外文翻译(中文)羟基石灰石制备和研究

第一篇：外文翻译(中文)羟基石灰石制备和研究

纤维蛋白-磷灰石复合材料的仿生制备

摘 要：双向扩散的Ca和PO4的溶液加入到纤维蛋白凝胶中，在不同pH条件下和氟离子的浓度进行仿生矿化反应生成有机/无机模仿生物矿化复合材料。在这个系统中产生的矿物比在溶液矿化系统中产生的矿物具有较高的结晶度。在纤维蛋白凝胶中由于pH条件不同生成的矿物也不同，如下所示：当不受酸碱约束下获得的矿物是DCPD；当PH是7.4时，获得的矿物是DCPD和OCP的混合物；当PH是9.0时，获得的矿物是OPD和HAP的混合物。当氟离子浓度在2-500ppm变化时，在PH是7.4时，凝胶系统中产生的矿物也在改变，从OCP/HAP复合材料转变为HAP/ FAP复合材料。此外，所获得的矿物的结晶度随随氟离子在增加而增加，同时晶度和溶解度呈负相关关系。总之，我们建立了新的有机/无机复合材料合成方法，这种材料是由纤维蛋白和钙磷酸盐组成的，同时表明合成的矿物特征可由制备条件控制。

关键词：仿生材料，生物矿化，钙磷酸盐，水凝胶，氟离子

引 言

经过深入的研究表明，在骨组织工程学领域，有机或者无机的复合材料与骨组织具有良好的生物相容性，能够提高它们的机械性能和促进骨组织再生。大多数有机或无机复合材料都是几种简单的有机或无机材料经过复合制备的，但是模拟生物硬组织的复合材料的制备方法并没有被很好的介绍。

生物硬组织，例如骨骼和牙齿的釉质，是在细胞外基质（ECM）中钙磷酸盐环境中经过成核，晶体生长而形成的。例如，骨钙蛋白或者别的非胶原蛋白，是通过典型的I胶原质化学连接的，它们和羟基磷灰石（HAP）具有良好的生物相容性。在釉质的形成过程中，自我组成的纳米釉源蛋白调节磷灰石的晶体形态，因此，ECM扮演中重要的角色，它不仅提供场所供矿物结晶沉淀而且对于生物硬组织的生长能够控制生物矿物的成核，结晶形态和结晶方向。在多样的水凝胶方向，一些研究已经开始使用钙化系统和尝试了解基质蛋白在生物矿化过程中的作用。例如Boskey et al曾建立了动物胶和琼脂糖胶 的扩散系统，证明非胶原蛋白在HAP的制备过程中起到促进还是抑制作用。Hunter et al.曾使用丙烯酰胺凝胶 研究它在体外的矿化过程。因此在有机基质中矿物的形成被认为是模拟生物硬组织生长矿化方法的一种。这些有机或无机复合材料经过仿生过程制备可能对于骨组织工程学的研究有非常大的作用。但是在以上提到的凝胶系统中无机相的制备大多数是由结晶度低的磷灰石组成的。在骨组织工程中，控制好无机相在复合材料中的性能是非常必要的，这是因为材料在医学治疗应用上需要一些特别的性能如可吸收性。为了控制好这些无机材料的性能，我们尝试在不同条件下制备复合材料。

在HAP中加入氟化物能够提高材料的稳定性，这是通过在晶格中用氟离子取代氢氧离子。氟离子在血清中浓度为0–0.13 ppm，但是在骨组织中浓度提高到800ppm，釉质中达到350-1000ppm。因此，对于生物硬组织的生长过程中，氟化物在调节矿物性能上显然起到关键作用。除此之外，在矿化过程中，PH也是一个重要的因素。因此在矿化过程中，控制复合材料中无机性能这些因素都是非常重要的参数。

在组织工程学上使用纤维蛋白凝胶是非常有益的，这是因为它具有生物相容性和生物降解性。更重要的是纤维蛋白能够从个人的周围血提取，因此在这次研究中我们选择纤维蛋白作为有机成分。在这次的研究中，在不同的条件下，我们使用纤维蛋白凝胶进行体外矿化和研究在凝胶中生成的矿物的性能是为了获得无机成分在有机或无机复合材料中多样性的特点。

材料和方法

体外纤维蛋白凝胶的矿化过程

凝胶扩散系统的制备过程如下：纤维蛋白（4mg/mL)和凝血酶溶液（2.5单位/mL）以1:1比例混合均匀。取240μL溶液倒入聚乙烯试管（直径=8mm）在37。C保温箱中放置30分钟以便于凝胶。100 mM 的(CH3COO)2Ca.2H2O和60mM的 NH4H2PO4溶液以相反的方向倒入以制好的凝胶促进矿化作用，如图一所示。整个系统在保温箱内维持37。C放置3天。Ca溶液和PO4溶液初始PH分别为7.6和4.5.为了研究溶液PH在矿化过程中的影响，通过添加HCl和NaOH分别调节两个溶液的PH值到7.4和9.0.在每一个矿化情况下测定纤维蛋白凝胶的PH了解矿化前后PH的变化。研究氟化物在矿化作用中的影响，2-2000ppm HF被加入

。到PO4溶液中。为了控制整个溶液系统的矿化作用，在37C下25mL的Ca溶液直接倒入25mL的PO4mL。

矿化产品的评价

矿化作用后，将凝胶系统在室温下风干24h，然后将获得的产品用粉末X射线衍射分析法鉴定产品。（002）高度的一半值被认为是制的的矿物的结晶度指数。

矿物的沉淀现象和晶体的形态用扫描电子显微镜观察。对于扫描电子显微镜观察时，在以矿化的纤维蛋白凝胶中加入4%多聚甲醛，然后用磷酸盐缓冲溶液洗涤六次后在加入1%的OsO4再用磷酸盐缓冲溶液洗涤六次，最后用浓度达到100%de 乙醇进行脱水。凝胶用CO2在临界温度干燥45分钟

图1（A）示意图凝胶扩散系统：Ca2+和PO34-在凝胶系统中以相反的方向扩散到纤维蛋白胶，以促进凝胶矿化。（B）纤维蛋白凝胶的尺寸：8mm×3.4mm（直径×厚度）：（a）纤维蛋白凝胶（b）矿化4小时（c）矿化3天

溶解度的测定

为了评价制的的样品的生物降解性，我们进行了体外溶解度测定实验。样品浸入到PH为4.8的浓度为0.1moL/L的10mL醋酸盐缓冲溶液中，在37。C下保温5天，剩下的样品被完全溶解在10mL的HCl溶液中，每个溶液中Ca离子的浓度使用先前描述的一种方法原子吸收的分光光度计测定。在凝胶中矿物的溶解度被定义为被洗提的 Ca 离子的含量与组成的凝胶中的初次的 Ca 含量的比值。

结果

体外纤维蛋白凝胶的矿化过程

矿化作用后，一个白色矿物沉淀（能带）在纤维蛋白凝胶中被观察了10 分钟，然而在矿化凝胶系统溶液中，当Ca溶液被滴加到PO4溶液中立即就观察到白色沉淀。最初，在纤维素凝胶的矿物沉淀被观察了在Ca 溶液被倒的区域（C 边）, 和能带区域然后扩大为这PO4 溶液被倒的区域（P 边）。最后，4小时后凝胶体全变白了。如图1（B）

在矿化前凝胶的PH为6.61，在表一的条件下凝胶系统PH值在24小时后将会增加。

表一

矿化24小时后纤维凝胶系统的PH值

条件 PH值 矿化之前纤维凝胶 6.61 +_0.12 不受酸碱约束 5.14 + 0.15 PH为 7.4 6.09 + 0.20 PH为 9.0 6.48 +0.24

矿化产品的评价

利用XRD分析可以了解在不同PH条件下矿物性能。在矿化系统溶液在不受约束的酸碱质条件之下获得矿产品是二水磷酸氢钙（DCPD），在PH为7.4时获得的是 磷酸八钙（OCP）和羟基磷灰石（HAP）的混合物，在PH为9.0时，获得的也是OCP和HAP的混合物。在凝胶系统中，在不受约束的酸碱质条件之下获得矿产品是二水磷酸氢钙（DCPD），在PH为7.4时获得的是 磷酸八钙（OCP）和二水磷酸氢钙（DCPD）的混合物，在PH为9.0时，获得的也是OCP和HAP的混合物。如图2.（A）观察XRD的轮廓可知，在凝胶扩散系统中矿物的结晶产物明显高于在矿物溶液系统中产生的。

