x****y
发帖数: 1853 | 1 咱们就继续鄙视材料和化学吧。
原文
材料学的水平极大程度决定一个国家的最高新科技的水平。好的装甲需要好材料，导弹
的外壳需要好材料，飞机发动机叶片需要更优异的材料，最高精尖的军用雷达半导体元
器件也需要更好的材料。
而在材料方面，日本已经甩开了第二名美国极大的身位，剩下的俄罗斯中国之类已经远
远不在一个档次，这里以人类的最高精尖的三种材料技术——制作洲际弹道导弹喷管和
壳体以及飞机骨架的高强度碳纤维材料；制作最高性能主动相控阵军用雷达的宽禁带半
导体收发组件材料；制作最新式涡轮发动机涡轮叶片的高性能单晶叶片。
三种顶级科技说明日本远远领先于其他地球国家的最顶级科技。
1,首先是最新式的涡轮发动机叶片的五代单晶材料。
因为涡轮叶片工作环境极为恶劣，并且要在极度高温高压下保持数万转的高转速，所以
对于高温高压下的抗蠕变性能的要求是非常高的。这个目前科技最好的解决方法就是让
晶体约束朝一个方向伸展，使其材料相比于常规材料来说无晶界，这可以大大提升高温
高压下的强度和抗蠕变性能。
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目前人类科技的单晶材料共有五代。
我们可以发现，越到后面一代，已经没有美国和英国的影子了，老毛子那更是不知道甩
到猴年马月去了。如果说四代单晶还有法国作为西方的希望苦苦支撑的话，那么第五代
单晶就是东瀛的独舞——人类最顶级的单晶材料，就是日本的第五代单晶TMS-162/192
，日本是目前世界上唯一一个能制造第五代单晶材料的国家。
有些人可能不知道这意味着什么，我们贴出美国F-22和F-35使用的F119/135发动机的涡
轮叶片材料CMSX-10三代高性能单晶作为对比。
我们可以看到，三代单晶的典型代表CMSX-10的抗蠕变性能如下：1100度，137Mpa，220
小时。这是西方的顶级水平了。
日本的第五代TMS-162呢？同样条件，寿命高达959小时，接近1000小时寿命，相比于美
国材料寿命足足达到4倍有余。
事实上，在这个伟大的技术革新面前，传统的材料学和发动机技术的欧洲顶尖水平公司
RR已经选择了屈服。英国罗罗大批进口日本的单晶材料用于制造自己的Trent系列发动
机。
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2,再看碳纤维材料。
众所周知，碳纤维因为质量轻巧，强度极高而被视为理想的导弹，特别是最顶尖的洲际
弹道导弹材料。包括美国侏儒以及三叉戟D5还有法国M51的新式洲际弹道导弹都用碳-碳
和碳-树脂复合材料用于制造洲际导弹的壳体和喷管。在这项技术上日本同样领先于世
界水平。
碳纤维分为两种——高强度和高拉伸模量
上面的是日本东丽公司的碳纤维材料，下面是美国大力神公司的
其中IM7被用作制造三叉戟D5的壳体。
而东丽的T1000强度高达7060mpa，拉伸模量在高强度碳纤维中也很高（达到了284Gpa）
，这些都超过了美国的IM9的美国最高水平。
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碳纤维目前勉强处于同一水平线的只有美日（虽然美国相对较差），其他国家与这两个
国家相比都不值一提。
我们来看看俄国人到达了一个怎么样的水平吧
纤维复合材料特别是碳纤维有机复合材料，在现代飞机上获得了广泛应用。与西方比较
俄罗斯这种材料，研究及应用时间稍晚一些，上世纪70年代才着手研究。当时 前苏联
国家石墨结构材料研究所、全苏聚合物纤维研究所，以及今日的全俄航空材料研究院，
生产出拉伸强度2500～3000MPa、拉伸模量250GPa的 高强度碳纤维，以及模量400～
600GPa的高模量碳纤维。后来又研究出4000～5000MPa的中模量碳纤维。总体上看俄罗
斯的碳纤维产品，性能水 平不如美日水平高。从高强度纤维产品来看，俄罗斯的YKH、
BMH比目前通用的，T300大约低1000Mpa。俄罗斯高模量纤维400～600GPa， 与日本M40J
