„14. fimm ára áætlun“ Kína leggur áherslu á að styðja við þróun háþróaðrar keramikiðnaðar

Kína veðjar gríðarlega á háþróaða keramik: Innsýn í tæknifrétt 14. fimm ára áætlunarinnar.

(„14. fimm ára áætlun“ Kína leggur áherslu á að styðja við þróun háþróaðrar keramikiðnaðar)

Samræmt, staðlað keramik. Kína er að eyða mikilli orku og peningum í eitthvað miklu framtíðarvænna: Háþróað keramik. Þetta snýst ekki um postulín ömmu þinnar. Þetta snýst um ofursterk og snjöll efni sem eru tilbúin til að breyta öllu frá símanum þínum til geimfara. Stóru fréttirnar? Nýjasta þjóðaráætlun Kína, „14. fimm ára stefnan“, setur háþróað keramik örugglega í sviðsljósið. Þessi stefna markar stórt átak stjórnvalda til að gera Kína að leiðandi í heiminum í þessari mikilvægu tækni. Við skulum skoða hvers vegna þetta skiptir máli.

1. Hvað nákvæmlega eru háþróuð keramik?

Gleymið leirpottunum og diskunum. Háþróað keramik er allt önnur tegund. Hugsið ykkur handunnin efni, framleidd í rannsóknarstofum með mikilli nákvæmni. Þau byrja sem ofurfín duft - efni eins og áloxíð, sirkon, kísillkarbíð eða kísillnítríð. Þetta duft er pressað, mótað og síðan bakað við ótrúlega háan hita. Útkoman? Efni sem státa af ofurkrafti.

Þetta postulín er ótrúlega erfitt. Það gerir grín að rispum og notkun. Sumt þola mikinn hita miklu betur en stál. Það þolir slit frá óæskilegum efnum. Það virkar yfirleitt sem framúrskarandi rafmagnseinangrarar. Sumt hefur einnig einstaka eiginleika, eins og að leyfa ákveðnum ljósbylgjum að ferðast í gegnum eða bregðast við þrýstingi. Þessi einstaka samsetning gerir það ómissandi fyrir nútímaleg verkefni þar sem venjuleg efni einfaldlega stöðvast.

2. Hvers vegna Kína veðjar milljörðum í háþróaða keramik.

Leiðtogar Kína styðja þessa tækni ekki af skyndiástæðum. Ástæðurnar eru skýrar og stefnumótandi. Í fyrsta lagi eru háþróuð postulín nauðsynleg fyrir öryggi landsins og tæknilegt sjálfstæði. Háþróaðar þotuhreyflar? Þær þurfa keramikþætti til að takast á við brennandi hitann. Eldflaugakúlur? Háþróuð keramik leyfa merkjum að fara í gegn á meðan búnaðurinn er tryggður. Kína vill fulla stjórn á þessum nauðsynlegu vörum og minnka þannig þörfina fyrir aðra.

Í öðru lagi snýst þetta um efnahagslegan styrk. Heimsmarkaðurinn fyrir háþróaða keramikvörur er í mikilli uppsveiflu, knúinn áfram af rafeindatækni, rafmagnsbílum, klínískum tækjum og orkutækni. Kína sér mikla möguleika á að ráða ríkjum á þessum verðmætamarkaði. Að vera leiðandi hér þýðir enn nútímalegri vinnu, enn meiri útflutning og sterkari stöðu í alþjóðlegum framboðskeðjum. Þetta er bein leið til að uppfæra kínverska iðnaðinn.

Í þriðja lagi ýtir það undir nýsköpun á öllum sviðum. Nýjungar í keramik gera kleift framfarir á mörgum öðrum sviðum. Betri rafhlöður, mun öflugri flísar, hreinni orkulausnir – allt þetta byggir á háþróaðri vöru. Fjárfesting hér er eins og að sá fræjum fyrir framtíðar tækniuppskeru um allt hagkerfið. Að dragast aftur úr er ekki valkostur í alþjóðlegri tæknikapphlaupi.

3. Hvernig Kína hyggst efla keramikgeirann.

Fjórtánda fimm ára áætlunin er ekki bara orð. Hún lýsir raunverulegum aðgerðum til að efla markaðinn fyrir nýstárlegt postulín. Mikill fjármögnun streymir inn. Búist er við umtalsverðum fjármögnun frá ríkisstjórninni í rannsóknarstofur, háskólanámskeið og tilraunaframleiðslulínur. Markmiðið er að stökkva fram úr núverandi tæknilegum hindrunum.

Rannsóknir eru að fá verulegan þrýsting. Áherslur eru á að gera keramik sterkara og minna brothætt, skapa nýjar flóknar samsetningar, betrumbæta háþróaðar framleiðsluaðferðir eins og þrívíddarprentun fyrir postulín og lækka framleiðslukostnað. Samvinna er lykilatriði. Áætlunin hvetur til náins teymisvinnu milli leiðandi háskóla, innlendra rannsóknarstofnana og einkafyrirtækja. Þetta tengir bilið milli rannsóknarstofnana og...

