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1、新世纪科学技术发展与展望专题讲座二,市委党校 陈定春2010.8,一、信息技术二、新能源技术 三、新材料技术四、现代军事技术,一、信息技术,“信息技术是现代文明的技术基础，是科学研究与技术开发中的不可缺少的手段，是高技术中的关键技术。它以微电子技术为基础，以计算机技术和通信技术为主体，并渗透到各种传统技术中，又形成了许多边缘学科。”中国“两弹之父”朱光亚,微电子技术,微电子技术的核心是集成电路技术。即将若干电子元件，如晶体管、电阻等集成在一块半导体芯片上，组成完成某种功能的电路。,“三超技术”：超净技术 超高纯度技术 超微细加工技术,日韩抱头痛哭！我国65纳米芯片工艺进入量产,计算机技术,1、
2、计算机的产生和发展,1946年2月，世界上第一台计算机在美国宾夕法尼亚大学诞生，名叫埃尼阿克。其主要元件是电子管，由1.88万个电子管组成，体积庞大，占地约为170平方米，重达30吨，能在一秒钟内完成5000次运算，耗电总量超过174千瓦/小时。,第二代(1959-1964)晶体管,第一代(1946-1958)电子管,第三代(1965-1970)集成电路,第四代（1971年以后）大规模和超大规模集成电路，巨型机、微型机,新一代计算机(1981-),2、计算机的组成,3、计算机的应用领域,（1）计算机网络,计算机网络就是将多台可独立工作的计算机，通过一定的通信方式互连形成资源共享的系统。我们接触
3、最多的是因特网。,物联网,所谓物联网，指的是把所有物品通过传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。物联网比互联网更为庞大，广泛用于智能交通、公共安全、智能家居、工业监测、老人护理等多个领域。,物联网,（2）多媒体技术,清明上河图,CAD：目前在飞机、汽车、集成电路、组合式机床和工程设计中已得到广泛应用。CAM：广泛应用于制造业，使生产自动化水平、劳动生产率和产品质量都大大提高。C A I：是在计算机辅助下进行的各种教学活动，以对话方式与学生讨论教学内容、安排教学进程、进行教学训练的方法与技术。,通信技术,数字微波通信与光纤通信、卫星通信一起被国际公认为最有发展前途的三大传输手段。,“三
4、网合一”,香江股份:给3G机箱柜装上“中国芯”,二、新能源技术,进入21世纪，人类主要面临两大危机：,“200年内地球毁灭”,人类要想继续存活只有一条路：移民外星球。“由于人类基因中携带的自私、贪婪的遗传密码，人类对于地球的掠夺日盛，资源正在一点点耗尽，人类不能把所有的鸡蛋都放在一个篮子里，所以，不能将赌注放在一个星球上。”,能源的分类,1、按其形成和来源分类：,2、按开发利用状况分类：,3、按属性分类：,4、按转换传递过程分类：,新能源技术原理及应用,1、太阳能,光伏效应,光能热能,光能电能,太阳电池结构示意图,太阳电池 发电原理示意图,光伏效应,晶体硅太阳能电池板生产过程,太空发电,2、风
5、能,风力发电原理：风的动能机械能电能。,风力发电机组，包括风轮、发电机和铁塔三部分。,3、生物质能,生物质能，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。,可再生性；,生物质能的特点,低污染性；,广泛分布性；,生物质燃料总量十分丰富：地球陆地每年生产10001250亿吨生物质；海洋年生产500亿吨生物质。我国拥有丰富的生物质能资源，据测算，我国理论年生物质能资源为50亿吨左右标准煤，是目前中国总能耗的4倍左右。,脂肪快艇,4、核能,核聚变，即两个轻原子核（如氘），聚合成为一个较重的氦核，从而释放出巨大的能量。,“国际热核聚变实验堆计划”,南方日报：核电恐慌调查,三、
6、新材料技术,现代社会，材料已成为国民经济建设、国防建设和人民生活的重要组成部分。新材料科学按其物理化学分类，包括金属材料、非金属材料（如水泥、玻璃、陶瓷等）、高分子材料、复合材料四大类。,1.金属材料,优点:高纫性，延展性好，强度高，导电性好。发展及分类:初期：铁和钢(铁的合金)20世纪初：以硬铝为首的铝合金20世纪50年代：起又出现只有钢一半重、耐热性比钢好而强度不低于钢的钛合金。现在：主要仍是钢、铝合金、钛合金发展：超高纯度铁、超高强度钢、超高速钢(用作刀具)、超硬合金、超塑性合金、超耐热合金、超低温材料等等。,超塑金属,某些坚固的金属进行特定的高温处理或添加某些元素，就可以使它们变得象“
7、软糖”或“粘糕”样，只用很小的力，就能把它们拉长几十倍、几百倍、甚至几千倍，随你加工成什么形状。人们形象地把这类金属称为“超塑金属”。例如，纯镍、铁镍铬合金、钛合金等。,超塑合金槽筒,记忆合金,将金属镍和钛以9:11的比例掺合在一起，如果在某一较高温度下，用这种材料做成一根笔直的金属丝，冷却后，把它随意地盘卷起来，只要用火一烧，就会立即恢复到原来的笔直形状。,形状记忆合金是材料家族中的一个后起之秀，由于它的奇特性能，人们已经给它派了一些恃殊用场。如航天器上体积较大的天线、新型发动机,2.非金属材料1)陶瓷 优点:强度高，收缩小，机械性能好；耐各种酸碱腐蚀，耐高温，耐辐射，抗氧化。致命缺点是易脆
