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航空航天发展方向范文

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航空航天发展方向

第1篇

【关键词】应变电测 传感器 发展应用

随着社会的不断发展,科技对于人们生活的影响越来越大,已经逐步的走入了人们日常环境以及工业化生产中。在大型工业、机械化工以及航空航天等领域中,新的科技应用使得各种大型设备结构复杂、精密度高,为工业化、机械化发展提供重要技术保障。因此,各种设备的正常运行是保证工业化发展的基础,是安全生产以及产品经济的前提,而对设备的应变测试是检测设备正常运行的重要手段之一。应力应变测试以及传感器技术的应用可以精确的对设备或者产品的结构、各种零部件以及工作时的受力、传热等状况进行准确的测试,保证设备运行时有着正确的位移、应变、受力、受热等力学基础参数,保证机械设备在合适的范围运行,避免由于结构问题或者受力、强度等问题导致的运行故障。所以说,应变电测与传感器技术对我国工业生活的发展建设是人类社会未来发展的必然选择。借助一定的设备检测节点来处理一定的信息,从而来监控和检测设备运行的实时环境,有利于大大的推动、保护设备的正常运行以及人们的生命财产安全,展示了广阔的发展前景。

1 技术原理与发展现状

应变电测的原理是将被测物品产生的应变反应到电阻片上,然后采集电阻应变片上由于电阻变化产生的阻值。由于电阻应变片较为敏感,属于敏感性元件,因此在电阻应变片设计以及测量过程中需要注意应变片的连接方式、温度影响、电阻片厚度和敏感度等因素的影响。在应变测量时,需要把电阻应变片连接在被测物件的表面,当被测物表面产生受力变形时,表面的电阻应变片会敏感的捕捉到电阻片基底感应获取的应力信息,从而将信息由基地传到应变片的敏感栅位置,敏感栅根据被测件的变形情况计算出实际的变形量,最终使得电阻应变片产生相应的阻值,转换为阻值数字表达出来。在信息技术的不断推进发展中,应变电测也逐渐走向 了数字化以及网络化,自动采集数据大大增加了电测技术的工作效率以及工作精度,有效促进了应变电测技术发展。

传感器目前主流的有多种类型,例如感光传感器、温度传感器、应变传感器、湿度传感器以及热红外传感器等等,一般在工业系统中常用的传感器是应变计式传感器。在工业系统中,传感器与各个网络的节点密切实时连接,不同的节点之间可以借助一定的协议来实现连接,进而保证在一定的环境信息基础之上进行协同工作,共同完成了数据采集护工作。恰恰传感器凭借着其自身的优越性,例如网络容量大、数据量较小、灵敏度高、实时性好等,进而来发挥出整个网络在传输数据信息的可靠性和安全性,体现了工业系统的优势。

当前,应变电测与传感器技术正在我国各个行业发挥重要的作用,而该技术的发展仍然需要进一步提高,应变电测与传感器技术的水平以及精度必须要达到具有一定的功能使用性标准,达到国际一流水平,以满足我国现代工业发展的需求。总而言之,当前形势下我国应变电测与传感器技术工作的主要目标具体如下:

(1)要能够实现科学的、系统的、精确的且快速的对于工业设备的工作状况进行数据性的描述, 针对未来的工业设备的发展变化趋势,特别是那些我国政府十分重视的行业设备进行重点关注,并根据设备进行技术革新,不断满足发展需求。

(2)要能够更加精确的给出应变阻值,提高技术的精度,根据反馈值保证设备在安全使用范围内。

(3)进一步完善应变电测技术的采集功能,实现多种传感器技术的融合,加强技术创新,不断适应日益发展的科学化生产水平。

2 应变电测与传感器技术的发展应用

2.1 新型设备的产生

越来越先进的工业技术使得工业系统对新技术的要求也越来越高,这也同样刺激了应变电测计的品种以及技术规格都有了突飞猛进的发展。在使用的应力值范围、应用温度、环境复杂程度等方面都有了^大的进步,一些针对特殊环境下使用的应变计也逐渐被推出,如高温应变计、防水应变计等。除此之外,在应用范围上也有了较大的革新,除了常用的温度、应力应变外 ,还包括加速度、称重、超小型、沉降计等新型应变计,在使用精度上有了较大的提高,一些应变计还可以多次重复使用,节约资源,提高 利用率。同时,针对各种应变电测设备,相应的开发出了很多对设备进行物理量测试的技术方法,包括对各种形式的传感器进行数据采集、处理的专门软件,可以实现对应变计以及传感器的自动化测量与分析。新型数字动态应变电测计的使用也是一种技术革新,能够实现应变电测计和 计算机的对接,大大提高了对设备结构、试验进行分析的工作效率,保证了工作质量。

