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　　7月8日，东华理工大学2011届测绘专业国防生毕业了，此时，一则不幸的消息传来，2009年毕业于该校的校友刘刚为抢救价值20多万元的测量仪器，跌入海中英勇牺牲，生命永久定格在青春的25岁。走时，测量杆紧紧抱在怀里6月20日清晨，刘刚和战友奉命到东海一处人迹罕至的某小岛上执行测量任务。这是一项国家重大测量任务，数据精度要求非常高。上岛后，刘刚主动承担起最危险的跑点任务。背着沉重的设备，扛着长长的测量杆，刘刚冒着高温高湿一干就是3个多小时。疲惫的刘刚向一处悬崖边上的测量点攀爬时，右手紧握的移动台测量杆突然打滑，眼看价值20多万元的测量仪器要掉进海里，他急忙探身伸手抓住。就在这一瞬间，湿滑的岩石让他脚下打滑，身体陡然失去重心，坠入海中，被巨浪挟裹着重重撞击到崖壁礁石上，光荣牺牲。事发后，东华理工大学海军后备军官学院副院长赵克锋第一时间赶往东海舰队。“将遗体从大海中捞起时，刘刚依然把测量杆紧紧抱在怀里。”赵克锋说。回忆，老师对学生赞不绝口据东华理工大学副校长聂逢君介绍，2005年9月，刘刚就读测绘工程专业，临毕业那年入党，现在是东海舰队某作战支援舰支队测量助理工程师。“刘刚同学在校时积极上进，各方面的表现都非常优秀。”据测绘学院党委书记张明副介绍，刘刚多次被评为学校优秀学生干部、优秀大学生军训教官。鲁铁定老师教授“测量平差”，他对刘刚记忆犹新，“他每次都坐教室左边第一排，认真好学。”“对面就是陆地，还能看见远处的高楼，但就是不能靠岸。在船上，淡水限量使用，蔬菜早就吃完了，剩下的就是蛋炒饭和罐头……”今年1月份，刘刚还通过东华理工大学校报向学弟学妹讲述舰艇锚泊时的情景，鼓励他们“学好本领”。意外，发生在第八次测绘时家境贫寒，使刘刚自幼养成勤奋好学的品质，2009年，作为一名刚参加工作的技术员，刘刚深知业务知识欠缺，主动向老同志求教，在最短时间里掌握新仪器的性能、操作流程，成为一名人民海军测绘战线上的最年轻科技军官之一。刘刚先后参加完成了7次沿岸测量任务，面对每次执行测量任务中出现的断水、断电、蚊虫多等恶劣环境，他都能克服困难，心甘情愿地在艰苦的环境中工作。这次的外出测绘任务，刘刚本可以按照支队领导的安排留守，备战部队庆祝建党90周年“红歌会”比赛，可是他却走上一线，并向领导报告说比赛、测绘“两手都会抓”。“在岛上测绘间隙，刘刚就放声歌唱。”战友们说，谁也没想到，前一天还听着他洪亮的歌声，第二天他就“永远地走了”。和刘刚朝夕相处的战友们说，在清理遗物时，刘刚的工作簿扉页写着“少壮不努力，老大徒伤悲”的字样。

　　1前言由于关系到舰船服役安全性以及技战术水平，舰船材料的研发考核环节众多，周期较长，一般需要经过实验室研究、工业试制、综合性能评价、应用研究考核、模型结构考核及解剖、上舰考核等极为复杂的研制流程，往往从实验室到型号应用需要10年以上的时间，甚至超过了很多型号的研制周期。目前全世界只有少数工业化强国具备从材料研发、生产、到应用的整体系列配套能力。因此，“材料先行”、“材料体系构建”是各海洋强国都十分重视的基本理念。舰船材料按照平台类型分，有舰船结构材料、动力机电系统材料、水中兵器用材料。按照材料类型分为结构材料、结构/功能一体化材料、特种功能材料3大类。结构材料又分为船体结构钢、轮机及其他结构钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、特殊性能钢(防弹、低磁等)、焊接材料、铝合金、铜合金、钛合金等 结构/功能一体化材料分为树脂复合材料、金属复合材料、阻尼降噪材料等 特种功能材料分为涂料和涂层、阴极保护材料、电解防污材料、有源声学材料、隐身材料(吸波、吸声等)、密封材料及胶粘剂、装饰材料、橡胶、耐火及绝缘材料等，共有22个材料类别约1000个牌号。2国内外舰船材料的发展现状2.1国外舰船结构钢发展现状船体结构钢是现代舰船建造最关键的结构材料，也是用量最大的材料，其性能优劣直接关系舰船技战术性能的提高。船体结构钢作为船体结构材料，必须具有足够的强度和韧性、良好的工艺性及耐海水腐蚀性能。第二次世界大战后，世界各军事强国为了满足舰船装备的发展需求，研究开发了系列高强度舰船用钢。美国从第二次世界大战开始发展舰船用钢至今，其舰船船体钢的发展经历了多个阶段。先后选用过碳素船体钢、HTS、HY80、HY100、HSLA80、HSLA100等多个型号的钢种。其研制应用大致可以分为4个阶段[1-3]：第一阶段二战期间，美国水面舰船主要选用HTS、A、B、D、E等高强度及一般强度级别的结构钢作为主船体选材。该阶段钢的主要特点是强度级别不高，合金元素少、碳当量低，故成本低、焊接性好，但其韧性较低、抗弹性差、耐蚀性一般，且钢板厚度较大，但在当时也基本满足了美国水面舰船的使用要求。第二阶段20世纪60年代以后，为了满足发展大型航母和新一代潜艇的需求，在Ni-Cr系STS防弹钢的基础上开发出了强度更高、韧性更好的HY系列高强度结构钢，包括HY80、HY100及强度更高的HY130钢。HY系列钢种为调质型Hi-Cr-Mo系钢，其主要特点是：①高强度，HY80、HY100分别为550MPa、690MPa级别 ②Ni、Cr、Mo等合金元素含量较多，碳当量高，焊接性差，建造成本高 ③钢板规格齐全，水面、水下舰艇结构通用 ④碳含量及碳当量较高，故焊接性差。表1为20世纪80年代美国海军HTS/MS钢和HY钢在舰船方面的应用情况。可以看到，HTS/MS钢在水面舰船上依然是主要且大量应用的钢，而潜艇则以HY80、HY100钢为主。表1美国海军舰船钢用量情况Table1ConsumptionofshipbuildingsteelinU.S.Navy第三阶段HY系列钢虽然强度级别较高，但由于钢中的合金元素如Ni，Cr，Mo等含量较高，导致该种钢成本高，且对焊接性能要求较高。20世纪80年代以后，为了改善海军舰船用钢焊接性能，节约舰船建造成本，又发展了HSLA80、HSLA100新钢种，以替代对应强度级别的HY80、HY100钢。图1显示了690MPa级HSLA100钢近年来在美国海军最新航母建造中的使用情况。可以看出，从CVN74的少量试用，到CVN75、CVN76、CVN77扩大采用，经过了10多年时间。HSLA80、HSLA100钢主要采取铜沉淀硬化型的强化机理，其主要特点是：①碳含量及碳当量低，焊接性能好，建造成本低 ②Ni，Cr，Mo含量较HY系钢有了不同程度的减少，降低了材料成本。这一阶段的航母船体结构用型钢、铸锻钢及焊接材料仍然沿用了HY系列的配套材料。为了充分发挥HSLA系列钢所具有的良好焊接性能，同时开发了配套材料。图1HSLA-100在美国航母上使用情况/tFig.1UtilizationofHSLA-100steel(tons)ontheU.S.Navyaircraftcarriers第四阶段20世纪90年代以后，为了发展未来型航母，美国海军关注的焦点变为航母主船体重量越来越重，以及由此带来的航母机动性和有效载荷降低等突出问题。因此，美国海军又相继开发了HSLA65和HSLA115及10Ni钢。目前，美国航母主船体用钢主要是HTS、HY80、HY100、HSLA80、HSLA100等5种钢混用，并在非主要结构部位考核HSLA65和HSLA115。美国在发展水面舰船用钢方面有以下4个特点：①446MPa强度以下的水面舰船用钢主要是Mn系钢 ②注意改进现役钢种的质量及韧性 ③采用控轧控冷等现代冶金技术，发展新型船体钢，提高钢的强韧性及可焊接性 ④开展新钢种的研究，形成新的系列，旨在降低钢种本身成本及舰船制造成本。美国海军发展的HSLA65、HSLA80、HSLA100、HSLA115系列易焊接、高强度舰船用钢，逐步替代传统的HY系列高强度舰船用钢，成为最新航母建造的主体材料，代表了航母用钢的发展方向。美军在现役航母上大胆考核下一代先进材料的做法，使得其航母用钢研发和应用发展迅速，体系十分完备，可随时根据需求对设计做出调整。至此，美国在舰船用钢方面基本形成了一套完整的体系，以美国海军航母用钢为例，其材料的发展替代历程如图2所示。图2美国海军航母用钢的发展替代历程Fig.2SubstitutionprogressofthesteelforU.S.Navyaircraftcarriers除美国外，俄罗斯、日本、法国、英国等国家也开发了系列高强度舰船用钢，如俄罗斯的AK系列、АБ系列，日本的NS系列，法国的HLES系列等，其舰船材料的发展思路大致与美国相仿。