论新质生产力的生成:高深知识生产、技术元素整合与产业技术突破

作为普通生产力的进化,新质生产力从根本上构建了现代化国家建设的中国路径。高深知识生产、技术元素整合和产业技术突破是新质生产力生成的3个关键环节。新质生产力的生成以战略性新兴产业与未来产业为依托,表征为新的市场需求的创造与满足,以及生产效率的大幅提升,其关键在于高深知识生产质量的提升、技术元素的充分整合以及产业技术实现从0到1的突破。新质生产力是战略性新兴产业与未来产业发展的重要支撑,面临高深知识生产的难度增加与成本升高、产业周期与经济周期的叠加影响、追赶效应与趋同理论支配下的国家发展瓶颈等困境。以新质生产力应对剧变中的世界秩序,需要考虑科技创新生态系统的复合型结构与自我进化能力,技术元素的自我生成、自我发展和自我增强,以及创新生态的自适应性与多中心结构等因素。面对正在进行的新型工业化革命,需要建立一个面向未来的、能够将高深知识生产与产业技术突破深度融合且不断自我进化的创新生态系统,进而突破传统的消费、信贷以及货币政策驱动的生产与分配模式,在国家层面构筑一个超大型、稳定有效且具备价值提升能力的资产组合。高等教育应当成为政府和社会“永不退出的价值投资”,在世界经济整体下行的经济周期内,国家和社会更应当加大对高等教育的综合投入:根据区域经济与产业经济带的内生需求以及新型知识生产模式建设新型研究型大学集群和学科集群;基于技术要素流动与整合构建新型高等教育创新与激励机制;形成科技革命的回馈循环机制,将高等教育打造成科技创新生态系统的关键环节。

高深知识视角下的大学课程:内涵及评价

文章从高深知识的角度探究大学课程的内涵,构建了包括专门化、高阶认知、研究性、跨学科性、社会适应性等五个关键特征的评价指标。通过对2021年中国大学生学习与发展追踪调查数据及质性访谈材料的综合分析,发现大学课程是本科教育的核心环节,尤其是课程的社会适应性,对所有类型高校学生的教育收获均具有重要的激发作用,但中国各类院校整体课程质量仍存在较大改进空间,尤其在社会适应性、高阶认知、研究性和跨学科性等方面有较大不足。此外,应用型院校课程质量的各项指标得分均显著低于学术型院校,在课程上未能实现特色发展以及发挥比较优势。

基于高深约束与边缘融合的单目3D目标检测

单目3D目标检测旨在通过单目图像完成3D目标检测,现有的单目3D目标检测算法大多基于经典的2D目标检测算法。针对单目3D目标检测算法中通过直接回归的实例深度估计不准,导致检测精度较差的问题,提出了一种基于高深约束与边缘特征融合的单目3D目标检测算法。在实例深度估计方法上采用几何投影关系下的实例3D高度与2D高度计算高深约束,将实例深度的预测转化为对目标的2D高度以及3D高度的预测;针对单目图像存在图像边缘截断目标,采用基于深度可分离卷积的边缘融合模块来加强对边缘目标的特征提取;对于图像中目标的远近造成的目标多尺度问题,设计了基于空洞卷积的多尺度混合注意力模块,增强了对最高层特征图的多尺度特征提取。实验结果表明,所提方法在KITTI数据集上的汽车类别检测精度相比基准模型提升了7.11%,优于当前的方法。

高深溜井矿石阶段性流动规律对溜井生产的影响

基于对高深溜井生产实践的长期观察,归纳总结出矿石在高深溜井中的流动规律,提出垂直全断面阶段性流动是高深溜井区别于短溜井特有的工程现象。运用散体材料结构自组织力链和搭拱效应理论,分析了井筒内矿石阶段性流动产生的原因,揭示了高深溜井矿石阶段性流动对溜井生产过程中常见的滞流、堵塞、磨损和片帮现象以及溜井内矿石的混合和分级的影响;分析了溜井内空气气流对散体流动的影响,在正常放矿过程中,流动气体的存在有利于矿石流动和临时平衡拱的破坏;同时,由于受气体的曳力作用,溜井内矿石产生块、粉分级集中现象,助推了井筒内矿石的滞流和堵塞。研究提出矿石的粒级成分、密度、含水量、黏结性及溜井直径、井壁粗糙程度是造成溜井滞流和堵塞的基础因素,垂直全断面阶段性矿石流动特性是造成高深溜井滞流和堵塞的重要原因。