2.2 航空航天领域的应用

近年来,我国航空航天技术得到了长足的发展,同样的,应变电测与传感器技术在其中也起到了不可小觑的作用,是航空航天发展中重要的技术支持。在飞机发动机中,涡轮转子以及涡轮风扇的工作需要很高的温度,发动机转动时温度最高可以达到900℃,要想在这种工作环境下检测发动机叶片的应变变化,所用的应变电阻片必须要能够耐高温,对此,新开发的应变测量计可以实现长时间的高温使用,成功解决了这一难题并取得了良好的效果。此外,在飞机发动机摇臂上采用的动态应变仪取得突出的效果;飞机发动机导管采用的应力检测试片很好的减小了飞机发动机导管 的动应力;发动机矢量喷管采用的载荷测量技术实现了发动机的减重并为发动机优化设计提供数据 理论支持;在返回舱的模拟中采用的应力测试以及动态应变仪保障了返回舱的强度,由此可见,应变电测技术以及传感器技术在航空航天领域有着至关重要的作用。

3 结束语

随着工业化系统的飞速发展,科技化技术水平不断推动着应变电测技术的不断进步,工业设备的应变测试有了更多、更好的选择,为航空航天、铁路运输等工业领域的产品发展提供了有利的技术保障,是计算结构强度、应力应变、温度变化等测试的有效手段,为工业试验以及工业数据分析提供了较为准确的数据资料。

参考文献

[1]李炳生,李斌,曹文清.电阻应变式传感器在结构试验中的应用新技术[J].结构工程师,2011(51).

[2]沈观林.应变电测与传感器技术的新发展及应用[J].中国测试,2011(02).

[3]刘九卿.应变式称重传感器技术发展概况[A].称重科技暨第八届全国称重技术研讨会论文集[C].2009.

第2篇

世界航天工业经过五十多年的发展,目前规模已相当可观。在不同程度上建立了航天工业的国家和地区已有20多个,但在能力与水平上,各国的相互差距仍然很大。目前,世界航天工业主要分布在一些发达国家和大国,以美国最为发达,俄罗斯、欧洲和日本的航天工业也相当发达,发展中国家中,中国、印度、巴西等国的航天工业都有一定的能力和水平。

一、美国的航天工业

美国的航天工业经过数十年的发展已形成了庞大的科研生产体系,从事航天工业的员工人数近百万人,其中科研和工程技术人员约占到总数的近80%。美国从事与航天有关的研究与咨询活动的研究机构及学会等约有200多家。按照航天产品和导弹的总体、动力系统和电子设备三大部分的主要承包商统计,约有370多家公司;如果将有关设备、仪器仪表、地面设备、电子元器件及原材料企业也计算在内,则为航天产品配套的公司有1000多家。美国大型航天和导弹公司大多从事航空航天业务,同时经营多种业务,有雄厚的技术开发设计能力。

美国将空间开发与利用作为综合国力新的增长点,确立了发展空间能力为基本国策,不断加强国家对航天工业的协调,实施商业化空间政策,对民用和军用航天计划在技术开发、发射和服务支持方面进行最大限度的协作,并广泛参与世界范围的竞争。美国已形成了一套比较完善的航天与导弹工业管理体制。总统与国会为决策层,总统负责航天和导弹工业发展的战略决策和方针政策,国会进行航天和工业管理的立法,监督政府有关部门的航天和导弹工业管理工作,并通过预算拨款和政策对航天和导弹工业进行宏观调控。国防部与国家航空航天局(NASA)为计划层,国防部是军用航天和导弹的主管部门,NASA是美国民用航天活动的政府主要管理部门,并承担部分军用航空航天计划,NASA还与其它政府部门负责商业航天规划的实施。承包商(工业界)、科研部门、大学等为实施层。

美国在航天工业上的投资远远超出其它国家,2001年达到288亿美元,约占世界所有国家航天预算总和的75%。

到目前为止,美国不仅形成了庞大的航天和导弹研发、生产和管理体系,而且不论是航天运载工具和航天器、还是各类导弹,均形成种类齐全、型号繁多的体系。美国具有世界上最强大的航天运载能力,拥有重型、大、中、小型等多种系列运载火箭,目前只有美国的航天飞机是世界上唯一投入使用的可重复使用的运载器,在研的及预研的可重复使用的运载器数量最多时达到十几种;美国载人航天和空间探测技术发展成熟,目前领导和管理着庞大而复杂的国际空间站工程,数十个空间探测器探测了月球、行星和星际,各类在轨的卫星门类齐全。自人类发射第一颗人造地球卫星以来,各国发射了5000余颗卫星,其中美国占了将近一半。

美国的航天和导弹技术始终处于世界领先地位,这与其长期保持雄厚的航天工业基础和持续的创新能力分不开。航天与导弹技术属于综合技术和系统工程技术,需要以各专业技术为基础。美国十分重视国防技术基础的发展,国防部制订的15项国防关键技术,其中12项都用于航天和导弹的研发。而这些关键技术的绝大多数在世界居领先地位。

二、俄罗斯航天工业

俄罗斯继承了苏联大部分航天与导弹工业的科研设计机构和工业企业,保留了规模巨大航天与导弹工业的基础,以及雄厚的科研、生产、试验和应用能力。独立后,俄联邦政府给航天与导弹工业的财政拨款锐减,许多已列入航天与导弹计划的研制和生产项目被取消或推迟,航天与导弹工业受到巨大的影响。但由于苏联航天与导弹工业的庞大规模和坚实的基础,使俄罗斯至今仍然保持着一个实力仅次于美国、许多领域可以与美国并驾齐驱的航天与导弹工业强国的地位。