、M60J相近。在中模碳纤维方面与美国的，T800H及T1000G有一定差距，在模量相同的
条件之下，后者的强度高出 500～1000MPa。
俄国人最强的水准也不过5000mpa封顶，和美日完全不是一个档次，这还是毛子的实验
室水平。
业内专家告诉记者，目前，全世界碳纤维生产厂家中日本的东丽、东邦和三菱3家公司
，代表着目前世界上最先进水平。我国碳纤维的质量、技术和生产规模与 国外差距很
大，其中高性能碳纤维技术更是被西方国家垄断和封锁。我国虽然经过多年研究和试生
产，但至今尚未掌握高性能碳纤维的核心技术。从技术研发到产业
化难度更大，因此碳纤维要真正实现国产化需要一个漫长的过程。
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可以看到，中国的T800级别的碳纤维也只能在实验室里生产。
而日本的远远强于T800的T1000碳纤维已经走入了市场大量制造了。
事实上，T1000只是东丽80年代的制造水平。可见美日在碳纤维领域领先其他国家20年
以上。
3,再看看雷达。
大家知道，主动相控阵雷达的最关键技术就在于一个个T/R收发组件。事实上，AESA雷
达就是数千个收发组件单元组建成一台整的雷达。而T/R组件就是由少则一个，多则4个
MMIC半导体晶片材料封装而成。这个芯片是将雷达的电磁波收发组件集成起来的一个微
型电路，既负责电磁波的发出，也负责接收。而这个芯片就是在整个半导体晶元上蚀刻
出电路来的。所以，这个半导体晶圆的晶体生长是整个AESA雷达最关键的技术部分。
这就是F-35的诺斯罗普.格鲁曼公司的APG81雷达的MMIC芯片，APG81雷达由数千个一模
一样的这样的MMIC芯片组成。这个芯片是以GaAs为基体蚀刻构筑的。
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但是事实上，GaAs材料因为其禁带过窄，其击穿电压过低，其发射功率是上不去的。所
以，迫切需要新一代宽禁带的半导体材料。而这个材料目前已经找到了，就是GaN材料。
而GaN材料的晶体生长是非常困难的，目前也是东瀛率先攻克了GaN薄膜的大规模制造工
艺。
1994年日本日亚化工突破了GaN材料成核生长的关键技术，不久P型GaN采用退火技术得
以实现，随后GaNled研制成功。近几年，通过外延技术的提升，GaNLED的内量子效率大
大提升，结合粗化、倒装、PSS衬底等提高光输出效率的技术，GaN基LED已广泛应用于
全彩显示、交通信号灯、汽车灯具、液晶背光、室内照明和路灯照明等领域，半导体照
明已经日臻成熟，走进千家万户。
目前，绝大部分GaN基LED均采用价格相对低廉的蓝宝石为衬底材料制备。然而，蓝宝石
衬底与GaN材料有高达17%的晶格失配度，如此大的晶格失配造成了很高的位错密度，导
致GaNLED中的非辐射复合中心增多，限制了其内量子效率的进一步提升。SiC衬底与GaN
材料的晶格适配度只有3%，远小于蓝宝石衬底与GaN材料间的晶格适配度，因此在SiC衬
底上外延生长的GaN材料的位错密度会更少，晶体质量会更高，同时SiC的热导率（4.2W
/cm.K）远大于蓝宝石，有利于器件在大电流下工作。
但是SiC衬底的制备难度较高，外延生长GaN的成核也具有一定难度。因此，SiC衬底上
制备GaNLED的技术仅限于以美国CREE为代表的少数掌握SiC衬底囗制备技术的公司手中
。目前，美国Cree公司生产的GaNLED封装成白光后，流明效率已经超过200lm/W，远远
超过其他同行厂家。
美国由于无法大规模制造SiC基体的GaN材料，所以求助于日本。可以预见，下一代美国
的雷达的材料都将是Made in Japan。
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日前LED上游大厂美国Cree表示，该公司已与三菱化学签订独家授权合约。根据双方协
议，三菱化学将可制造、贩卖独立的氮化镓（GaN）基板，并有权签订类似专利范围的
再授权协议（similarly-scoped sublicenses）。