为了了解目前的氟离子对凝胶系统中对矿物产生的影响，因此，在不同的PH条件下分别向磷酸盐溶液中加入200ppm的氢氟酸，然后使用XRD方法研究在纤维蛋白凝胶系统中矿物的生成量。结果显示，在任何pH值下纤维蛋白凝胶系统中矿物的生成都为羟基磷灰石/氟磷灰石（FAP）的。此外，在每个样本中样品的结晶度没有明显差异，如图2（B)。为了进一步研究成矿条件，我们选择pH值7.4，这是因为这种条件与生物的环境条件相似。

在凝胶系统中，为了获得矿物成分的不同程度的结晶和溶解度，我们向凝胶成矿系统中添加了不同浓度的氟离子（2—2000ppm)。XRD分析表明，在不加氟离子的情况下，所产生的矿物是DCPD和OCP的混合物，在氟离子浓度达到20 ppm时，产物是OCP和HAP的混合物，并在氟离子浓度达到500 ppm时，产物是典型的HAP/ FAP的混合物。最后，X射线衍射图谱表明，在氟离子浓度超过500 ppm时，产生的矿物是HAP/ FAP的复合材料和氟化钙（CaF2）的混合物，如图3（A）。为了估计氟离子对矿物结晶的影响，结晶指数被认定为在（002）峰逆宽度的半值。当氟离子浓度达到100ppm时，结晶度明显提高并且氟离子浓度高于100ppm时，其饱和（图4）。当氟离子浓度从0到500ppm变化时，（300）反射峰位置转移到更高的角度，表明在矿物中FAP的成分也随着氟离子浓度增加而增加图3（B）。

为了了解在纤维凝胶系统中晶体的生长过程，在20 ppm的氟离子条件下获得了不同的时间点的以矿化的凝胶系统的扫描电镜图像。结果表明，在纤维蛋白凝胶系统中矿物发生矿化的一分钟后就会发生核化，以及随着时间，矿物晶体颗粒生长和转化为针状结构（图5）。为了鉴别氟离子对晶体形态的影响，在加入不同浓度氟离子后，经过三天的矿化我们获得晶体的扫描显微图像。随着氟离子浓度的增加，可发现彩带般的OCP的晶体数量减少。最后，当氟离子浓度200 ppm时，针状晶体FAP覆盖整个晶区，如图6

溶解度实验

每个样品的溶解度被定义为在矿化凝胶系统中钙离子被洗脱的含量与最初的钙含量的比值。和预期一样，溶解度随氟离子浓度增加而增加。（图4）

图二，(A)在不同的PH下，凝胶扩散和溶液系统中产生的矿物X射线衍射图；（A至C）在溶液系统中矿物：（a）不受酸碱约束条件 ；（b）PH=7.4；（c）PH=9.0；（d到f）在凝胶系统中矿物：（d）不受酸碱约束条件 ；（e）PH=7.4；（f）PH=9.0；（B）在氟离子量为200ppm时，在不同的PH下，凝胶扩散系统中产生的矿物的X射线衍射图：（a）不受酸碱约束条件 ；（b）PH=7.4；（c）PH=9.0。

图3(A)在pH值为7.4时，不同氟化物浓度所获得矿物的X射线衍射图（B）矿化产品的（300）X射线反射图：（a）没有氟离子（b）氟离子浓度2ppm（c）（d）20ppm（e）50ppm（f）200ppm（g）500ppm（h）1000ppm（i）2000ppm。

图4.当pH7.4 氟化物浓度不同时，在纤维蛋白胶中所获得的矿物的结晶度（■）和溶解度（●）。结晶度定义为在（002）峰逆半值宽度，在凝胶的矿物质溶解度定义为在复合凝胶中钙离子的洗脱的含量比最初的钙含量。

讨论

为了改善有机/无机复合材料的机械性能，生物降解性，在过去的几十年中，生物相容性，许多研究已经开始进行了。本次研究中，我们建立了一个制备有机/无机纤维蛋白的方法：通过使用钙溶液和PO4溶液双向扩散方式制成纤维蛋白胶。我们也证明了这种复合材料的矿物相的特征可通过改变pH值和氟离子的浓度而控制。

首先，我们比较了在凝胶扩散系统和溶液系统中形成的矿物特征。在凝胶扩散系统中生成的矿物的结晶度比在溶液中生成系统中较高。纤维蛋白胶是由一个个小纤维网络结构组成的，在凝胶系统中这种结构可能减轻离子扩散速率和促进晶体增长。在不含氟离子的情况下，在凝胶扩散系统中，当不受酸碱约束下获得的矿物是DCPD；当PH是7.4时，获得的矿物是DCPD和OCP的混合物；当PH是9.0时，获得的矿物是OPD和HAP的混合物。以前的报告表明DCPD合成的最适当的pH值条件是酸性的，对于OCP，它是中性偏弱酸性，对于HAP，它是中性偏弱碱性。在矿化期间，凝胶系统的pH值下降可能是由于目前产生的结果造成的。

虽然当PH为9.0时，在矿化中可以获得羟基磷灰石类矿物，但是获得的矿物的结晶度仍然很低。为了控制生成的矿物结晶度，我们研究了在凝胶系统中氟离子对矿化作用的影响。有趣的是，当氟离子浓度为200 ppm时，无论PH值为多少，X射线衍射轮廓表明HAP/ FAP的类均具有高的结晶度。这一结果表明，氟离子可促进磷灰石晶体的稳定性和抑制以形成的晶体的变形和水化。

由于在生物硬组织中氟离子的浓度较高，而且在牙釉质形成期阶段氟离子的吸收量也是最高的。我们的结果也证实了猜想：在生物矿化过程中，增强羟基磷灰石生物矿化的结晶度，氟化物含量是一个关键因素。然后，我们研究了在凝胶系统中氟离子浓度对矿物形成的影响。随着氟离子浓度从2-500的增加，凝胶系统中矿物特征也在改变，从在OCP/HAP复合材料到HAP/ FAP复合材料。随后，当氟离子的浓度超过500ppm时，凝胶系统中将会形成氟化钙。在有机/无机复合材料中控制无机相的结晶度和溶解度将有利于其降解调控，因为纤维蛋白胶具有生物降解性能。为了了解这种复合材料的结晶度和溶解度之间的关系，我们研究了当氟离子的浓度（0-200 ppm）变化时，该材料不同的矿物形成的溶解度。所获得的矿物结晶度随着氟离子浓度的增加而提高，以及溶解度表现出与结晶度负相关的关系。

在骨组织再生过程中，最重要的是要控制新植入骨组织的生物降解性材料的生物降解性。我们建立了一种新的仿生材料制备方法，纤维蛋白和钙磷酸盐复合。并显示矿物的特征和结晶度可以有制备条件控制。这种有机/无机材料在矿化过程中多样的特征将有助于理想的骨组织再生过程控制其生物降解性以配合适的治疗。

图5，在pH7.4，氟化物浓度为20 ppm时，晶体生长的扫描电镜图像，（A）纤维蛋白凝胶；B）1分钟矿化后；（C）30分钟矿化后；（D）6小时矿化后。

图6，在pH7.4，氟化物浓度为不同时矿物晶体的扫描电镜图像：（A）0 ppm，（B）2 ppm，（C）20ppm，（D）200 ppm

第二篇：外文翻译之中文解读

毕业设计

中文翻译：

新型煤化工技术发展

摘要：近年来，我国与煤炭伴生的洁净煤技术和煤化工技术也得到快速发展。煤炭的洁净燃烧技术、煤炭气化、液化技术以及其他新型煤化工技术已经从工业试验研究阶段，逐步向工业化、产业化阶段发展。我国煤炭要在煤炭工业安全生产、煤炭工业清洁生产、煤化工和新型煤化工领域更进一步，发展科技化、环保化、安全化的新型煤炭工业。同时进一步调整煤炭工业在国民经济中的比重，优化产业结构，实现国家经济发展方式的转型。

关键词：洁净煤技术；煤化工；新型煤炭工业

由于我国煤层赋存条件复杂，井工开采比例大，中小型矿井数量多，导致了煤炭开采技术水平的多层次性，煤矿整体技术水平和安全生产水平还相对落后，煤炭资源洁净开发利用研究起步晚，技术不够成熟，大量煤炭直接燃烧而造成的环境污染还相当严重。要解决煤炭工业健康发展的一系列重大问题，必须依靠技术进步与创新，全面提升煤炭工业的整体技术水平。

一 “十二五”煤炭科技重点发展的重点领域

“十二五”煤炭工业科技进步的发展目标:煤炭工业要全面落实《若干意见》精神，走资源利用率高、安全有保障、经济效益好、环境污染少的新型工业化道路。我国煤炭工业科技进步发展目标，要紧紧围绕大型煤炭基地建设、煤矿安全高效生产技术、煤炭综合加工利用技术等领域，开展综合攻关，重点突破，强化创新，引领发展，实现绿色开采，发展循环经济，使我国煤炭资源开发利用的整体技术水平有所突破，“十二五”末使科技对全行业经济发展的贡献率达到45%以上。

