三、复合材料与半导体元器件领域

1，碳纤维复合材料

用于“重点型号”的国产ZT7H碳纤维性能已经和美军F-22战机采用的IM7碳纤维材料相当。所谓重点型号，展示方没有写明，但是现场摆放的模型是J20。

江苏省高强中模（T700）级碳纤维工程中心和“常州市碳纤维高技术研究重点实验室”，建有两条800吨级的原丝生产线，国内首条百吨规模国产化高强型碳纤维生产线，并实现了稳定批量生产，一条20吨级石墨纤维生产线，拥有全部的自主知识产产权。公司先后承担国家863计划3项，省成果转化1项，2014年负责起草了2项国家标准。产品涵盖军民两用的T300级、T700级、T800级及高模量石墨纤维，

从网上公开资料可以查到ZT7H碳纤维通过XX工程A状态01~05架装机评审，各项性能满足指标要求，综合性能优于同类纤维，填补国内型号应用的空白。ZT7H织物通过由611所组织的材料许用值评审，复材性能全面达标，进入工程应用阶段。

2，半导体元器件—氮化镓（GaN）产业链

氮化镓材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点，是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料，并与SIC、金刚石等半导体材料一起，被誉为是继第一代Ge、Si半导体材料、第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后的第三代半导体材料。

一片2英寸的氮化镓晶片可以生产出1万盏亮度为节能灯10倍、发光效率为节能灯3-4倍、寿命为节能灯10倍的高亮度LED照明灯；也可以制造出5000个平均售价在100美元以上的蓝光激光器；氮化镓晶片还可以被应用在电力电子器件，使得系统能耗降低30%以上；它也将是未来微波通信的核心材料，并使得同样面积的微波基站传输覆盖面积比目前至少提升一倍以上。

氮化镓芯片在军事领域有着极其重要的应用，尤其是在大功率主动相控阵雷达上是最基础的核心部件。美国国防高级研究计划局(DARPA)负责微系统技术的副局长马克·罗斯克曾说，基于氮化镓(GaN)材料制造的芯片，其可靠性和生产量已经达到相当高的程度，因此可以大量采用新一代的氮化镓电路取代原来的砷化镓(GaAs)电路处理器。典型的案例就是美国海军新一代舰载主动相控阵雷达AMDR项目取代洛马公司SPY-1相控阵雷达，AMDR采用GaN技术。

从此次科技成果展上可以看出，我国在氮化镓产业链领域发展极为迅猛，即使美国一直在阻挠中国获取相关技术，但依然没能阻止中国在此领域的进步。

3，石墨烯复合材料

石墨烯自2004年曼彻斯特大学Geim等成功制备出以来，因其独特的结构和性能，颇受物理化学和材料学界的重视。

石墨烯是目前自然界最薄、强度最高的材料，强度比钢材高200倍;同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它具有非常好的导热性、电导性、透光性，而且具有高强度、超轻薄、超大比表面积等特性，广泛应用于锂离子电池电极材料、太阳能电池电极材料、薄膜晶体管制备、传感器、半导体器件、复合材料制备、透明显示触摸屏、透明电极等方面。

目前中国石墨烯制造已处于世界领先地位。

四、海洋工程应用领域

海洋工程以开发、利用、保护、恢复海洋资源为目的，主要内容可分为资源开发技术与装备设施技术两大部分，工程种类可分为海岸工程、近海工程和深海工程等3类。

由于中国的对外贸易，能源输送高度依赖于海洋，所以国家对于海洋相关领域的投入越来越大，尤其是在海洋工程方面，一直大力支持此领域的科技研发和应用。

在深海工程方面，中国取得了瞩目的成绩，一个形象的比喻就是“海底总动员”。

《全国海洋观测网规划（2014—2020年）》指出建设海洋观测网是提高我国海洋综合实力、实施海洋强国战略一项重要的基础工作，对于促进海洋科学研究、提高海上突发事件应急响应能力、保障和促进沿海地区经济社会发展、维护国家海洋权益具有重要作用。