据了解，三菱化学光电事业部门总经理Yasuji Kobashi在声明中指出，上述授权合约可
望帮助该公司在光电产品领域中拓展氮化镓基板业务。
事实上，美国F-22的雷 达用日本技术从来就不是什么秘密。早在90年代初，也是日本
率先攻克GaAs晶圆的生长工艺，逼着美国购买日亚化工的GaAs晶圆技术用以制造F-22的
APG77雷达。正是日本日亚化工向美国的半导体材料制造的技术许可和转让，美国才得
以在90年代后半期发力，利用军用雷达的AESA革命甩开其他国家。 |
t**********8
发帖数: 404 | 2 在材料上，我国投了无数的钱在nano上。所以我国表示毫无鸭梨，因为我们有更牛皮的
nano材料。 |
i*****g
发帖数: 11893 | 3 中国技术人员嘛，都出国去美国了
中国商人嘛，都去搞房地产和挖煤了，呵呵 |
m********5
发帖数: 17667 | 4 日本的确是东亚的希望, 韩国是第二个日本, 台湾估计能当第三就不错了
我觉得某文章说的好, 大陆几千年生存压力大, 大家思考问题的方式都是很短视的, 基
本都是在挣扎, 当然积累不了技术
大陆是需要皇权, 才能够让社会高层从对基本物质生活的追求中解脱出来, 从事周期更
长更有意义的工作.
【在 x****y 的大作中提到】
: 咱们就继续鄙视材料和化学吧。
: 原文
: 材料学的水平极大程度决定一个国家的最高新科技的水平。好的装甲需要好材料，导弹
: 的外壳需要好材料，飞机发动机叶片需要更优异的材料，最高精尖的军用雷达半导体元
: 器件也需要更好的材料。
: 而在材料方面，日本已经甩开了第二名美国极大的身位，剩下的俄罗斯中国之类已经远
: 远不在一个档次，这里以人类的最高精尖的三种材料技术——制作洲际弹道导弹喷管和
: 壳体以及飞机骨架的高强度碳纤维材料；制作最高性能主动相控阵军用雷达的宽禁带半
: 导体收发组件材料；制作最新式涡轮发动机涡轮叶片的高性能单晶叶片。
: 三种顶级科技说明日本远远领先于其他地球国家的最顶级科技。
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x****u
发帖数: 44466 | 5 导弹喷管和飞机骨架用碳纤维。。。
【在 x****y 的大作中提到】
: 咱们就继续鄙视材料和化学吧。
: 原文
: 材料学的水平极大程度决定一个国家的最高新科技的水平。好的装甲需要好材料，导弹
: 的外壳需要好材料，飞机发动机叶片需要更优异的材料，最高精尖的军用雷达半导体元
: 器件也需要更好的材料。
: 而在材料方面，日本已经甩开了第二名美国极大的身位，剩下的俄罗斯中国之类已经远
: 远不在一个档次，这里以人类的最高精尖的三种材料技术——制作洲际弹道导弹喷管和
: 壳体以及飞机骨架的高强度碳纤维材料；制作最高性能主动相控阵军用雷达的宽禁带半
: 导体收发组件材料；制作最新式涡轮发动机涡轮叶片的高性能单晶叶片。
: 三种顶级科技说明日本远远领先于其他地球国家的最顶级科技。
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j*********s
发帖数: 158 | 6 这个所谓第5代高温合金就是一个在日本的中国学生/postdoc 做出来的。
我也奇怪为什么有人轻视学材料的，吹捧码工。中国码工有的是，一点不缺。
【在 x****u 的大作中提到】
: 导弹喷管和飞机骨架用碳纤维。。。
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x****y
发帖数: 1853 | 7 中国人天性自私短视，只顾自己挣钱呗。
【在 j*********s 的大作中提到】
: 这个所谓第5代高温合金就是一个在日本的中国学生/postdoc 做出来的。
: 我也奇怪为什么有人轻视学材料的，吹捧码工。中国码工有的是，一点不缺。
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