俄罗斯非常重视航天工业的发展,在经费有限,航天与导弹发展规模缩小的情况下,突出保证国家航天与导弹重点项目的实施和发展,继续保持重点航天与导弹技术在世界的领先地位。俄罗斯将核威摄力量做为国家安全的基石,保持和发展包括新型战略导弹在内的战略核力量,确保独立研制、生产先进战略导弹系统的能力。鼓励航天与战术导弹产品的出口,积极开展国际航天合作。

目前,俄罗斯航空航天局直接管理着从事航天与导弹系统及相关部件研制的研究设计机构和生产企业一百多家,另有航空航天局内外的45家企业通过合作参与航天器与导弹的研制生产,还有一些俄罗斯与国外合资的航天企业。从事航天与导弹研制与生产的雇员近30万。从独立后的1992年至2000年底,俄罗斯共进行了316次航天发射,先后发射了454个各种轨道的航天器。近5年来,俄罗斯平均每年约进行20~30次航天发射,发射数量大约是苏联时期的1/3。俄罗斯的航天产品包括各种航天运载器、卫星和深空探测器、载人飞船与空间站,建立了完整的航天飞行控制与测量系统,开展了全面的航天应用与丰富空间科学研究活动,是美国之外全球航天产品最齐全、设施最配套的国家。俄罗斯已经形成种类齐全、产品配套的导弹武器系统。总体上说,在许多领域俄罗斯导弹武器系统在品种、技战术水平上都可与美国匹敌。

三、欧洲航天工业

法国是西欧第一航天大国,也是美国和俄罗斯之后的世界第三航天大国。它拥有强大的运载火箭与航天器制造能力和类型较齐全、规模较庞大的导弹研制生产能力。法国航天和导弹工业的规模在西欧居第一位,从业人数和销售额均高居西欧各国之首。法国能独立或为主研制各种大型运载火箭,通信、侦察和对地观测卫星,较大型航天器以及各种类型的导弹,共研制过或正在研制约5个系列的运载火箭、约15种型号的卫星、3种型号的航天器和约60种型号的导弹,具备总体设计、推进、制导、结构、防热等分系统设计与研制以及电池、火工品等零部件研制能力。法国研制生产的各种运载火箭、卫星 、航天器和导弹具有较高的技术和应用水平。其中,通信和遥感卫星性能接近世界先进水平,并带头打破了美国对国际商业通信卫星研制市场的垄断,成为“阿拉伯卫星”和“土耳其卫星”的主承包商;反舰导弹、防空导弹、空空导弹的性能基本接近或达到美国同类武器系统的水平。法国航天大型企业的基础雄厚、设备精良、技术先进,如在“阿里安”火箭总装车间拥有现代化的机器人、加工中心、CAD/CAM、数学仿真、模拟仿真等设备,其设计、研制、管理手段均非常先进。

英国航天和导弹工业的规模,在西方国家中处于前列。英国有比较配套的航天工业产业结构和产品结构,研发、生产能力与水平在西方国家中处于前列。英国航天工业的研发和生产注重选择重点发展方向,主要是在对地观测卫星、小卫星和卫星软件等领域的研发、生产中具有很强的实力;在通信卫星技术领域的研发中处于世界先进水平;能独立研发、生产卫星整星和探空火箭,但不能独立研发、生产运载火箭。英国虽然缺乏战略导弹生产能力,但在战术导弹领域,除了不具备独立研制生产巡航导弹的能力外,其它战术导弹不仅可以独立研发和生产,而且其水平位居世界先进行列,至今已经生产了30多种型号的战术导弹。英国的航天与导弹产品在国际市场上具有一定的竞争力,其中每年战术导弹的出口贸易额达10多亿英镑。

德国近年来在航天器系统设计、制造、管理和工程总承包方面积累了丰富的经验,掌握了许多领域的关键先进技术。在单、双组元液体推进系统,硅太阳电池及复合材料电池板,卫星姿控系统,行波管放大器,光学仪器,电火箭发动机技术等领域拥有世界一流技术。在大型运载火箭第二级液体芯级、液体捆绑助推器、上面级液体火箭发动机、姿控发动机和火箭结构件的研制上具有丰富的经验。德国具有应用卫星和科学实验卫星整星研制的能力,并拥有很高卫星制造水平,尤其在卫星太阳电池系统、姿控系统、光学仪器、卫星通信有效载荷、卫星单组元和双组元推力器及电推进系统领域拥有先进水平。德国近年来积极参与了欧洲阿里安4、阿里安5运载火箭的研制和生产,并自己研制了哥白尼德国邮政卫星。德国不生产战略导弹产品,研制的导弹产品主要有地空导弹、空地导弹、空空导弹、反舰导弹、反坦克导弹等。