Það er mikilvægt að þróa trausta framboðskeðju fyrir heimili. Kína vill að allt frá hágæða hráefnum til nákvæmra framleiðslutækja sé framleitt á staðnum. Þetta kemur í veg fyrir umferðarteppur og ósjálfstæði erlendis frá. Búist er við stefnumótun sem styður við sprotafyrirtæki í postulínsframleiðslu og hjálpar rótgrónum framleiðendum að stækka hratt. Markmiðið er heilt, vistfræðilegt samfélag í heimsklassa fyrir nýstárlega keramikframleiðslu.

4. Flottir hlutir sem háþróuð keramik getur gert.

Hvar birtast þessar undravörur í raun og veru? Listinn heldur áfram að lengjast. Rafeindatæki eru stórt leiksvæði. Smáar, flóknar keramikhlutar eru inni í snjalltækinu þínu (hugsaðu um einangrara, undirlag, skynjara). Þeir meðhöndla hita í áhrifaríkum samþættum hringrásum. Þeir mynda grunnlögin fyrir ótal móðurborð.

Flug- og varnarmál eru mjög háð þeim. Þotuhreyflaþotublöð þola hitastig sem þíða málm, þökk sé keramiklögum og frumefnum. Hitaskildir á geimförum? Oft háþróað postulín. Radómar sem verja ratsjárkerfi á flugvélum og eldflaugum? Já, sérhæft postulín.

Klínískar ígræðslur eru að fá aukna framþróun í keramik. Mjaðma- og hnéskiptar úr lífsamhæfum keramik eins og sirkon eru sterkar og líkaminn þola þær vel. Munnkrónur og brýr nota nýstárlegt keramik fyrir endingu og náttúrulegt útlit.

Orkutækni er eitt annað svið. Keramik er lykilatriði í eldsneytisfrumum og hjálpar til við að umbreyta efnaorku í rafmagn á skilvirkan hátt. Þau gegna hlutverki í næstu kynslóð kjarnorkuvera. Þau eru notuð sem hluti fyrir sólarsellur og vindrafstöðvar. Jafnvel betri rafhlöður fyrir rafbíla reiða sig á keramik fyrir aðskiljur og skynjara.

Iðnaðarnotkun er einnig alls staðar. Ofurhörð keramikskurðarverkfæri skera í gegnum málm eins og smjör. Slitþolnar keramikfóðringar vernda námuvinnslu- og vinnslutæki. Keramísk síur hreinsa heita útblásturslofttegundir. Skynjarar úr keramik fylgjast með öllu frá hitastigi til þrýstings í erfiðu verksmiðjuumhverfi.

5. Svör við spurningum þínum um flókin keramik.

Er keramik ekki alltaf veikburða? Já, brothættni er hindrun. Hins vegar eru vísindamenn að taka verulegum framförum. Tækni eins og að bæta við styrkjandi trefjum, búa til sérstakar örbyggingar eða búa til samsettar vörur (keramik blandað saman við málm eða fjölliðu) gerir nútíma háþróað keramik mun harðara en hefðbundið. Það þolir enn árekstra miklu betur en þú gætir haldið fyrir nauðsynleg verkefni.

Af hverju eru þau svona dýr? Kostnaðurinn stafar af nokkrum ástæðum. Óunnin duft krefjast mikils hreinleika, sem er ekki ódýrt. Mótunarferlið er yfirleitt flókið og hægt. Ofurhitabrennslan (sintun) krefst mikillar orku. Nákvæm vinnsla á flóknu lokaafurðinni er erfið. Að auka framleiðslu og nýta nýjar framleiðsluaðferðir eru mikilvæg markmið til að lækka kostnað.

Hvernig standa þau sig í samanburði við málma eða plast? Þetta snýst um málamiðlanir. Háþróað keramik sigraði stál langtum hvað varðar hitaþol, slitþol og ryðþol í flestum tilfellum. Þau eru einnig léttari en mörg stál. Þau eru mun betri en plast hvað varðar endingu, stífleika og hitastigsþol. Hins vegar eru stál yfirleitt harðari (minna brothætt) og auðveldari í mótun í flókin efni. Plast vinnur hvað varðar kostnað og þægindi við mótun til að auðvelda vörur. Keramik fyllir holrými þar sem mikil afköst eru mikilvæg.

Hver er helsta hindrunin fyrir víðtækari notkun? Verð og flækjustig vinnslu eru enn hindranir. Hönnun með keramik krefst einnig annarrar hugsunar vegna brothættni þess. Verkfræðingar sem eru vanir stáli þurfa að aðlagast. Að sýna fram á langvarandi heilindi í nýjum forritum tekur tíma. Frumkvæði samkvæmt stefnu Kína beinast beint að þessum vandamálum: ódýrari ferlum, betri hönnunarbúnaði og hraðari aðferðum við hæfniprófun.

(„14. fimm ára áætlun“ Kína leggur áherslu á að styðja við þróun háþróaðrar keramikiðnaðar)

Er þetta einfaldlega sértækt sérsvið fyrir rannsóknir á vörum? Alls ekki. Áherslan á nýstárlega keramikframleiðslu felur í sér mun stærri markmið. Hún snýst um skilning á grundvallartækni sem gerir kleift að stjórna mikilvægum mörkuðum: geimferðum, hálfleiðurum, hreinni orku, líftækni og vernd. Að stjórna nýstárlegum efnum eins og postulíni er undirstaða þess að verða alþjóðlegt tækniofurveldi. Fjárfesting Kína sýnir að þau skilja þetta til fulls.