中国空军工业材料基础落后日本40年?

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/03/29 20:01:50
首先,请看清标题,是工业材料。并不是空军实际作战能力。但是对于落后那么多的工业基础我们该如何弥补呢?中国在一下这三个方面落后那么多如何才能弥补?

1、涡轮发动机涡轮叶片的高性能单晶叶片
   
      因为涡轮叶片工作环境极为恶劣,并且要在极度高温高压下保持数万转的高转速,所以对于高温高压下的抗蠕变性能的要求是非常高的。这个目前科技最好的解决方法就是让晶体约束朝一个方向伸展,使其材料相比于常规材料来说无晶界,这可以大大提升高温高压下的强度和抗蠕变性能。目前人类科技的单晶材料共有五代。我们可以发现,越到后面一代,已经没有美国和英国的影子了,老毛子那更是不知道甩到猴年马月去了。如果说四代单晶还有法国作为西方的希望苦苦支撑的话,那么第五代单晶就是东瀛的独舞——人类最顶级的单晶材料,就是日本的第五代单晶TMS-162/192,日本是目前世界上唯一一个能制造第五代单晶材料的国家。

有些人可能不知道这意味着什么,我们贴出美国F-22和F-35使用的F119/135发动机的涡轮叶片材料CMSX-10三代高性能单晶作为对比。我们可以看到,三代单晶的典型代表CMSX-10的抗蠕变性能如下:1100度,137Mpa,220小时。这是西方的顶级水平了。日本的第五代TMS-162呢?同样条件,寿命高达959小时,接近1000小时寿命,相比于美国材料寿命足足达到4倍有余。


2、再看碳纤维材料。
   

     众所周知,碳纤维因为质量轻巧,强度极高而被视为理想的导弹,特别是最顶尖的洲际弹道导弹材料。包括美国侏儒以及三叉戟D5还有法国M51的新式洲际弹道导弹都用碳-碳和碳-树脂复合材料用于制造洲际导弹的壳体和喷管。在这项技术上日本同样领先于世界水平。而东丽的T1000强度高达7060mpa,拉伸模量在高强度碳纤维中也很高(达到了284Gpa),这些都超过了美国的IM9的美国最高水平。


  碳纤维目前勉强处于同一水平线的只有美日(虽然美国相对较差),其他国家与这两个国家相比都不值一提。我们来看看俄国人到达了一个怎么样的水平吧纤维复合材料特别是碳纤维有机复合材料,在现代飞机上获得了广泛应用。与西方比较俄罗斯这种材料,研究及应用时间稍晚一些,上世纪70年代才着手研究。当时 前苏联国家石墨结构材料研究所、全苏聚合物纤维研究所,以及今日的全俄航空材料研究院,生产出拉伸强度25003000MPa、拉伸模量250GPa 高强度碳纤维,以及模量400600GPa的高模量碳纤维。后来又研究出40005000MPa的中模量碳纤维。总体上看俄罗斯的碳纤维产品,性能水 平不如美日水平高。从高强度纤维产品来看,俄罗斯的YKHBMH比目前通用的,T300大约低1000Mpa。俄罗斯高模量纤维400600GPa 与日本M40JM60J相近。在中模碳纤维方面与美国的,T800HT1000G有一定差距,在模量相同的条件之下,后者的强度高出 5001000MPa俄国人最强的水准也不过5000mpa封顶,和美日完全不是一个档次,这还是毛子的实验室水平。目前,全世界碳纤维生产厂家中日本的东丽、东邦和三菱3家公司,代表着目前世界上最先进水平。我国碳纤维的质量、技术和生产规模与国外差距很大,其中高性能碳纤维技术更是被西方国家垄断和封锁。我国虽然经过多年研究和试生产,但至今尚未掌握高性能碳纤维的核心技术。从技术研发到产业化难度更大,因此碳纤维要真正实现国产化需要一个漫长的过程。可以看到,中国的T800级别的碳纤维已经少量生产日本的远远强于T800T1000碳纤维已经走入了市场大量制造了。事实上,T1000只是东丽80年代的制造水平。可见美日在碳纤维领域领先其他国家30年以上。说白了,中国现在能够自主量产的碳纤维应该在T300,也就是羽毛球拍、高尔夫球杆或者鱼竿之类的。连跑车上的碳纤维材料都做不出来。看看中国自行车国家队都是进口车就可以看出来。