意大利航天与导弹工业规模在西欧排名第四位。意大利的航天工业在欧洲具有较先进的技术水平,能够独立开发卫星系统和轻型运载火箭。在大型运载火箭固体助推器、卫星平台、卫星通信高频技术、通信卫星有效载荷、卫星天线、远地点发动机领域位于欧洲前列。意大利作为主承包商研制的典型卫星型号有意大利卫星-1、-2通信卫星,阿蒂米斯先进中继和技术卫星,宇宙-昴星团卫星,米塔科学小卫星。与其他国家联合研制的航天器有多种型号。意大利目前作为主承包商正在研制维加轻型运载火箭;参加了国际空间站项目,承担了多功能增压后勤舱(MPLM)等重大项目的研制。在导弹领域,主要通过与法国、德国、英国和美国等国家合作的方式研制生产战术导弹,产品包括反舰导弹、防空导弹、空空导弹、空地(舰)导弹和反坦克导弹。

第3篇

1970年4月24日,我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功,拉开了中国人探索宇宙奥秘、和平利用太空、造福人类的序幕。经过几代航天人的接续奋斗,我国航天事业创造了以“两弹一星”、载人航天、月球探y为代表的辉煌成就,走出了一条自力更生、自主创新的发展道路,积淀了深厚博大的航天精神。

2016年10月12日,国家国防科技工业局党组在《人民日报》刊文称,中国将力争在2020年左右实现重点突破,加速迈向航天强国;2030年左右实现整体跃升,跻身航天强国之列;2050年之前实现超越引领,全面建成航天强国。

工业和信息化部副部长、国家国防科技工业局局长、国家航天局局长许达哲说:“‘十三五’是中国航天发展的战略机遇期,发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的航天梦。”从航天大国到航天强国,我们还有多少路要走?

我国距离航天强国还有多远?

航天强国有哪些具体指标?中国航天科技集团董事长雷凡培曾在接受采访时表示,航天强国的指标包括100项产品技术指标和27项经济指标。

现在,我国能达到国际先进水平的指标有三分之一。产品技术指标中,载人航天工程、月球探测等一些主要指标上,已达到国际先进水平;经济指标中,有一半的经济规模指标已达到,但人均指标仍有差距。从目前来看,“十三五”乃至未来的一段时间,我国将从重大项目、工程落地和应用层面进行布局。

在重大项目上,围绕国家重大战略需求,我国将选择重点领域,启动实施天地一体化信息网络、深空探测及空间飞行器在轨服务与维护系统、重型运载火箭等一批新的重大科技项目和重大工程。

例如,载人航天工程建成长期有人照料的空间站,开展较大规模的空间应用;探月工程实现“三步走”战略目标,嫦娥五号实现特定区域软着陆及采样返回,嫦娥四号实现人类探测器首次月球背面软着陆;高分辨率对地观测系统全面建成,为形成高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的综合对地观测体系提供支撑;第二代北斗卫星导航系统覆盖全球,形成高质量定位、导航和授时的全球服务能力。

另一方面,加强空间科学研究,提高人类科学认知水平。充分发挥空间科学在创新、发现和技术牵引方面的重要作用,持续推进载人航天、月球探测以及空间科学先导专项等工程的科学探索,开展空间天文、空间物理、微重力、空间环境、空间生命等空间科学研究,建立可持续发展的空间科学计划,加强空间科学探索研究,在空间科学前沿领域取得重大发现和突破。

而在应用层面,商业航天发展和产业化应用是重要方向。我国将围绕国民经济建设和社会发展重大需求,完善卫星应用体系,拓展卫星应用领域,强化卫星在资源开发与环境保护、防灾减灾与应急反应、社会管理与公共服务、大众信息消费与服务等方面的综合应用。

此外,我国还将进行航天体系的体制改革。例如,推进航天科研院所分类改革和混合所有制企业改革,科学划分航天科研院所类别,坚持生产经营类院所企业化转制,推动建立现代企业制度。

构建航天新业态

雷凡培曾表示,从欧美航天产业发展历程来看,航天产业的直接投入产出比约为1:2,而相关产业的辐射则高达1:7至1:14。我国航天产业的直接投入产出比较欧美略低,相关产业的辐射可以达到1:7至1:10的区间范围。在航天的商业应用上仍有提升空间。

这样的辐射力正在吸引着地方布局商业航天产业。

2016年9月,我国首个国家级商业航天产业基地落户武汉。该基地将以发展商业航天为主导,以新一代航天发射及应用为核心,通过科技创新、商业模式创新和管理创新,打造航天运载火箭及发射服务、卫星平台及载荷、空间信息应用服务、航天地面设备及制造等四大主导产业。

复旦大学航空航天系教授孙刚认为,地方这样的探索尝试,是希望能够在航天商业发展上做出一些产品。但要想达到盈利目的,时间还比较长。

在他看来,国外之所以能出现像SpaceX公司的“猎鹰-9”完成世界首次海上回收火箭这样的实践项目,是因为技术基础较牢靠。“我们能做出一些产品,但后续的产品延保需要大量的技术保障。”

北京航空航天大学通用航空产业研究中心主任高远洋表示,从我国国情来看,吸引社会资本和减低民营企业进入航天领域门槛,也是难点和重点。因为航天航空领域往往自成体系,传统做法是进行体制内配套。未来,可以考虑在准入标准上,进行一些体制机制突破。

