深海水下技术装备发展研究

深海水下技术装备是认知深海、开发深海资源以及保护海洋生态的关键,拓展深海新空间面临复杂多变的环境挑战,亟需高水平的深海水下技术装备作支撑。本文立足我国海洋强国建设的发展实际,分析了深海水下技术装备的体系构成和发展需求,从深海观测/探测与感知系统、水下施工作业装备、深海水下油气生产系统、深海矿产资源开发装备4个方面出发,梳理了国外深海水下技术装备的发展现状和趋势。在此基础上,总结了我国深海水下技术装备研制的发展现状,分析了发展面临的工程挑战,剖析了相关关键技术装备体系和关键物理–力学机制,概括了深海水下技术装备的典型装备代表和装备图谱,凝练了我国深海水下技术装备的共性关键技术,涵盖智能化与自动化技术、精密元器件加工制造技术、高精度定位导航、高速率通信技术、大系统力学计算与分析和跨尺度工程设计方法与技术等方面。为实现我国深海水下技术装备的高质量发展,研究建议：加强深海水下工程技术发展的顶层设计,推动构建共性关键技术协作体系;增强我国深海水下技术规范和标准的行业影响力,大力开拓国际市场;高质量推进兼容通用的平台建设;注重培养深海水下工程科技创新人才,为加速实现海洋科技产业高水平发展提供支撑。     

深海探测与驻留装备发展研究

深海探测与驻留装备是发展海洋科学的重要基础。近年来,我国自主研发的相关装备进展良好,但在国产化过程中仍面临一些“卡脖子”技术问题,亟需攻克相应装备的技术短板,推动我国“透明海洋”能力建设。本文在分析深海探测与驻留装备发展需求的基础上,围绕深海通用感知探测设备、深海运载探测通用平台、深水多功能作业平台、深海通导定位装备、深海通用作业工具、深海有人与无人设备的智能控制系统等6个重点领域,系统梳理国内外相关装备的发展现状,深入辨析我国深海探测与驻留装备发展面临的问题。本文论证提出了我国深海探测与驻留装备的9个重点发展方向,涵盖探测装备能源补给、装备系统设计及优化、高功率密度动力、原位实验研究与开发、载人装备宜居与应急救援、水下动态网络定位、水下声光多模混合通信网络、作业人机混合决策与协同控制、人机交互效能评估及优化等关键技术。研究建议,坚持科学发展、加快启动重点海域建设,坚持统筹集约、高效推进共建共用共享,坚持创新驱动、持续发展新技术新装备,以推动我国深海探测与驻留装备的高质量发展。     

现代海底热液活动异常条件探测关键技术研究

结合我国863计划海底热液活动探测技术研究课题的开展情况,综述了现代海底热液活动调查和研究依赖的主要探测技术--深海拖曳式走航连续探测技术、海底原位探测技术、长期定点连续探测技术、深潜技术及深海钻探技术的研究和应用,介绍了我国深海探测技术的研究现状,分析了21世纪海底热液活动研究的发展趋势,指出调查发现新的热液硫化物分布区、研究热液活动的生命现象、建立海底热液活动现场长期监测体系将会是今后研究的重点.     

载人深潜技术的发展与应用

载人潜水器是深海进入、探测、开发和保护的重要技术手段和装备,代表着潜水器技术的发展前沿。本文简述了国外深海载人潜水器装备与技术的发展现状,梳理了我国在本领域的装备与技术发展以及探索应用情况,重点介绍了我国载人深潜技术三大里程碑成就:基于"蛟龙"号和"深海勇士"号的研制经验,形成了我国载人深潜技术体系;在4500～7000 m潜深范围,我国载人深潜技术总体上已处于国际前沿,且具有自主知识产权;载人深潜技术向着全海深、全海域的谱系化发展思路已趋于明朗。未来15年,我国载人潜水器领域的发展重点是巩固提高作业能力,积极拓展应用领域,不断提高智能化、轻量化、重载化和集群协同水平,精心打造产业链条,成为载人深潜技术强国。     

