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中国领先的技术

中国领先的技术

一 、3D打印技术

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制∴造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的№℡直接制造,已经有使用这种技术打印而成?的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

2015年中船重工第705研究所在3D打印机±技术领域取得重大突破,借助直接金属?激光烧结快速成型技术实现了3D打印,成为继?美国、?德国的3D打印巨头之后,世界上第四家掌握该技术的企业∨。?

2016年华中科大机械学院张海鸥?教授主导研发的一项金属?3D打印技术“智能微铸锻”,在3D打印技术中‖加入了锻打技术,成功制造出世界首批3D打印锻件?。

对此,∟专家们认为,该成果打破了3D打?印行业存在的最大障碍,开启了人类实验室制造?大型?机械的历史,并将给全球?机械制造业带来颠覆性创新。

近年来,中国军事科技之所以突飞猛进,以先进战机为代表的各种尖端武器密集亮相,与中国掌握爆出了领先世界的3D打印技术有绝大关系。

二 、激光制♂造技术

激光直接制造技术是20世纪90年代∏在快速?成形技术的基础上,结合激光熔覆技术发展起来的一种无模快速制造技术。与立‰体光刻成形=(SL)等﹣只能进行有机材料成形的传统工艺不同,激光直接制造技术在对3D-CAD模%型切片?分﹢层和截面填充以″后,能够借助激光熔覆方法快速制??造出致密的近净形金属零件。正是这种?无可比拟的优势,使得激光直接技术在航空?、航天、造船、模具等关乎国家竞争力o的重要工业领域内具有极大的应用价值。

具体而言,激光直接制造技术可以应用的场合主要有:

快速模具制造,特别是塑料注射成形用模具的制造;

?航空、航天等武器装备领域√内的高?精复杂零件的快速制造和修复;

梯度功能㎏材料的设计与制造;

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超硬、稀有金属材料的?零件制造和修复;

高度/壁厚比大于?10的薄壁零件的制造和修复,特别适用于涡轮发≠动机领域。

早在2000年前后,中航激光技术£团队就已开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发,解决了多项世界技术难题、生产出结构复杂、?尺寸达到4∩米量级、性能满足主承力结构要求的产品。更多机密加小编私人微信j£ybd8883

目前,中国已具备了使用激?光成形超∽过12平方米的复杂钛合金构件的技术和能力,@成为目前世界?上唯一掌?握激﹢光成形钛合金大型主承力构件制造、应∪用的国家。在解决了材料变形和缺陷控※制的难题后,中国生产的钛合金结构部件迅速成为中国航空力量的一项独特优势,目前,中国先进战机上的钛合金构件所占比例已超过20%。

中国民用航空制造业也开始应用这一技术。在西北工业大学凝固技术国家重点实验室下设的激光制造§工程中心,通过激光立体成型技术为将于2014年投产、2016年投入运营的国◎产客机C-919制∝造了钛合金翼梁,长度超过5米。除制造外,这些部件即使出∧现问题,也可以使用同样的技术进行修复,而无需重新制造,这将可以节省大量用于更换受损部件的费用。凭借激光钛合金成形技术,中国在航空材料科学领域第一次走在了世界先进水平的前列,正?因为如此,201?3年1月18∷日,国务院向“飞机?钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”颁发国家技术发明奖一等奖。

据介绍,中国激光制造技术的成功应该归功于29岁就成为中国科学院半导体所最年轻的研究员林学春及其于2005年带头创建的“全固态光源实验室”。在他的带领下,实验¢室克服重重困难,相继㏒突破3kW、4kW、6kW和8kW激光输出。20?08年,以林学春作为项目负责人承担的“863”重点项3目“高功率5千瓦全固态激光器”的课题“高功率全固态激光器研究”通过了科技部专家组严格评估,这是我国首次研制成功的满足工?业需求的5千瓦级全固态激光器,在打破国际禁运、实现激光先进制造装备工程化方面实现了重中国领先的技术大突破。

三 、超级钢技术

201 ?2年我国的钢产量已经达到了7℃.16亿吨,产值超过3万亿元,只要把其中的超级钢比例提高1%,其带-来的直接经济效益增量就会超过数十亿元。

自重更轻而硬度更高,似乎是人们一直不懈追求的方向,针对这种需㏕求,碳⊕ml纤维和超级钢的开发应用已经成为国际上新材料领域和钢铁领域令人瞩目的研究?热点。

既轻又坚固的新材料,似乎从未如此像今天这?样近距离的走进过我们的生活。

以细晶粒、高强度、低成本、环境友好为特征的超级钢,自本世纪初在宝钢、鞍钢、本钢等实现工业生产之后,在钢铁企业掀起一?阵阵超级钢旋风,各厂竞相开发超级钢板带材、棒线材等产品,超级钢产量由最初的几千吨试制品?迅速飙升?到数千万吨。超级钢的技术≈思路已经深入人心。目前,已由企业个别行动升级为行业规范和国家标准。