国外舰船用钢的总体发展趋势可以概括为以下几点：高强度化对潜艇来说，提高耐压壳体用钢的强度意味着减少艇体自重，增大下潜深度或增加储备浮力，可大大提高潜艇的技战术性能。对大型水面舰艇来说，提高船板强度意味着船体重量的减轻，可以为舰艇武备升级和全寿命维护节省出宝贵的重量，并显着降低造船成本。易焊接化为满足航母和大型舰艇的建造需求，改善舰船钢焊接性能是另一个重要方向。如HSLA系列钢利用微合金化、控轧控冷、时效硬化处理以及超低碳贝氏体组织来满足高强韧性、易焊接性要求，形成了0℃、室温焊接不预热等高强度舰船钢系列，显着降低了造船成本、提高了建造效率。现有钢种的改进与完善配套为满足舰船用钢不断更新换代的要求，世界各国都对现有成熟钢种不断改进提高，进行深化完善的研究工作。如美国HY80/100钢，自20世纪50年代研制成功以来一直在进行改进提高的研究工作，已修订标准11次，对技术指标要求、冶金工艺方法、化学成份分档、钢板厚度规格、钢中夹杂元素及冶金质量控制等方面进行了深化完善。采用冶金新技术提高舰船用钢性能舰船用钢的研制、开发和生产水平与一个国家的冶金工业基础密切相关。20世纪80年代后，随着超低碳、超纯净钢冶炼、连铸技术和控轧控冷等冶金技术的发展，舰船用钢也朝着高纯净化、高性能方向发展[4]。2.2国外其他舰船材料发展现状舰船总体系统对关键材料技术的需求不仅限于高强度、易焊接的高性能结构材料，因此在发展船体结构钢材料的同时，国外也在大力推进其他高性能舰船材料的研发。钛及钛合金钛及钛合金具有良好的断裂韧性、耐蚀性，高比强度和低磁性等特点，是优秀的海洋合金。俄罗斯在钛合金研制和应用上独树一帜，其技术水平、建造能力和规模在国际上处于领先地位，已基本形成用于船体、船机和动力装置的钛合金系列材料。美国用于舰艇的钛合金主要为中强可焊钛合金。美国将大量钛材用于通海系统的管、泵、阀换热器上，以解决海水腐蚀，从而提高其使用寿命与可靠性。铝合金铝合金由于具有比重小，比强度、比模量高，耐腐蚀性能好，易加工成型，焊接性能好等优点，在舰船领域得到了广泛的应用，主要用于快艇、高速船、军辅船、航空母舰升降装置、大型水面舰船上层建筑、鱼雷壳体等，铝质船舶也从铆接、铆焊结构发展到全焊结构。多年来，世界各国对船用铝合金的研究与发展都非常重视，在美、日、英等发达国家，舰船用铝合金已成系列，品种配套、规格齐全，已成为海军舰船的主要结构材料之一。目前国外在船舶上应用的铝合金主要有以下几个系列：Al-Mg系、Al-Mg-Si系和Al-Zn-Mg系，其中以Al-Mg系合金在舰船上应用最广泛[5]。铜及铜合金铜及铜合金具有优异的耐海水腐蚀性、导热性、耐海生物污染性，优异的力学性能、良好的冷热加工性能及铸造性能等，广泛用于舰船螺旋桨，海水管系及其配件、泵、阀、轴套等零部件，潜艇螺旋桨用铜合金还应具备低噪音特性。20世纪60～70年代，英国斯通公司、俄罗斯、美国相继研制出了铸造阻尼Cu-Mn合金，但使用性能不理想。英国斯通公司提出潜侧式噪音螺旋桨新方案，从精湛的设计技术、新型高阻尼合金和复杂桨叶形状精确制造3个方面综合控制，共同提高潜艇的隐蔽性能。复合材料复合材料包括树脂基与金属基复合材料，具有力学性能优良、耐腐蚀、大幅减重、优良的声、磁、电性能等特点，早期应用在小型巡逻艇和登陆舰上。近年来，随着低成本复合材料技术的提高，开始逐渐应用在大型巡逻艇、气垫船、猎雷艇、护卫舰以及上层建筑中。各国海军应用的复合材料制品还包括烟囱、舱壁、甲板、舵等次承载结构，这些材料可降低舰船的雷达信号特征，同时也降低了红外(热)信号特征，在结构减重方面所做的贡献非常显着。新型功能材料除以上材料外，国外还大力发展了诸如防腐涂料、舰船隐身、减振降噪、隔热及其他特种功能材料等新型功能材料。其中防腐涂料：主要用于舰船上层建筑、舰船内舱、舰船海水管路系统、船体及其附体如舵、减摇鳍、螺旋桨等部位。舰船隐身：水面舰艇隐身技术的重点集中在雷达波隐身、红外隐身及减振降噪技术上 国外采取涂敷型吸波材料或结构型吸波材料解决雷达波隐身 采用特殊涂料解决红外隐身的研究工作正在进行。减振降噪：减振降噪材料的主要类型包括吸声材料、隔声材料、阻尼材料。隔热材料：主要用于舱室环境控制，它也是舰船舾装材料的重要组成部分，国外舰船用绝缘隔热材料有无机材料和有机泡沫材料两类。特种功能材料：包括储氢材料、永磁材料、主动控振智能材料等。2.3材料加工与成型新技术为更好地实现减免维护、降低维护成本这一航母腐蚀预防与控制的核心思想，目前美国海军在航母及其他新的舰艇建造和维护过程中，不断研发运用了一系列新材料、新工艺和新技术。新型铸造工艺在HY-80/100钢铸造过程中，美国海军采用了新型压铸工艺以降低成本、提高铸件合格率。新工艺的运用每年可节省成本70万美元，使大型铸件合格率提升至70%以上，交货时间降至55天。新型成型技术美国海军采用闭塞冷锻技术(CDCF)制造的5～20cmCVN-78航母用Inconel625合金管弯头，使管道连接费用节省了约50万美元。新型焊接技术主要有远程焊接预热系统、轻型火焰钎焊技术、大功率电缆接头铝热焊技术、防涂层烧蚀焊接冷却技术。为避免焊接预热不均，提高焊缝质量，美国海军在航母CVN-78建造过程中运用了新型的远程焊接预热系统 为克服人工钎焊造成的质量难以控制问题，在CVN-78建造过程中，美军采用了轻型火焰钎焊技术，使每艘航母建造和大修成本节省了700万美元 美军将新型铝热焊技术用于CVN-78大口径电磁弹射器大功率电缆接头焊接，大大提高了焊接质量和可靠性，减少了焊接和维护工时 为防止已涂装区域在焊接过程中的烧蚀，CVN-78建造过程中运用了焊接冷却技术[6-8]。2.4国内舰船材料发展现状及特点2.4.1发展现状我国舰船结构钢发展可以划分为4个阶段[9-10]：20世纪50～60年代，主要是依赖原苏联进口和仿制 20世纪70～80年代开始自行研制，当时受国内资源限制，立足于无镍合金钢，研制了我国第一代舰船用Mn系无镍铬钢和低镍铬钢，如901、902、903系列钢种，这些自行研制的舰船用钢在我国海军舰艇建造中得到了成功应用 进入20世纪80年代，海军装备有了很大发展，对舰船用钢也提出了更高的要求，第一代舰船用钢已满足不了现代海军的需求，开始研制综合性能更好的第二代舰船用钢及其配套材料，如390MPa级的907A钢、440MPa级的945钢、590MPa级的921A系列钢、785MPa级的980钢等，至此，初步形成以4大主力钢种为支撑的我国舰船结构材料体系 20世纪90年代后，改进提高和自主研发并举，特别是2000年以后，在强度覆盖、品种规格及配套材料等方面有了长足的发展，为海军新型主战装备建设提供了强大的物质基础。在持续发展船体结构钢及其配套材料的同时，我国也加大了舰船用其他结构/功能一体化材料，以及特种功能材料的研发。钛及钛合金我国舰船钛合金的研究始于1962年，经过探索研究、自主研发、产业化及推广应用3个发展阶段，研究水平有了很大的提高，目前拥有包括Ti-B19、Ti91、Ti70、Ti80等典型舰船钛合金，并形成了我国专用的钛合金系列，能批量生产板、管、锻件、中厚板、各种环材、丝、铸件等多种产品，基本满足国内舰船不同强度级别和不同部位的要求[11-12]。铝合金我国舰船用铝合金的研究始于20世纪60年代初。目前研制成功的船用铝合金结构材料主要有变形铝合金和铸造铝合金2大类。变形铝合金包括铝合金板材、型材、管材、锻件及其配套焊丝，研制成功的船用变形铝合金牌号主要有Al-Mg系的5A01、5A30、5A70合金和Al-Zn-Mg系的7A19合金，铸造铝合金牌号主要有ZL305和ZL115合金等。自1979年起，5A01、5A30、7A19、ZL305和ZL115等合金已广泛用于各种船舶及鱼雷壳体的建造等，5A70合金已成功用于建造水撬模拟结构件。然而，我国舰船用铝合金的牌号、品种、规格却未能全面发展起来，我国用来制造高速舰船船体(包括军用快艇和高速客船)的铝合金几乎都依赖国外进口，其中使用最多的是进口5083铝合金。铜合金我国对海水管系及其配件、泵、阀、轴套等零部件，舰船螺旋桨等用的铜合金研究相对薄弱。目前我国舰船海水管路系统主要采用以B10、B30为主的铜镍合金。