1964年8月30日人民日报 第6版

第6版()
专栏:

  大规模的科学实验工作
  钱学森
毛主席提出阶级斗争、生产斗争和科学实验为建设社会主义强大国家的三项伟大革命运动,这是对当代人类活动作出了最有力的、最精辟的概括。科学实验活动是比较近代的现象,它远远晚于人类的阶级斗争和生产斗争。但是科学实验的范围和科学实验的规模却在日益扩大,而扩大的速度也越来越快;这不但从其人力、物力的绝对量来说是如此,即便从其与生产斗争的对比,从相对量来说也是如此。毛主席把科学实验提到与阶级斗争、生产斗争并列,是在分析了现代科学技术之后所提出的深刻而英明的论断。
科学实验的范围十分广阔,它包括人们结合生产劳动中的体验,为了改进技术、提高生产所作的多种多样的探索和试验,参加这方面的工作的人最多,人民公社的生产队、工厂的车间都在进行着这种小规模的科学实验工作;它是群众性的。这一方面的工作并不一定要用精密的仪器,也不一定要多少艰深的科学理论作指导;但因它密切联系生产实际,作这项工作的人又直接参加劳动,深入第一线,最能观察生产过程中的自然规律,所以这种群众性科学实验的作用和效果很大,是科学实验的一个重要方面。
我们也要看到,当代的自然科学即便已经有了高度的发展,理论体系比较完整,可是应该说我们还远没有掌握全部自然界的奥秘,自然界中的物质运动规律没有都为我们所发现。因此,群众性的、不为已有科学理论所束缚的科学实验,倒更能突破框框,能够发现前所未知的东西。我国优秀的农业技术创造者陈永康所发现的水稻高产规律,焊接工人李贵大气切割金属的技术等都是例子。当然这样的发现只能从大量的、从多数人的工作中才会出现,但是一旦发现就是新规律,是人们对客观世界的新认识,也就因此而非常宝贵。在我们国家里,劳动人民的创造是决不会被埋没的,所以说,开展群众性的科学实验还有这一层意义。
在科学技术发展的初期,整个事业的规模很小,从事科学研究的人也很少,他们是专业的科学家和科学家的助手们。那时每项科学研究实验只有几个人参加,使用的设备也比较简陋,同我们现在中等学校教学用的设备差不多,甚至更简单些;我们可以从保留下来的科学名家实验室或一些科学家工作情况的图片看到这一点。他们就用这些设备为现代科学技术奠定了基础。为什么他们能用简单的设备也取得那么伟大的成绩?我们固然可以说这些科学名家是有才华的人,但是更重要的是那时的科学还处在幼年,确实比较简单,对自然事物的剖析还不很精细,因此比较简单的工具就能满足要求。即便在今天,除了群众性科学实验在用比较简单的设备和仪器之外,也还有一些很重要的科学理论工作在用很简单的设备。如植物分类学家和动物分类学家,他们在研究中除了纸和笔之外,需要采集工具和放大镜,以及丰富的标本库;这也不能说是什么复杂的设备。有些甚而可以认为很“尖端”的科学问题,象要确定地球以外或太阳系以外,是否存在象地球上那样的生物。解决这个宇宙生物学问题的一项实验工作是收集从外层空间落到地球上的陨石,然后在很清洁的工作环境中打开陨石,不让陨石内部为地球上的生物物质所“污染”,取出试样,分析陨石内部含不含生物物质的痕迹,有没有由碳、氢、氧、氮等原子组成的有机物的残余。如果有,而且可以保证不是由于陨石落到地球以后才沾染上去的,那就可以说明万亿里外的宇宙空间也可能有象地球上的生物!这样的工作也不需要很复杂的设备。
由此可见,即便是专门的科学工作者,在研究很重要的科学问题时,也不一定非用复杂的设备不可。他们研究的问题比起科学发展初期的问题是大大不同了,但他们承继了初期研究的物质条件:一两间工作室,简单的工具,一个科学家带几个助手,加上图书馆、资料室。这样工作的科学家们也在辛勤地开拓科学技术的新园地,是科学队伍中的一个重要方面军。
但是我们在这里所要特别描述的却不是这种小规模的科学实验工作,而是突出地标志着现代科学技术特征的大规模科学实验工作。现代科学技术实验工作要求精细地剖析自然现象,因此它就必须使用相应的优良工具、仪器及特制研究设备。例如:为了观察远离太阳系的天文现象,研究银河星系、河外星系,以至一直到距离我们一百亿光年的天体,仅有小型的望远镜是不够的,我们需要直径为几米的望远镜,或直径为几十米以至一百米以上的无线电望远镜。这些设备的转动部分就有几百吨以至上千吨重,有十几层楼房那么高。再如为了研究在原子核内部以及构成物质的基本粒子,也就是尺度为10-14厘米的物质精细结构,那就需要高能粒子加速器,粒子能量达到几百亿电子伏;正在设计中的加速器粒子能量有上万亿电子伏的。这样的加速器要消耗较大的电能,有的要用上万瓩的电力;它也很庞大,要用上万吨钢铁。至于为了研究重氢的受控聚变这个几乎是无穷尽的能源,它所需要的设备,在其复杂程度规模方面也与高能粒子加速器不相上下。再举个例子:为了研究高速气流作用在物体上的力,也就是研究高速气动力学,就必须建设高速风洞,放置试验物体(也称风洞用模型)的试验段本身的尺寸就从几米到几十米,整个风洞的尺寸比这又大十几倍。风洞所需的电功率可以大到几十万瓩,等于一个大型水力发电站的功率。我们还可以举出其它的例子,但不论是哪一种大型研究设备,我们都可以概略地把它比作为一座高度现代化的工厂;建设这样大型研究设备的投资也与建设一个大型现代化工厂的投资相去不远。