2012年,央视《创新中℅国》栏目报道,我国的微晶?钢(超级钢)居于世界领先地位。超级钢的特点是:低成本、高?强韧性、环境友好、节省合金元?素和有利于可持?续发展,被视为钢铁领域的一次重大革命;我国是?目前世界上唯一实现超级钢的工业化生产的国家,其∞他国家的超级钢尚未走出实验=室。

四、人造太阳技术

核聚变被×视为有望解决人类能源问?题的重要㏄科研领域。为此㎡,包括中国在内的七个国家和¥地区的科学家启动了世界上最大的科研合作工程之一——国际热核聚变实验堆项目。据央视《新闻联播》报道,由我国研制的热核聚变堆核心部件在国际上率先通过认证μ,这是我国对国际热核聚变实验堆项?目的重大贡献。

国际热核聚变实验堆计划,英文简称ITER,目的是实现可以控制的核聚变反应,探索利用核聚变能量的方式。由于它产生能量的原理和太阳发光发热的机理相似,因此也被称为“人造太阳”。

“人造太阳”的核心是温度超过1亿度的聚变核燃料,而我国研制的这种材料就要直接面对这样的?超高温环境。按照ITER的设计方案要求,这种材料需要?承受每平米4∮.7兆瓦的¥热量,这足?以在瞬间熔化一公斤的钢铁。中国的科研人员用三种材?料组成的三明治?结构,并在和多个国家的竞争中率先摸索出让三种材料紧密结合?的创新工艺。在权威机构进行?的试验中,该材料经受住了比设计标准¬还高20%的极端高温环境考验。和普通能源相比,核聚变清洁安全,能量巨大,用于核聚变的材料氘存在于海水中,一升海水中的氘?聚变产生的能量相当于燃烧三百升汽油。

2006年,包括我国在内的7个国家和地区签订协议,国际热核聚变实验堆项目正式启动,我国在项目中承担了10%*的工作量。专家表示,随着项目的推进,人类有望在未来50年内,让这种能源进入千家万户。

五 、量子通讯技术

量子通信,是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型通信方式。与传统的通信方式相比,量子通信具有容量大、速度m快和保密性好的特点。量子通信具有高效?率和绝对安全等特点,是此刻国际量子物理和信息科学的研究热点。追溯量子通信的起源,还得从爱因斯坦的“幽+灵”——量子纠缠的实证说起。

由于人们对纠缠态粒子之间的相互影响一直有所怀疑,>几十年来,物理学家一直试?图验证这种神奇特性是否真实。

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1982年,法国物理学家艾伦·爱斯派克特和他的小∑组成功地完成了一项实验,证实了微观粒子“量子纠缠”的现象确实存在,这一结论对西方科学的主流世界观产生了重大的冲击。 ?从笛卡儿、伽利略、牛顿以来,西方科学界主流思想认为,宇宙的组成部份相互独立,它们之间的相互作?用受到时空的限制(即是局域化的)。 量子纠缠证实了爱因斯坦的幽灵——超距作用的存在,它证实了任何两种物质之?间,不管距离多远,都有可能相?互影响,不受四维时空的约束,是非局域的,宇宙在冥冥之中存在深层次的内在联系。

在量子纠缠理论?的基础上,1993年,美国科学家C.H.Bennett提出了量子通信(Quantum Teleporta℉ti?on)的概念。量≮子通信是由量子态携带信息的通信方式,它利用光子等基≌本粒子的量子纠缠原理实现保密通信过程。量子通信概念的提出,使爱因斯坦⊿的“幽灵(Spooky)” ——量子纠缠效益开始真正发挥其真正的威力。

1993年,在贝内特提出量子通信概念以后,6位来自不同国家的科学家,基于量子纠缠理论,提出了利用经典与量子相结合的方法实现量子隐形传送的方案,即将某个粒子的未知量子态传送到另一个地方,把另一个粒?子制备到该量子态上,而原来的粒子仍留在原处,这就是量子通?信最初的基本方㎞案。量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认?识与揭示自∷然界的神秘规律具有重要意义,而且可以用量子态作为信息载体,通过量子态的传送完成大容量信息的传输,实现原则上不可破译的量子保密通信。

1997年在奥地利留学的中国青年学者潘?建伟与荷兰学者波密斯特等人合作,首次实现了未知量子态的远程传输。这是国际上首次在实验上成功地将一个量子态°从甲地的光子传送到乙地的光子上。实验中传输的只是表达量子信息的“状态”,作为信息载%体的光子本÷身并不被传输。

经过二十≥多年的发展,量子通信这门学科已逐﹥步从理论走向实验,并向实用化发展,主要涉及的领域包括:量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等。⊙