（一）资源勘探及矿井建设领域

在资源勘探及矿井建设领域，要重点研究开发高精度、高分辨率和高可靠性的地质勘探技术装备，提高地质结构的勘探精度，为我国大型煤炭基地建设和复杂地层条件下的资源开采提供可靠的地质保障。同时开展中

毕业设计

东部地区深部煤层资源赋存规律和探测与开采技术、深部高效找矿和快速勘探技术的研究，解决600米深厚冲积层下凿井技术理论和技术难题，为我国深部煤炭资源高效、安全开采提供理论依据和技术手段。

（二）煤炭资源开采领域

在煤炭资源开采领域，利用现代加工、智能控制技术和工况监控技术，研究开发大功率、高可靠性的采煤装备，使井工开采工作面生产能力达到每年1000万吨以上，大型露天矿生产能力达到每年2000万吨以上，同时使薄煤层开采技术和短臂开采装备水平有突破性提高，使采煤装备更适合于各类复杂煤层的开采条件，全面提升我国采煤技术的机械化、自动化水平。

（三）煤矿安全生产方面

1.煤炭安全生产现状

目前我国煤矿安全工作中存在的问题我国经过几十年的建设,煤炭行业都相继建立了安全方面的专业技术研究机构,建立和完善了试验检测手段,制定了一系列相关技术标准,为煤矿安全生产、科学管理提供了有力的技术支撑。近年来，国家也进一步完善了提高煤矿安全生产水准的一些法律、法规，迫使煤矿企业提高安全意识，加强安全装备。但由于受诸多方面的因素制约与限制,全国煤矿每年事故死亡人数一直徘徊在6000～7000人左右,煤矿安全生产形势依然严峻。

2.国家煤炭安全生产办法

对于我国目前煤炭生产中还存在的重大问题，国家出台了相应的安全生产办法，我国的煤炭企业必须遵照国家安排实行相应的安全生产办法，按规章制度进行安全作业。

1）加强调度值班指挥和干部下井带班的管理工作煤矿企业每天要安排一名副矿长以上管理人员值班，值班人员要做到24小时坚守岗位，随时掌握生产动态，发现问题及时处理，并及时向调度室汇报。

2）加强现场管理，积极消除安全隐患必须认真查处现场的安全隐患，对不查处安全隐患的人员进行经济处罚，与安全奖励挂钩；在安全检查方

毕业设计

面应加大力度，每周组织一次安全检查，并组织查岗小分队，重点对中晚班进行检查，及时发现和处理施工中的各种事故隐患；对查出的安全隐患，及时要求施工单位进行整改。对现场违章人员按煤矿企业奖惩细则的处罚标准加倍处罚。

3）加快煤矿安全立法,强化安全生产监管职能。目前,我国煤矿安全监察与管理不分,行业职能部门既当运动员又当裁判员,因此难以正确处理好安全与效益的关系,难以严格依法开展安全执法与监督,“安全第一”方针的不能真正落到实处。且行业主管部门在对煤矿进行安全监察时,主要依赖于规范性文件和行政命令,很难做到依法行政、依法监察。国家应进一步健全安全生产监督法律法规,建立一个令行禁止、监察有力的职业安全监察体系。

4）保证安全生产投入,提高抗灾能力和安全技术资金投入比例为保障煤矿安全投入,国家应在法律法规中明确规定煤炭企业对安全技措资金的使用范围,对资金使用的情况定期进行审查和评估,真正做到专款专用,逐步提高安全技术资金比率。督促煤矿企业加强安全与技术投入,建立起一个可靠、有效的安全生产科研保障体系,加快安全生产管理信息网络化建设,为实现我国煤矿安全监督管理科学化和现代化奠定坚实的基础。

5）根据煤矿生产的特殊性,建立有效、合法的中介服务机构按照《安全生产法》的规定,认真开展煤矿安全现状综合评估,对煤矿法人、矿长履行安全生产管理职能等情况进行定期严格考核,对矿用安全设备、器材、安全防护用品进行检测、检验,完善煤矿安全应急救护体系。

总之，安全管理是煤矿企业工作的重要组成部分。目前,在新的安全形势下,国家对煤矿企业提出的“安全第一，预防为主,综合治理”、“安全为天”的警钟越敲越响。而对待安全问题,单独靠专业部门一两名安全人员,要想迅速而准确地采取措施是不可能的。只有深入生产第一线,上下一心,齐心协力才能解决问题。解决问题的关键是把问题整理归纳,有组织、有领导地按轻重缓急抓落实。要进行调查研究,把隐患分类排队,并提高检测事故隐患的手段才能保证施工的安全，避免伤亡，全面提升矿井的综合

毕业设计

安全保障能力。二 洁净煤技术

洁净煤技术（Clean Coal Technology,简称CCT）的概念是２０世纪８０年代中期美国首先提出的，是指在煤炭开发和加工利用全过程中旨在减少污染与提高利用效率的加工﹑燃烧﹑转换及污染控制等技术的总称，是使煤作为一种能源应达到最大限度潜能的利用，而释放的污染物控制在最低水平，达到煤的高效清洁利用的技术。

今年来在有关部门的配合与支持下，我国洁净煤技术开发、应用、推广方面有显著的进展。主要表现在：煤炭的深加工有所进步，煤炭入洗比重逐年提高；工业型煤和水煤浆技术开发和应用开始起步，已有示范性项目投入使用；煤炭气化技术已比较成熟，煤气已成为城市民用燃料的重要组成部分；正在进行煤炭液化的性能和工艺条件试验，以及煤炭液化商业性示范厂的可行性研究。

发展洁净煤技术的重大意义：采用煤炭加工技术，可有效降低原料煤的灰分和硫分，实现煤炭燃前脱硫降灰，大幅度减少大气污染物排放，减少煤炭利用的外部成本；发展煤基合成燃料可以促进能源供应来源的多样性，改善单一的能源结构，在相当程度上缓解我国石油、天然气供应不足的问题，且经济投入和运行成本大大低于采用石油和天然气，有利于我国清洁能源的发展及长远的能源安全；洁净煤技术汇集了电子、信息、自动化、环境科学等高新技术，已不再是传统的煤利用技术。

总之，洁净煤技术的开发与应用正处方兴未艾之势，国民经济和社会发展第十个五年计划已将洁净煤技术列为能源建设的重要内容，我国洁净煤技术将进入产业化发展阶段。三 煤气化和液化技术 1 煤气化技术

煤在高温条件下借助气化剂的化学作用将固体碳转化为可燃气体(气体混合物)的热化过程。用空气、水蒸气、二氧化碳作为气化剂。它们与煤中的碳发生非均相反应。此外煤热分解出的气态产物如CO2、H2O 及

毕业设计

烃类等也能与赤热的碳发生均相反应。依气化法、气化条件及煤的性质不同,气化气的组成也不同。根据煤气发生炉内所进行的气体过程特点,可以将煤层自上而下地分为干燥带、干馏带、还原带、氢化带和灰层,在干燥带和干馏带中,煤受到高温炉气的加热而放出水分并挥发。剩下的焦炭在还原带和氧化带中进行氧化反应。煤经过气化后得到的是粗煤气,再经过净化和加工后,可以得到各种化学品。常用于煤气化的方式有: 1）固定床气化。也称为移动床气化。因为在气化过程中，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化；而实际上，煤料在气化过程中确是以很慢的速度向下移动的，故又称其为移动床气化。

2）流化床气化。它是以小颗粒煤为原料，并在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒类似于沸腾的液体而剧烈地运动，从而使得煤料层内几乎没有温度梯度和浓度梯度。

3）气流床气化。这是一种并流气化，用气化剂将煤粉带人气化炉内，也可将煤粉先制成水煤浆，然后用泵打人气化炉内。煤料在高于其灰熔点的温度下被气化剂气化，灰渣以液态形式排出气化炉。

4）熔浴床气化。也称熔融床气化，它是将粉煤和气化剂以切线方向高速喷人温度较高且高度稳定的熔池内，且池内熔融物保持高速旋转。作为粉煤与气化剂的分散介质的熔融物可以是熔融的灰渣、熔盐或熔融的金属。

煤气化技术

所谓煤液化,是将煤中有机质转化为流质产物,其目的就是获得和利用液态的碳氢化合物来替代石油及其制品,包括直接液化技术和间接液化技术两部分,产品市场潜力巨大,工艺、工程技术集中度高,是中国新型煤化工技术和产业发展的重要方向。