深海信息体系构想及关键技术

深海资源开发和科学研究涉及的深海作业任务中,信息体系是深海装备协同并发挥体系作用的关键因素。本文分析了构建深海信息体系以支撑装备协同环境的需求,探讨了信息体系的构成要素、面临问题、构建重点和关键技术,从加强顶层规划、聚焦关键技术、适时示范应用等角度给出了深海信息体系的发展建议。     

铅基反应堆海洋核动力发展研究

铅基反应堆（铅基堆）核动力具有固有安全、小型轻量、长寿高效等突出优点,在先进海洋装备、无人潜航器、深海空间站的能源动力上应用前景广阔;在加快建设海洋强国的背景下,保障海洋能源供给成为重要的基础条件,开展铅基堆海洋核动力发展研究是推动我国海洋装备能源动力技术革新的关键内容。本文总结了海洋核动力的应用场景与发展需求,从技术特征、代表性应用、研制现状等方面系统梳理了铅基堆核动力的发展概况,凝练和剖析了包括核燃料与包壳材料、一回路关键设备、冷却剂工艺与氧测控、先进发电技术在内的铅基堆海洋核动力关键技术。立足国情研判了铅基堆海洋核动力面临的发展挑战,提出了低温铅基堆海洋核动力、高温高效铅基堆海洋核动力、一体化全自然循环铅基堆海洋核动力等可行技术路线。研究建议,强化前瞻性配套专项技术研发、加快部署装备示范工程,将铅基堆纳入重大能源战略、加快建设标准体系,设置国家级联合研发机构、构建科技创新和产业发展新模式,更好服务国家海洋战略并推动海洋核动力跨越式发展。     

深海纤维增强树脂复合材料圆柱耐压壳力学性能的研究进展

纤维增强树脂复合材料因其轻质和优异力学性能,使其成为了关键深海战略材料,已应用在深海潜水器重大装备。其中,耐压壳是保证深海潜水器安全和稳定的重要部件,与潜水器的质量要求和总体性能密切相关。本文重点关注纤维增强树脂深海圆柱耐压壳,综述其结构设计特性、力学性能试验表征及数值模拟研究进展,并指出目前存在的问题,以期为今后深海复合材料圆柱耐压壳的设计及力学分析提供选材依据。      

金属挤压与锻造装备技术国家重点实验室（中国重型机械研究院）

金属挤压与锻造装备技术国家重点实验室是国家科技部于2007年7月批准依托中国重型机械研究院建设的。是开展有色和黑色金属材料塑性成形装备技术领域应用基础研究、聚集和培养优秀科技人才、开展科技交流的重要基地,是发展共性关键技术、增强技术辐射能力、推动产、学、研、用相结合的重要平台,是国家技术创新体系的重要组成部分。其主要任务是瞄准国际高技术前沿、针对产业和行业发展中的重大需求,开展应用基础研究、关键技术和共性技术研究,提高行业技术水平和企业自主创新能力;组织重要技术标准的研究制定;培养高层次科学研究和工程技术人才;加强行业科技合作与交流,推动技术扩散和技术储备等。     

表面动力学过程的二维成像——光发射电子显微镜系统的研制及应用

光发射电子显微镜是 90年代初发展起来的一种新的表面原位技术 ,它能够在多相催化反应过程中原位、动态观察样品表面局域功函数的变化 ,从而获得反应动力学的信息。本实验利用德国Fritz Harber研究所赠送的部分部件 ,并配之于AES ,LEED ,MS等常规分析手段 ,成功地研制了国内首台光发射电子显微镜系统 ,其主要性能指标达到 90年代初国际水平。本文简单介绍了该系统的研制以及已进行的部分研究工作。     