1，舰载无人机海洋观测系统

船载无人机海洋观测系统。是针对特定区域海洋观测需求，以海洋环境和海上目标机动快速监测为目标，研制船载基于无人机平台的观测系统，重点在于小型化、低功耗测量技术和无人机平台传感器适装及配平集成技术。系统具有实时监测、通信和自主飞行能力。

此次展出的是已经广泛应于国家海洋观测作业的无人旋翼机，它搭载了一部微型合成孔径雷达。

微小型合成孔径雷达（MiniSAR）系统是在满足分辨率、作用距离、测绘带宽等条件下，实现系统超小型化、轻量化、低功耗和高集成度，以适应低速小型无人机、侦察车辆及高速弹载平台等，满足使用需求。

微小型合成孔径雷达（MiniSAR）系统应用于无人机载平台，由于其体积小、重量轻、功耗小、起降灵活机动，可以实现对重点区域、突发事件作出快速反应和高效侦察，能发现隐蔽和伪装的目标，如识别伪装的导弹地下发射井、识别云雾笼罩地区的地面目标等；可以实时有效的侦察自然灾害，如地震、洪涝、海洋漏油、河道污染等；可以应用于常规军事侦察与环境、海洋、海岛的监测等。

美国曾经研制出微型合成孔径雷达的重量不足13.6千克，重量是"捕食者"无人机现使用的SAR的四分之一，而体积仅是后者的十分之一。该雷达具有与大型SAR许多相同的功能，可以在各种天气下，在夜间以及沙尘暴中提供高分辨率的(0.1米)图像，唯一不同之处在于大型SAR由于其天线长、发射机功率高，探测距离可以达到35千米，而与之相比较，微型合成孔径雷达却只有15千米的探测距离，但这一指标已完全满足小型无人机的需求了。这项新技术中涉及到机械设计、数字小型化、RF小型化以及导航等关键技术。

据闻，中国自主研发的微型合成孔径雷达技术与美国同步。

2，海洋环境智能综合监测平台

我国逐步加强海洋环境监测领域的技术发展,积极创建全海域、全方位、全天候、全自动、多要素的立体监测系统。

这次展出的是在海岸线机动部署的基于海洋表面进行实时数据采集的数字化网络系统。

3，深海海底观测网试验系统

自主航行潜水器组网观测关键技术是我国深海观测的技术系统重要组成部分。以研究水下移动观测系统智能控制、多水下移动平台协同通信、导航、定位及协作观测技术，开发水下移动平台组网观测控制软件，形成相关技术标准，完成组网观测系统海上试验为目的。

这套系统包含了“海燕”号水下滑翔机。

2014年，它曾在南海北部水深大于1500米海域通过测试，创造了中国水下滑翔机无故障航程最远、时间最长、剖面运动最多、工作深度最大等诸多纪录，一举打破国外对我国的技术封锁。

它融合了浮力驱动与螺旋桨推进技术，不但能实现和AUV一样的转弯、水平运动，而且具备传统滑翔机剖面滑翔的能力（即进行“之”字形锯齿状运动）。

它的最大航程1000公里，目前已具备水下滑翔机产品定型与批量生产条件，可适应不同用户需求。

已在南海部署、针对海底活动目标信息采集的首套“水下监测网系统”沙盘模型

4，中国的深潜家族—深潜设备集体亮相

“海马号”无人遥控潜水器

潜龙2号”自治潜水器

“蛟龙号”载人潜水器

4500米潜水器TC4钛合金载人舱球壳

这里主要提一下“海马号”：

“海马号”4500米无人遥控潜水器系统（简称“海马”号ROV）是国家863计划海洋技术领域支持的重点项目，是我国迄今为止自主研发的下潜作业深度最大、国产化率最高的深海强作业型潜水器系统。它达到国外同类无人遥控潜水器技术水平，这是我国深海高技术领域继“蛟龙号”之后的又一标志性成果，在我国深海技术装备研发领域具有里程碑式意义。