煤的液化包括直接液化和间接液化两种方式。

煤的直接液化首先是德国科学家F.Bergius 于1913 年发明的。其原理是煤炭在溶剂作用和高温高压条件下,直接与气态氢发生反应,使煤的

毕业设计

氢含量增加,最后转变为液体的过程。1927 年德国燃料公司Pier 等人开发了硫化钨和硫化铜催化剂,将液化过程分为糊相加氢和气相加氢两阶段进行,解决了工程化问题,建成了世界第一座工业化规模生产的煤直接液化企业,并陆续建设了20 套煤直接液化装置。

煤的间接液化是德国皇家煤炭研究所的F.Fficher 和H.Tropsch两个化学家于1923 年首先提出的。其原理是以煤为原料先经气化制合成气(CO + H2),再以合成气为原料,在催化剂的作用下合成液态烃类产品。受两次世界石油危机的影响,美国、德国、英国、日本和前苏联等国家重新重视煤炭直接液化的新技术开发工作,纷纷组织了一批科研开发机构及企业开展了大量的研究开发工作,相继开发了多种工艺,其中最具代表性的工艺有以下几种。

1)溶剂精制煤工艺(SRC):是由美国煤炭研究局(OCR)于1962 年与Spencev 化学公司联合开发的煤直接加氢液化工艺,最初是为了洁净利用美国高硫煤而开发的一种生产以重质燃料油为目的的煤液化转化技术,不使用催化剂,反应条件比较温和,利用煤自身的黄铁矿将煤转化为低灰低硫的常温下为固体的SRC-1。后来又改进工艺,采用增加残渍循环,减压蒸馏方法进行固液分离,获得常温下也是液体的重质燃料油,即SRC-Ⅱ。

2)供氢溶剂法(EDS)是美国埃克森研究和工程公司于1966 年首先开发使用供氢溶剂的煤液化工艺。在液化反应组分中也不加催化剂,从而避免了煤中矿物质对催化剂的毒害作用,延长了高性能活性催化剂的使用寿命。其与SRC 法的区别是对循环溶剂单独进行催化加氢,从而提高了溶剂的供氧能力,液化油率提高,主要产品是轻质油和中质油。

3)氢煤法(H-Coal):是由美国碳氢化合物公司(HRI)在氢油法(H-Oil)工艺基础上开发的与SRC法和EDS法完全不同的氢煤法(H-Coal)工艺,它采用高活性催化剂和沸腾床反应器,使得液化转化率和液体收率都有很大的提高,并且提高了液化粗油的品质,液化油中的杂原子含量也降低了。

4)德国IGOR工艺:是由德国环保与原材料回收公司与德国矿冶技术检测有限公司(DMT)在德国老工艺的基础上开发的煤加氢液化与加氢精制

毕业设计

一体化联合工艺。原料煤经该工艺过程液化后,可直接得到加氢裂解及催化重整工艺处理的合格原料,从而改变了以往煤加氢液化制备合成油还需再单独进行加氢精制工艺处理的传统煤液化模式。后来IGOR工艺又将煤糊相加氢和液化粗油加氢精制串联,既简化工艺,又可获得杂原子含量很低的精制油,代表着煤直接液化技术的发展方向。四 新型煤化工技术开发

新型煤化工是以煤炭为基本原料(燃料),C1化工技术为基础,以国家经济发展和市场急需的产品为方向,采用高技术,优化工艺路线,充分注重环境友好,有良好经济效益的新型产业。它包括了煤炭液化(直接和间接),煤炭气化、煤焦、煤制合成氨、煤制甲醇、煤制烯烃等技术,以及集煤转化、发电、冶金、建材等工艺为一体的煤化联产和洁净煤技术。其中煤炭焦化、煤气化-合成氨-化肥已经是我国主要的煤化工产业,随着科学技术的快速发展和市场的巨大需求,煤炭焦化、煤气化-甲醇、煤制油、烯烃及下游化工产品也得到了快速发展。新型煤化工实际上是建立在传统煤化工基础上的,与传统煤化工密不可分。其特点如下。

以清洁能源为主要产品；煤炭-能源化工一体化；高新技术及优化集成；建设大型企业和产业基地；有效利用煤炭资源；经济效益最大化；环境友好；人力资源得到发挥。

当前新型煤化工技术开发热点主要是以下几个方面：

1)煤气化制甲基叔丁基醚:采用多组分催化剂,可从合成气制含60%异丁醇和40 %甲醇的混合物,异丁醇脱水成异丁烯,从而可完成由合成气直接制取甲基叔丁基醚,这是一条很值得重视的由天然气和煤为原料制取高辛烷值添加剂的技术路线。

2)以煤为原料生产甲醇及多种化工产品。甲醇作为一种重要的基础化工原料,通过羰基化可进一步制取醋酸、醋酸酐、甲酸甲酯、甲酸、草酸等重要的化工产品。另外还可以用于甲醇汽油(掺烧或者全烧),甲醇转化为甲醚替代液化石油气和柴油或制造燃料电池等等。因此,作为可替代石油化工产品的甲醇下游产品是未来大规模发展甲醇生产提高市场竞争力的

毕业设计

重要方向。

3)以煤为原料合成低碳烃类。甲醇裂解制烯烃(MTO)技术由DOP和NOSRK HYDRO公司联合开发。鲁奇公司(LURGI)研制的甲醇制丙烯(MTP)技术,已经在工业化设计中,准备进行商业化生产。

4)煤炭气化多联产技术是新型煤化工的一种发展趋势。所谓多联产系统就是指多种煤炭转化技术通过优化耦合集成在一起,以同时获得多种高附加值的化工产品和多种洁净的二次能源，为目的的生产系统。多联产与单产相比,实现了煤炭资源价值的梯级利用,达到了煤炭资源价值利用效率和经济效益的最大化,满足了煤炭资源利用的环境最友好。

我国煤炭工业的发展在经历了数十年的发展后，在21世纪的今天既有令人欣慰的成就又有欠缺和不足的地方。作为资源型的产业，煤炭工业需要更近一步地加大煤产品的再加工深加工，提高煤产品的附加值。最后希望我国的煤炭工业能在满足我国能源需求的前提下降低比重，大力开发新能源，优化能源结构和产业机构，摆脱过度依赖煤炭能源的现状，在科技进步中实现真正的大国崛起，强国再现。

第三篇：外文翻译(中文)化学浴沉积法制备金属氧化物薄膜

Materials Chemistry and Physics 65(2000)1-31

化学浴沉积法制备金属氧化物薄膜

R.S.Mane, C.D.Lokhande 薄膜物理实验室，印度希瓦吉大学，Kolhapur416004，收到1999年7月22日，经修订的表格1999年12月28日收到；

接受2000年1月3日。

----------------------------摘要

由化学方法制备金属氧化物薄膜的方法目前受到很大的关注，它相对因为这些是避免基体的氧化和侵蚀的低温程序，很多的基体，像是绝缘体、半导体或金属，能被利用。这些是用改良的晶粒组织促进晶体较好的定方位的缓慢的过程。根据沉积条件的不同，膜的生长可以采取离子对基材的材料凝结或从底物上的胶体粒子吸附的地方。使用这些方法，II-VI，V-VI，III-VI的薄膜等已沉积出来。太阳能选择性涂层，太阳能控制，光电导，固态及光电太阳能电池，光学成像，全息图记录，光大容量存储器等都是金属硫薄膜的一些应用。在本综述中，我们有详细的介绍，化学浴金属硫系薄膜沉积法，它有高产优质薄膜的能力。他们的制备参数，结构，光学，电学性能等进行了描述。我们还讨论了化学浴沉积法制备薄膜的理论背景。

关键词：金属硫族化合物薄膜、薄固体、化学浴沉积

----------------------------1 简介

薄膜材料在不同的领域有很多应用。他们有些是A.R.涂料、干扰滤波器、polarisers，狭带滤波器、日光电池，光导体, photoconductors,探测器，波导涂料，卫星的温度控制，光热太阳能涂层例如黑铬，镍，钴，等等。磁性薄膜，超导体薄膜，抗腐蚀薄膜，微电子设备，菱形薄膜，通过涂层或表面改性减少fabrication等等，取向附生和异质结构薄膜，耐高温薄膜，硬质涂层等。薄膜设备的快速发展有助于发展独石和混合微电子的集成电路，硫化物薄膜有助于大面积的光电二极管阵列、太阳能选择涂料、太阳能电池、photoconductor、传感器等的制备。通过真空蒸发，喷溅，以及化学方法例如化学蒸汽沉积，喷雾高温分解，电沉积，阳极化处理，无电镀电转换，浸增长，连续的离子吸附和反应，化学浴沉积，溶解气接口技术是众所周知的。

CBD就是在溶液中生长，控制析出，或简单的化学沉积，最近被用作金属氧化物薄膜的沉积。它在液相中，是良好化学的蒸气沉积在气相的类似物。反应发生在溶解的初期，通常在较低温度下的水溶液中。硫脲，硫代乙酰胺，硫代硫酸盐，钠硫化物通常被用作硫化物初级形式，金属的前体是氨配体与金属离子络合。