现代科学技术的大型实验设备还不只是庞大、复杂、建设投资大,我们尤其应该看到因此而带来的一些变化:由于设备投资大,所以不能重复多建同一种设备,而要尽量发挥一台设备的工作能力,使它“生产”能力最大限度地提高。要求把实验工作组织得象现代化工厂那样严密,要把每个“车间”、每个“工段”专业化,有专门的人员负责。例如,既然大型实验设备要消耗上万瓩以至几十万瓩的电力,那么变电压、变电流和配电就是一项专业工作,需要专业的电力工程师、技术员和工人主管。再如大型实验设备往往包括大量的自动控制装置,那就需要自动装置的技术人员去调整;它也包括许多电子仪器,那也需要电子学技术人员去校准和维修。复杂的电机、机械系统还需要有维修的技术员和工人;也得有维修车间,以便加工必要的零件。就是实验工作本身也不是一个人能作的,要有一个实验组,其中每个成员有一定的专职工作岗位;实验组必须严密的组织起来,在实验中紧密配合,才能作好实验。有时,实验工作是日夜进行的,息人不息设备,四班倒。所有这些都说明大型实验设备的有效运用就要求扩大科学实验的组织规模,从科学发展早期的几个人到几百人,以至千人以上。而且他们是一个“多兵种”的作战队伍,不但包括几种不同特长的实验科学技术人员,而且也包括几种配合实验工作的专业技术人员,他们并不直接参加实验工作,是为研究工作服务的第二线科学技术工作者;在数量上第二线的人员往往超过直接参与实验的第一线人员。
可以看得出来:围绕每一项大型实验设备要有一个拥有几百人或千人以上的专门单位,即所谓专门研究所;它的组织是严密的,它的工作必须有经过仔细推敲过的年度、季度计划。一句话,科学技术的研究工作已经从手工业转变成现代工业式的企业了。
专项现代科学实验的规模还不止于以上所说的几百人或千人以上的研究所,还可以组织几万人参加的非常复杂、非常庞大的专门研究集体。这一组织是为了实现某一具体目标,如重氢聚变能的利用,不光是为了了解和掌握自然,而且更进一步为了按照我们的目的去改造自然。这种研究组织的雏型出现于本世纪初的一些科学技术发达的资本主义国家,资本家们为榨取更高的利润,已经不能满足于学院中科学家们的那种比较“自由”的工作方式,嫌他们工作得太散漫了,不听资本家的直接指挥,从而设立了私有公司的研究部,专为公司老板搞利润更高的产品。在这里科学技术工作者连形式上的“自由”都没有了,他们必须按老板所规定的研究途径,在规定的时间内搞出新产品;为了保住一个公司某一技术“秘密”,不让公司的竞争对方知道,科学家连人身自由也没有,他们不能离开公司,必须老死在一个公司中。这种私有公司研究部是很讲究工作效率的,有严密的组织,各个部门必须配合,简直是一支为资本家卖命的研究工作“产业军”。为了适应帝国主义侵略政策的需要,这种研究组织在二十世纪四十年代到五十年代有了很大的发展,扩大为有几万人参加的专项研究集体;只不过他们的老板不是某一个资本家,而是代表垄断资本家的政府罢了。法西斯德国的航空、美帝国主义的原子弹和氢弹、洲际导弹的研究与制造等都是这样干的。
是不是因为反对垄断资本家们的罪恶行为,我们就不考虑大规模的具有很强目的性的科学实验活动了呢?这样不加分析地对待问题自然是错误的。我们当然不可能用资本主义世界中人与人的关系来领导管理社会主义制度下的科学实验集体,但是具有一个明确目的的大规模科学实验组织是科学技术发展到现阶段的产物,是符合事物发展的客观规律的,它既可以为帝国主义服务,也可以为社会主义服务。
为什么说大规模的科学实验组织是当代科学技术的产物呢?这是因为围绕一个具体的科学技术目标来组织一支有几万人参加的队伍,我们是在下大本钱,所以对得出结果,必须有很大的把握;而对一项科学技术工作的结果看得那么清楚,在十九世纪、或二十世纪的初年是不大可能的。在那时候,自然科学的理论体系还不完整,我们对物质的基本结构如分子、原子,以及原子核还不十分明确。因此对自然界的事物或多或少地存在着观点不定的困难,不能够把各种自然现象用物质微观结构和微观运动的知识彻底地贯串起来;也可以说我们对自然界中的道理还没有悟通。但是大约在三十年代,情况改变了,人们对自然界中小至原子核,大至银河星系,在这么广阔的范围内的物质运动规律已经在原则原理方面搞通了。虽然我们对在此范围以外的基本粒子或总星系还不太懂,在将来科学技术还要进一步发展和提高,对我们现在已经知道的东西还会有所补充而更加完善,但这并不妨碍我们对改造物质世界的信心,我们相信现代科学技术的威力足以解决差不多任何前人从未尝试过的课题:要造一条单跨为五十公里的桥吗?要钻入地壳五十公里吗?要到火星上去旅行吗?那都是可能的,可以实现的。当然,这不是说今天就能办到,有现成的答案,而是说通过大规模的科学技术工作,能在不太长的时间内完成这样的课题。也可以说这不是能不能的问题,而是从社会主义建设现阶段的全局来看,需要不需要干的问题。如果需要干,那就可以有条有理地去组织队伍,建立各种相互配合的研究组织,制定工作规划,按部就班地开展工作,最后实现原定的目标。这是组织起来的现代科学技术的巨大力量,又有什么理由不让这种力量为党和人民的伟大革命事业服务呢!
