p>大多是理论不够成熟,只能依赖经验积累的技术。
典型代表:第一性原理分子动力学。
术语有点拗口,大概意思是说,
从单个原子的性质出发,计算出整块材料的全部属性。
这思路异常潇洒,现在能算到什么程度了?
我在前文提过,
即便是10个最简单的氢原子混在一起,要计算它们的相互作用几乎是不可能的。
这事玄乎的很,算得上物理学和材料学之间一个小小的断层,
当然,断层意味着潜力。
研发新材料相当于在断层里淘金,
没有成熟理论指导,只能靠蛮力一轮一轮烧钱试错,时间难免就长了。
其实很多牛逼设备,你拼命往细拆,最终发现都是材料技术。
机床,号称「工业之母」,只能仰望日本德国瑞士。
主轴和轴承摩擦产生的热变形、刀具的磨损,都会带来加工误差,这些问题只能倚赖材料的提升。
液压系统,就是类似千斤顶那种结构,美国日本德国的天下。
差在哪?
密封圈不给力,液压油容易泄露;
液压油不给力,热胀冷缩影响精度,等等。
这显然又是材料的问题。
飞机发动机,涡轮叶片不够结实,油门踩狠了容易散架。
材料的问题。
螺栓,俗称螺丝钉,高温高压腐蚀性的极端环境,没几家扛得住。
材料的问题。
半导体芯片,更是涉及成堆的材料。
来个小结:
像这类有商业需求的基础材料,西方自然舍得不停烧钱,加上材料学潜力犹在,仍可拓展,所以西方大多都保持着领先。
不过一些特殊领域的材料,情况有了些变化。
稀土永磁体,就是用稀土做的磁铁,用处大大的。
中国有很多高品位稀土矿,稀土加工技术绝对前列,甚至还挤垮了美帝的稀土工业。
所以和「磁」相关的技术,美帝也得抱咱大腿,
比如,磁约束核聚变的配件出口了不少,太空暗物质探测是美帝少有的拉中国一起的太空项目。
非线性光学晶体,一种激光器的核心部件。
2009年中国对美帝实施禁运,
2016年美帝打破中国技术封锁,
不过中国趁机又往前奔了一代。
美帝曾经指责中国拿激光致盲他家卫星,官媒偶尔也会泄露几张激光反导的照片,看起来应该还是不错的。
再来个小结:
这类商业价值不大,但军事价值、科研价值较高的材料,显然是中国更舍得烧钱,所以有不少已经趟到了前面。
那么问题来了,材料为啥这么难山寨?
做菜都见过吧,番茄炒蛋的成分可以告诉你,但你做的菜就是没我做的好吃。
比如前阵子韩国被日本禁运的电子级氢氟酸,
参数明明白白告诉你,纯度11个9,你从哪里下手山寨?
一块材料拿到手,要测出其中的成分及比例,也就几顿饭的功夫。
进一步,想要知道不同原子之间的排列规则,过程稍微复杂一点,但几天下来基本也摸透了。
你以为这样就山寨完成了吗?
不,这才开始,
你得找到一种让不同原子按特定规则排列的方法,这个才叫核心技术。
因为分子动力学和算命先生差不多,理论计算不如多试几次,这都是烧钱的苦力活。
虽然总体上美帝仍然领先,但前面现存的理论空间已经不充裕了,所以美帝被后面的人撵得很紧张。
像「分子动力学」这种玄乎事还有不少,
比如「空气动力学」,流体力学的分支,「玄学排行榜」上大名鼎鼎。
这哥们儿几乎全是经验公式,就是靠实验攒下大量数据,凑出公式,完全不管内在机理。
但凡飞行器想在大气层内混,就不得不考虑空气动力学,
这事和材料学一样,主要靠试。
好在钱学森那辈人攒下了雄厚的家底,
东风17,21,26的独特弹道,运20的贴地飘飞,歼20的超音速机动……
谦虚点说,这块,咱们不输美帝。
第一板块的较量大体如此,
成熟理论基本榨干,生涩理论仍有腾挪躲闪的空间,但中国紧紧撵在后面。
至于规则之外,大家都是懵逼状,大哥别笑二哥。
又又又拿核聚变举个例子。
地球上你眼睛能看到的所有东西,原子和原子之间都是靠化学键连接的,
这个连接能量大约10ev级别,
而核聚变产生的中子能量是14兆ev,差了1兆倍。
所以呢,聚变反应一旦启动,腔壁材料会受到14兆ev的中子冲击,你让人家10ev的化
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