新研制了铸造铜镍铝合金ZCu7-7-4-2及变形铜镍铝合金等，并发展了舰船用铜镍合金的焊接技术。复合材料我国复合材料研发相对国外较晚，经历了由纤维增强复合材料、树脂复合材料到结构芯材的发展。其中，纤维增强材料由最初的玻璃纤维，发展为碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维和连续玄武岩纤维等4大高科技纤维 树脂复合材料中的树脂也经历了不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂等几大类别的发展过程 复合材料夹层结构船艇常用的轻质高性能结构芯材包括泡沫塑料、轻木以及各种蜂窝材等。我国复合材料在舰船的应用较少，典型应用是潜艇的艇艏声纳导流罩，部分已经安全应用20年。在实艇应用方面，除透声复合材料获得了较多的应用外，隔声、吸声和阻尼复合材料还没有在型号中实现应用，工程应用经验不足，与国外差距较大[13]。新型功能材料现代舰船是高新技术高度密集的综合系统，所用功能材料的种类很多，但其中大多数并不是舰船专用材料。在舰船上有独特应用的功能材料主要有电磁力推进用超导材料、吸收雷达波材料、舰船隐蔽用消声与减振材料、水声换能材料、燃料电池用贮氢材料、永磁电机用永磁材料等，其中有些还兼作结构材料，属结构/功能一体化材料，这一系列新型功能材料大多尚处于探索研究阶段。2.4.2发展特点我国舰船材料的发展以海军装备发展对关键材料特性要求为依据，经历了从无到有、从仿制到自行研制的过程。已研制和生产的舰船材料基本满足了不同时期海军各型装备发展的需求。近期国内舰船材料的发展主要有以下几个特点：①正在完善4大主力钢种的规格系列。近年来，研发了907A和921A双球扁钢、921A超长超宽板、921A高效不预热焊接材料等结构材料，满足大型船舶主船体结构的建造需求 研发了厚度为80～120mm的980厚板，满足潜艇的建造需求。②在低成本和耐蚀钢应用方面进行了探索。研发E36军民通用船体结构钢，降低了成本，简化了建造工艺，满足护卫舰的建造需求 开展了B级耐蚀钢的推广，用于大型辅助船舶主船体结构建造。③研发系列复合材料。系列复合材料的开发应用，实现了舰船用结构/功能一体化材料零的突破 复合材料上层建筑、指挥台围壳整体方案的制定，可实现船体结构减重30%，为护卫舰、潜艇的减重需求提供了技术途径。④新型功能材料不断涌现。研制了航母飞行甲板防滑涂料以及应用于不同基材表面、不同期效的防腐及防污涂层等，使舰船涂料防腐能力从5a提高到8a，防污能力从3a提高到5a 开展了耐压壳体用阻尼隔声去耦材料、耐压阻尼吸声材料等研制工作。⑤在材料新工艺方面进行了大量探索。全面推广舰船结构及配套焊接材料的结构模型建造考核，通过各型舰艇的模型建造考核，进一步深化了应用研究，通过结构模拟、环境模拟和工艺模拟条件，实现舰船结构材料上舰前的考核验证，确保安全可靠应用。2.5国内舰船材料发展中存在的问题随着海军战略转型，海军装备进入高速发展期，对舰船材料的发展提出了更新、更高的要求，同时也暴露出舰船材料发展方面存在的问题[8]。材料研发体制缺乏顶层沟通机制舰船材料特别是船体结构钢属于国家重大战略资源，建设投入大、周期长，一般均由国家投资进行立项研制。例如在船体结构钢的研制和应用方面，按照渠道划分为国家立项支持船体结构钢的基础研制和军方立项支持船体结构钢的应用研究。由于缺乏顶层的沟通机制，军方主导作用受到制约，导致基础研究和应用研究结合不紧密，需求和投入结合度不高。一方面，造成对材料的先期投入不足，难以实现“材料先行” 另一方面，易出现材料研制滞后问题，影响型号建造进度。材料及配套体系构建不完整舰船关键材料及配套材料的现有体系(如船体结构钢)基本能满足现有舰船装备的要求，但距离战略转型后的海军装备发展需求还存在材料种类、规格缺失等问题，影响了现有装备建设进程及发展，急需开展相关研究，补充完善，同时加强舰船材料顶层规划的研究工作。材料应用工艺技术成熟度不够船体结构用铝合金材料至今仍依赖进口，就是典型的材料加工技术成熟度不够的问题。船体结构钢也同样存在类似问题。舰船结构建造工艺包括焊接、火工矫正、水火弯板、冷成型等，种类多、工艺复杂。特别是舰船作为一个巨大的焊接结构，焊接工时占全船建造工时的30～40%，焊接效率直接影响舰船的建造进度，焊接质量直接影响舰船结构的整体质量，因此舰船的焊接管控至关重要。921A钢需焊前预热，980钢需焊前预热、焊后后热，对施工环境条件要求苛刻，如果焊接工艺执行不严、焊接工艺更改的验证试验不充分，易出现如角焊缝裂纹等焊接质量问题，容易影响舰船建造质量。另外，先进高效的焊接工艺应用较少。关键材料技术性能落后甲板飞行涂料、液舱防腐蚀涂料、船体防污涂料、减振降噪材料、隐身材料等关键材料指标性能落后，不能满足舰船装备发展需求。舰船材料是海军装备发展的重要物质基础，“一代材料、一代装备”。“材料先行”是国内外武器装备建设的共识，应当结合生成技术的进步，动态地改进、提高舰船材料研制应用技术水平，实现舰船材料持续、协调、体系化发展。3舰船装备发展对材料的需求由于国家发展战略和军队发展重点的要求，与国内其他兵种和国际海军装备发展大势相比，国内海军装备发展速度长期缓慢。随着海军转型要求，赋予了海军新的历史使命，对海军装备提出更高、更快、更强的要求，但材料问题成为制约海军装备快速发展的短板。在未来20年，海军将会有更多的舰艇型号立项、研制、交付使用，对先进材料的需求将会以几何级数增长，舰船装备材料技术领域将会面临前所未有的压力和机遇。3.1海军装备发展对先进材料的需求特征根据世界各国海军装备的特点，海军舰艇装备的发展趋势可概括为“深、大、远、高、低”，即：下潜深度更深，大吨位舰船更多，走向更远海域，高航速、高机动性、高负载、高隐身性、高防护能力、高在航率等，低成本。因此对舰船装备材料也提出了更高的要求，可概括为以下几点：①提高潜艇的潜航深度可以提高潜艇的隐蔽性、机动性和生存能力。未来海军潜艇下潜深度会更深，要求耐压壳体承受压力更大、耐压壳体材料强度更高、规格更厚、更耐腐蚀、焊接性能更好 但耐压壳体增厚会带来重量、重心变化等总体设计问题，因此耐压装备材料需要更新换代，需要发展轻质非耐压壳体材料。②航母、大型驱逐舰、两栖攻击舰等大型舰船以及气垫船、舰载机以及新型特种装备给材料技术提出更多特殊的要求。航母结构庞大、复杂，其艉轴架、动力轴等铸锻件尺寸远远超过一般水面舰船 飞机上舰要求研制弹射起飞、阻拦降落等关键设备，这些装备的关键材料需要强大的技术储备，需要开展相关大尺寸材料的制造工艺技术研究和新材料研制。③海军舰艇在海洋中服役，必然会面临腐蚀与海洋生物污损问题，远海航行对先进材料的耐蚀性、可靠性、安全性的要求更高。海军是材料腐蚀问题最为突出的兵种。海军装备逐步从近海走向远洋，腐蚀环境更为恶劣，对装备的可靠性、长寿命要求越来越高。提高坞修间隔期和在航率，才能充分发挥海军装备的作战能力，这要求舰船材料具有良好的耐蚀性。整体提高舰船结构材料、结构功能一体化材料、电子功能材料的耐蚀性以及重要装备的防腐蚀能力是迫切需要研究的课题。随着舰员在舰上生活、工作时间越来越长，以及国际上对海洋环保要求越来越高，舱室环境居住性和对海洋的友好要求越来越严格，长寿命、绿色环保防腐防污材料需求将更为突出。④隐身性是未来舰艇最突出的技术特征和有效作战最重要的技战术指标。海军装备高隐身性、高防护性能对先进的结构/功能一体化材料特性提出了高要求。主要体现在水面舰艇以雷达隐身、潜艇以声隐身等为重点，应发展并应用新型耐压阻尼材料、主动阻尼材料、水声材料、多频谱隐身涂料等技术，同时探索研究磁、红外、尾迹等其他隐身技术，加强舰船自身防护安全结构和材料研究、研制发展舰艇用轻型防护装甲材料，进一步提高关键结构材料的抗打击防护性能。⑤无论潜艇还是水面舰船，航速越高、机动性越好，越能在海战中赢得主动。另一方面，潜艇与水面舰船配备的武器装备及弹药越多，在海战中战斗力越强。而要实现高航速、高机动性与高负载，则要求舰艇的结构重量小，并尽量降低结构重心，这对先进材料的种类和性能提出了长远要求。钛合金、铝镁合金、复合材料等轻质材料的规模化应用是解决舰艇减重、增加有效载荷和提高航速的关键途径。⑥就单个装备比较，舰船相对其他兵种的装备要大得多、重得多，材料成本占装备经费比例非常高，控制材料成本意义重大。特别是在未来20年海军装备处于大发展时期，大吨位舰船会越来越多，许多型号要批量建造、长时间保留。