有趣的是注意到，CBD和喷雾热分解硫化物沉积法的相似的地方是采用相同在溶剂中分散的前体（硫脲和硫代乙酰胺和金属盐类）的使用。在CBD中，溶液化学让自发的液相反应成为可能，而喷雾热分解法由于不同的溶液化学，反应需要更高的温度处理，因此发生在气相阶段。

CBD目前吸引了很多的关注，它不需要复杂的仪器比如蒸汽系统和其他昂贵的设备。简单的设备例如带有磁石搅拌器的热板是不可或缺的。原料普遍便宜来源广。通过CBDS，很多基体能被一个适当的单次运行的设计所复盖。基体的导电系数是不必需的。溶液能得到的任何不溶的表面将成为沉积的合适的衬底。低温沉积避免了氧化和金属基体的腐蚀。化学沉积导致了pin hole free,一律的沉积很容易获得因为基本的砌块是离子而非原子。准备的参数容易控制、比较好的定方位，而且改良的晶粒组织能被获得。文献中出现了很多讨论CBD的地位的评论文章。

Materials Chemistry and Physics 65(2000)1-31

溶液中固相的形成包括两个阶段：成核和生长。固相颗粒的大小取决于这两个过程发生的速率。对于任何沉淀，有很少一部分的离子或分子在于溶液接触过程中产生了稳定的相，被称作核心。晶核的形成对沉淀洗出是很重要的。溶液中核的概念是形成分子团簇进行快速分解和粒子结合起来，长大了一定厚度的薄膜，取决于沉积条件例如水浴温度，搅拌速率，PH，溶液的浓度等等。薄膜的生长发生在原料的离子-离子凝聚或基体上的溶液中胶质点的吸附作用。使用CBD, ,很多的二元硫化物例如CdS, CdSe, Bi2S3, Bi2 Se3, PbS,PbSe,As2S3, Sb2S3, Ag2S, CuS, ZnS等等，以及三元硫化物例如CdZnS, CdSSe, CuInS2, CuInSe2, PbHgS, CdPbSe等等沉积出薄膜。

在目前的文献中，有一项关于用化学浴沉积法制备氧化物薄膜的研究，讨论了化学浴沉积的理论背景，总结了二元和三元硫化物半导体薄膜的物理化学性质。化学浴沉积的理论背景 2.1 溶解度和离子产物的概念

难溶盐AB,当放进水中，获得包含A和B离子和不溶的固体AB的饱和溶液，固体和溶液中建立了一个平衡反应。

运用质量作用定律

由于K和K0是常数，KK的产物也是常数。

常数KS被称作溶度积，当离子浓度超过了溶解 当溶液达到饱和离子产品等于溶度积，度，溶液是过饱和的，沉淀就开始了，离子在溶液和基体上联合形成核。有三个主要的因素影响了溶度积：温度、溶剂和晶粒尺寸。溶解度的改变是温度的函数，因为温度应力增加，沉淀物和溶液中的离子之间的平衡将根据反应是吸热还是放热的转移方向。使用低介电常数的溶剂，较难溶物质在水中的溶解度在添加了酒精和其他的水溶性的溶剂后有所降低。

当颗粒尺寸增加，溶解度也会增大。溶解度常数已经通过不同的方法测出来了，包括量热法，离子交换，电导率，离子交换法，极谱法，热力学数据，反应速率...等等。溶解度常数取决于温度、媒介和测量方法，因此一个数量级的物质溶解度常数的不同，在文献中有报道。最近，S.Licht,使用热力学数据，纳入新的水溶液在碱性介质中形成的自由能有S2ÿ发现，不溶性金属硫化物溶解性盐类产品的程度比以前少几个数量级。

2.1.1溶液中沉淀物的形成

沉淀物的晶粒尺寸某一程度上取决于实验条件、温度、试剂的混合速率，试剂的浓度、析出过程中沉淀物的溶解度。所有这些都与系统的过饱和度有关。过饱和状态可以通过降低

Materials Chemistry and Physics 65(2000)1-31

不饱和溶液的温度来获得。

对任何沉淀物，都有一个形成稳定的与溶液接触

Materials Chemistry and Physics 65(2000)1-31

提供了重要的思路。

结论

在本综述中，我们描述了金属硫系薄膜的化学浴沉积。这种方法简单，价格低廉，方便大面积沉积和高产优质薄膜的能力。以表格形式提交的数据表明，成膜可以进行各种基材上进行。这种半导体的物理和化学性质比较与其他方法制备的半导体。例如太阳能电池，光电导，探测器，这些薄膜的太阳能等选择性涂层的设备显示在现代薄膜技术方法的前景。

第四篇：区角活动外文翻译(中文)

中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)

借鉴蒙台梭利教育法开展幼儿园区域活动

幼儿园区域活动是指在一定的教育思想指导下，结合幼儿园现有的条件，根据幼儿现有的发展水平和能力，由教师为幼儿提供合适的活动场地、材料、玩具和学具等，让幼儿自己选择活动内容，通过操作、摆弄、发现、讨论、拼搭等来自主学习、获得知识、发展能力的一种教育形式，是对集体教学活动的有效补充，是促进幼儿全面发展较理想的教育手段之一，是近年来幼儿园广泛采用的一种活动形式。

幼儿园区域活动在运用的过程中已有了许多可取的经验出现，但也还存在着一些缺失，如教师在设置区域活动时较少系统地思考该活动模式的理论依据是什么？在幼儿园的区域活动中，时常出现这些场景：老师精心设计的区域有的只是摆设，没有操作性；还有的因为材料的不足或陈旧，孩子们会争抢玩具或把玩具撒的到处都是，而老师总是不停的提醒孩子们要遵守活动规则„„这些现状值得我们深思。这实际上是幼儿在用行动告诉我们，教师设置的区域活动已经和孩子成长的需要发生了背离。教师需要努力寻找一种有效的区域活动指导方法让环境和材料适应幼儿的特点和需要，能引导幼儿积极主动地去探索，去获得发展。

蒙台梭利独特的儿童教育理念和教育法被公认为高品位、优质的教育传遍世界，享有盛誉。她的教育法对于我们开展区域活动有什么指导意义呢？

首先，蒙台梭利提供“有准备的环境”的理论对我们创设幼儿园区域活动空间有现实的指导意义。其次，蒙台梭利以“自由选择”为基础的教育方法，与我国《幼儿园教育指导纲要》提出的“支持幼儿自主地选择和计划活动”教育精神是一致的。第三，蒙台梭利关于教具制作及其使用规范的教育理念能启发教师更好的开发和运用幼儿园区域活动材料，使教具充分发挥教育作用。借鉴蒙台梭利教育方法开展幼儿园区域活动，给我们带来了崭新的面貌。

一、环境的创设

区域活动时如果活动区的设备和材料摆放混乱，幼儿注意力容易分散，破坏环境和随手乱扔材料的事情也会时有发生。

蒙台梭利要求为幼儿提供“有准备的环境”。怎样为幼儿提供适宜的环境支 1 中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)

持幼儿的自主探究呢？教师要结合幼儿园教育的需要和孩子一起精心准备和设计一个安全、整洁、美观的区域活动环境。

1、提供的设备和用具美观，实用，摆放合理，适合幼儿年龄特点，方便幼儿使用。

2、东西必须放在固定的位置，可以用贴画或文字提示物品的摆放位置。

3、允许幼儿在活动中自由选择材料。，教师要把一切设施布置得井然有序，区域的划分要符合幼儿生理、心理特点。如美工区放在离盥洗室近的地方，便于幼儿取用水源；角色扮演区则适宜安排在教室私密、宽敞的拐角地方使幼儿的活动免受打扰等。提供的教具材料要符合幼儿发展的需要，摆放的位置能方便幼儿的取放。每种操作材料可以只有一份，用托盘或者盒子盛放，便于幼儿搬动。良好的区域环境能让幼儿在活动中始终保持着一份积极投入的探索状态，因为有了更多的自主活动空间，他们才会乐此不疲的投入在这项活动中。

“有准备的环境”还应提供大量连续的时间让幼儿根据自己的意愿多次地重复活动；幼儿在有序的环境中专注于一个活动，延长了注意力集中的时间，提高了活动的效率，使区域环境成为幼儿成长的促进因素。