面向高深宽比微细嵌入式金属网格结构的选择性镀铜工艺

高深宽比微细嵌入式金属网格结构具有出色的光电性能和机械稳定性,可广泛应用于柔性触摸/显示器、太阳能电池、智能窗户等领域,但是传统的制备方法存在难以形成高深宽比结构、分辨率不足或材料利用率低等问题。借助电流体喷墨打印高分辨率按需喷印的优势结合选择性镀铜的特点实现高深宽比微细嵌入式金属网格的制备。通过实验研究,揭示了镀液温度、铜离子质量浓度、电流密度、电镀时间等参数对铜生长的速率和截面质量的影响规律,并对比了电镀和化学镀的优劣。结果表明,在电流密度约为1.5 A/dm^(2)时,电镀铜15 min能够实现线宽为10μm、深宽比为1的微细凹槽结构内金属铜的完全填充。最后,通过优化后的镀铜工艺参数结合电流体喷印,制备了线宽为10μm、深宽比为1、周期为800μm的28 mm×60 mm的嵌入式金属网格,其透过率(可见光波段550 nm处)为87.3%,方阻约为0.26Ω/□,品质因数(FOM)达到10 318,达到行业较高水准,可为高性能柔性光电子器件的制备提供新途径。

高深溜井冲击产尘相似模拟试验研究

根据高深溜井的生产工艺特征,分析了冲击产尘规律,基于相似定律,建立了溜井卸矿相似试验模型及除尘测试系统,在实验室开展了溜井卸矿模拟试验,测试了不同治理除尘措施条件下的降尘效率,得出了抽尘卸压组合除尘技术,试验结果应用到现场后,总粉尘浓度由600.8 mg/m^(3)降至5 mg/m^(3),降尘效率达99.1%,呼吸性粉尘浓度从166.7 mg/m^(3)降至3 mg/m^(3),降尘效率达98.2%,降尘效果较好,有效地解决了高深溜井冲击产尘。

水电站斜坡导槽高深水位变幅水力自升降拦漂系统——以锦屏一级水电站为例

根据锦屏一级水电站拦漂系统项目水位变化大、两岸斜坡陡峭地形等特点,为运行安全、节省成本和技术可靠,研究出了一种两岸斜坡固定导槽水力自升降拦漂系统。采用比选方案,拦漂排两岸固定连接机构技术选用“岸坡固定导槽+拦漂排端部连接装置”方案,升降控制技术使用水力自升降控制方案。介绍了斜坡固定导槽水力自升降拦漂工程的组成,斜坡固定导槽稳定技术,端部连接装置水力自升降技术,以及浮箱防翻转、防沉没技术等。该拦漂工程自2014年运行以来,运行稳定,效果良好,达到了预期的设计效果。为在地形复杂的高山峡谷区、超深水位变幅、暴风气象条件情况下的水电站设置拦漂工程提供了可靠、高效的新技术,具有显著的经济效益与环境保护效益,对类似工程拦漂具有指导作用和市场推广价值。

基于FDTD的高深宽比沟槽结构低相干显微干涉信号仿真分析

低相干垂直扫描干涉技术是微结构形貌特征参数无损检测的有效手段。但当微结构的沟槽深宽比高于5∶1时,遮挡效应以及阶跃边缘复杂的衍射效应会导致本应仅包含一个包络的垂直扫描测量干涉信号异常,形成两个甚至多个包络,继而影响形貌检测结果。本文解析低相干垂直扫描干涉的测量过程,采用时域有限差分法对低相干显微干涉测量系统的显微成像、相干扫描测量过程进行数值仿真,计算待测微结构表面返回场及显微成像后的像面干涉场,得到低相干显微干涉信号。分别仿真了深宽比为5∶1、80∶3的硅基沟槽微结构的干涉信号,并与实验室自研的Linnik型低相干垂直扫描干涉系统对沟槽微结构的检测信号进行对比,匹配其高深宽比沟槽结构干涉信号的双包络及幅频双峰性的特征,验证所提方法的准确性。该仿真方法可应用于实测前对被测结构低相干显微干涉信号的先验性仿真计算,通过提前分析信号特征,为形貌复原算法的选取及改进指引优化方向。