表面动力学过程的二维成像——光发射电子显微镜系统的研制及 …

光发射电子显微镜是９０年代初发展起来的一种新的表面原位技术,它能够在多相催化反应过程中原位、动态观察样品表面局域功函数的变化,从而获得反应动力学的信息。本实验利用德国Ｆｒｉｔｚ－Ｈａｒｂｅｒ研究所赠送的部分部件,并配之于ＡＥＳ,ＬＥＥＤ,ＭＳ等常规分析手段,成功地研制了国内首台光发射电子显微镜系统,其主要性能指标达到９０年代初国际水平,本文简要介绍了该系统的研制以及已进行的部分研究工作。     

中国地震科学实验场标准化研究

2018年5月12日,在汶川地震十周年国际研讨会暨第四届大陆地震会议上,中国政府向世界宣布建设中国地震科学实验场。为了规范地震科学实验场的建设、运维和管理,促进实验场区域科学研究项目的规划、设计和实施,本着继承、融合、补充及扩展等原则,开展了地震科学实验场标准化研究暨通用技术要求的编写工作。本文通过综合调研和分析国内外地震科学实验场的基本概况、最新发展动态及研究进展,分析和总结相关新方法和新技术研究成果,并结合中国地震科学实验场的最新科学设计方案,研究内容基本涵盖地震科学实验场的一般要求、基础监测、科学数据以及科技成果等几个重要方面。本研究所涉及的技术内容及要求具有一定的原则性和纲要性,可在此基础上,进一步结合地震行业标准化研究现状,以及地震科学实验场建设的具体要求,开展系列标准的研究和编写工作。     

连续纤维增强热塑性树脂基复合材料自动铺放原位成型技术的航空发展现状

基于自动铺丝手段,连续纤维增强热塑性树脂基复合材料可实现原位成型效果,即铺贴同时完成零件制造。该技术可降低复合材料成本达到50%以上,由于其高效低耗的技术特点,该技术被认为在航空领域具有广泛的应用前景。文章调研了热塑性复合材料原位成型技术在国内外航空领域相关的研究和应用工作。结合典型的技术开发案例,重点分析了目前原位成型技术在应用材料、装备及工艺控制技术等方面的水平现状,并阐述了原位成型技术的最新发展趋势。      

深海装备耐压结构用钛合金材料应用研究

本文概述了国内外钛合金深海装备的发展现状,针对深海服役环境特点对耐压结构用钛合金材料的性能要求进行了分析,介绍了典型装备耐压结构钛合金材料研究应用中出现的应力腐蚀和蠕变等技术问题,提出需要针对钛合金材料长期服役时存在的组织演变和性能衰减、冲击环境下的动态响应等基础科学问题开展研究,重点梳理工程应用中的大规格材料、应用评价和高效建造等关键技术。文章建议针对深海领域钛合金装备的迫切需求,进一步加大钛合金材料基础研究和工程化应用力度,推动创新应用,践行海洋强国战略。     

夯实国家计量基础 促进质量全面提升——改革开放40周年中国计量院业务工作回顾

正科技要发展,计量须先行。新中国成立后,特别是改革开放以来,中国计量科学研究院(以下简称"中国计量院")作为国家最高的计量科学研究中心和国家级法定计量技术机构,为推动我国经济迅速发展,在计量基标准建设、有证标准物质研制、实现国际计量互认、主导和参加国际比对、提升量传服务能力、拓展国内合作和加强军民融合建设等各方面取得了一系列成果。     

装备升级换代背景下金属基复合材料的发展机遇和挑战

本文从产业化发展战略的角度出发,对我国金属基复合材料的形成和发展进行了评述。简要总结了我国金属基复合材料的发展历程,梳理了当前快速发展阶段中金属基复合材料在几个主要制备方法,如原位自生法、搅拌铸造法、粉末冶金法、压力浸渗法中取得的关键性技术突破。在此基础上,列举了对装备升级换代产生显著推动作用、具有代表性的金属基复合材料工程应用案例,预测了未来5～10年金属基复合材料的发展趋势。针对当前国防与国民经济领域装备技术发展对材料技术提出的挑战,分析了金属基复合材料在军民两用市场的发展机遇与前景,同时就产业化技术和产业环境的不足,从夯实国家级产业化平台和壮大人才培养基地、加大国家投入、加快标准和数据库体系建设、开发低成本高品质材料制备技术4个方面提出了发展建议。     

