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中国目前领先世界的七大技术,小日本也得服
2017-1-3 4:50:00           作者: 走着走着乐了

中国目前领先世界的七大技术,小日本也得服

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。

二 激光制造技术

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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;

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。

三 超级钢技术

中国目前领先世界的七大技术,小日本也得服

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2012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。

在刚刚过去的1月份,宝马公司在中国推出了全新进口5系轿车,这款车最大看点之一,就是其超轻量级的碳纤维引擎盖有效的降低了重量。

去年,一家科技网站称,苹果正在打造一款神秘设备,而它要用到碳纤维材质。消息称,碳纤维材质部件主要用于设备的外壳部分。或许不久的将来,iPhone 6外壳由碳纤维材料打造也说不定。

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。

超级钢:挺起和平发展脊梁

四 人造太阳技术

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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》今日(12月10日)报道,近日,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,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

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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。

1982年,法国物理学家艾伦·爱斯派克特(Alain Aspect)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”(quantum entanglement)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(spooky action in a distance)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(nonlocal),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 Teleportation)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。

六 特高压输电技术

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27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。2010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

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责任编辑: 蔚 蓝 文章来源:
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