二、规则的建立

幼儿在区域活动中常会出现争抢活动材料、干扰别人活动、操作马虎等情况。孩子们总是急于拥有想要的材料并热切期待着下一个活动项目；总觉得同伴手中的东西比自己的好并想占为己有，与同伴协商不成就出手争抢或者有意破坏，于是，处理幼儿告状占去了老师指导区域活动的很多时间。蒙台梭利认为“孩子的自由，就其限度而言，应在集体利益范围之内；就其行为方式而言，应具有我们一般所认为的良好教养”。因此，在区域活动中制定必要的规则是活动得以开展的前提和保证，但教师制定规则时，在内容和方式上应当考虑幼儿的实际需要和实际理解，并且多从幼儿的角度来批判性地考察现有规则是否有大量不必要的规定使幼儿活动处处受到限制。

1、多使用具有某种倾向性或暗示性的规则。如在美工区里面放一个废纸篓就可以起到暗示幼儿不随地扔垃圾的作用，而不必教师三令五申地宣讲不随地扔垃圾的道理；在活动区域的入口处贴几个鞋印或表示人数的标志，就可以起到限制人数的作用。中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)

2、根据幼儿的年龄特点不断调整、完善规则，提高要求。不同年龄的幼儿，对规则的理解也就不同，教师对幼儿提出的要求也就不能雷同。（1）小、托班幼儿区域活动规则养成的方法

教师对小班、托班幼儿制定的规则要简单、具体、反复。由于该年龄段幼儿的思维、理解能力还不成熟，不能完整详细的记清要求。教师就要利用各种手段，反复纠正、练习。如：利用游戏、故事等形式反复渗透；还可以把各种规则绘制成一幅幅形象有趣、色彩鲜艳的标记图，设置在相应的区域中，提示幼儿作出相应的行为反应，促进良好行为的产生和发展。小班幼儿在玩活动区时，往往不知去哪个区域好，我们设计了一种小装饰物的挂牌，让幼儿知道，根据自己选择的挂牌进相对应的区域，否则就不能进去了。随着幼儿年龄的增长和思维的发展，直观形象的标记图可以慢慢过度到抽象的符号标记，让幼儿愉快地去遵守各种活动规则。

（2）中、大班幼儿区域活动规则养成的方法

中、大班幼儿的思维、理解能力慢慢成熟，对外界事物已有了一定的认识能力，而且有了自已的想法和主见。这时教师不能把一切要求强加于幼儿身上，而应该让幼儿自已了解活动规则的作用，知道什么是该做的，什么是不该做的。如：在玩“小司机”游戏时，如果司机不遵守交通规则，会出现什么样的后果；在玩角色游戏“医院”时，病人如果不排队看医生，医生就无法工作等。区域的一些规则可以让幼儿自己尝试拟定，让大家自由讨论发表各自的意见，各区域规则应该有哪些，在玩的过程中如果违反了规则要求，应该怎样处理。通过规则的制定让幼儿知道活动中说话要轻，不能乱闯到别人的活动区，进入时须经别人同意，不能抢玩具等。如果想进的区域人员已满，要学会等待„„这些都是在老师的引导下，幼儿在玩的过程中，自已总结出来的。这样既减少了教师的包办代替，无形中也提高了幼儿的自主性，让幼儿成为班上的“小主人”，自觉遵守各种规则。

规则建立的过程需要长期一贯的坚持，以正面的、积极的方式对幼儿提出要求，并能以身作则，做幼儿的楷模。另外，班级三位老师在工作中应共同合作，互相支持，在规则要求上形成统一的规范。

三、材料的投放

操作材料是幼儿园区域活动的物质基础，也是幼儿活动时关注的焦点。蒙台 中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)

梭利教具堪称教具中的精品，是蒙特梭利实践伟大教育理论的媒介。蒙台梭利教具至今已有三百四十九种之多，但实际上哪些是蒙台梭利自己所创制，却很少有人去研究，可见有一些必是经由后人自己发展出来的。其实这相当符合蒙特梭利“教育的发展必会有些因循，也有所创新。”的教育精神。她希望老师能协调“智能启发”与“文化常规”的双重要求，自己研制教具，准备环境。

在区域活动中“提供丰富的可操性材料，为每位幼儿都能运用多种感官多种方式进行探索提供活动的条件”。教师要根据教学需要或幼儿能力发展需要而投放材料，材料要安全、卫生，具有科学性、趣味性，体现出教育的目的性和拓展性，使区域活动成为教育的延伸过程。

区域活动的材料可分为：

1、成品材料：如幼儿园的各种玩具；现实生活中的用具，造型可爱的碗、杯、勺等，小巧的铲、扫帚，簸箕和各种手工操作的工具等。

2、半成品材料：在生活中寻找，变废为宝。教师幼儿家长可以共同收集废旧材料如纸盒、塑料盒、饮料瓶等，引导幼儿对所投放的材料进行充分的探索和尝试，幼儿能根据自己的能力选择相应的材料制作，使操作材料发挥应有的效力。

投放区域活动的材料需考虑：

1、提供有意义的材料。

材料既暗含着有价值的教育内容，又能引起幼儿的探究动机和兴趣。

2、要根据幼儿的年龄和发展特点投放材料。

如：小班阶段操作区宜投放小勺喂娃娃、舀豆子、夹木夹、抓沙、捏石头、瓶盖袜子培配对等；

中班阶段操作区则宜投放筷子喂娃娃、舀玻璃珠、编辫子、饶线团、镊子夹等；

大班阶段操作区通常投放编织机、刺绣、帮娃娃梳头穿衣、夹圆玻璃珠等。逐渐增加肌肉活动的精细难度，提高幼儿的动手能力。

3、有计划，有组织、有目的的投放材料。

材料的投放要做到有计划，不能一下子投放多种新材料，在新的材料投放在区域中时，教师应引导幼儿对所投放的材料进行充分的探究和尝试，如果有的操作材料使用规则性强，则要向幼儿示范操作方法如：使用编织机等。

中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)

四、教师的指导

在区域活动中，经常看到教师把玩具分发给孩子后就松了口气，孩子自己玩，老师正好休息一下；也会有老师非常关注孩子的操作，孩子一遇到困难，老师就忍不住上去帮忙。蒙台梭利则要求教师：“以启发和诱导为手段，让孩子乐于自由、自动地去动脑筋，使智力和体能不断地增长。”区域活动中教师的指导主要体现在以下几方面：

1、重视观察

区域活动的指导首先是观察。教师在活动中凭借观察来抓住反映幼儿某一活动发展水平的创造性表现，从而较准确把握幼儿活动的动态和发展水平，在此基础上有目的地、灵活地投放或更换材料，并提供适时、适当的指导，提高区域活动的水平。为了更好地实施观察，我们设计了观察记录表，为每个幼儿的活动情况进行个案记录，观察内容分三个方面：①幼儿的兴趣和行为表现，以此了解哪个区吸引孩子；② 幼儿的学习特点和个性特征，了解哪个孩子喜欢哪个角；③操作记录，反映玩到什么程度。同时为了防止观察出现偏差，我们采取了两位 教师 同时分区负责的方法，根据观察记录情况作出分析、判断、研究，尽可能地使指导工作做得细致实在。

2、适时介入

在区域活动中教师是活动的组织者。她要在教室里走动，仔细观察每个孩子的活动情况，为单个或小组幼儿提供经验、指导，帮助幼儿解决活动中的矛盾和问题。当教师发现幼儿不能充分发挥活动材料的作用或活动遇到困难时，在没有得到请求帮助时不冒然干预，只是观察幼儿如何独立完成。如果幼儿有请求，教师也应先鼓励幼儿“再想一想”，“换个方法试试„„”等等。当幼儿在活动中遇到困难实在无法解决时，教师最好以游戏角色身份进入。

在区域活动中，教师鼓励幼儿根据自己的愿望、能力各自选择不同的活动。当幼儿寻求老师的注意、赞许时，教师是以一个鼓励的眼神、拥抱、抚摸来对幼儿的每一点进步给予肯定；而另一方面，当幼儿出现缺点（干扰别人活动）和错误时，教师也要以个别谈话、暗示、提醒等形式，使幼儿意识到错误并及时修正自己的行为。

在向活动区投放新材料时，教师要引导幼儿充分探索和尝试，努力发挥操作 中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)

材料的效力，有些需要示范操作的材料则要做到讲解细致，操作方法正确，力求让幼儿看得清楚；教师语言简短、明确、客观，提问有启发性，活动过程中要了解儿童的自由表现，观察儿童对教具材料的兴趣及兴趣持续的时间，改进和幼儿交流的方法。

以动手操作为主要表现形式的幼儿园区域活动不仅充满童趣，还处处展示着幼儿的才能，是幼儿自己的快乐天地。在区域活动中，教师应更多地将着眼点放在幼儿的活动态度上，放在 幼儿 的活动过程中，重视指导中的适机评价而谈化“ 总结 讲评”的形式，同时要把握好过程中的指导，尊重幼儿的发展特点及其需要是教育的一个基本依据，做到不过多干预，指导应留有余地，尽量让孩子自己去探索，自己去发现。

