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日本和美国的关系一直很特殊。
极端一点来说的话,日本在美国面前是绝对的劣势。
美国爸爸说什么,日本政府就得听什么。
但是很少有人知道日本有三大精尖科技,甚至能比肩甚至超越了美国。
这三大精尖科技到底是什么?为什么日本能将其发展的这么好?我们中国在这三个领域又面临什么样的现状?
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日本在美国面前占有绝对优势的精尖领域之一就是半导体领域。
半导体在咱们的日常生活当中,实际上是有较为重要的作用的。
例如在光伏应用方面,现阶段半导体材料的光伏应用成为了一个非常大的热门。
像是咱们比较熟悉的太阳能电池的主要材料,就是半导体材料。
而太阳能电池相较于传统的火力发电、水力发电等发电方式来说,都具有着极大的优势。
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太阳能电池可以只靠太阳光转化成电能,它比火力发电更环保;比水力发电来说用到的资金要更少,消耗的资源还是无限的;对普通人来说也更为方便。
所以,这是目前市场世界上增长最快的、发展最好的清洁能源市场。
在半导体方面有优势的话,还会在照明应用方面有较大的优势。
像LED,实际上就是半导体发光二极管。
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千万别以为它离我们很远,像是咱们走路的时候,在马路上看到的交通指示灯,就应用了LED。
还有咱们玩的手机、使用的电子产品的背光源,或者是室内照明的各个领域,实际上都可以见到半导体的身影。
为什么日本在半导体方面发展的这么好呢?
日本在这方面的研究开始的比较早。在上个世纪六七十年代他们就开始推进半导体的发展了。
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为了能够搞好半导体,日本和当时世界上半导体最为先进的国家——美国搞好了关系。
美国占据主导地位,而日本就在旁边帮着打打下手,学习学习。
可是渐渐的日本居然在半导体领域实现了弯道超车,一举超越美国成为了半导体领域的老大。
后来美国反应过来了,有些不甘心,就对日本进行了技术索取,但日本人仍旧在这一领域保持了领先的地位。
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近些年中国在半导体领域也开始不断深耕,取得了突破性进展。
但是目前较日本、美国与荷兰这半导体三巨头来说,仍然有些差距。
为了缩小差距甚至实现领先,我国在半导体这条路上还有一段路要走。
二、单晶叶片日本第二个较为领先的科技是单晶叶片的生产与制造。
跟半导体不一样,单晶叶片对于普通老百姓来说,是一种听起来有些陌生的材料。
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它是被应用在哪一个领域的呢?单晶叶片是涡轮发动机的首选。
含铼的单晶叶片具有极为优异的高温强度和良好的抗氧化、抗热腐蚀性能。
它能够在600℃以上及一定应力条件下长期工作,成为了世界各国军民用燃气涡轮发动机不可代替的关键材料。
而燃气涡轮发动机就是目前世界范围内应用最广泛的航空发动机。
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咱们中国近些年在航空领域取得了很多突破性的成就,但是在单晶叶片片方面,还是要进口的。
说回燃气涡轮发动机,除了被应用在航空领域,还可以被用在大型的船舶上,一般以军用的作战舰艇为主。
还有车辆也能使用,像是坦克、工程车辆,以及发动机组等。
这么说来,别看单晶叶片本身只是个金属片,但是在实际应用的过程当中却是有着非常重要的地位的。
放眼整个世界的单晶叶片市场,由日本生产的第五代单晶叶片是最“能打”的,在生产方面日本甚至可以对其进行垄断。
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之前美国所开发的第三代单晶叶片,只能够实现在温度1100度的环境中,连续工作220个小时,之后需对其进行替换。
而美国所开发的第五代TMS162远超美国的第3代单晶叶片可以在同样的温度环境当中连续工作959个小时。
这是什么概念?对比起来的话,日本所开发和生产的第五代单晶叶片的使用寿命超过了美国的单晶叶片四倍左右,这足够展现日本在这个领域的优秀了。
所以,单就这一角度上来说,日本在单晶叶片领域上有绝对的领先。
甚至可以说是远远的超过了它的美国爸爸。