急需探索民用船体钢替代技术，发展低成本钛合金技术、低成本复合材料技术、先进高效焊接技术等。3.2舰船装备发展对材料的需求分析材料技术是装备发展的三大支柱之一，先进材料制造技术的发展与核心军事装备的发展密切相关，新材料的探索研究并达到应用水平应早于新装备的探索研究和立项研制。根据海军装备体系建设的需要，并结合目前的舰船材料体系发展现状，舰船装备发展主要需要解决以下几个方面的需求。3.2.1现实迫切需求在较短时间内我国舰船将有大量新型号立项研制，国内设计、研制、生产的材料中尚有大量的关键材料及技术急需突破。①在高性能结构材料技术方面，优先发展潜艇用钢及配套材料系列化研究，包括开展大规格980厚板研制及相关模型结构考核 开展大规格980双球扁钢研制 开展980钢窄间隙焊接工艺研究，以及TIG焊丝和金属粉芯焊丝的研制 开展40MPa高压气瓶用钢研制 开展通海系统、排烟管系以及专用关键设备与结构材料换代研究 开展潜艇阻尼材料/功能/结构的一体化设计及应用技术研究。另外围绕水面舰船优先发展921A、907A双球扁钢的研制 690MPa级易焊接钢板及配套焊接材料的研制 上层建筑用高强抗弹装甲结构的研制 大尺寸铸锻件工艺研究。同时，还应开展对低雷达反射截面、抗腐蚀、具有优异的电磁屏蔽性能的先进材料制备技术的研究。围绕气垫船设计制造，针对耐蚀铝镁合金材料性能不稳定、可靠性差的问题，开展工艺优化研究、微弧氧化等表面处理技术应用优化设计理论及使用评价方法研究 开展空气螺旋桨材料和制造技术、焊接及连接技术、铝合金抗腐蚀技术等各种关键设备的材料和制造技术的研究。②针对隐身材料，包括电磁波隐身材料、阻尼降噪材料、磁隐身材料等结构/功能一体化材料技术方面，重点开展纳米隐身涂层材料研究 宽温宽频高性能阻尼材料的研究 高性能、耐高压(6.0MPa)、隔声量大的阻尼隔声材料的研究 主动阻尼控制技术、阻尼材料技术的集成应用及综合评定等。应用于舰船不同部位的复合材料及结构设计技术研究 复合材料上层建筑和潜艇指挥台围壳材料/结构/功能一体化设计和评价技术 舰船桅杆、烟囱用复合材料的应用研究 新型隔热绝缘配套材料研究等。③在特种功能材料应用技术方面，优先研究长效防腐防污涂层材料技术 高性能电极材料技术 舰船非钢质船体长效无毒防污材料 飞行甲板防滑涂料工程应用技术 防腐防污技术的智能化、集成化技术以及寿命快速评估预测技术 高温超导材料应用集成技术等。3.2.2共性长期需求除以上迫切需要解决的现实需求外，舰船装备发展对先进材料提出了更长期的发展需求，主要包括：舰船材料腐蚀监检测与评估评价技术腐蚀是影响装备可靠性最主要、最普遍的危害。应重点研究对关键部位、关键设备的在线监检测技术、涂层性能无损快速检测技术及相关的设备研制，并在此基础上形成评估专家系统、远程诊断系统，同时开展舰船装备材料使用评价方法、抗失效技术及评估理论研究。轻质材料及材料结构/功能一体化技术对复合材料、钛合金以及高强度铝合金材料与结构(如波纹夹芯板)均有长期的需求，对作战能力要求高(搭载武器电子装备多、弹药多)、续航时间长(自载燃油、淡水量大)、航速高(重量小)和抗风浪等级高(重心低、稳性好)的作战舰艇尤其如此，需要大量采用轻质材料，对降低结构重心、增加有效载荷、提高机动性有重要意义。隐身材料技术重点研究宽频、有效、可大面积应用、可操作性强的舰用雷达隐身材料 电磁屏蔽材料与技术 雷达兼容热红外等一体化舰用隐身材料 玻璃钢结构舰用隐身材料 舰用雷达伪装网 舰用多频谱伪装网 超高内耗阻尼材料、宽工作温度区间和宽频带范围高阻尼材料及结构/功能一体化高阻尼材料等。先进水声换能材料及换能器制造技术对潜艇来说，需要突破低频大功率水声换能器性能，要研制满足大潜深要求的水声换能器，要重点解决大尺寸新一代磁致伸缩水声换能器制备关键技术。低成本材料制造及应用技术舰船的特点是结构庞大、复杂，所需材料品种多、数量多、重量大，材料所占装备经费比例高。低成本钛合金、复合材料制备技术是舰艇装备发展的共性需求。另一个方面是材料的低成本应用技术。突出例子是高强度钢的焊接，要求预热焊接，工艺复杂，造成船体制造成本大幅度增加。如何在材料技术以及应用技术上创新，简化焊接工艺，对于降低成本具有重要意义。舰船材料性能退化抑制技术舰船服役寿命要求长，一般在30a以上，航母甚至要求达到50a。舰船服役环境苛刻，金属材料耐腐蚀表面处理技术及复合材料、非金属材料老化抑制技术是必须面对的问题。提高金属材料与复合材料的耐腐蚀性能，提高防腐防污材料的防护期效和服役寿命，是舰船装备长期的共性需求。例如复合材料的老化、阻尼材料阻尼性能下降。绿色安全材料技术舰船装备既要执行战斗任务，还要执行和平使命，这就要求舰船防腐防污涂料是环境友好型的，包括舰船上的排放物。同时，海军官兵长期在舰船上居住生活，更要求舰船舱室内所用的材料是绿色环保、阻燃无毒的，保证官兵的健康，并在发生火灾的情况下保证官兵的安全。因此，舰船装备的发展，对绿色安全材料有共性需求。新型隔热材料技术目前，各型舰船的隔热材料、绝热材料都相对落后。需要加强新型隔热材料———聚酰亚胺泡沫的应用研究和现用隔热材料升级换代，以及隔热绝缘配套材料研究。舰船材料全寿命支持数据库及信息系统目前已经建立有“舰船用钢数据库”，应进一步扩大和加强舰船材料数据库的开发，使之涵盖舰船结构钢、舰船动力系统材料、复合材料、船用功能材料等，逐步建立起“舰船材料全寿命支持数据库及信息系统”，服务于舰船材料决策、研发、采购、建造、维护流程，有效支持舰船装备信息建设化的进程。4舰船装备材料未来发展方向现代高新技术的发展使舰船装备的面貌产生了深刻的变化，成为其战斗力的主要标志，而先进材料又是舰船上高新技术实现的物质基础。先进材料的研发直接关系到舰船整个系统的运行、维护和安全，开发高性能的先进材料能为增强舰艇作战能力和降低服役期的成本提供有力保障。当前舰船材料研究与应用的总趋势是，由以结构材料为重点转向以结构/功能一体化材料、特种功能材料等高性能材料为重点。就用量而言，传统结构材料在未来的舰船建造中仍占绝对的多数 但就发挥功能而言，高技术新材料则占有更重要的地位。整体来看，舰船装备材料未来的发展方向可以从以下几个方面进行说明[14-15]：4.1结构材料传统结构钢材料鉴于传统舰船用高强度结构钢的不可替代优势，研发高性能的结构钢及相关配套材料仍将是我国舰船装备材料技术的主要发展趋势之一。我国舰船装备用高强度钢未来主要向提高加工制造工艺性、高性能化、低成本、建立材料技术设计基本理论和方法等方面发展。新型结构材料对于某些特殊的结构(如表面效应船、混合式水翼船、深潜器、大深度鱼雷等的壳体结构)，要求使用高比强度的材料，以减轻壳体的重量，提供合理的有效载荷，必须发展如钛合金、铝合金、铜合金等新型结构材料，其中钛合金是未来新型结构材料发展的主力材料。我国船用钛合金品种、规格不完善，加工和制造技术也相对落后，目前仅局限应用于声呐导流罩、舷侧阵透声窗、进排气管路、少量阀门及管路附件等专用结构的制造。研究和应用钛合金材料，将进一步提高我国舰船装备的作战性能，提高舰船的生命力和使用寿命，是我国舰船装备的重要发展趋势之一。我国钛合金材料技术未来主要向提高综合性能、低成本、可靠焊接性、复杂制造、推广应用、完善材料体系等方向发展。4.2结构/功能一体化材料鉴于复合材料的巨大优势，国外海洋强国不断加强舰船复合材料研制和应用，且逐渐由非承力结构向主/次承力结构发展，从局部使用向大规模应用扩展。我国舰船装备复合材料研制和应用水平起步较晚，仅在声呐导流罩、雷达天线罩、水雷壳体、桅杆等专用构件有所应用，因此加大复合材料的研发和应用力度，将对我国舰船装备的总体性能提高具有重大意义。我国舰船装备用复合材料未来主要向低成本、高性能化、多功能型、优化连接、长寿期、安全可靠等方面发展。舰船装备隐蔽性能的提高，离不开隐身材料技术的发展和支撑。舰船装备，尤其是潜艇的隐蔽性能，已日益成为其最突出的性能指标之一，而反潜技术的发展对潜艇的隐蔽性又提出了新的更高要求。我国舰船装备的隐蔽性能与国外存在差距，研发和应用先进的新型隐身材料技术，将是提高我国舰船装备，尤其是提高潜艇隐蔽性能的重要举措之一。未来主要向多功能化、主动减振、智能化、低成本化等方面发展。此外，探索纳米结构/功能一体化、仿生结构/功能一体化、智能结构/功能一体化材料等新概念材料的新特性、新方法也是结构/功能一体化材料技术发展的重要方向。