在世界教育史上，蒙台梭利理论始终体现着对儿童的爱、信任和尊重。借鉴蒙特梭利教育法创设宽松、自由的区域活动环境，让幼儿获得充分的发展与成长的机会，是外学我用的大胆尝试。我们将继续努力，不断改进工作，让蒙台梭利的伟大理论指引着我们向前迈进！

第五篇：发动机类外文文献翻译(中文)

.轻型发动机设计方案

摘要：

在过去的一些年里，新一代汽车发动机燃油效率并不是像我们预料中的那样会有所降低。其原因：汽车重量的增加。通过对汽车发动机整车重量以及部分重量的分析知：曲轴箱作为一个单一部件具有潜在的可减少重量的部件，这篇论文讲述的是通过利用轻型材料和现代的设计手段减少发动机重量的方法。

将轻型材料应用于曲轴箱设计构思中包含着广泛的设计理念，这种设计理念就是尽最大可能利用被选材料所具有的可能性去减少汽车重量，以下我将详细的谈论关于直列式和V-型发动机特殊方法的构思，发动机重量减轻也可以利用中小型发动机来代替又大又重的发动机，现代技术以被应用于现存的发动机设计构思中从而增加发动机功率重量比，使发动机性能得到提高因此它的市场价值也得到提高。

新型轻型发动机设计方案中有一个重要方面就是与传统发动机设计理念相比要尽量减小发动机零部件数量，因为这样对于减少整车重量有着非常重要作用。

介绍：

汽车在生态方面和将来继续充当普通交通工具的要求已经显著提高尤其在美国和欧洲。通过合法的要求使那些有压力的顾客在这方面得到缓解。必需考虑到这样的事实，对于燃油的消耗，排放，回收在利用这些中心问题要有一个回应。

在过去的一些年里，汽车发动机的发展取的了进步，使发动机功率得到了显著的提高同时在降低发动机燃油消耗和排放方面已经付出巨大的努力。通过应用直喷，废气涡轮增压和多气门技术于柴油发动机中，使发动机的性能得到显著提高。

新车取代与在它之前所有具有相类似功能车时，其新车发动机工作效率的提高并不是通过对原有车的有效改进。整个交通工具工作效率停滞不前甚至降低的原因是在过去的十五年里增加了15%~20%的车辆（图1）。尽管轻型材料的使用不断增长以及设计者有意识的向轻型结构方面设计但是重量减轻却被其他方面所弥补。读者可以通过以下方面得知：

多余的汽车外形 安全方面的改进

关于NVH舒适度方面的改进

持续性动力输出方面的提高以及汽车工作情况的改进 可靠性方面的改进

图1.交通工具重量减轻（由数据2反映）

车体增重并不是汽车发展的倒退。持续增长的顾客需求和严格标准要求向重型车方向发展，因此人们开始认识到消除这不利因素的最便利方式是减少车辆数量但是要保持发动机性能不变，所以曲轴箱引起我们特别注意因为它占整个发动机重量的21%~25%。大部分柴油机曲轴箱点火上峰值压力可达到16兆帕，在这样的压力下能够引起相当高的部分载荷。减少油耗，排放可以有利于改进车子的性能，也有利于降低车子零部件的制造成本。这篇论文讲述的是关于减轻现代高性能发动机的构思。图2显示的是典型2升排量汽油机核心部分示意图。一个显著的部分是曲轴箱，因为它具有将汽油机重量减轻10%～12%的可能性的部件。

第-2-页

图2.发动机主要部分重量示意图

每种材料的使用情况都需要被改进，新的轻型材料的使用必须要从技术和经济性两个方面得以考虑。车体重量的减轻不仅仅局限于发动机的构思。

拥有大功率重量比和扭矩的发动机在减小发动机重量方面具有很大的可能性。对于现代柴油机能够达到最大功率强度所采用的直喷和废气涡轮增压技术是一项非常关键的技术。四气门技术应该被考虑到应用于缸径为75cm或更大直径的发动机上以便提高发动机功率重量比，但与此同时还得考虑到越来越严格的排放法规。图3表明在发动机生产周期是基于发动机结构的小改变来提高发动机的功率重量比来得以实现的。

通过诸如直喷和涡轮增压技术来进一步提高功率质量比和扭矩已经没有太大的空间了，因为有更严格的排放法规来限制。因此在将来从结构方面下手会使发动机获得更多的发展空间。应用轻型材料的设计理念于现代曲轴箱设计构思之中对于减轻车体重量是非常必要的。

图3.功率强度的提高

轻型材料的设计理念---不同单一或综合方案，它可以有效的应用于去减少典型车用发动机的重量。图4展示了四个有关轻型材料的设计方法。基本发动机构造，综合设计以及材料选择都是有很强的联系的因为它们与结构强度计算和有关声学方面有关联。

第-3-页

图4.重量减轻方案

对于曲轴箱设计存在一个非常突出的边界条件就是生产过程和功能要求。创新的设计方法对于使轻型材料的优点得以发挥起着极其重要的作用。因为更高的材料成本，简单材料去取代那些高成本轻型材料铁，轻型材料的联合使用以及发动机和零部件的创新设计方法导致发动机更轻，零部件更便宜（图5）。

图5.部件的优化和轻型材料的成本

利用特殊的轻型材料去寻求最优化设计的努力经常被限制，因为额外的要求总是被强加在发动机家庭化设计中。例如专业生产线需要考虑到各个方面如令人厌烦的空间，顶部高度等要有连贯性，然而提高现存发动机市场份额也是很容易的，如可以通过材料替代但

第-4-页

是要求被替代材料要具有机械制造性和装配过程连续性。完成一个重新设计仅需改变材料的性能。如图6所示。

图6.材料替代品CI→铝[3]

图7.AVL桁架系统构思的核心部位

第-5-页

图8.顶部板面设计

曲轴箱设计修正在机械制造过程中具有适应性，同时在新的曲轴箱设计中要求有更多的修改自由空间，有一个曲轴箱采用AVL桁架系统构思来进行制造的例子[4]。AVL桁架系统在采用硬结构构思方面具有非常大的重量减轻的可能性。其它优点就是在声学方面和曲轴箱通风系统的整体性以及连接水平通道的油道设计方面。

首先这种桁架构思是采用压缩铅粉铁（以下简写为CGI）来设计曲轴箱[5]但与此同时也证实这个设计是基于灰铸铁曲轴箱[6，7和8]。

CGI曲轴箱中有一种敏感性材料被用于汽车顶部板面设计中，在图8中得到说明。有优良的声学效果和有可能减小顶部板面重量的板面最厚处约为10～14mm是应力集中区。较小的应力集中区域的壁厚约为3.5mm。在尽可能情况下采用轻型材料来作为曲轴箱凸缘区域最优化设计与那些通过付出昂贵的代价使壁厚达到最小化设计相比前者显得更好。]

图9.曲轴箱材料和设计的影响

材料选用构思---图9表明曲轴箱可能使用的材料，设计理念以及所选材料对零部件重量影响的一个变化范围。

第-6-页

图10.直列式汽油机曲轴箱构思

CGI材料告诉我们：尽管CGI与氯具有相同的材料密度但是将其融于轻型材料设计方法中那么CGI材料大约能将所设计的曲轴箱重量减轻10%的可能性。所示的部件是采用特殊的构思方法设计。由有气体和螺栓力的含铁材料所制成的复杂钢骨架使整个气缸成为整体，同时对整个气缸盖和轴主要突出部位造成一定的威胁。通过对钢部分溶解知：密封钢外部是由铸造的薄金属构成的。对铝部分溶解知：其是由铝合金构成的。低成本曲轴箱构思的应用受到限制其原因是由于复杂的骨架致使形成额外成本。为高速柴油机选择唾手可得的轻型材料是比较容易的，可以通过制造CGI 来分别镶嵌或者用球墨铁镶嵌在包括气缸在内的每个主轴承壁上。

今天，用重量可以减轻40%的铝材料设计取代了过去用铁的设计方案，尤其使用含有氯的亚铅制成的铸形曲轴箱已经被证实对于大部分用次曲轴箱的发动机都可以将其溶解，之所以这种方案原因除了具有突出的重量减轻的可能性外，还有：

优越的热传导性

具有支持复杂和精致结构的先进制造工艺的可能性 具有整体性可能 更小公差范围 市场优势

镁，是应用于曲轴箱中最轻的材料，尤其将其用于高速柴油机设计中是极富挑战性。镁在自然界中是广泛存在的。对于大部分采用镁材料曲轴箱研究发现，它会对有益于曲轴箱的铝部分进行溶解，燃而根据材料所具有减小重量的可能性将镁和铝用于曲轴箱最小壁

