从ULSI芯片的性能能量效率展望21世纪信息电子学的发展

现行的ULSI正在并将继续沿着Moore定律高速发展．在其前进道路上会遇到哪些物理障碍,要解决哪些技术课题?当CMOS技术达到或接近其发展极限后,后续的信息电子学(包括纳电子学、bio-inspired电子学和量子信息处理等)前景又将如何?本文基于ULSI芯片的性能能量效率观点,对相关问题进行讨论．

含铝锂合金丁羟推进剂的能量性能研究

依据最小自由能原理,采用固体推进剂能量特性计算程序计算了标准条件下含铝锂(Al-Li)合金丁羟(HTPB)推进剂的能量性能,研究了不同Li含量的Al-Li合金粉对HTPB推进剂比冲、密度、密度比冲及特征速度的影响;并采用爆热、爆热残渣粒度分布以及活性铝含量验证了Al-2.5Li(Li质量含量为2.5%)合金粉对HTPB推进剂能量特性的影响。理论计算结果表明,采用纯Li取代Al粉,HTPB推进剂的标准理论比冲最大可增加58.11 N·s/kg;当以Al-Li合金的形式取代Al粉时,不同Li含量的Al-Li合金对HTPB推进剂配方的能量性能参数影响不同,标准理论比冲以及特征速度呈现增加的趋势,密度以及密度比冲呈现降低的趋势;当以Al-20Li合金替代Al粉时,HTPB推进剂配方的标准理论比冲最大可提高39.10 N·s/kg。爆热试验结果表明,含Al-2.5Li合金粉HTPB推进剂的爆热略高于Al粉配方,燃烧残渣粒度d 43低于对照配方;含Al-2.5Li合金粉HTPB推进剂燃烧残渣活性铝含量低于对照配方。

金属有机框架衍生的C-Bi/CC电极制备及其在铁铬液流电池中的电化学性能

电极是铁铬液流电池的重要组成部分,是电解液中活性组分发生电化学反应的场所。理想的电极材料应具备高电导率、大比表面积、高电化学活性、低成本等特性,而目前的电极材料往往不能兼顾。金属有机框架(MOF)兼具高导电性、高催化性能的优点,能够为电化学反应提供更多的活性位点,因此被广泛应用在电极材料中。此项工作通过水热法制备了以碳布负载Bi-MOF为前驱体(Bi-MOF/CC)的铋基碳布(CC)电极(C-Bi/CC)。通过探究金属盐的添加量与电极性能的耦合关系,提升了电极的性能,结果显示,使用90 mg金属盐的电极样品极化电阻仅1.069Ω,相较于原始碳布降低了8.5%、Cr3+还原过电位为0.25 V,使用普通碳布作为正极,改性过的电极作为铁铬液流电池负极进行电池循环性能测试,在电流密度为80 mA/cm2时能量效率达89.7%,库仑效率达97.2%,电压效率达92.3%;在电流密度为140 mA/cm2时能量效率达到83.8%,库仑效率达98.1%,电压效率达85.5%。

高能量水平日粮对泌乳中后期奶牛生产性能及饲料效率的影响

试验旨在研究泌乳中后期奶牛饲喂高能量水平日粮对其生产性能和饲料效率的影响。选取泌乳(220±10)d、妊娠(100±5)d、产奶量(20±5)kg的健康荷斯坦中产奶牛120头,随机分为2组,每组60头牛,对照组饲喂低能量(6.51 MJ/kg DM)全混合日粮(TMR),试验组饲喂高能量(7.26 MJ/kg DM)TMR,预试期7d,正试期20d。结果表明:试验组的干物质采食量(DMI)、4%标准乳(FCM)产量较对照组分别增加2.26、1.55 kg/d(P<0.01);试验组乳蛋白含量高于对照组(P<0.01),而饲料效率(FE)和乳脂率呈下降趋势(P>0.05);试验组奶牛饲料消化率(表观消化率、淀粉消化率)、淀粉降解速率、微生物产气量均高于对照组(P<0.01),而挥发性脂肪酸(VFA)、乙酸+丁酸含量低于对照组(P>0.05);试验组千克奶饲料成本较对照组增加0.83元/(头·d)、经济效益减少16.2元/(头·d)。由此可见,泌乳中后期奶牛仍然饲喂高能量水平日粮会降低奶牛饲料效率,提高饲喂成本,应按照泌乳天数科学配制奶牛日粮。

新型高强度胞状铝合金的压缩及能量吸收性能

测量了新型轻质（0.14-0.09ρ0,ρ0为纯铝的密度）高强度胞状铝合金（ZL111）的压缩应力（σ）-应变（ε）曲线,研究了材料的能量吸收性能与密度的关系. 胞状铝合金的压缩σ-ε曲线与胞状纯铝相似分为三个部分:弹性阶段、平台阶段和压实阶段. 胞状铝合金的压缩屈服强度σs比后者高40％以上,其σ-ε曲线呈锯齿状,平台斜度（dσ/dε）比后者小,因而具有更高的能量吸收能力（C）和能量吸收效率（e）,当ε为0.15-0.6时吸能效率达到峰值0.85.