4.3特种功能材料无论是防护效果，还是防护材料的使用寿命，我国的防护材料技术水平均落后于国外发达国家。因此，开发和应用更先进、综合防护性能更好的防护材料，是提高我国舰船装备防护水平的必然选择。我国舰船装备防护材料(包括防腐、防污、防滑、耐高温密封防漏、舱室装饰等材料)未来主要向高效、低成本、可靠、环保、安全检测及控制等方面发展。在发展特种功能材料技术的同时，还应开展高性能储氢材料、永磁材料、电极材料、水声换能材料、高温超导材料等特种功能材料的探索研究。在发展以上材料的同时，应加大探索对舰船装备发展有重大影响和有重大军事应用前景的前瞻性材料，如生物材料、纳米材料等 同时，还应加强对先进制造与成型技术的探索。5结语目前我国舰船材料整体技术水平和行业管理能力与船舰装备建设跨越式发展的要求还存在一定差距，针对以上存在问题，在今后工作中，应力争在不同层面和不同方面取得发展和提升。主要研究重点有以下几点：①加强舰船装备先进材料技术的发展战略研究，制定相应的新材料发展规划 ②加强舰船装备先进材料研发过程中的顶层设计管理，确保研发效率和产品质量 ③尽快完成适应我国舰船装备发展的材料体系建设 ④加大舰船用前瞻性材料研究，建立新材料上舰应用有效模式。参考文献References[1]ChengXin 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　　仪器信息网讯斯坦福大学教授EricPop发表在ScienceAdvances上的最新研究，利用二维材料分层堆叠的方式制造出了10个原子厚的隔热材料，可在未来用于小型化电子设备的隔热设计问题。他们的实验已经证明了，仅用几个原子厚的材料，就可以达到比其厚100倍的玻璃可提供的相同隔热效果。对于这项研究的独特之处，Pop说：“我们的研究团队正以一种全新的方式看待电子设备中的热量——将其看作声音。”电线中形成电流，是依靠电子在其中运动形成电子流。当这些电子运动时，就会与它们所经过材料中的原子相碰撞(比如电阻)，每发生一次碰撞，就会引起材料中的一个原子振动。电流越大，碰撞也就越频繁，最终可能就会发展为电子像撞钟一样不断敲击原子，而这种“刺耳”的震动远高于人们的听力阈值，所以对于其产生的能量，我们的感觉是热。目前，如何更好地隔热是工程师们永恒的话题。如果参考录音室增加或增厚隔音玻璃，去增添隔热材料，那就会阻碍电子产品向着更轻薄的方向发展。所以斯坦福大学的研究人员借鉴了多层玻璃让室内更保暖的技巧(在不同厚度的玻璃之间填充一层空气)，设计出一种多层结构的材料薄膜。由于纳米材料的异质结构能够集成各个结构基元的性质，可实现对原子和电子结构的调制，从而获得新的功能。研究团队通过将原子薄厚的二维材料分层堆叠的方式，开发出一种拥有超高隔热性能的超薄异质结构。他们成功地将单层石墨烯、MoS2和WSe2堆叠在一起。在这个“三明治”结构中，石墨烯是单层的，而另外3种片状材料均为3个原子厚。这样就制成了只有10个原子厚的4层绝热体。该结构可以很好地抑制原子的热振动，当原子通过每一层时，都会损失大部分能量。这样形成的薄膜材料的热阻是SiO2的100倍，并且在室温条件下导热效率优于空气。对于智能手机、平板电脑等其他电子设备来说，它们是追求散热还是隔热的问题一直困扰着工程师。对于SoC(SystemonChip，系统级芯片)来说，单纯追求隔热，会导致机身内部温度过高，SoC则需要降频 而如果只追求散热，就会导致机身“烫手”，影响用户的使用体验。而该新型隔热薄膜可能就是平衡上述问题的良方。负责人Pop对外表示：“作为工程师，我们已经学习了很多关于如何控制电力的知识，我们对光的掌握也变得越来越好。但是我们才刚刚开始了解如何控制在原子尺度上表现为‘热’的高频声音。”入射拉曼激光探测下，Gr/MoSe2/MoS2/WSe2结构的截面示意图 B~E.在SiO2衬底上混合4层(B)和3层(C到E)异质结构的横截面截图，由于碳原子的原子数相对较低，在每个异质结构顶部的单层石墨烯很难被识别出来(图自ScienceAdvances)4层结构的扫描热显微镜（SThM）热图，显示出通道内均匀的温度分布，证实了叠层中热层间耦合的均匀性（图自ScienceAdvances）

　　近日，一篇题为《石墨烯热控材料在华为5G产品中得到创新应用》的文章中提到，石墨烯是目前人类已知强度最高、韧性最好、质量最轻、导电性最佳的材料。作为行业领军者的华为，敢为行业先，再次加码石墨烯技术。一场新材料、新技术风暴或将就此开启。生活中，新材料无处不在,小到衣食住行，大到国计民生，新材料正影响和改变着人类的生活。在当下及未来的重点发展领域里，航空航天、电子信息、新能源、高端制造等都离不开新材料的鼎力支撑，新材料在新能源汽车、功能服装、智能家居等应用场景正呈现其优良性能。当前，我国新材料产业处于“黄金发展”前期。工信部预计，2020年底，我国新材料产业总产值将超过6万亿元；到2025年产业总产值将达到10万亿元，并保持年均增长20%；到2035年，我国新材料产业总体实力将跃居全球前列，新材料产业发展体系基本建成，并能为本世纪中叶实现制造强国提供基础支持。企业纷纷抢占新材料风口“即使是疫情期间，都有项目找上门来。”8月28日，重庆科华新材料公司副总经理胡高吉有点傲娇地说，“我们的单子都堆起了，忙不过来。”记者走进位于江津珞璜工业园内的重庆科华新材料厂房，一条全自动的生产线正在运作中… … 已经生产好的ALC板都整整齐齐堆放在厂房内的空地处，等待出货。该公司研发的节能减耗、生态环保新材料ALC板，年产量超过250万平方米，是西南地区砂加气混凝土的头部供应商。据介绍，自ALC板投产以来，年销售增长额达到40%。受新冠肺炎疫情影响，部分制造企业面临需求放缓、产销下滑的压力。但作为一家新材料企业的重庆再升科技公司却一路上扬，上半年实现营业收入8.56亿元，同比增长39.04%，净利润达2.22亿元，同比增长125.37%。走进再升科技新产品体验厅，小到一片高性能滤纸、冰箱隔热芯材，大到航空隔音隔热毯、定制化空气净化机组，一应俱全。“今年，我们建造了专业声学实验室，加快航空级隔音隔热材料的深度研发，力争在更多应用领域打破国外技术垄断。”该公司董事长郭茂说。国中创投首席合伙人、首席执行官施安平表示，伴随着政策红利的到来，新材料有望再上风口，成为投资者关注的焦点。与此同时，资本领域也越来越青睐新材料产业，一系列投资在如火如荼地开展，国家和地方各级政府也纷纷成立多个专门基金投入新材料产业的研发。正如中国工程院院士、国家新材料产业发展专家咨询委员会主任干勇所言，有了新材料，火力发电的煤耗将“腰斩”，轴承齿轮将幻化于无形，坚硬的现实载体将无限柔软。有关人士预测，具有柔软、可印制和光电性能可调等特性的新材料，有望推动柔性显示、能源转换、仿生智能和健康监测等若干产业的快速发展，从而撬动数万亿元级规模的市场。石墨烯：最受期待的“神奇材料”如今，在政策引导和技术推进下，我国石墨烯产业已经到了从实验室走向产业化的关键时期，已经成为我国新材料产业乃至制造业实现弯道超车的突破口。如果说此前石墨烯产业化项目是“只闻楼梯响，不见人下来”，那么全球首批量产石墨烯手机在重庆市推出，则为该产业从“原材料—组件—智能终端”的全产业链有机结合提供了范例。重庆石墨烯产业园是国家级重点发展的高新技术产业基地及推动自主创新发展的重要载体之一，占地1000亩，目前已经成为石墨烯技术原发地、专业人才聚集地、科技成果转移转化基地及企业成长地。重庆高新区相关负责人告诉记者，园区建立了石墨烯产业发展专项资金，在厂房租赁、能源保障、高层次人才引进等方面给予资金扶持。为吸引国内外高层次人才，高新区鼓励通过项目合作、技术入股、技术开发、科技咨询等方式柔性引进人才，为人才提供住房及安家补助费，实行科技人才股权激励政策，促进高端人才引进。石墨烯可弯曲式手机、石墨烯电池、石墨烯电子纸、石墨烯透明键盘… … 作为近年来重庆大力发展的新材料产业，到2025年，石墨烯及相关产业规模有望达到1000亿元。“发达国家为抢占新材料科技的战略高地，纷纷制定出相关战略计划并投入巨资。”新材料在线联合创始人施发满坦言，“一旦石墨烯宏量制备技术和应用技术的瓶颈完全突破，其市场规模将达到万亿元级的产值。”赛瑞研究也预测，随着石墨烯成本的降低和下游应用渗透率的提高，2020~2025年石墨烯市场规模的复合年均增长率将达到37.05%。新材料产业发展前景十分广阔目前，新材料项目主要集中在先进高分子材料、高性能纤维及复合材料及金属材料。由于新材料在新能源、环保、通信、航空航天、国防军工等领域广泛使用，市场需求比较大，因此上述领域成为新材料产业资本追逐的热门项目。赛瑞研究分析，受当地经济发展状况和创业环境影响，广东、江苏、上海成为新材料项目集聚区国内前三强，且新材料项目融资呈现出天使轮及A轮项目占绝大多数、融资规模较大等特点。2019年，化工巨头巴斯夫在湛江投资100亿美元兴建改性工程塑料生产装置；2018年11月，美国亨斯迈复合材料天津工厂奠基动工… … 除了跨国公司外，大量的产业资本纷纷进入新材料行业，融资项目保持快速增长。据企查查数据显示，仅在今年二季度，新材料企业注册量达43355家，存续企业超过56万家。截至目前，国内融资的新材料项目数近5000个。“随着全球制造业和高技术产业的飞速发展，新材料的市场需求日益增长，新材料产业发展前景十分广阔。”世纪证券研报表示。