2014年2－4月，“海马”号搭载作业母船“海洋六号”实施了3个航段海上试验，先后17次下潜，3次到达南海中央海盆最深处4502米水深的海底进行作业试验，通过近百项技术指标的现场考核。海试结果表明：“海马”号无人深潜器具有优良的深海作业能力，达到了在4500米深海海底作业的各项技术性能设计要求，通过了863计划海洋技术领域办公室的海试验收。

为什么选择4500米这个深度，因为它是中国南海中央海盆的深度，更是一个具有中国海域特点的深度。这一深度，可以覆盖我国南海98%的海域，以及国际海底富钴结壳资源富集区和绝大部分的热液硫化物富集区。研制这一深度级别的深海运载和作业设备，能够满足我国绝大部分深海探测和作业的相关需求。因此，研制4500米级无人遥控潜水器，提升我国深海装备技术水平，摆脱深海装备技术受制于人的被动局面，实现我国在大深度无人遥控潜水器自主研发领域“零的突破”，成为我们海洋科技研发的重要任务。

这些深潜设备都先应用于南海，可以看出中国对于维护中国南海主权，开发利用的决心。

5，深海钻探设备

海牛号海底多用途钻机

贪吃蛇钻井系统

南海海底油田建设模型

海牛号海底多用途钻机是我国自主研发的“海底60米多用途钻机”，已在南海完成深海试验。标志着我国深海钻探技术从此与美、德、澳三国并驾齐驱，成为世界第四个掌握此项技术的国家。

这“60米”意义非凡。因为“它是在3100米以下的深海海底钻探，包括到复杂海况下钻机收放、姿态调整、耐压密封、自动测控等多种技术。其次，这‘60米’还意味着我们国家自主具备了深水海底取样能力。”

贪吃蛇钻井系统，它是我国自主研发的旋转导向系统和随钻测井系统，已在渤海完成钻井作业，这两项技术可以引导钻头像“3D贪吃蛇”一样在地下几千米坚硬的岩石里自由穿行，准确命中油藏。这两项技术代表着当今世界钻井、测井技术的最高水平，我国在这两个技术领域打破了国际垄断，成为全球第二个同时拥有这两项技术的国家，中国海洋石油总公司也成为全球第四、国内第一个同时拥有这两项技术的企业。

目前，全球超过40%的定向井采用旋转导向系统钻成，其优势在于能够实时控制井下钻进方向，实现类似于“3D版贪吃蛇”的钻具运行轨迹调整，从而一趟钻贯穿分布在“三维”区域内的目标地层——甚至可以让直径0.2米的钻头在0.7米的薄油层中横向或斜向稳定穿行，实现一趟钻“横向”移动1000米的长距离作业。这种精准制导，对降低开发成本、最大化开发油气田资源具有重要价值。

于研发难度大，多年来这两项技术一直被美国的三家油田技术服务公司垄断。在“国家863计划”的支持下，中国海油旗下控股公司中海油田服务股份有限公司，开始自主研发旋转导向钻井和随钻测井两套系统，历经艰辛探索，终于突破技术瓶颈，形成了具备自主知识产权的商标、系统技术和装备体系。贪吃蛇系统研制的成功，这标志着我国在油气田钻井、测井尖端技术领域打破了国际垄断，有望大幅降低国内油气田开发成本，并为中海油服参与国际高端油田技术服务市场竞争增添重量级砝码。

海洋石油981深水半潜式钻井平台，一般被大众称为“南海981“，已为大众所熟知。近年来，中国在南海海底油田建设上大力投入，这次展示了油田建设模型。

笔者学识有限，所以在这个领域就不在赘述。曾看到有一道数学题，顺便拿上来给大家看看。

“我国目前的深海取油技术已进入世界先进行列．今年5月，我国在南海3000多米的海底建造的深海油田成功投入生产．如果工作人员身穿表面积约为2m2的潜水服下潜到水下3000m进行作业，那么他受到海水的压强为_______Pa，潜水服承受的海水压力为_________N．（ρ海水=1.03×103kg/m3，g取10N/kg）”

答案分别为: 3.09×107, 6.18×107.