这也是今后的一个探索方向。例如,我国将探索推广政府与社会资本合作(PPP)等模式,鼓励和引导社会力量参与国家民用空间基础设施、卫星地面应用系统等建设运营,以及空间信息产品服务,培育“互联网+卫星应用”新业态,建立完善政府购买服务的模式,促进商业航天健康发展。空间站、探测器登月返回等国家重大航天工程将持续实施,服务经济社会发展的北斗导航、高分、海洋等众多卫星项目产生良好而广泛的经济和社会效益……当前和今后一个时期,作为产业链较全的航天大国,中国航天正迎来一个难得的发展机遇。如果能够抓住这个机遇并利用好,将加速实现我国从航天大国向航天强国的历史性跨越,包括具备全面的宇宙空间探索能力,建成完善的国家空间基础设施和航天装备体系,具备引领航天技术发展的自主创新能力,具备实力雄厚的航天国际竞争力和话语权等。

在机遇面前,一方面需要航天大型企业和研究机构不断创新,继续引领整个行业和领域发展:另一方面,也可以看到,一些新的研发机构和民营企业也对民用航天领域充满热情,并具备了跨入门槛的实力。如2015年发射的第一颗新一代北斗导航卫星,由中科院和上海市合作共建的上海微小卫星工程中心研制,采用了不同以往的卫星新平台和新技术,在性价比上比较有优势。如果能够让这些新生力量获得更多参与、成长的机会,整合到航天产业的生态链中,与大型航天企业一起合力构建起更为开放的民用航天创新生态,将为中国航天带来更广阔的创新空间。

此外,国家层面将加快推进航天法立法工作,研究制定民用航天管理条例、空间数据与应用管理条例、宇航产品与技术出口管理条例等行政法规,健全民用航天发射许可、空间物体登记等制度。研究制定国家航天政策,建立完善商业航天、国际合作、知识产权等配套政策,形成社会各类主体公平有序参与航天发展的军民融合开放局面,保障航天事业规范有序发展。

第4篇

高性能结构材料的主要发展方向是轻质、高强高韧、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、低成本、结构功能一体化。“十五”期间,高性能结构材料以国民经济建设和国防事业发展中的重大需求为导向,积极鼓励原始创新,强调跨越式发展,充分利用我国优势资源和已有技术优势,发展具有自主知识产权的高性能结构材料及其先进制备、成形与加工技术,为我国高技术产业的跨越式发展、传统产业的改造升级和可持续发展创造条件。

高性能结构材料:结构材料指以力学性能为主的工程材料。高性能结构材料一般指具有更高的强度、硬度、塑性、韧性等力学性能,并适应特殊环境要求的结构材料。结构材料指以力学性能为主的工程材料,它是国民经济中应用最为广泛的材料,从日用品、建筑到汽车、飞机、卫星和火箭等,均以某种形式的结构框架获得其外形、大小和强度。钢铁、有色金属等传统材料都属于此类。高性能结构材料一般指具有更高的强度、硬度、塑性、韧性等力学性能,并适应特殊环境要求的结构材料。包括新型金属材料、高性能结构陶瓷材料和高分子材料等。

新型聚酰亚胺刹车片

项目简介:我国自行研制的聚酰亚胺半金属轿车刹车片日前通过了国家汽车质量检验中心的鉴定,鉴定意见称,这种刹车片制动性能好,耐热耐磨,达到了国际先进水平。 这个新成果是由中科院长春应用化学研究所研制成功的。研究人员介绍说,随着道路条件和车辆性能不断改进,对汽车制动器的要求越来越高。就轿车而言,在连续刹车的情况下,刹车片表面工作温度可达500℃以上,需要高耐温高耐磨的刹车材料来维持汽车制动性能的稳定,保证行车安全。

趋势意义:国内先进

激光近成形钴基高温合金研究

项目简介:利用激光近成形技术,采用钴基合金粉末在金属零件表面进行单道多层熔覆成形试验,获得具有良好外形和尺寸精度2~20mm的薄壁零件.利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、电子拉伸试验机和显微硬度计等分析仪器对其微观组织、微观成分分布及抗拉强度和硬度进行了分析和测试.结果表明,所成形的薄壁零件的组织为细小的枝晶,层间成分分布均匀,没有明显的成分偏析.力学性能测试结果显示其性能可满足实际使用要求."

趋势意义:国内先进

高性能镁-稀土结构材料研制、开发与应用

项目简介:由于镁合金具有低的密度.质轻、高比刚度、卓越的机械性能、高的硬度及良好的铸造性能,近几十年来镁合金的应用一直是自动化工业的目标之一。然而,高温特殊用途。例如在发动机上的应用,通常的镁合金就受到了限制。因为在高温下它们的强度和抗蠕变性能都比较差。由于镁一稀土合金增加了材料的抗拉强度、延展性及抗蠕变性能,稀土加入形成镁-稀上合金就可以满足高温应用的要求。