　　南京各大高校，实验室数不胜数，研究的领域涉及天文、地理、航天航空……在外人眼中，这些鲜为人知的实验室都蒙上了一层神秘的面纱。那些，教授和学生都在里面捣鼓些什么呢?实验室里都有些什么好玩的东西呢?记者近日特地探访了南京多家高校的神秘实验室。南京大学声学实验室站在消声室内，仿佛置身一个魔法空间。房间很开阔，但不管你多大声说话，都不会产生一点回音，声音会立刻消失得无影无踪。声学博士卢国潮介绍说，消声室占据了三层楼一半的空间，所有墙壁包括地面像都安装了尖坯和吸声材料，这里的门是立体的，门的背后也布满了“机关”，里面也布置了尖坯和吸声材料。“周边都是消声材料，加上一些特殊材料，只要你一出声，声音立刻就被吸收走了。它就像是声音黑洞，不管什么声音，都被吸走了。”不同的材料对音频的吸收也不太一样。比如：横竖交叉式的结构对低频声音敏感，吸收强，而另外一些材料，则对高频吸收效果好。离开消声室，来到混响室。一开口说话，感觉一个声音立刻变成了多个，如果多人说话，感觉简直就是在很多机器同时运转的大工厂内。混响室很像“工厂”内的操作间，墙壁上嵌了一些钢筋结构。“墙壁上的结构看起来简单，其实它们像玻璃镜面一样，把声音从多角度反射，这样，可以让声音很快充满整个空间。”这个速度有多快?卢国潮说，毫秒之间就可以。声音通过反射，瞬间达到混响。卢国潮说，生活中，坚硬光滑的设备，玻璃、办公桌、瓷砖等，看起来平平常常，却是很好的混声材料。隔声室则是专门用来拦截声音的。推开一道门，里面是一个长条型的空间，再往里走，又是一扇门，最里间才是真正的隔声室。虽然两人只有几米远，但隔着两道门，根本就听不见两人的说话。博士介绍说，“隔声最好的办法就是采用三明治结构。”河海大学人工降雨实验室一说到实验室，多数人就会联想到房间里摆放着各种精密仪器。如果你走进河海大学的一个实验室，这一猜想将被彻底颠覆。河海大学的实验大厅面积达7000多平方米，其中波浪池就有数百平方米。工作人员介绍说，建水坝是一项系统工程，河水流量、含沙程度、河道地形等许多因素需要综合考虑，所以在实施工程前必须在实验室里进行模拟。众所周知，天气对河流的影响很大。一旦降雨，雨水会冲刷河流两岸的护坡，土质不同，产生的水流与含沙量也不同。但天气情况又相当复杂，护坡的“产流产沙”量如何估算?河海大学的“人工降雨实验室”就让这一切变成了可能。这个实验室的屋顶布满水管，水管上有许多大小不一的筛孔。根据需要，这个屋顶可以模拟强度不同的降雨，无论还是绵绵细雨，都能如实呈现。实验人员只要按比例缩小，做出河道的模型，再经“雨水”冲刷，就能快捷地获得数据，供工程设计师参考。类似的还有泥沙实验室、航道实验室、工程水动力实验室等。实验室用到的不少仪器都是世界最先进的，比如有的可以用激光测量水流速度，大大提高了实验的科学价值。每研究一个大型水电项目，河海的教授、研究生们都要在实验室里进行各种模拟。通过实验室检验的“产品”才能投放到实际工程中去。东南大学AMS01实验室美国“奋进”号航天飞机当地时间16日从肯尼迪航天中心发射升空，前往国际空间站。这是“奋进”号最后一次升空，主要任务是运送名为“阿尔法磁谱仪2”的太空粒子探测器。而在研制阿尔法磁谱仪的过程中，东南大学承担了重要任务。宇宙大爆炸产生了正物质，理论上，还应当存在反物质和暗物质，但现实中又苦于找不到它们存在的真凭实据。在诺贝尔奖获得者、美籍华人丁肇中的领导下，16个国家和地区的研究人员开始了寻找这两种神秘物质的征程，主要工具就是“阿尔法磁谱仪”。早在1998年，美国“发现”号航天飞机搭载东南大学承担了研发任务的第一代阿尔法磁谱仪升空，但由于种种原因，实验受挫。此后，科学家开始研制第二代阿尔法磁谱仪。第一代阿尔法磁谱仪的原型系统目前陈列在东南大学的AMS01实验室内。“阿尔法磁谱仪就像人类派往太空的神探。”东南大学计算机学院院长罗军舟教授介绍，它的主要本领是能够探测到太空中“流窜”的粒子，这基于磁谱仪强大而特殊的磁场。因为带电粒子进入磁场后其轨迹会发生变化，不同带电粒子的轨迹变化也不同，而不带电的粒子其轨迹则不会发生变化，因而观测粒子进入这一磁场后轨迹是否变化、变化程度有什么不同，就可以推知这是何种粒子。

　　英斯特朗，全球领先的材料和构件物性测试试验机制造商，针对目前工业纺织品纤维（包括芳香族聚酰酩和超高分子量聚乙烯）过早失效这一业界困扰问题，推出气动细绳和纱线夹具，提供更便捷优化的解决方案。英斯特朗气动细绳和纱线kN,此可互换的夹块设计适用于由常规纤维或新开发的高性能纤维制作的纤维或纱线。此极具性价比的设计使用户可直接使用同一套夹具体，并根据具体的应用要求来更换相应夹块。基于此项新增的可互换夹块功能，用户的试验室将有必要购置全套系的夹具，包括夹具，夹面和单用途绞盘。芳香族聚酰酩和超高分子量聚乙烯都是合成纤维，其单位重量高于钢铁。当使用传统平推夹具进行测试时，夹面可能会内部滑动，此时，纤维就会相继滑动。而应力集中的夹面上，纤维也有可能掉落。它将使检测变得更困难而成为我们的挑战，并且导致得出最大强度值偏低和/或不准确的结果。此气动细绳和纱线夹具结合绞盘的设计，均匀地使夹持力分布在锯齿表面，此渐开线的特别设计可使断裂载荷达到最大值。该绞盘为试样提供支持，可使试样承受的的自由应力逐渐而非突然地过渡，因此可减小试样靠近夹面时所产生的断裂。该绞盘还有一个光滑的导角，有助于试样的快速加载，防止试样装载过程中损坏单根纤维束。使其可记录更大的断裂载荷。此外，该锁紧装置可自动通过踏脚开关激活，可双手试样插入和免手动夹具操作；从而方便试验操作员使用双手握住试样，以便于装载。该气动细绳和纱线夹具提供可选的夹持力，以适应不同的材料和良好地跟进补偿对因试样蠕变而造成的夹持力衰减。若您欲了解更多英斯特朗其他材料或应用方面的夹具解决方案，请联系我们:4008202006；或登陆中国官方网站：英斯特朗新款气动细绳和纱线夹具关于英斯特朗：英斯特朗(INSTRON)是全球领先的材料和构件物性测试试验机制造商，美国五百强公司ITW集团旗下品牌，从基本的软组织到先进的高强度合金材料，其产品被广泛运用于测试各种材料,组件和结构在不同环境下的力学性能和特性。自1946年英斯特朗成立并研制了世界上第一台闭环控制的电子万能材料试验机和第一个应变片式载荷传感器以来，英斯特朗以成为公认的力学性能测试设备世界领导者为使命，通过提供最高品质的产品，专业的技术支持和世界水平的服务，从而使用户获得拥有英斯特朗产品的最佳体验。更多新闻垂询请联系:英斯特朗市场部KellyJiangTel:+*8301E-Mail:jiang_min-或者您可访问英斯特朗官方网站：用手机扫一扫，关注英斯特朗微信账号，获取更多英斯特朗的产品信息和测试tips