3、看看雷达

    大家知道,主动相控阵雷达的最关键技术就在于一个个T/R收发组件。事实上,AESA雷达就是数千个收发组件单元组建成一台整的雷达。而T/R组件就是由少则一个,多则4MMIC半导体晶片材料封装而成。这个芯片是将雷达的电磁波收发组件集成起来的一个微型电路,既负责电磁波的发出,也负责接收。而这个芯片就是在整个半导体晶元上蚀刻出电路来的。所以,这个半导体晶圆的晶体生长是整个AESA雷达最关键的技术部分。这就是F-35的诺斯罗普.格鲁曼公司的APG81雷达的MMIC芯片,APG81雷达由数千个一模一样的这样的MMIC芯片组成。这个芯片是以GaAs为基体蚀刻构筑的。但是事实上,GaAs材料因为其禁带过窄,其击穿电压过低,其发射功率是上不去的。所以,迫切需要新一代宽禁带的半导体材料。而这个材料目前已经找到了,就是GaN材料。 GaN材料的晶体生长是非常困难的,目前也是东瀛率先攻克了GaN薄膜的大规模制造工艺。美国由于无法大规模制造SiC基体的GaN材料,所以求助于日本。可以预见,下一代美国的雷达的材料都将是Made in Japan事实上,美国F-22的雷达用日本技术从来就不是什么秘密。早在90年代初,也是日本率先攻克GaAs晶圆的生长工艺,逼着美国购买日亚化工的GaAs晶圆技术用以制造F-22 APG77雷达。正是日本日亚化工向美国的半导体材料制造的技术许可和转让,美国才得以在90年代后半期发力,利用军用雷达的AESA革命甩开其他国家。



总结:很难想象,如果在以上三个领域中国没有突破。那么即使中国的J20或者Y20能够投产那也只是中国的组装产物。关键技术依然需要进口。这也是为什么美国时至今日依然把日本当做最重要的战略合作伙伴。以上只是个人观点。也希望大家能够一起探讨一下!

首先,请看清标题,是工业材料。并不是空军实际作战能力。但是对于落后那么多的工业基础我们该如何弥补呢?中国在一下这三个方面落后那么多如何才能弥补?

1、涡轮发动机涡轮叶片的高性能单晶叶片
   
      因为涡轮叶片工作环境极为恶劣,并且要在极度高温高压下保持数万转的高转速,所以对于高温高压下的抗蠕变性能的要求是非常高的。这个目前科技最好的解决方法就是让晶体约束朝一个方向伸展,使其材料相比于常规材料来说无晶界,这可以大大提升高温高压下的强度和抗蠕变性能。目前人类科技的单晶材料共有五代。我们可以发现,越到后面一代,已经没有美国和英国的影子了,老毛子那更是不知道甩到猴年马月去了。如果说四代单晶还有法国作为西方的希望苦苦支撑的话,那么第五代单晶就是东瀛的独舞——人类最顶级的单晶材料,就是日本的第五代单晶TMS-162/192,日本是目前世界上唯一一个能制造第五代单晶材料的国家。

104H56140-1.jpg (34.91 KB, 下载次数: 0)

下载附件 保存到相册

2013-4-9 17:35 上传


有些人可能不知道这意味着什么,我们贴出美国F-22和F-35使用的F119/135发动机的涡轮叶片材料CMSX-10三代高性能单晶作为对比。我们可以看到,三代单晶的典型代表CMSX-10的抗蠕变性能如下:1100度,137Mpa,220小时。这是西方的顶级水平了。日本的第五代TMS-162呢?同样条件,寿命高达959小时,接近1000小时寿命,相比于美国材料寿命足足达到4倍有余。


2、再看碳纤维材料。   
     众所周知,碳纤维因为质量轻巧,强度极高而被视为理想的导弹,特别是最顶尖的洲际弹道导弹材料。包括美国侏儒以及三叉戟D5还有法国M51的新式洲际弹道导弹都用碳-碳和碳-树脂复合材料用于制造洲际导弹的壳体和喷管。在这项技术上日本同样领先于世界水平。而东丽的T1000强度高达7060mpa,拉伸模量在高强度碳纤维中也很高(达到了284Gpa),这些都超过了美国的IM9的美国最高水平。

104H56334-2.jpg (26.29 KB, 下载次数: 0)

