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四川精密仪器行业发展前景

作者:admin     发布日期: 2019-06-04     二维码分享

四川精密仪器包括对精密量的观察、监视、测定、验证、记录、传输、变换、显示、分析处理与控制。精密仪器是仪器仪表的一个重要分支。


四川精密仪器


在精密仪器与装备所涉及的多个核心关键技术中,中国与国外均有着巨大差距。精密仪器与装备整机行业落后,根源在于核心关键技术落后。核心技术落后的原因:

一方面归结于中国科技基础的薄弱,另一方面在于长期以来,基础与应用基础性科技投入不足和科技成果评价体系的不完善。改革开放以来,在以经济发展为导向的政策引导下,中国试验发展资金投入远高于基础与应用基础研究。

目前中国正处于制造业大国向制造业强国转变的历史关键时期。中国的科技水平由跟跑向并跑转变,甚至部分领域实现了领跑,无捷径可走,要保持领域..,必须不断加强基础研发投入。唯有创新的基础理论、创新的基础材料、创新的基础关键技术,才能够支撑起创新型社会发展,不断地为科学探索、国家战略安全、国民经济发展提供可靠的原始创新动力。


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四川精密仪器与装备的未来发展需要往两个方向上下功夫:

一方面要从仪器设备总体上,开展集成创新研究,适应国家科技与经济发展需求,开展有针对性的精密仪器装备研发工作。

另一方面,为确保中国精密仪器与装备行业的整体竞争力,必须下大力气解决精密仪器与装备关键基础技术的自主化水平和创新能力。这一点在“十三五”国家科技创新规划中有明确体现。

在提升科研原始创新能力篇中,将科研仪器设备放到科研条件保障专栏..位,并提出:“以关键核心技术和部件自主研发为突破口,聚焦高端通用和专业重大科学仪器设备研发、工程化和产业化,研制一批核心关键部件,显著降低核心关键部件对外依存度,明显提高高端通用科学仪器的产品质量和可靠性,大幅提升中国科学仪器行业核心竞争力。”

在四川精密仪器与装备中,材料的性能具有决定性的影响。既包括发光材料、光学传输材料、光电转换材料等功能性材料,也包含用于构建仪器本体的结构材料。


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反射镜是各种大型天文望远镜的关键技术,随着口径的提高,温度变化对反射镜面型的影响越明显。

目前大口径地基望远镜反射镜材料均为低膨胀系数材料,主要有德国肖特集团的微晶玻璃和康宁公司的超低膨胀系数(ULE)玻璃两类,单体口径均达到8m以上,拼接口径达30m。而目前国内用于天文观测的望远镜单体口径仅为2.16m,拼接口径仅6.7m,与国际天文观测水平差距明显。

在空间应用方面,采用SiC材料,口径达到3.5m的Herschel望远镜已于2009年升空,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所2016年研制成功4m级SiC材料,实现了大口径SiC反射镜的国际..,但仍难以弥补大口径反射镜材料方面的巨大差距。

在结构材料方面,碳纤维强度是钢的20倍,拉伸模量是钢的2~3倍,比重仅为钢的1/4,抗拉强度是钢的7.9倍,是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等尖端武器装备必不可少的战略基础材料。碳纤维材料主要有高拉伸强度T系列和高弹性(拉伸模量)M系列两大类。


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中国碳纤维虽然产量不小,但产品应用主要集中在体育休闲、高尔夫和钓鱼竿等低端产品领域,航空航天领域应用仅占2%,难以满足高端产品中的碳纤维需求。近年国内陆续有企业报道研制成功高强度T800、T1000材料。但在高弹性碳纤维方面,国内仍有较大差距。在国产T800的材料测试中,采用的仪器绝大多数为进口产品:直径测量仪来自日本、表面粗糙度和力学测试仪来自美国、表面成分和力学性能测试仪来自英国,只有剪切强度采用国产仪器。

激光器作为一种理想的测量用光源,但在精密仪器与装备领域所需要的高性能激光器仍主要依赖进口,包括高功率、高稳定性、窄线宽等特殊性能激光器。在工业上广泛应用的大功率光纤激光器,近年来虽国产屡有突破,成本优势明显,但高端产品方面,仍需要后续市场检验。

光学系统的创新设计,不断提高仪器系统的整体性能。美国的空间监视望远镜(SpaceSurveillanceTelescope,SST)创新性地采用曲面焦平面电荷耦合元件(CCD),结合3.5m大口径,F1.0大光圈设计,在紧凑的体积内,实现了6°的大视场,使其成为世界上快和敏捷的大型望远镜,一晚能对整个地球同步轨道带进行多次观测,而以往常需要数周时间。从同轴系统到离轴系统,从球面到自由曲面,中国科技长期处于“跟跑”状态,虽不断取得技术突破,但在创新性方面仍有较大差距。特别是如今光学设计主要工具软件,包括成像、照明、仿真等基本都被国外产品所垄断。

光电探测器方面,国内高性能探测器市场大都被国外所占领。无论是单点的雪崩探测器,还是阵列的CCD、互补金属氧化物半导体(CMOS)探测器,国内企业都难以与国际巨头正面抗衡。主要市场占有率情况索尼公司、三星集团等的产品占据了高端消费市场,国内的格科微(Galaxycore)电子(上海)有限公司依靠成本优势,在低端市场占有较大份额,而Dalsa公司、日本滨松(Hamamatsu)等公司产品则占据着高端科研市场,许多科研急需的探测器长期受到禁运影响,项目无法顺利开展。


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