　　华盛顿消息，美国消费品安全委员会(CPSC)近日以5-0的投票方式一致通过一项新的关于儿童外套细绳的联邦安全法规。该项最终法规指出，尺码为2T-12，颈部或风帽处有抽绳的儿童外套 以及尺码为2T-16，腰部或底部带有抽绳的儿童外套，皆为存在大量安全风险的产品。细绳被车门、儿童滑梯等外物抓住或纠缠后，可能对儿童造成拖拽、勒住等危险。目前，CPSC已收到26起因为儿童服装上的细绳被儿童滑梯、校车的车门以及其他物体缠住，或因外套腰部和底部的细绳被门或汽车的其他部门勾住造成拖拽而引发的死亡意外事故。《美国消费品安全改进法案2008》(CPSIA)给予CPSC权利，对任何存在安全风险的消费品或视为危险的消费品零部件制定相应的安全法规。CPSC联邦合作伙伴美国海关与边境保护署(CBP)也有权利禁止带有细绳的可能存在潜在危险的儿童服装进入美国境内。此外，CPSC也加强了规管力度，更好发布因违反儿童服装法规而受到召回的通报。1996年2月，CPSC发布了最初的法规，并在1997年被纳为行业标准，以防止儿童因茄克外套或圆领运动衫上的细绳而引发勒死或缠住的风险。该项行业性标准引进后，儿童因颈部或细绳造成的致命事件减少了75%，与腰部或服装底部细绳有关的死亡事故减少了100%。但是在2006年至2010年期间，仍有115次不符合规定服装的召回发生。CPSC表示，要求公司生产商确保他们所进口、制造、批发或在美国市场上销售的儿童上衣外套遵守美国业界现行一致同意的自愿性安全标准,即美国材料试验国际协会颁布的F-1816关于系绳儿童上衣外套的标准消费品安全规格。

　　有些细胞在血液和组织中的含量很少但却很重要，比如干细胞、循环内皮细胞、循环肿瘤细胞和残留病变细胞。准确检测和分析这些稀有细胞，是理解疾病进程和发育机制的关键。然而稀有细胞检测并不是一件容易的事，会受到样本质量等多种因素的影响。流式细胞技术能对每个细胞进行多种定量分析，是在血液、骨髓等组织中检测稀有细胞的有力工具。稀有细胞检测往往需要大量样本才能采集到足够的数据，这个时候传统流式细胞仪也有些发怵，因为大样本意味着处理时间长，如果不想牺牲检测灵敏度，就不能贸然加快进样速率。声波聚焦技术，不做任何无谓的牺牲样本溶液注射到流式细胞仪的时候，细胞是随机分布在三维空间内的。让这些细胞逐个穿过激光束，对于准确采集数据非常重要。绝大多数流式细胞仪通过快速流动的鞘液实现这一点。鞘液带动细胞并将其限制在中心位置，进而建立单细胞流，这一过程称为水动力聚焦。与传统水动力聚焦不同的是，声波聚焦技术利用超声波将细胞紧密聚集在样本流中间，汇聚成一条直线MHz，与医学成像中的超声波类似。声波聚焦流式细胞仪基本不受进样速率的影响，能使细胞强聚焦于激光检测点，与样本-鞘液的比率无关。不牺牲通量和精度传统的水动力聚焦技术受到了不少限制。流速提高会增大样本流的宽度，使细胞的聚焦效果下降。细胞偏离激光中心越远，激发光强度变化就越大，CV值也越高。研究人员经常需要在分析通量和精度之间寻求平衡。声波聚焦技术在很大程度上与进样流速无关，不论样本流与鞘液流的比例如何，都能使细胞紧密地聚集于激光检测焦点，避免分散。这样可以采集更多光子，在极高的样本通量下保证高精度分析。声波聚焦流式细胞仪在高达1mL/min的进样速率下也能维持精确聚焦，让研究人员能够获得更小的CV值，更好地鉴别弱阳性信号和背景，实现更小的差异和更好的信号分离。不牺牲检测速度稀有细胞检测一般需要采集大量细胞，才能获得准确而可靠的结果。在这种情况下，传统流式细胞仪需要很长的处理时间。不过，声波聚焦流式细胞仪的样本运行速率非常快(可达1,000μL/min)，每次运行可采集2000万个细胞。这么高的样本采集速率和样本量可以帮助人们快速准确地检测稀有细胞，不会影响数据的质量。不牺牲珍贵样本样本制备对稀有细胞检测有很大的影响。举例来说，洗脱和裂解红细胞(RBC)会造成严重的细胞损失和损伤。声波聚焦流式细胞仪支持无洗脱、无裂解的流式实验方案，可以最大程度的保留珍贵样本，避免不必要的细胞损失，简化样本制备步骤。研究人员可以通过有目的地稀释样本来取代洗脱和裂解步骤，快速而有效地分析浓度较低的样本，比如脑脊液(CSF)、干细胞以及细胞数量较少的稀释样本。对于小鼠血液、骨髓等难以采集的样本、细针抽吸样本或低细胞产量样本，研究人员可以直接染色和稀释，无需洗脱或红细胞裂解。值得一提的是，声波聚焦流式细胞仪处理全血样本可省去样本制备，既没有样本损失，也不会影响数据质量。选择流式细胞仪需要知道的事近三十年来，流式细胞仪已经成为科研和临床领域不可或缺的重要工具。不论你是不是第一次购买流式细胞仪，入手一个新平台都需要考虑很多因素。为了找到最适合自己的那一款，我们需要了解一些事：流式细胞仪主要由三个部分组成：液流系统、光学系统和电子系统。液流系统将颗粒或细胞送给激光束进行检测。光学系统负责照明并将光信号引导到适当的检测器。而电子系统将光信号转变为电脑可以处理的电信号。检测参数同时检测多种细胞参数，是流式细胞仪的一大优势。我们在选择流式细胞仪时一定要明确自己对参数的需求。因为一次实验能检测多少参数，取决于流式细胞仪配备的激光器和检测器。比如Attune® NxT声波聚焦流式细胞仪采用模块化设计，能够配置多达4种激光和14色荧光检测，适用于多参数分析。检测性能了解流式细胞仪的灵敏度、分辨率、动态范围、检测能力和检测速度，可以帮助我们缩小选择范围。购买流式细胞仪是一笔不小的投资，我们不仅需要认清目前的研究需求，还应全面考虑到未来几年的应用。样本类型现在绝大多数流式细胞仪都能处理几微升到几百微升的样本。如果细胞非常稀少，我们就需加大样本量同时尽量避免细胞损失。在这种情况下，Attune® NxT声波聚焦流式细胞仪将是不错的选择。这种流式细胞仪特别适用于稀少细胞和珍贵样本的检测。系统软件流式细胞仪用起来顺不顺手，在很大程度上取决于其系统软件。除了方便性以外，我们还需要了解软件是否能呈现我们所需的数据，以及可不可以定时更新升级。Attune的采集和分析软件很直观而且功能强大，适合各种经验水平的用户。实验室空间每一个实验室的空间都是有限的，越来越紧凑正是流式细胞仪的发展趋势。Attune声波聚焦流式细胞仪就是这样一种小巧方便的台式设备。除此之外，购买流式细胞仪之前我们还需要了解多方面的信息，比如仪器的自动化程度，厂家提供的技术支持和培训，仪器的兼容性和可拓展性等等。

　　什么是建筑声学?什么又是建筑物理实验室?在一个IT数码网站谈论这些内容，未免有点过于专业了。其实，声学离我们很近，又离我们很远。每天我们都会听到美妙的音乐声，同时也会接触到令人心烦的噪音。建筑声学，是用来解决建筑声学环境问题的科学，同时还要考虑到室内音质及建筑环境噪音的控制问题。而建筑物理实验室又是干嘛的呢?众所周知，声学属于物理学科范围内，建筑物理实验室，主要是用来测试建筑声学环境是否符合国家标准的一个实验室，不仅可以提供检测报=报告结果，同时还是在校学生的一个学习场所。今天我们就抛开那些电脑音箱，走进清华大学的建筑物理实验室看看，探索下声学奥秘。这所建筑物理实验室可是相当古老，据说清华大学主楼还没建好的时候，这所建筑物理实验室就已经在工作了。大约是在1956年，还是由苏联专家协助建设的。去的当天赶上下大雨，您看那墙都湿了。如今，这所实验室里包含了上图中的五家单位，他们都在这里办公。基本上这个实验室就是用来测试建筑声学环境，以及提供国家认证的有效的测试报告结果，很多工程项目都需要有建筑声学环境的检测报告。建筑学院培训中心组织的学习课程，每周都会有，主要介绍一些建筑声学方面的知识、概念、案例，所有课程都是免费的，感兴趣的朋友可以联系孙伊伟负责人，联系电话：，有关课程时间排期等方面的问题都可以咨询孙老师。从进了实验室办公区的大门之后，您就能看到四处都是与建筑声学有关的材料或装修。这面墙就铺着圣德木质吸声板，条纹状，主要作为展示用。先去实验室的办公区看看，里面人并不多，和大多数的职场的布局基本一致，不过墙面上的这幅画还会蛮有意思的，这可不是一幅普通的装饰画哦!据孙老师介绍，这幅画拥有吸声处理作用，不过就是没有那些材料效果那么好，但比它们看起来要美观的多，要在自己的影音室里挂一幅这样的画，既起到装饰房间的作用，又能起到吸声的作用，两全其美了。看完四周的墙，再来看看角落里的木地板，地板是没什么特殊的，亮点在地板下面，这也是吸声的吗?准确的说，是用来吸收高跟鞋的声音的，现场一个穿跟鞋的妹纸用脚在上面踩了踩，基本上没有什么声音，效果非常的明显。从实验室的办公区打开这扇隔声门，可以直接进入隔声室，很期待里面是什么样的，笔者也是第一次见，充满好奇心。穿过这两层门，便可进入隔声室内。整个隔声室的平面布局图，一个音源室，外加两个接收室，其中一个接收室在地下。这就是整个实验室的布局，有点像正在装修的客厅，一片狼藉，如果您第一次见到这里的环境的话，肯定以为这个实验室正在装修呢，其实这就是原形。隔声室是用来测试建筑的墙体、门窗、楼板等隔声效果的，只有符合国家标准的，才可以批准使用。接收室的天花板布局音源室的天花板布局不同的实验室天花板布局不一样，主要都是为了对声音的控制，感觉很奇怪，接收室的天花板像挂着帆船布，而音源室的天花板又好像是铺满管道一般。