趋势意义:对国内外镁一稀土合金的研制、开发与应用状况及发展趋势有着重要意义,同时结合我国相关单位的研究进展,引领我国镁-稀土合金的发展。

高性能细结构炭材料的制造方法

项目简介:本发明涉及一种高性能细结构炭材料的制造方法是通过以下步骤实现的:以具有自烧结性含沥青中间相的炭微粉为基体组分和以纳米材料中的一种和几种为添加组分,不加粘结剂,采用高速混合机混匀(1);通过成型装置成型(2);焙烧(3);石墨化处理(4);本发明的有益效果是:用本发明制造出来的细结构炭材料结构致密,体积密度1.90g/cm3以上;机械强度高,抗折强度75MPa以上,抗压强度190MPa以上;抗高温氧化,可在650℃以上的氧化性氛围和2500℃还原性氛围中长时间使用;用途广泛:可作为连续铸造的结晶器、电火花加工机床的电极,高温烧结模具、金属冶炼坩埚,以及航空航天发动机密封和耐烧蚀部件等。

趋势意义:国内先进

高强度、低介电常数的二氧化硅结合的氮化硅多孔陶瓷及制备方法

项目简介:一种高强度、低介电常数的二氧化硅结合的氮化硅多孔陶瓷,其特征在于以Si3N4为基体,以外加SiO2和Si3N4颗粒表面氧化生成的SiO2作为结合相将Si3N4颗粒结合起来,石墨为造孔剂。发明涉及一种以高纯度、低介电常数的二氧化硅结合的Si3N4多孔陶瓷及制备方法,其特征在于石墨为造孔剂、以外加或氮化硅颗粒表面氧化生成的二氧化硅为结合相的氮化硅多孔陶瓷利用外加和氮化硅颗粒表面氧化生成的二氧化硅在高温下的烧结把氮化硅颗粒结合起来,利用粉料颗粒堆积成孔或造孔剂氧化烧除成孔,从而得到二氧化硅结合的氮化硅多孔陶瓷。Si3N4∶SiO2∶石墨∶=0~100∶0~30∶0~25(重量比),加入酚醛树脂和乙醇,混合后球磨、烘干、研磨、过筛、干压成型,然后在空气中烧成,得到二氧化硅结合的氮化硅多孔陶瓷。所得多孔陶瓷的抗弯强度可达137MPa,总孔隙率10~60%,常温介电常数2~7(1GHz),可用于常温和高温环境下使用的天线罩、催化剂载体等材料。

趋势意义:国内先进

纳米结构材料在全固态锂电池高性能固体电解质中应用

项目简介:全固态锂离子电池,即固体电解质锂离子电池,是新近发展起来的新一代锂离子电池,它的实用化将能有效消除现在商品化液体电解质锂离子电池的安全性差与能量密度低的问题。而且具有安全性能好、化学性能稳定、使用寿命长、充放电循环性能优越,自放电速率小、比能量和能量密度高、易于将锂电池小型化、工作温度范围大,可用于许多极端的场合等诸多优点。正是被这些优点所吸引,近年来国际上对全固态锂离子电池的开发和研究非常活跃。如图1所示是采用磁脉冲压实技术制备全固态锂离子电池单电池结构示意图,其优化的设计能够很好的避免电池的短路。采用磁脉冲压实技术,能够很好的制备出全固态锂电池堆,如图2所示。从而使为大型移动设备供电成为可能,最后得到的绕式全固态锂电池堆各层厚度均匀,接触致密,而且制备过程中不需要经历热处理的过程,这样就使很多在一定高温不稳定的电极或电解质材料的应用成为可能,很适合大规模地制备大型的固态锂电池堆。

趋势意义:随着材料制备技术水平的不断提高,以及制备成本的降低,并采用可行的方法控制纳米结构材料颗粒分散和使用过程中的化学稳定性问题,必然会使锂离子导体的性能得到更大的提高,并拓宽其应用范围,尤其是在全固态锂离子电池的大规模实用方面发挥显著作用。

高性能环氧复合材料

第5篇

从20世纪末,汽车行业的竞争已从单一的性能竞争转向性能、环保、节能等多元综合竞争。仅就汽车发动机而言,为应对世界能源危机和减少对环境污染,其研究开发工作已侧重于降低油耗、减少排放、轻质及减少磨损等方面,在这些研究中优化技术将得到广泛的应用。近年来,汽车发动机优化工作是根据航空航天发动机所建立及应用的优化技术,并已经取得了一定的进展。

1 对汽车发动机优化技术的研究和应用现状

目前各类发动机研发工作的共同重点包括降低油耗、减少排放、减轻质量以及减少磨损等,为了达到这些目标,在发动机设计中应用优化技术是一个重要的手段。当前发动机的优化工作主要在发动机结构、材料、燃料及燃烧、排放以及多学科优化等几个方面展开。