下载附件 保存到相册

三叉戟D5

2013-4-9 17:51 上传


  碳纤维目前勉强处于同一水平线的只有美日(虽然美国相对较差),其他国家与这两个国家相比都不值一提。我们来看看俄国人到达了一个怎么样的水平吧纤维复合材料特别是碳纤维有机复合材料,在现代飞机上获得了广泛应用。与西方比较俄罗斯这种材料,研究及应用时间稍晚一些,上世纪70年代才着手研究。当时 前苏联国家石墨结构材料研究所、全苏聚合物纤维研究所,以及今日的全俄航空材料研究院,生产出拉伸强度25003000MPa、拉伸模量250GPa 高强度碳纤维,以及模量400600GPa的高模量碳纤维。后来又研究出40005000MPa的中模量碳纤维。总体上看俄罗斯的碳纤维产品,性能水 平不如美日水平高。从高强度纤维产品来看,俄罗斯的YKHBMH比目前通用的,T300大约低1000Mpa。俄罗斯高模量纤维400600GPa 与日本M40JM60J相近。在中模碳纤维方面与美国的,T800HT1000G有一定差距,在模量相同的条件之下,后者的强度高出 5001000MPa俄国人最强的水准也不过5000mpa封顶,和美日完全不是一个档次,这还是毛子的实验室水平。目前,全世界碳纤维生产厂家中日本的东丽、东邦和三菱3家公司,代表着目前世界上最先进水平。我国碳纤维的质量、技术和生产规模与国外差距很大,其中高性能碳纤维技术更是被西方国家垄断和封锁。我国虽然经过多年研究和试生产,但至今尚未掌握高性能碳纤维的核心技术。从技术研发到产业化难度更大,因此碳纤维要真正实现国产化需要一个漫长的过程。可以看到,中国的T800级别的碳纤维已经少量生产日本的远远强于T800T1000碳纤维已经走入了市场大量制造了。事实上,T1000只是东丽80年代的制造水平。可见美日在碳纤维领域领先其他国家30年以上。说白了,中国现在能够自主量产的碳纤维应该在T300,也就是羽毛球拍、高尔夫球杆或者鱼竿之类的。连跑车上的碳纤维材料都做不出来。看看中国自行车国家队都是进口车就可以看出来。

104H52412-3.jpg (40.6 KB, 下载次数: 0)

下载附件 保存到相册

2013-4-9 17:59 上传




3、看看雷达
    大家知道,主动相控阵雷达的最关键技术就在于一个个T/R收发组件。事实上,AESA雷达就是数千个收发组件单元组建成一台整的雷达。而T/R组件就是由少则一个,多则4MMIC半导体晶片材料封装而成。这个芯片是将雷达的电磁波收发组件集成起来的一个微型电路,既负责电磁波的发出,也负责接收。而这个芯片就是在整个半导体晶元上蚀刻出电路来的。所以,这个半导体晶圆的晶体生长是整个AESA雷达最关键的技术部分。这就是F-35的诺斯罗普.格鲁曼公司的APG81雷达的MMIC芯片,APG81雷达由数千个一模一样的这样的MMIC芯片组成。这个芯片是以GaAs为基体蚀刻构筑的。但是事实上,GaAs材料因为其禁带过窄,其击穿电压过低,其发射功率是上不去的。所以,迫切需要新一代宽禁带的半导体材料。而这个材料目前已经找到了,就是GaN材料。 GaN材料的晶体生长是非常困难的,目前也是东瀛率先攻克了GaN薄膜的大规模制造工艺。美国由于无法大规模制造SiC基体的GaN材料,所以求助于日本。可以预见,下一代美国的雷达的材料都将是Made in Japan事实上,美国F-22的雷达用日本技术从来就不是什么秘密。早在90年代初,也是日本率先攻克GaAs晶圆的生长工艺,逼着美国购买日亚化工的GaAs晶圆技术用以制造F-22 APG77雷达。正是日本日亚化工向美国的半导体材料制造的技术许可和转让,美国才得以在90年代后半期发力,利用军用雷达的AESA革命甩开其他国家。

500fd9f9d72a6059d80c87342834349b033bba84.jpg (42.09 KB, 下载次数: 0)

下载附件 保存到相册

2013-4-9 18:10 上传



总结:很难想象,如果在以上三个领域中国没有突破。那么即使中国的J20或者Y20能够投产那也只是中国的组装产物。关键技术依然需要进口。这也是为什么美国时至今日依然把日本当做最重要的战略合作伙伴。以上只是个人观点。也希望大家能够一起探讨一下!

教主又重出江湖了?
等着楼主杯具吧


岂止是40年。。。。。400年好不好。。。日本人的技术那是超越神一般存在
----------------------------------
日本人的技术这么牛逼,我就纳闷了,为什么我们项目上的大丰田倒车时撞上奇瑞小QQ的前脸,结果却是大日本帝国产的大丰田自己屁股上凹下去一块呢。。不应该啊,这不科学!!!!

岂止是40年。。。。。400年好不好。。。日本人的技术那是超越神一般存在
----------------------------------
日本人的技术这么牛逼,我就纳闷了,为什么我们项目上的大丰田倒车时撞上奇瑞小QQ的前脸,结果却是大日本帝国产的大丰田自己屁股上凹下去一块呢。。不应该啊,这不科学!!!!
我记得超大早就把这帖子批烂了,就差游街示众了
向版主建议,对帖子进行类,比如打分制度,现在明显水军增多了
全面落后,满意否?
早在90年代初,也是日本率先攻克GaAs晶圆的生长工艺,逼着美国购买日亚化工的GaAs晶圆技术用以制造F-22的 APG77雷达。
=================================================================================
就四个字评价,哎哟我操。
被批烂了...翻老帖去来自: Android客户端
部分有差距,但也没楼主说的那么夸张哈