音源室的中央摆着这样一个仪器，好似平衡杆一样，通过它来测试并得出具体的数据及结果。接下来，我们再去看看消音室和混响室。说实话，实验室的工作环境还是挺恶略的，可以说几乎是密不透风，因为在里面时间长了，会感到很憋屈，所以作为声学测试的人员，工作还是很辛苦的。顺着楼梯往地下走，直奔消音室，一个非常神奇的实验室。消音室是全封闭的，实验室顶部的四个角，都安装了这样一块板子，也是起到对声音的处理的作用。实验室四周墙壁凹凸不齐天花板好似被网遮住一样在这个消声室内，如果一言不发，调整好呼吸的话，几乎听不到一点点的声响，安静到吓人。地面下是双层的，中间有很多弹簧支撑，用力跳起，落下的时候会有轻微的感受。消声室可以提供一个低噪声的检测环境，同时也提供一个声学自由场环境。离开消声室，转头去向混响室。打开这扇厚实的隔声门，看到满墙的三氯氰胺吸声泡沫，虽然它对人体有害，但却是一种非常好的吸声材料。在往里走，就到达了混响室，这里面看着相对来说还整洁点，但房间四壁并不是平面的，除了地板之外，其他的墙壁都是半圆柱的凸起设计。在房间内，说话、拍手都有很大的回声。整个实验室是用来检测混响时间的，什么是混响时间呢?当您喊了一声之后，在您喊的这个环境中还存在着来自其他各个界面的迟到的被反射的声音&ldquo 残留&rdquo 现象，就用混响时间里表达。混响时间是建筑声学中很重要的一个概念。看到墙上的一道裂痕了吗?这是当年地震的时候，留下的残骸，可见这间混响室的&ldquo 岁数&rdquo 也不小了。通过参观清华大学的声学实验室，看到了常人很难见到的声学检测环境，虽然整体看着非常简陋，但其作用却是非常重要的，目前国内像国家大剧院、奥运会工程都有使用到这所实验室，我们能有机会参观一番，也算是另一种学习。

　　10月25日-27日，英斯特朗受中国科学院金属研究所的特别邀请参加了第十四届全国青年材料科学技术研讨会。此会议作为中国青年材料科学的一大盛会，吸引了来自全国各顶尖高校和科研院所等单位近500位代表的参与和支持，会议期间就钢铁，金属，高分子，生物医药和复合材料等方面进行了深入的探讨和研究。作为全球公认的力学性能试验设备的领导者，英斯特朗的万能材料试验机可广泛应用于各种材料科学领域的测试，并保持最高质量标准。此次会议亮相的ElectroPuls&trade 电子动静态万能材料试验机可应用于众多行业领域中的各种材料和器械测试，区别于传统电液伺服动态测试系统，ElectroPuls&trade 不仅是高效节能、环境友好的跨时代产品，其试验系统的优势包括无需油源，无需三相电源，无需外接水冷，无外部隔音系统，无需繁复、高成本的维护，并具有更广的动态性能范围等多项优点。通过近十年的研发和数十亿周次的疲劳实验，ElectroPuls&trade 测试系统已经成为被全球用户广泛认可的，专利支持的线性电机驱动测试设备。会议现场，英斯特朗公司受到了参会代表的极大关注，展台交流踊跃，现场工作人员为莅临展台的各位代表对产品进行了详细的介绍，并就各自关心的话题进行了解答。

　　在国家自然科学基金项目（批准号：12274353、11874053）等资助下，西湖大学理学院何睿华教授团队发现了首例具有本征相干性的光阴极量子材料，其性能远超目前已知的所有光阴极材料，突破了现有理论框架，为下一代光阴极的基础理论、研发与应用奠定了基础。研究成果以“一种钙钛矿氧化物的反常高强度相干二次光电子发射（Anomalousintensecoherentsecondaryphotoemissionfromaperovskiteoxide）”为题，于2023年5月18日在《自然》（Nature）期刊正式发表。文章链接：。光阴极是一种能够利用光电效应将入射光子转化为出射电子的电极。它是当代粒子加速器、自由电子激光、高分辨超快电子显微镜等前沿技术的核心元件。早在六十多年前，大部分现有的光阴极材料（传统金属或半导体）已经被发现，它们的光电性能也可以被当时已建立的光电发射理论完美解释。长久以来，光阴极领域的发展缓慢，科学家们主要依靠材料工程技术来改善基于既有材料所制作的光阴极的性能。然而，这些光阴极所产生的电子束都存在着“相干性”差（电子发射的方向不一致和能量不均一）的内秉缺陷，由此要获得尖端科技应用所需的高相干性电子束，就必须牺牲光阴极的发射效率。这个限制因素极大地制约了光阴极电子源亮度的提升空间，使之日益难以满足相关前沿技术升级换代的要求。因此，找到具有高相干性的新型光阴极材料将有助于打破当前的困局。近年来，具有复杂多变的性质和丰富多样功能的量子材料已成为物理和材料领域的研究热点之一。然而，此前科学家们从未考虑过将这类新型材料应用于光阴极。在本工作中，何睿华教授团队突破了光阴极领域的常规研究对象（具有多晶表面的材料）和常规研究手段（光电流探测），采用角分辨光电子能谱（ARPES）技术探索了具有最简单结构的量子材料SrTiO3单晶的光阴极特性。与量子材料领域的常规ARPES测量不同，团队采用了非常规ARPES配置以测量光电子能谱中跟材料的光阴极性能相关的低动能区域。实验结果表明，具有2×1重构的SrTiO3单晶表面所发射的光电子束，其相干性远高于已知的光阴性材料。研究团队同时发现SrTiO3单晶表现出的优异光阴极性能来源于其表面奇特的光电发射机制——自发相干二次光电子发射，该特性不能被已知的光电发射理论所解释。本工作不仅首次发现了一种具有本征相干性的新型光阴极材料，更为重要的是，它对未来探索性能优异的光阴极材料开辟了新视角，有望推动该领域研究范式的变革。此外，该发现本身也清楚地表明在目前光电发射理论框架之外可能存在一种未知的物理过程，有望增进人们对光电发射物理的理解，进一步完善其理论框架。

　　近日，蒙特利尔工程学院的一个科研团队在《细胞报告物理科学》杂志上发表了一项最新研究成果，称他们利用增材制造的方式，发明了一种新型复合材料。该材料可吸收高达96%的冲击能量，且材料不会破碎。这种材料的出现使生产更加耐用的智能手机保护屏成为可能。研究人员表示，该材料的设计灵感来源于蜘蛛网和其惊人的特性。弗里德里克· 高斯林教授称，蜘蛛网可以在其丝蛋白内部的分子层面，通过牺牲性连接进行变形，因此可以抵抗昆虫撞击时产生的冲击力，而正是这一特性启发了他们。该研究意在展示如何将塑料织带与玻璃面板相结合，从而避免面板在受到撞击时破碎。聚碳酸酯加热后，会变得像蜂蜜一样黏稠。利用该属性，高斯林教授的团队使用3D打印机来“编织”一系列厚度小于2毫米的纤维，然后在整个网络凝固之前，快速垂直打印一系列新的纤维。当3D打印机将打印材料缓慢挤出形成纤维时，熔化的塑料会形成圆形，最终形成一系列环。“一旦硬化，这些环就会变成牺牲性连接，从而赋予纤维更大的强度。当碰撞发生时，这些牺牲性连接会吸收冲击能量并断裂，以维持纤维的整体完整性，与丝蛋白类似。”高斯林教授解释说。研究的主要作者邹世波（音译）将一系列纤维网嵌入透明树脂板，然后进行了冲击试验。结果，这种晶片可分散多达96％的冲击能量而不会破裂，只是在某些地方变形，从而保持了晶片的整体完整性。其实，早在2015年发表的一篇文章中，高斯林教授的团队就展示了制造这些纤维的原理。此次发表的文章则揭示了当这些纤维缠结成网时如何表现其性状。高斯林教授认为，除智能手机屏幕，该材料还可用于制造新型防弹玻璃、飞机发动机的保护涂层等。

　　电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定玻璃釉料及其原材料、石膏及石膏制品、碳酸盐岩石、混凝土外加剂中化学成分等4项建筑材料团体标准已于2021年6月4日正式实施，岛津企业管理（中国）有限公司作为起草单位参与了上述4项标准的验证工作。小编这就和您分享建筑材料成分分析方法的新变化建筑材料随着中国经济的快速发展，建筑行业发展风生水起。建筑必不可少的就是建筑材料，建材主要包括水泥、石材、混凝土、砖瓦、玻璃等结构材料，涂料、油漆、瓷砖等装饰材料以及防水、防潮、隔音、隔热等专用材料。建筑材料化学成分分析建筑材料检测是检验材料相关指标符合国家行业标准，保证建筑工程质量、保障人民健康安全的必要措施。建筑材料中化学成分分析包括主量元素SiO2、K2O、Na2O、MgO、CaO、Al2O3、Fe2O3以及重金属、稀土元素等。由建材检测领域的领头羊——中国建材检验认证集团股份有限公司承担的4项中国建筑材料联合会团体标准（见表1）已公告发。