第一方面对发动机结构及材料优化技术:发动机结构优化主要是优化关键零部件的形状以改善发动机性能。新型复合材料如碳化硅、氮化硅、氧化锆、石墨及合成石墨等不断用于发动机结构。通过建立发动机复合材料叶片各截面应力应变解析式和最大应力准则,对叶片进行最大强度的优化分析。第二方面是对发动机燃烧优化技术:随着世界能源问题和环境污染问题的日趋严重,汽车作为污染环境和消耗能源的大户,备受人们的关注。发动机燃烧过程直接影响节能和环保,对发动机燃烧过程优化的研究越来越受到重视。主要是从喷射系统、进气管系、燃烧室形状等几方面对其进行优化设计。在发动机燃烧喷射系统方面,借助于先进电子控制技术,能准确地调节燃油供给,优化喷油定时和喷油次数,控制气缸内的混合状态、燃烧室内的燃油分布,降低排放污染。对新型脉动式电控燃油喷射系统的喷射定时问题,研究了发动机直接喷射技术的优化问题。第三方面是发动机多学科优化技术:发动机设计以结构、热力、燃烧、强度、振动、流体、传热等多个学科为基础,可变因素多,随机性大,是一个可变互耦系统的优化问题。多学科设计优化通过充分利用各个学科之间的相互作用所产生的协同效应,获得系统的整体最优解,主要体现在在以下几个方面。第一是:多目标优化,发动机的优化涉及到多个目标,与单目标优化问题不同的是这些目标函数往往耦合在一起,且每一个目标具有不同的物理意义和量纲。它们的关联性和冲突性使得对其优化变得十分困难。多目标优化方法可以分为如下两大类并且已在发动机的优化设计中得到了应用;第二是不确定性优化:在发动机的生产及实际使用中,总是存在着材料特性、制造、装配及载荷等方面的误差或不确定性。虽然在多数情况中,误差或不确定性很小,但这些误差或不确定性结合在一起可能对发动机的性能和可靠性产生很大的影响。对于此类不确定性问题的优化,传统的优化方法已无法解决,而必须求助于不确定性优化方法。第三方面是多学科优化的方法与策略多学科优化的主要思想是在设计的整个过程中集成各个学科的知识,应用有效的设计优化策略及相应的优化方法,组织和管理设计过程。其目的是通过充分利用各个学科之间的相互作用所产生的协同效应,获得系统的整体最优解。第四方面是优化算法:在发动机设计中用到的优化算法,既有常规优化算法,也有遗传算法、人工神经网络等智能优化方法。

2 发展方向

以节能和环保为主要目标的汽车发动机综合优化技术是以后的研究重点,主要在以下几个方面:第一是汽车发动机优化设计方法,在以节能、环保为主要目标的综合最优前提下,根据汽车发动机设计特点,通过系统分解工作,建立起汽车发动机的物理分析模型及优化数学模型;在上述工作基础上,比较、选择高效的多学科多目标优化方法;最终开发出汽车发动机多学科多目标优化设计系统。汽车发动机设计是一项复杂的系统工程,包括燃烧、传热、结构、强度、振动、寿命、传动、、电气、工艺及材料等众多学科,具有大量的不确定性参数,而且很多参数很难获得其概率分布,所以未来开发区间数优化方法用于发动机的优化将是一个很有发展前景的方向。第二是汽车发动机优化设计问题,汽车发动机的关键零部件如气缸、活塞、曲轴、连杆及涡轮增压器等的设计对发动机的性能有很大影响。这些零部件的优化设计,可以提高发动机的性能、寿命和可靠性,从而降低成本、提高经济性。随着发动机质量越来越轻,而其功率和转速不断提高,振动和噪声问题越来越突出,对发动机的减振系统进行优化也是一条提高车辆整体振动性能的有效途径。发动机的燃烧和排放系统直接影响到发动机的燃油经济性、噪声、排放等重要指标,影响到汽车的节能与环保性能。

第6篇

作为政府宏观调控的重要手段之一,政府采购在缓解贸易保护对我国经济发展所造成不利影响上具有不可替代的作用。政府采购庞大的规模为民族产业开辟了广阔的国内市场,是保护国内企业的重要力量。我国政府集中采购制度,化分散采购为集中采购、化零星采购为规模采购,能充分发挥规模效益,对我国经济总量和供需平衡进行有效调节。2008年我国政府采购规模突破5900亿元,但是这与我国政府和公共部门实际购买性支出的规模相比只是很小一部分,仅占GDP的1.96%和财政支出的9.7%。因此,按照国际政府采购规模通常占其GDP的10%~15%,占政府财政支出的30%~50%计算,我国政府采购规模还有非常大的上升空间。如此巨大且具有集中性和计划性的政府采购金额,其采购什么、向谁采购都会对市场供求及供应商利益产生显著影响。同时,政府采购是扶持国内企业自主创新的中坚力量。《自主创新产品政府首购和订购管理办法》和《政府采购进口产品管理办法》已经颁布实施,明确规定对于国内企业或科研机构生产或开发的,暂不具有市场竞争力,但符合国民经济发展要求、代表先进技术发展方向的首次投向市场的产品,在有效期内实行首购。进入WTO以来,埃及、墨西哥、印度和美国等相继对我国出口的轮胎发起了反倾销调查。此次轮胎特保案,美国的一个借口就是低成本倾销。我国出口的产品总是轻易受到制裁,表明了国内产业结构和生产模式必须优化升级,必须提高技术含量,走自主创新的民族品牌之路。

