態為液體，一般加量為5.0%~9%(BWOC)，可使API失水小于50mL/30min。市場價格約為1.4~1.6萬/噸，主要原材料價格為3000~5000元/噸產品。四、生產設備投資初期需要一臺可加熱反應釜，如有一定經濟基礎可進一步購置產品檢測實驗設備，約6~7萬元。五、效益分析該產品市場價格約為1.4~1.6萬/噸，原材料價格約為原材料價格為3000 ~ 5000元/噸產品，人工、電費月200元/噸產品。六、合作方式可以以下兩種方式進行：①一次性買斷；②先支付入門費然后以賣出產品數量提成。七、其他1. 該產品主要性能特點：1) 產品外觀為淺黃色液體，無毒、無嗅，不污染環境。2) 適用于符合API標準的A級、G級油井水泥。3) 加量為5%~9％可使API失水小于50mL/30min，由于引入了新的功能基團，因此改變了以往市售聚合物降失水劑類產品過緩凝現象，因而可根據具體施工要求對產品加量進行增減，對水泥漿性能無不利影響。4) 由于產品具有不同分子量分布的特點，因而其自身具有分散性，常規施工可不加或少加分散劑。5) 與促凝劑或緩凝劑配合使用，可用于井底循環度為30℃~120℃的油氣井。6) 具有良好的抗鹽性，可抗飽和食鹽水。2. 建議配方：我們將針對不同的井況推薦以下水劑漿配方。水灰比：0.44  以上為各溫度段下推薦配方，現場施工前還應根據井下具體情況如水質、不同水泥材料等因素進行施工前的化驗工作，確保施工安全。八、圖片抗鹽性能圖1為不同含鹽量下各溫度段水泥漿的失水情況（LMS-1加量為6%），可以看出當濃度高達36％時LMS-1仍能夠將水泥漿失水控制在100mL左右。圖1 鹽水濃度對LMS-1失水性能的影響

一、項目簡介油氣井固井作業中，強堿性水泥漿濾液大量滲入地層不僅會影響固井質量，也會造成產層污染。在油井水泥中添加降失水劑是目前最經濟有效的一種解決方法。其主要作用在于：減少水泥漿的濾失量，提高頂替效率，減少濾液對地層的傷害；防止水泥漿脫水，提高水泥石強度并可防止環空橋堵，層間竄流。在油井水泥中添加降失水劑是目前最經濟有效的一種解決方法。隨著鉆井技術的進步，給固井作業提出了更高要求。一般來說，降失水劑的作用機理有以下幾種觀點：(1)提高水泥漿粘度，使之不宜脫水；(2)提高水泥漿靜切力，一旦靜止即發生膠凝，既不產生靜壓，又不傳遞外壓；(3)粒度大小分布不同的顆粒材料，堵塞地層空隙或微孔；(4)使水溶性聚合物吸附于水泥顆粒表面，形成吸附水化層，造成水泥顆粒橋接進而生成網狀結構，束縛更多的自由水，堵塞水泥內部空隙，降低水泥濾餅的滲透性。(5)通過物理或化學交聯使聚合物與無機物在一定壓力下成膜，阻止水泥漿濾液的濾失。根據這幾種原理，可作油井水泥降失水劑的只有三種：① 固體顆粒材料，對于這種材料，最初用作降失水劑的是膨潤土，它是以極小的顆粒進入濾餅并鑲嵌在水泥顆粒之間，而使濾餅結構致密，滲透率降低，屬于這類材料還有瀝青、石灰石粉、熱塑性樹脂等。均可用作降失水劑，此類產品的主要特點是：降失水效果顯著、具有很好的抗溫性，如磺化的酚醛樹脂，缺點是配伍性差，尤其是對緩凝劑的選擇性很強，另外對水泥漿的稠度影響較大，產品性能對原料品種和質量的依賴非常大。② 水溶性高分子聚合物，對于這種材料目前發展最快，主要原因是，合成聚合物具有高效性，用較小的劑量即可起到相同的天然化合物所起不到的作用。其次，合成聚合物具有既可以提供多種品種和規模，也可以提供具有多種性能和功能的產品。此外，合成聚合物在質量和價格方面的變通性比天然的大，生產的穩定性也較強，然而缺點是產品多為液體，粉末固體生產成本相對較高。③ 成膜型水溶性高分子－無機鹽交聯體系，此類產品具有優良的降失水效果，對水泥漿稠化時間幾乎沒有影響，配伍性很強，特別適用于中、低溫淡水水泥漿，生產成本較低。LMS-1為水溶性聚合物型降失水劑，通過在共聚物中引入具有抗鹽、水化能力強的功能基團，并通過先進的生產工藝得到不同分子量分布的共聚物，從而使產品具有抗鹽、對水泥漿稠化時間影響小、對水泥漿具有分散作用的特點。二、市場前景我國于八十年代初期開始對降失水劑進行研究和應用，發展速度很快，1986年僅使用59噸，1992年增至857噸，并且需求量逐年增加，使用降失水劑所帶來的保證固井施工安全、保護油氣層已經得到各油田的共識，總公司對降失水劑的使用也越加嚴格，2003年頒布的新的石油天然氣行業標準SY/T 6544-2003對不同固井施工作業中水泥漿失水性能進行了詳細的規定，因此生產、開發油井水泥降失水劑具有廣闊的應用市場。LMS-1型中低溫抗鹽型油井水泥降失水劑具有適應溫度范圍廣、可適應淡水及海水，因此可廣泛使用于陸地、海洋固井施工作業，具有廣闊的市場空間。三、規模與投資中低溫抗鹽型油井水泥降失水劑適用溫度范圍寬(30℃~120℃)，因此廣泛適用于陸地淺井、中深井固井作業，可適用于G級、A級油井水泥，產品形態為液體，一般加量為5.0%~9%(BWOC)，可使API失水小于50mL/30min。市場價格約為1.4~1.6萬/噸，主要原材料價格為3000~5000元/噸產品。四、生產設備投資初期需要一臺可加熱反應釜，如有一定經濟基礎可進一步購置產品檢測實驗設備，約6~7萬元。五、效益分析該產品市場價格約為1.4~1.6萬/噸，原材料價格約為原材料價格為3000 ~ 5000元/噸產品，人工、電費月200元/噸產品。六、合作方式可以以下兩種方式進行：①一次性買斷；②先支付入門費然后以賣出產品數量提成。七、其他1. 該產品主要性能特點：1) 產品外觀為淺黃色液體，無毒、無嗅，不污染環境。2) 適用于符合API標準的A級、G級油井水泥。3) 加量為5%~9％可使API失水小于50mL/30min，由于引入了新的功能基團，因此改變了以往市售聚合物降失水劑類產品過緩凝現象，因而可根據具體施工要求對產品加量進行增減，對水泥漿性能無不利影響。4) 由于產品具有不同分子量分布的特點，因而其自身具有分散性，常規施工可不加或少加分散劑。5) 與促凝劑或緩凝劑配合使用，可用于井底循環度為30℃~120℃的油氣井。6) 具有良好的抗鹽性，可抗飽和食鹽水。2. 建議配方：我們將針對不同的井況推薦以下水劑漿配方。