舰船装备再制造防腐蚀技术研究及应用

再制造防腐蚀是针对在役装备或腐蚀装备所进行的高技术修复与改造。再制造通过使用优于原始制造的先进技术,充分挖掘了腐蚀装备中蕴含着的高附加值,使得再制造装备具有显著的节能环保特色。通过再制造关键技术对舰船装备进行腐蚀控制,将有效提高装备的防腐性能,赋予装备新的寿命,最大限度地保障舰船装备的在航率。文中着重介绍了高速电弧喷涂长效防腐技术、纳米电刷镀防腐耐磨涂层技术、非晶态合金化学镀层防腐技术、纳米固体薄膜减摩防腐技术和纳米防腐涂料及涂装等再制造防腐技术的实际应用。再制造工程在国内外得到了快速发展,推动了"资源节约型、环境友好型"两型社会的建设,已经引起了国家的高度重视和支持,中国已成为国际再制造中心之一,且已将具有中国特色的再制造工程发展到了一个新阶段。     

深水换能器现状及展望

国家近年来加强了对深海声学系统的应用研究,而深水水声换能器为深海科学研究提供技术支撑。为了对深水换能器的材料特性、耐压结构设计、在深水环境下发射性能和接收性能的测试手段能够深入了解,特别介绍了美国及中国深水换能器发展现状,并提出开展耐高静压换能器有源材料、耐高静压水声无源材料、换能器耐压结构和工艺、高静水压测量技术等方面的研究。     

TiAl薄壁中空结构材料制备与成形一体化研究现状

针对新型高超音速飞行器的服役要求,迫切需要开发使用温度更高的轻质薄壁中空结构材料.分析了高超音速装备发展对耐高温轻量化结构的重大需求,综述了原位反应制备钛铝板材的研究现状,以及钛铝薄壁曲面结构国内外成形技术及应用进展.讨论了钛、铝箔材层状反应过程存在的扩散机制及控制难题、致密化过程孔洞形成及迁移机理.论述了塑性变形引入原位反应过程的原位反应扩散机制和规律,双向应力状态下的原位反应对抑制孔洞的产生和消除的作用,渐变材质高温变形规律和机制以及成形过程中构件的组织和性能演变规律.提出了"箔材原位反应与超塑成形一体化"新技术,将超塑性变形融入箔材反应过程,打破传统薄壁构件"先成材后成形"的局限,实现钛铝板材制备与其中空结构成形一体化.     

基于原位微锻造冷喷涂技术的金属涂层研究进展

原位微锻造冷喷涂技术是一种通过在喷涂粉末中混入大尺寸喷丸颗粒,借助喷丸颗粒对已沉积涂层的锤击效应实现喷涂沉积层的原位致密化,同时提高沉积体的自身强度和与基材的结合强度的技术.为此,对原位微锻造冷喷涂技术的发展状况进行了总结.首先,对该技术工作原理进行了简要介绍,并探讨了喷丸体积分数、颗粒尺寸等参数对涂层的影响;其次,探...     

同步辐射原位X射线散射技术在纳米与能源材料中的应用

同步辐射原位X射线散射技术可以实现对材料结构进行多尺度的、无损的、高时间空间分辨率的表征,动态地揭示材料微观结构在不同外界环境下的演变过程。X射线散射基础理论已经相对成熟。第三代同步辐射光源大幅提高了X射线散射技术的时空分辨率,进一步拓宽X射线散射技术的应用场景。当前同步辐射原位X射线散射技术的难点主要集中于实验装置设计和大数据处理。概述了X射线散射技术的主要分类和基本的实验方法,主要介绍了不同分类的同步辐射原位X射线散射技术在纳米材料(纳米颗粒生长和纳米颗粒自组装)与能源材料(以钙钛矿薄膜材料为代表)研究中的应用。最后结合当前国内外先进同步辐射光源的发展现状,展望了同步辐射原位X射线散射技术未来发展的方向和应用前景。