第-7-页

面处是不可能的。

用于典型发动机曲轴箱所选择的材料涉及到已被定义的参数以及如果满足发动机零部件性能需要所作出对材料的选择而引起的一些问题。表1主要材料的性能。结构硬度是由Young模数和材料密度之比来确定的。拉力和Young模数主要影响曲轴箱静力强度，主轴承所能承受的力以及气缸盖上的销子所产生的力。对于动力强度和可持续性峰值点火压力的主要参数是受材料的屈服强度来限制的。曲轴箱设计中材料的其它重要特性包括热传导率，机械制造性能，热屈服强度，在高温时爬坡阻力，湿度系数，热膨胀系数，抵抗冷却水、矿物油、盐水的腐蚀能力尤其是在重量减轻方面。

设计理念---汽油机直列式曲轴箱设计标准是具有高压力含氯的铸有铝的曲轴箱并且要具有大约4.5 mm厚的轴壳或者具有能进一步减轻重量现代化轻型曲轴箱的构思。以一种床板形式被安装的机轴（图10，左）具有能够进行对其外壁处理和连接着裙部的铝制梯形框架的设计构思（图10，右）。每个缸仍然可以通过铝套或者其它热传导套来代替氯衬套将其重量减轻大约0.5千克的可能性，同时取代氯衬套也有益于来自燃烧室的热进行更好的散发，从而可以避免在氯衬套与周围材料之间因热胀冷缩而形成沟槽。用镁取代曲轴箱以前所使用的材料可以进一步减轻重量。

图11.直列式柴油机曲轴箱构思

峰值燃烧上限压力可达到16兆帕的直列式柴油机曲轴箱所采用的普通衬套材料一般是氯。现代曲轴箱采用深裙部构思方法，正如所说的球墨铁（以下简写为SGI）轴承壁和铝制梯形框架。（图11，左）

曲轴箱设计理念是基于因工业发展而形成的占主导的AVL发发动机隧道式构思[11和

第-8-页

12]，这种构思是从声学角度考虑的，因为主轴承会受到高燃烧气体所产生的力作用以及曲轴箱里的声波辐射。这种设计会导致主轴承发生相对柔性变化但是隧道式却能形成大扭矩和大的屈服硬度。第一台AVL-LEADER发动机模型所采用的是单隧道铸形曲轴箱，此结构对于现代化大排量发动机是不可采用的，因此所展示出来的最优化曲轴箱产品要求采用两隧道设计[13]，同时油泵、吸油管要求在梯子形框架内采用整体式。

图12.V-型发动机曲轴箱设计

铝合金在柴油机上的使用和铝制直列式家用发动机曲轴箱设计成功提供给我们联合化生产的机会。今天铝已经成为汽油机曲轴箱标准材料但是将铝广泛应用于高速柴油机仍然受到各种问题的捆饶如怎样解决主轴承壁应力集中问题，气缸套、顶部板面以及其它活动部件的扭弯问题。

有这样的零部件构思：在保证结构的高硬度情况下尽量减轻曲轴箱重量，经过调查发现砂型铸造铝或镁曲轴箱可以达到这种效果。如图11曲轴箱右边采用通销孔设计而曲轴箱采用镶嵌式床板并要求其具有支撑主轴承外壳功能的设计。在这些镶嵌中整体式线形突起部位也要能够去取代通销孔，同时这样也可以避免昂贵的装配工序。

表1.主要材料性质的比较

第-9-页

最新产品V-型汽油发动机曲轴箱设计已经被完成。同样还有直列式汽油发动机曲轴箱是一种高压铸铝曲轴箱，同时其具有通过取代氯衬套来进一步减轻重量的床板。目前大部分V-型柴油发动机曲轴箱是采用氯衬套制成，因为它具有高峰值燃烧压力。通过机轴中心线和采用SGI轴承外缘深裙部设计独立平面的床板设计已经被证明是可行的构思。每个主轴承上都有四个插销同时每个轴承边缘上又额外增加了水平插销，这对于缓解轴承边缘上的载荷影响是非常重要的。由于CGI优秀的材料特性使我们想到了将其运用到V-型柴油发动机曲轴箱设计中。尤其在主轴承周围有高载荷影响情况下所采用的氯衬套其重量减轻问题已经被解决。对于V-型柴油发动机曲轴箱不同设计所面临解决问题的方法已经被用于有限元素分析法之中进行比较。

通过调查研究发现选择砂型铸造曲轴箱一般采用成90°角的V-型8缸发动机（图12，左）。有限元素分析法认为每个轴承壁上要用四根插销，为了减小主轴承热膨胀所带来的不利应该用大约4mm厚的轴承外壳来弥补。

图13.有限元素模型 有限元素分析法

有限元素分析法被广泛的运用于直列式和V-型发动机曲轴箱半缸3D设计中。有限元素模型法是由曲轴箱，床板部分，半轴承壳，气缸头以及轴承销组成（图13）。引起我们特别注意的是在主轴承壁周围的关键区域要进行持续性峰值燃烧压力计算。

不同变化的有限元素模型被负以静主轴承销力用来估算不同峰值燃烧压力同时还要考虑到发动机不同温度下动载荷。峰值燃烧压力受被估算的安全因素以及在静、动载荷情况

第-10-页

下主轴承变形情形两方面限制。在这次调查研究发现不同变形必须采取笔筒的变形材料如AlSi9Cu3,AlSi10MgWa,砂型铸造镁合金用 SGI和CGI法镶嵌部分块，图14摘录了这些结果。先前的估算形成家用直列式柴油，汽油发动机高压铸形曲轴箱只能承受13.5兆帕最大压力，其床板采用增加镶嵌方法来分析。

图14.峰值燃烧压力极限（气缸内/核心部位=1.12）

通过调查研究发现当在没有使用砂型铸造镁合金时，直列式曲轴箱（图11，右）屈服峰值燃烧压力最大可达11.5兆帕，而AlSi9Cu3可最大承受13.0兆帕，如果在没有采取镶嵌方法情况下要想使承受压力达到14.5兆帕必须采用AlSi10MgWa.CGI或SGI镶嵌铝或镁合金基本结构中时可允许峰值燃烧压力达到15兆帕甚至更高。

V-型发动机曲轴箱设计与直列式发动机曲轴箱相比，铝镁合金的V-型发动机曲轴箱设计要求更多条件。每个主轴承要求承受两个气缸载荷而不是一个。对气缸盖和主轴承进行必要的力平衡补偿是不可能的。与直列式发动机曲轴箱相比强制减小V-型发动机曲轴箱峰值燃烧压力具有相同的效果。

由于它们上述的一些基本原理应用于以上的发动机设计中，V-型发动机可以允许更轻点但是其零部件成本将偏高。采用铸形CGI或 SGI骨架适应于将峰值燃烧压力提高到14.0兆帕甚至更高（图12，右）。对于缸头销和主轴承壁强度的弥补要求使用复杂的框架而不是对每个主轴承壁采用独立镶嵌。如果采用多部件喷雾式衬套、铝衬套或热表层而不是采用骨架整体室衬套那么可使曲轴箱重量减小0.5千克。概要/总结

第-11-页

与采用最小壁厚的轻型材料相比，采用薄壁技术的含铁曲轴箱想进一步减轻重量已经受到限制。另外由于铅材料的密度小，汽油机、柴油机联合生产使铝合金的使用成为可能。现代曲轴箱应用轻型材料关键之处在于可以满足尤其是高速柴油机主轴承强度要求，满足缸套和顶部板面扭力的要求以及满足轻型曲轴箱声学要求。

将轻型材料应用于V-型发动机曲轴箱受限于可实现的强度。如果没有安装增加强度的装置的话，从有限元素分析法知，对于直列式发动机曲轴箱所承受最大压力为14.5兆帕而V-型发动机曲轴箱所能承受最高压力为14.0兆帕。在主轴承壁面上装有额外的镶嵌物（SGI或CGI）对于阻止现代化高速柴油机所产生的高峰值燃烧压力（15.0兆帕或更高）起着极其重要的作用。复杂的铸骨框架仅适用于V-型发动机曲轴箱因为在更高级的交通工具中允许使用材料更轻成本偏高的零部件。骨框架结构最适用于在主轴承壁存在两缸负载。气缸套在骨框架结构中最好被设计成整体式。

尤其对于高速柴油机将最轻型材料镁应用于曲轴箱设计中是极富挑战性的。我们还得继续对含镁材料曲轴箱设计进行研究探寻其潜能。

发动机轻型曲轴箱的发展不仅仅是被选择材料方面的问题，同时也是整个发动机构思和设计方面的问题。在这篇论文里所涉及的轻型材料正在被逐渐引进到许多产品设计中，被应用于轻型发动机曲轴箱设计尤其现代化高速柴油机设计中。

第-12-页