复合型高深宽比沟槽标准样板

硅基MEMS器件中存在大量高深宽比结构,对这些结构进行线宽和深度的无损检测,是当前的热点问题。为了实现对这些高深宽比结构无损测量系统的准确校准,采用半导体工艺研制了一系列高深宽比沟槽标准样板,宽度范围2~30μm、深度范围10~300μm,其深宽比最大达到30∶1。为了满足样板的校准功能,设计了多种特征结构,包括辅助定值结构、测量定位结构和定位角结构等,还设计了样板量值的表征与考核方法。考核量值包括线宽尺寸、沟槽深度尺寸和均匀性。使用扫描电镜对标准样板进行了测试,结果表明该标准样板可以用于校准近红外宽光谱干涉显微测量系统。

高深宽比倾斜沟槽的深硅刻蚀技术

针对微电子机械系统(MEMS)行业对3D加工日益增长的需求,提出了一种结合法拉第笼和倾斜衬底支架,利用改进的BOSCH工艺进行任意角度深硅刻蚀的创新工艺方案。首先通过仿真计算对法拉第笼的特征尺寸进行了优化,进一步采用法拉第笼和用于制备倾角的衬底支架,对BOSCH工艺参数进行了调整,最终获得了倾角为30°、深度超过25μm、深宽比高达7.9∶1的倾斜沟槽。结果表明利用法拉第笼和倾斜衬底支架,采用深硅刻蚀工艺可以制备高深宽比的倾斜沟槽,而且沟槽角度可以通过加工不同倾角的支架实现。结合法拉第笼和倾斜衬底支架进行等离子体刻蚀可为其他倾斜结构的制备工艺提供参考。

高深宽比微结构深度测量技术的研究进展

高深宽比孔/槽微结构现广泛应用于微机电系统(MEMS)与三维集成电路(3D-IC)等领域,是微纳器件的基础性工艺结构。随着器件微型化与功能化的发展需求,孔/槽微结构的深宽比不断提升。深度作为重要参数对器件加工工艺、器件性能有直接影响,微孔/槽结构深度的精确测量具有重要意义,但测量方法面临巨大挑战,成为测量领域的难题之一。针对这一问题,按照非光学和光学测量方式将测量方法分为两大类,介绍了扫描电子显微镜、扫描探针术、白光显微干涉技术、共焦显微技术和反射光谱技术等测量方法的工作原理,在微孔/槽深度测量方面的研究现状,尝试从中总结每种测量方法的优缺点,最后,讨论了未来高深宽比微结构深度测量发展趋势以及研究重点,为之后高深宽比微结构深度的测量技术研究提供帮助。

大水矿山高深溜井防堵塞关键技术

研究大水矿山高深溜井防堵塞及安全放矿技术,对于地下矿山采场高效出矿具有重要的现实意义。以某大水矿山采场高深溜井频繁堵塞为背景,针对矿岩性质、含水率、粒度、吸水性、黏结性等特殊物料性质,结合主溜井深度、底部结构及放矿管理等因素,对主溜井堵塞原因进行具体分析。在此基础上,提出主溜井防堵塞及高效运行关键技术方案。首先,结合物料特性及生产条件,对主溜井斜溜槽角度由42°优化至60°,延长重板并对主溜井底部结构进行改造,增加放矿效果;其次,借鉴单环形直孔疏水原理,对主溜井井筒淋水进行治理,从源头解决溜井矿石含水量等问题;最后,提出确定主溜井合理贮矿高度,严格控制入井矿料含水量、矿料粒度并进行合理配比,加强溜井放矿等生产管控措施。改造后,实测主溜井淋水0.4 m^(3)/h,日平均放矿量6060 t,溜井放矿效率显著提升,可为同类矿山提供借鉴和参考。

浅谈高深峡谷地段人工挖孔桩安全施工技术

高速公路修建难免会经过高深峡谷地段,而高深峡谷地段大型机械设备难以进入,有的甚至无法形成施工作业平台,桥梁桩基机械施工受到限制,不得不采用人工挖孔的方法进行桥梁桩基施工。但高深峡谷地段水文、气象、地质条件复杂,如何保证人工挖孔桩施工安全是施工中的重点及难点。

大学课程高深性的探幽与溯源

从根本上看,大学课程是专门化、系统化和逻辑化的高深知识。高深知识是大学课程的本质,高深性是大学课程最基本的属性。大学课程的高深性源自高深知识的深奥性、不确定性、延展性、前沿性和溯源性。