最近法媒称,中国?实现两个世界第一。中国凭借8月9日在《自然》?周刊上发表的两项成果确保了在量子通信这一未来通信技术领域的至上地位。该技术主要可以提升通信过程中的安全性*。中国﹣从﹤“墨子号”的投资中获得了回报。这枚科研卫星于?2016年8月16日发?射,在距离?地球500公里至1200公里处的低轨运行。再加上《科学?》周刊今年6月16日发表的成果,中国?科学技术大学潘建伟㎜带领的团队完成了三大实验:量子隐形传态、量子纠?缠分发和量子密钥分发。此前这些实验仅在地∣面的光导纤维中完成过。

六、特高压输电技术

1特高压输≡电技术,在我国主要指±800千伏直流输电和1000千伏交流输电技术。 ?我国不仅拥有完全的有自主知识产权,而且这项技术在世界上是唯一的。′”过去,美国、意大利等国家做过这方面的研究,?俄罗斯、前苏联和日本做过这样的工程实践。但是由于技术等方面的原因,没有成功,也没有实现商?业?化运营。

我国目前已经在全球率先建立了特高压技术标准体系,形成?特高压国际标准4项,国家标准2?7项,行业标准23项,特高压交流电压成为国际标准∥电压。国际电工委员会(IEC)成立高压直流?输电技术委员会,秘书处就设在国家电网公司。

我国已经全面掌握特高压交流和直流输电核心技术和整套设备的制造能力,?在大电网控制保护、智能电网、清洁能源接入电网等领域取得一批世界级创新成果,目前建立了系统的特高压与智能电网技术标准体系,编制相关⊥国际标准<19项,中国的特高压输电技术在世界上处于领先水平,拥有完全的自主知识产权,被定为国际标准电压,将向世界推广。

特高压输电工程的建成,在世界能·源、电力输送以及电?工制造多个领域,㎝引发的震动不小于八级地震。2010年11∵月29日,诺贝尔物理学奖获得者、美国时任能源部长朱棣文,在华盛顿对媒体发表题为《能源领域竞争正在成为美国新的卫星时刻》演讲时说道:“中国挑战美国创?新领导地位并快速发展?的一项重要领域,就是最高电压、最高输送容量、最低损耗的特高压交流、直流输电。” 国际?大?电网委员会(?CIGRE)秘书㈱长让·科瓦尔认为特高压交≧流试验示范?工程的投运“是电力工业发展史上的一个重要里程碑。”这是迄今为止国际权威人士给予特?高压的最高评价。

七、超级水稻技术

今年,世界的目光都被中国水稻种植方∫面?的一项项〒突破所吸引。超级稻、巨人稻?、海水稻、去镉稻等新型品种,横mol空出世,不断给世界带来惊喜。

位于河?北省邯郸市永年区∶的示范基地,是全国第六期超级?杂交稻“百千万”高产攻关示范工程示范点之一。10月15日,该基地水稻种植通过了该省科技厅组♀织的测产验收,平均亩产1149.02公斤,即每公顷17.2吨。创造了?世界水稻单产的最新、最高纪录。

袁隆平牵头的青岛海水稻研究发展中心试种的第一批耐盐碱水稻(俗称“海水稻”)近日迎×来测产考。在场的专家首先检测了灌溉用水的盐度,测出这块田的灌溉用水盐度达到了6‰。≯研发中心的博士杨红燕形象地解释3称,这种盐度大至相当于吃剩的菜汤的咸度。在对该小面积收割?、脱粒、除杂、测水分、称重后,再通过一个固定公式计算,专家组≤给出了亩产的最终结果。在四种水稻材料中,小面积测产m最高亩产量为620.95公斤,按照大田∈种植产量的8折计算,亩产$量也可达500公斤。即便是最低产量的那种耐盐碱水稻材料,小面积的亩产量也达到438.14公斤。

湖南长沙县金井镇湘丰村百亩巨型稻试验田里,巨型稻¤像高粱一样身形笔挺,个头高达2米,?⌒亩产可达1000公斤。

巨?型稻单季亩产在1000公斤以/上,以出米率60%折算,产出的生态米在市场上是备受青睐的“香饽饽”,每斤价格在20元左右,仅稻米一∠项,农民每亩?收益近2万元。此≒外,每亩稻田产出的青蛙在1000㏑公斤以上,泥鳅约300公斤,预计每亩稻?田?收益在5万元左右。

近日,在2017年国家水稻新品种与新技术展示现场观摩会㎎上,袁隆平宣布了一项重大成果:“近期??我?们在水稻育种上有了一个突破性技术,可以把亲本中的含镉或者吸镉的基因‘敲掉’,亲本干净了,种子自然?就干净了。”

据统计,全世界每年向?环境中释放的镉高达3万吨左右。其中82%—94%的?镉会2进入到土壤中,污染农作物。镉在人体中积存,会导致软骨症,?最严重的还会引发癌症。

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