一种评定固体推进剂燃烧效率的方法——爆热效率

针对当前理论爆热仅有概念没有计算实例的现象,通过测试不同样品量的推进剂定容爆热并对最佳质量的燃气进行气相色谱实验,分析了最小自由能法计算推进剂燃烧产物的应用界限。研究认为,最小自由能法只能用于计算发动机燃烧室高温下的绝热定压燃烧产物,不适用于计算常温下的爆热产物。提出并明确了推进剂理论定压和定容爆热的计算方法;建立并验证了降温到298K燃烧产物的确定方法。针对当前推进剂燃烧效率大多为定性评判的现象,将爆热效率定义为实际定容爆热与理论定容爆热之比,用来定量表征推进剂的燃烧效率,可以实现用少量推进剂对其燃烧效率进行综合评判,尤其适用于推进剂配方研制阶段。

一种并联混合动力汽车能量效率估算的方法

提出了一种基于汽车标准行驶工况的能量效率新概念,其可以在设计之初利用整车仿真模型进行能量效率的估算。实例分析表明,混合动力汽车的能量效率可以作为整车的一个重要性能指标;利用仿真模型进行能量效率估算的方法简单可行,对工程设计具有指导意义。

不同能量饲料构成对3～8月龄奶公犊能量与蛋白转化效率的影响

为研究不同能量饲料构成对生长期中国荷斯坦公犊牛能量与蛋白转化效率的影响,选择品种来源一致、发育良好、体重(107.96±14.48)kg的3月龄中国荷斯坦早期断奶公犊27头随机分为3组,以精料补充料中不同能量饲料构成(蒸汽压片玉米、常规玉米+4%植物油、常规玉米)与复合营养调控剂(微生态制剂、复合酶制剂、甘露寡糖)为影响因子,采用2×2复合拉丁方试验设计,研究不同能量饲料构成对3~8月龄奶公犊能量与蛋白转化效率的影响。结果显示,常规玉米+4%植物油型日粮的ADG显著优于蒸汽压片玉米和常规玉米型日粮,分别提高16.61%(P<0.01)和9.09%(P<0.05),蛋白沉积量与能量转化效率略优于蒸汽压片玉米和常规玉米型日粮,但差异不显著(P>0.05)。3种复合营养调控剂对奶公犊ADG、DMI和饲料转化率调控效果相近(P>0.05),复合酶制剂和微生态制剂对蛋白质消化利用及能量转化沉积有进一步改善趋势。结果表明,在相同蛋白质水平和粗饲料结构条件下,犊牛精料补充料中以常规玉米+4%植物油为能量饲料来源,可显著提高3~8月龄中国荷斯坦早期断奶公犊ADG,显著改善犊牛的饲养效果;添加0.20%微生态制剂、0.10%复合酶制剂、0.16%甘露寡糖对3~8月龄中国荷斯坦早期断奶公犊的生长性能、能量与蛋白转化效率有着相似的调控效果。

不同能量水平对蛋鸡生产性能和经济效益的影响

选取 462只 46周龄海兰褐蛋鸡，根据体重随机分为 2个处理，低能组和高能组，分别饲喂能量水平不同 10.49MJ/kg和 11.28MJ/kg,蛋白质水平基本相同 15.57％和 15.60％的两种日粮。每个处理重复 5组，鸡只数分别为 44只、 48只、 48只、 47只、 44只和 46只、 47只、 46只、 45只、 47只。饲养期从 46周龄到 52周龄。试验结果低能组和高能组分别为：产蛋率 79.54％， 82.82％；采食量 124.0g， 129.3g；蛋重 65.16g， 65.70g；体增重 40.8g， 56.0g；料蛋比 2.39， 2.38；能量转化效率 25.08kJ/g， 26.88kJ/g。蛋白质转化效率 0.372g/g， 0.371g/g。经方差检验：蛋重、体增重差异不显著（ P>0.05），产蛋率和采食量差异显著（ P<0.05）。在试验期的 44d内低能组盈利 807.24元，高能组盈利 633.14元。说明低能饲料的经济效益大。

基于BP-ANN的贯流泵装置能量性能参数的预测及分析

为了分析和解决水泵转速变化超过20%时,通过水泵相似律换算的泵装置能量性能参数存在显著差异的问题,构建了基于水泵转速和泵装置扬程两个参数预测泵装置流量和水泵轴功率的曲面函数方程,并将不同转速贯流泵装置非线性特性的能量效率性能曲线转换为基于BP-ANN的不同转速贯流泵装置能量效率参数的预测模型,确定了效率参数预测模型的输入模式,给出了BP-ANN网络结构。BP神经网络预测模型经试验数据验证,预测的泵装置效率绝对偏差在1%以内,为泵装置的变速调节及性能换算提供了参考依据。

能量对肉鸡生产性能影响的试验研究

能量是对饲料中三大主要有机营养物质水平高低的综合评价，能量水平的高低关系到肉仔鸡生长性能的好坏。同时，能量饲料在日粮中的比例很大，其含量又直接影响到肉仔鸡养殖的经济效益。研究拟在不影响肉仔鸡生长性能的基础上，通过饲养试验测定肉仔鸡在饲喂不同能量水平饲粮下的日采食量、日增重，计算饲料转化效率；通过代谢试验和分析试验计算蛋白质、钙、磷和粗纤维代谢率；