高深宽比硅基微纳结构制造方法及其应用

三维高深宽比硅基结构是基于微纳制造技术的功能载体或执行机构。其由于小尺寸特征而获得特殊的微纳效应,具有灵敏度高、分辨率高、噪声低、位移量小等特点,在光电、生物、微能源和集成互连等技术领域具有广泛应用前景。主要分析了高深宽比硅基微纳结构的种类及特点;系统综述了该结构的制造方法及国内外研究现状;详细描述了不同外形特征结构的应用领域;从工艺标准、建模仿真、批量生产等方面讨论了高深宽比硅基微纳结构制造存在的技术瓶颈问题,并对高深宽比硅基微纳结构的可靠制造与发展趋势进行了展望。

高深矿井冲击矿压综合防治技术

为分析孙村矿深部2号和4号煤层及其顶板岩层的冲击倾向性,采用了冲击倾向试验和岩体浸水力学试验,对煤岩样的各冲击倾向性指数及其浸水后的强度变化进行了试验研究。结果表明:煤岩均具有中等冲击倾向性,且浸水7 d后强度降低明显。为了确保安全开采该煤层,提出了防治、预测预报、解危和防护等综合方法来防治冲击地压,在2423工作面回采过程中,2423回风巷煤岩钻孔0～7 m深内的煤粉量在0.7～7.3 kg/m变化且均小于危险指标,4422运输巷钻孔煤粉量在距孔口3 m范围内变化不大,且都处于危险值以下,实现了安全掘进和回采。

MEMS器件制造工艺中的高深宽比硅干法刻蚀技术

硅的高深宽比刻蚀技术是MEMS领域中的一项关键工艺。在硅片上形成高深宽比沟槽并拥有垂直侧壁结构是现在先进MEMS器件的一个决定性要求。本文分别介绍了国际上近年来使用F基和Cl2等离子体获得高深宽比的刻蚀方法并进行了比较,总结了各自的优缺点及适用范围。

高深宽比微细结构电铸时传质过程数值分析

针对高深宽比微细结构电铸时存在严重传质受限的问题,以微深槽特征为分析对象建立液相传质两种数学模型——维扩散模型和二维对流—扩散模型,并分别用Matlab专用工具箱和Fluent 6.2流体仿真软件进行数值求解,依次分析以扩散、强制对流-扩散、复合对流(强制对流和自然对流)-扩散等为主导传质模式作用下微细电铸时,流场和离子浓度场的空间变化规律及其对液相传质效果的影响,并进行试验验证。结果表明:微细结构电铸时,单一扩散作用仅能用于深宽比小于2且电流密度小于2A/dm^2的液相传质场合;槽外强制对流只能对深宽比小于2的微槽内电解液产生一定搅拌作用;强化槽内自然对流作用并与槽外强制对流协同配合时,槽(深宽比为5)内可形成独特的单个或多个占据整个槽空间的涡流循环胞,涡流流速约为强制对流流速的1/20～1/2,明显改善传质效果,试验结果与此相印证。

活动屏蔽膜板高深宽比微细电铸技术研究

针对金属微结构器件制造难的问题,提出了活动屏蔽膜板高深宽比微细电铸技术,通过屏蔽膜板动态地限制电沉积的区域,可以用低深宽比的膜板图形加工出高深宽比的金属微结构,并且免除了去胶等难题。在对活动屏蔽膜板微细电铸电场及传质进行分析的基础上,开展试验研究,获得了特征尺寸为500μm,深宽比分别为3和5的微静电梳状驱动器梳齿及微圆柱电极阵列。

在金属基底上制作高深宽比金属微光栅的方法

根据光学领域对高深宽比金属微器件的需求,利用UV-LIGA工艺在金属基底上制作了具有高深宽比的金属微光栅。采用分层曝光、一次显影的方法制作了微电铸用SU-8胶厚胶胶模,解决了高深宽比厚胶胶模制作困难的问题。由于电铸时间长易导致铸层缺陷,故采取分次电铸等措施得到了电铸光栅结构;同时通过线宽补偿的方法解决了溶胀引起的线宽变小问题。在去胶工序中,采用"超声-浸泡-超声"循环往复的方法。最终,制作了周期为130μm、凸台长宽高为900μm×65μm×243μm的金属微光栅,其深宽比达到5,尺寸相对误差小于1%,表面粗糙度小于6.17nm。本文提出的工艺方法克服了现有方法制作金属微光栅时高度有限、基底易碎等局限性,为在金属基底上制作高深宽比金属微光栅提供了一种可行的工艺参考方案。