此外,政府采购是全球公认并为各国政府充分利用的非关税贸易壁垒。虽然美国、欧盟、日本等发达国家或地区都已加入WTO《政府采购协议》,却是无一例外地利用GPA的一些例外条款和优惠政策对本国或地区产业进行保护。如韩国在加入GPA时,对根据《航空航天发展促进法》进行的卫星采购,国防部进行的涉及国家安全和国防目的的采购等提出了保留,即对这些采购申请豁免;日本则利用政府采购协议中的例外条款制定相关保护措施,默许地方政府和特殊法人采用不公开、不公平的做法确保本国企业中标。近日,美国总统奥巴马要求刺激经济发展的7870亿美元属于政府采购部分的必须 “购买美国货”,此做法虽带有浓厚的贸易保护主义色彩,但也充分说明了政府采购非关税贸易壁垒的重要作用。

经济尚未完全复苏之时,进一步升级的贸易保护主义对我国政府采购制度提出了更新更高的要求。但在重任面前,我国政府采购还存在着许多不足。由于法律体系的不完善,购买国货、支持自主创新等政府采购政策功能在法律层面上缺乏可行性和可操作性。虽然我国《政府采购法》在第十条明确规定“政府采购应当采购本国货物、工程和服务”,但对于何谓“国货”?如何采购国货等缺乏明确的标准。并且,由于《政府采购法》实施细则一直没有出台,具体操作过程中没有相应的法律规定进行援引,对部分采购人“偏爱洋货”的行为无法进行合理有效的限制,给政策功能的具体执行带来诸多不便。目前虽然我国还没有加入GPA,但是在电梯、照明灯具、彩色胶卷、橡胶、轿车以及部分家用电器行业,外国供应商几乎处于垄断地位。在无法享有GPA权利的时候,我们已经提前履行了部分GPA义务,这对国内民族产业的发展是不小的冲击。并且我国政府集中采购制度尚不完善,“管采分离”的政府采购管理体制还存在着越位、串位、缺位等问题。由于没有统一的领导,各级集中采购机构各自为政,不利于全国统一的公共政策的贯彻执行。

据相关媒体报道,中美轮胎特保案的争端刚起,美国钢铁公司就向商务部提交申请,要求对从中国进口的某些钢管产品征收最高90%的反倾销和反补贴关税;与此同时,阿根廷表示将对从我国进口的离心泵、卷尺和注射器等产品展开反倾销调查。此外,“全球贸易预警”的研究报告近日表示,包括俄罗斯、南非和日本在内的国家和地区正准备出台130个保护主义措施,其中许多保护性措施都将针对我国,主要涉及汽车和农产品领域。在如此严峻的形势面前,加快政府采购制度改革创新的步伐,建立完善的法律体系、管理体制和运行机制,从而落实保护国货、支持自主创新等公共政策功能,保障我国民族产业健康快速发展已是刻不容缓。

首先,应借鉴国际经验,完善我国政府采购相关法律法规。在政府采购制度较成熟的国家,政府采购公共政策功能的落实均有一套详尽完善的法律体系作保障。如关于购买国货,美国形成了以《购买美国产品法》为核心,以《联邦政府采购条例》、《贸易协定法》、《贝瑞修正案》、《道路运输效率法》等一系列法律法规为配套的法律体系,规定购买美国产品必须遵循的法律依据和严格的操作程序。日本通过立法的形式规定在招投标的程序上必须注重投标者在日本的业绩,这就使外国产品难以入围。法国现行的《政府采购合同条例》、《公共工程招标条件》等明确规定,航空、铁路、电讯等要害部门,应优先购买本国产品。因此,我们应及时修订《政府采购法》, 出台《实施条例》,以及专门的关于购买国货、自主创新等的法律法规,明确“国货”、“自主创新”等概念的具体标准和相关具体操作细则。目前,国货界定标准主要包括产地标准、生产者的国籍标准以及知识产权标准等。我国国货界定标准应对各种标准进行综合,从我国国情出发,与自主创新相结合。只有具有自主知识产权并为我国资本所控制的企业或为我国本土企业自行研发、设计、制造的产品才能定义为国货。对具有自主知识产权的高新技术产品,政府对其进行首先采购和重点扶持,帮助企业尽快收回前期投资,这对企业进一步完善产品性能、提高产品质量、尽快实现再次创新具有不可替代的作用,从而为国产品牌提供持续的发展空间和后续动力,最终推动产业经济的兴起。

其次,加快政府采购管理体制改革,建立完善的政府集中采购制度。依托集中采购机构,采取以集中采购为主、分散采购为辅的政府采购组织模式是与我国实际发展相一致的。只有政府集中采购的规模上来了,才能对市场供求平衡、经济结构等进行大幅度的有效调整,化贸易保护主义危机为民族产业优化升级的发展机遇。因此要理顺政府采购管理体制,在机构设置、隶属关系、人员编制、职责划分等方面作进一步的完善。建立全国统一的政府采购协会,加强对全国政府采购业务的行业指导,承担全国政府采购信息、统计、专家库管理、政府采购从业人员培训及资格认证以及受理部分供应商投诉等职能,推动并监督保护国货、支持自主创新等公共政策功能落实。同时,赋予集中采购机构代表政府依法行使采购权的法定采购人地位。集中采购机构是政府采购职能和政策的重要承担者和执行者,通过实施集中采购和规模采购,在采购操作环节实现统一执行预算、统一受理申报、统一计划安排和统一组织实施等,以保证政府采购职能及各种公共政策目标得以实现。

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