哺乳母猪能量需要及其对繁殖性能的影响

作者对有关哺乳母猪能量需要、饲料或体脂能量用于泌乳转化效率、影响哺乳母猪能量需要的因素以及饲料能量水平对繁殖性能的影响等进行了综述,并提出了:提供易消化的高能高蛋白日粮;在饲料中适当添加甜味剂;改善猪舍环境,减少调节温度所需的能量等饲养措施,通过这些措施来增进母猪采食量,从而减少由于能量摄入的不足对哺乳母猪繁殖性能产生的负面影响。

有机太阳能电池第三组分对器件性能的影响

有机太阳能电池(OSCs)的能量转换效率(PCE)已经超过19%,但仍落后于商业化的无机硅太阳能电池。研究表明,通过在二元OSC中引入第三组分构建三元有机太阳能电池(TOSCs)可进一步提高器件的光伏性能。本文简要概述了有机光伏的发展历程,三元有机太阳能电池国内外研究现状,并就第三组分对器件性能的影响作了总结分析,如第三组分对短路电流、填充因子和能量损失的影响等。期望能给同行开展相关研究提供思路和一定的借鉴意义。

对交换效率和能量回收存在认识误区的探讨

交换效率是国家标准《空气-空气能量回收装置》（GB／T21087—2007）中一个非常重要的概念，它是考核空气-空气能量回收装置性能是否合格、能量回收多少的重要指标。由于空气-空气能量回收装置所采用的能量回收芯体分为全热型与显热型，相应地其交换效率也分为焓交换效率与温度交换效率（通常将用焓交换效率表示的热回收装置称为全热交换器，

使用不同注塑工艺的爆筒加热技术提高效率并改善控制性能

本文将加热圈与通过插入绝热层直接加热螺筒的非接触感应加热额技术的能量效率和控制响应情况进行了比较，并对试验室注塑成型机操作和台架试验的定量结果进行了讨论。同时，本文考虑了螺筒直径．表面条件和加热圈类型对效率和控制响应的影响．最后还考虑了热电偶深度这一影响因素。

两电极等离子体合成射流性能及出口构型影响仿真研究

通过将火花放电的物理效应等效为气体焦耳加热的过程,在能量方程中引入能量源项,进行了单次能量沉积下两电极等离子体合成射流的唯象模拟。提出将等离子体合成射流对外界流场的动能和热能注入分别作为表征射流"冲击效应"和"热效应"的参数。研究表明在单次放电条件下射流建立的自维持振荡过程中,射流动能和热能主要集中于主射流阶段且射流的"冲击效应"相比"热效应"衰减更快,在一个大气压下两电极激励器总的能量转化效率约为2.3%。分析了出口构型对射流的影响,研究表明收缩孔结构可以有效提高射流速度,但将导致射流动量和饱和频率的降低。

Bphen缓冲层对有机光伏电池性能的影响

采用Bphen作为缓冲层，研究Bphen处在电子受体材料C60和阴极Ag之间对有机薄膜光伏电池（OPV）性能的影响．通过引入2.5nm厚的Bphen，在100 mW/cm^2光照下，CuPc/C60结构的器件效率从0.87%提高到2.25%． 对光生电流-电压的分析表明，Bphen缓冲层可以有效的提高电子从C60层向Ag阴极的传输能力和平衡器件中载流子的传输能力．系统研究了Bphen厚度对OPV器件性能的影响，发现随着Bphen厚度的增加，电导率的降低是限制器件性能的主要原因．此外，采用紫外-可见光分光光度计测试了器件的吸收光谱，发现Bphen缓冲层可以增强CuPc/C60的光吸收能力．

钙钛矿太阳能电池中无掺杂聚合物空穴传输材料研究进展

基于传统空穴传输材料(HTM)的钙钛矿太阳能电池(PSC)已经实现了超过25%的能量转换效率,然而这些HTM通常需要添加吸湿性掺杂剂来实现高迁移率和可加工性,从而降低了器件稳定性。为解决该问题,无掺杂HTM受到广泛关注。总结了近年来用于高效PSC的无掺杂聚合物HTM的结构和性能,并分析了其中的构效关系,提出了高效无掺杂聚合物HTM的结构设计原理,并展望了未来的发展趋势。

泵驱动回路热管能量回收装置的工作特性

为了有效利用公共建筑空调系统排风的能量,降低新风处理能耗,设计出一种泵驱动回路热管能量回收装置.搭建实验系统,讨论该装置在8种运行工况、3种不同工质下的工作特性,分析工况和工质对其换热量、温度效率和性能系数等参数的影响.结果表明:该装置能够满足公共建筑换气能量回收的要求,具有显著的节能效果.室内外温差增大对其换热量和性能系数有利,对温度效率不利.该装置夏季工况的性能系数可达11.07,冬季工况的性能系数可达23.82;以R32为工质时,该装置的性能优于R22和R152a.