8、性。,高强高温结构陶瓷强度高，机械性能好，是高温发热元件、绝热发动机和燃气涡轮机叶片、喷嘴等高温工作器件的重要材料，还可用作高温坩锅、高速切削刀具和磨具材料。,电工电子特种功能陶瓷具有特殊的声、光、电、磁、热和机械力的转换、放大等物理、化学效应，是功能材料中引人注目的新型材料。,航天飞机的防热盔甲,一种新型人造耐高温陶瓷材料，以纯度99.7%、直径为11.5m的石英纤维加水混合成浆状，倒入模具中脱水加压成型，然后浸胶体石英，干燥后在1290的电炉中烧成。再按要求切成外形不同、大小不等的“砖块”，最后粘贴到航天飞机的铝合金蒙皮上，把外表严严实实地封盖起来，就象给航天飞机穿上了一身防热盔甲。,2)
9、玻璃,钢化玻璃(安全玻璃)强度是平板玻璃的35倍，耐急冷急热性较好,破碎后呈小粒状。常用于汽车、火车等交通工具的风挡玻璃、窗玻璃，高级宾馆的玻璃大门及隔断、玻璃幕墙等。,夹层玻璃(另一种安全玻璃)具有良好的隔音效果，有效地降低噪声(一般可降噪3540分贝)，被广泛应用于机场办公室、候机大厅等需要隔音的场合。,中空玻璃用于超高层建筑物的观光厅等重要部位。此外，列车的空调车箱和地铁车窗玻璃都是钢化中空玻璃，隔热，隔音等。,镀膜玻璃控制阳光的入射，减少空调能耗，也可限制室内热量向外辐射散失，在寒冷地区有显著的节能效果。,3、高分子材料,含义：是由大量小分子单元以化学键连接起来的,具有很高分子量的聚合
10、物。,分类按来源分：天然、半合成和合成高分子材料。按功能分：结构高分子材料和功能高分子材料。,结构高分子材料,塑料产量最大，主要用于包装材料、结构材料、建筑材料以及交通运输材料橡胶的主要用途为制造轮胎纤维的主要用途为衣着用料,功能高分子材料,功能高分子，是指具有某种特别的功能或者是能在某种特殊环境下使用的高分子材料。其最显著的特点在于它具有特殊的光、电、磁、催化等性能。例如光致变色高分子、导电高分子、铁磁性高分子、催化高分于以及生物功能高分子等。,导电高分子材料,是以有机高分子材料为基体,加入一定数量的导电物质(如炭黑、石墨、碳纤维、金属粉、金属纤维、金属氧化物等)组合而成。该类材料兼有高分子
11、材料的易加工特性和金属的导电性。应用主要有电磁波屏蔽、电子元件(二极管、晶体管、场效应晶体管等)、微波吸收材料、隐身材料等。,防辐射服,磁性高分子材料,早期磁性材料源于天然磁石，以后才利用磁铁矿(铁氧体)烧结或铸造成磁性体，现在工业常用的磁性材料有三种，即铁氧体磁铁、稀土类磁铁和铝镍钴合金磁铁等。它们的缺点是既硬且脆，加工性差。为了克服这些缺陷，将磁粉混炼于塑料或橡胶中制成高分子磁性材料，容易加工成尺寸精度高和复杂形状的制品，还能与其它元件一体成型等特点。,光功能高分子材料,所谓光功能高分子材料，是指能够对光进行透射、吸收、储存、转换的一类高分子材料。主要包括光导材料、光记录材料、光加工材料、
12、光学用塑料(如塑料透镜、接触眼镜等)、光转换系统材料、光显示用材料、光导电用材料、光合作用材料等。,光导纤维,4、复合材料,复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。这些高强度纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属或铝、镁、钛等金属复合，构成各具特色的复合材料。,碳纤维底座汽车,全碳纤维山地自行车售价达12000美元,车身强度超过钢材料，重量仅1.8磅。,四、现代军事科学技术,现代战争其基本特点：侦察立体化、打击精巧化、反应高速化、防护综合化、控制智能化。现代军事科技主要包括：侦察监视技术
13、、伪装与隐身技术、精确制导技术、电子战与信息战技术、指挥自动化系统技术、军事航天技术、核武器和化学武器及生物武器技术、新概念武器技术等。,侦察监视技术1、地面侦察,美军无人地面侦察车,2、海上侦察,靠拖曳式声纳和扩展型传感器来捕捉水下的声波情报，在捕捉到可疑的声波后，立即通过卫星上传情报接收站。,3、空中侦察,U2侦察机,EP3侦察机,“全球鹰”无人侦察机,捕食者无人机,4、卫星侦察,精确制导技术,精确制导技术是按照特定基准选择飞行路线，控制和引导武器系统对目标进行攻击的综合性技术。直接命中概率高，是精确制导武器最基本的特征。,1、遥控制导,“有线遥控制导”,“电视指令制导”,“无线电遥控制导”,2、寻的制导,就是弹体自己寻找、跟踪并击毁目标。分为“主动式”、“半主动式”和“被动式寻的制导”。优点是精度非常高，适合打击运动目标。近距格斗空空导弹多采用红外寻的制导，发射后不管。,3、自主制导,惯性制导：不易受外界干扰。大多数地地弹道导弹采用。地形匹配和景象制导：精度高，不受气象条件的影响。远程巡航导弹采用。GPS制导：用弹上安装的GPS接收机接收导航卫星的信号，修正飞行路线，提高制导精度。,4、复合制导,在导弹飞行的初始段、中间段和末段，同时或先后采用两种以上制导方式的制导称为复合制导。这种制导可以增大制导距离，提高制导精度。,谢 谢！,