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单晶叶片的制作材料是单晶高温合金,而我国在单晶合金方面的研究起步较早,但是在其耐高温的性能上存在一定的不足。
所以和美国、日本相比我国在单晶高温合金的研制能力和单晶叶片的制造工艺两方面都还有一些差距,不足。
但是随着我国航空航天事业的不断发展,航空发动机推重比的不断提高,使得单晶叶片工作环境的温度不断上升。
我国已经意识到了无法稳定的自主生产先进的单晶叶片,是不利于我国航空事业稳步向前发展的。
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所以在“中国制造2025”战略中就强调了,我国必须得有国产单晶叶片等高温合金产品的稳定生产能力。
有了这样的战略目标,相信我国的单晶叶片研制及生产能力将会不断进步。
三、数控机床日本这个对咱们来说不太讨喜的邻国,在精尖科技方面还有一样处于绝对领先的地位,那就是数控机床。
数控机床,顾名思义就是一种装有程序控制系统的自动化的机床。
传统的机床是制作机器的工具,其制作出来的工件精密度相对来说不是很高,比较适用于加工零活类的零件。
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而数控加工机床就不同了,能够生产制作复杂精密的零件,而且还能批量化生产。
简单来说,就是数控机床不仅能制造精密度更高的零件,还能有更高的操作效率。
这能够有效的降低工人的劳动强度,实现由体力劳动到脑力劳动的转化。
相较于普通的机床来说,数控机床还要更为安全。
正因如此,数控机床的操作人员则需要进行专业的培训才能上岗。
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而日本在超精密加工机床这一领域当中,可以说是拥有世界上最精密的机床主轴的,甚至要比美国和英国还要更为先进一些。
这是从哪里看出来的呢?
最为浅显的一个例子就是美国在生产其F2战斗机的时候,没有使用自己国家研究、使用的数控机床来进行战斗机零件的生产。
而是为了战斗机的性能、为了保证零件的精密程度达标,使用了日本超高精度机床对其零件进行加工。
为了能够保证超高精度机床能够远销海外,日本在接下来的时间里,还生产了用于制造这种机床的母机。
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再加上日本拥有其原材料和机械设计方案,所以他们已经有了自己的一套相对完整的技术产业链,可以有效保证其机床以及零件的质量。
为什么日本能够在机床工业方面发展的如此迅速呢?
其实是因为日本政府对其机床工艺的发展异常重视,通过各种各样的规划和法规来引导其发展。
在这一方面日本使用的最好的战略就是先仿后创。
先效仿德国在机床元部件配套上的一些优势,再学习美国的质量管理和机床技术,大量生产销量广的中档数控机床,抢占市场。
后再进行科研方面的攻坚,逐步向高性能数控机床发展。
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这一套丝滑连招下来,最终的结果就是早在1978年日本的机床产量就已经超越了美国,其出口量自那时起一直居于世界的首位。
在数控机床方面,我国起步较晚,稍显落后。
但是中国人有着不服输的精神,正处于追赶的过程当中,相信在越来越多的国人的努力下,我国的机床发展也会取得长足进步的。
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日本人在合适的时机抓住了历史中隐含的发展机遇,积极学习别国的先进技术,先仿后创,甚至青出于蓝而胜于蓝。
致使其在三个科技领域中有较大优势,甚至可以在世界上处于领先地位。
这三个科技领域分别是半导体领域、单晶叶片和数控机床。
与此同时,在这三个领域当中,我国目前已在半导体领域有所突破,但单晶叶片和数控机床目前仍然处于落后国外主流的水准。
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为了更好的发展科技,我国政府也开始出台相应的法规与政策,致力于促进这些高精尖科技领域的进步与发展。
但就目前的成果来看,我国还需要更多的时间。
但是,也不用过于担心。
毕竟中国人在科研方面始终有着不服输和积极进取的精神,相信在一代又一代中国科研人的奋发努力下,我国的精尖科技也会得到更大的进步!
参考资料:
日本拥有的三大精尖科技,有的甚至超越美国?看看你知道几个 科技秋风 2022-05-05
日本拥有的三大精尖科技,全都领先甚至超越美国?看看你知道几个 素年文史R 2024-02-11