因为象这样的大规模科学实验必须在规定的时期内完成,它的基础是已知的科学原理,而不能靠今天还完全不知道的科学原理。因为探索自然界的未知,或所谓基础理论研究是一件难于预见的事,什么时候能得出结果,或得什么样的结果都难于事先规定。所以具有一定目标的大规模科学实验是从已有科学原理出发,从应用性的理论研究开始,一直作到全套解决原定问题的具体方案,这个具体方案又必须经过实践,证明确实可行。因此如果目标是造一条单跨为五十公里的桥,那就得把这条桥造出来,并经过试用,证明它满足了原定的负荷及其它要求;如果目标是到火星上去旅行,那就得最后把人从地球上送上火星,并又把他接回地球表面,而且要保证他的健康不受过大的损害。因此看来这种科学实验工作实际包括了理论研究、工程设计、大量的试验,以及试制生产。这是工作的深度。又因为最后要通过实物试验,所以必须把问题各个方面都研究一番,不但要解决核心问题,也要解决周围有关的问题。这是工作的广度。所谓规模大,其原因是工作的高度综合性,既深又广,非有庞大的工作队伍和复杂的机构不可。
不论是现代科学实验的复杂和庞大所带来的大型专门研究单位,或大规模科学实验集体,都说明在今天专业科学实验已成为人类社会活动的一个重要组成部分;而且它的比重还将越来越大。有些科学技术先进的国家,专从事科学实验的技术人员(不包括技术工人)在全体科技人员(不包括技术工人)中的比例,在最近二十年内已从几十分之一提高到三分之一。对这些国家来讲,也许不要几多年专干科学实验的技术人员人数就会超过工农业生产工作中的技术人员人数。如果我们把技术工人和科技人员加在一起计算,因为生产工人的人数要比科学实验的工人人数大得多,所以从事科学实验的总人数比起从事生产的总人数来要小得多。但是我们也应当看到,在社会主义社会和共产主义社会中,由于生产过程自动化将得到充分的发展,工人总人数将相对地减少。而且在成批生产的工农业生产更容易全盘自动化,在试验性生产的科学实验车间或工厂要全盘自动化有一定困难;所以在将来从事生产斗争的工人人数会相对的减少到比从事科学实验的工人人数多出不太远,那时就会出现干科学实验的人数,几乎等于干生产斗争的人数的情况。当然,现在我们国家的科学技术还比较落后,工业水平也比较低,这个情况不会在短期内出现;但是我们也不能违反事物发展的客观规律,若干年后,终有一天,在我国的科学实验的队伍与生产斗争的队伍将会差不多大。这是可以预言的。
当我们认识到科学实验在将来的历史发展中的重要意义,我们就应该积极地去研究实验本身规律和组织管理科学实验的正确原则。应该认识到科学实验工作不同于生产斗争,它有它自己的工作和组织规律。如果我们不掌握这一点,用管理生产的方法去管理科学实验,那就会遇到困难,不能很好地推动科学实验。例如定年度计划就是个问题:科学实验必须有计划,但它毕竟不同于定型产品的成批生产,包括许多不能在事先完全肯定的因素,计划得有个较大的幅度,留有一定余地,以便作必要的调整。科学实验工作也不能象生产企业那样上交利润,但有它自己的经济核算方法。此外,有时科学实验需要规模很大的制造车间和工厂,但这是为了加工新的设计,提出试验用的样机,基本上是单件生产;这就要求一套与成批生产定型产品的组织管理方法不同的车间和工厂组织管理方法。
以上,我试图阐明大规模科学实验的内容,它的重要性和特点;由于这是一个比较新近的现象,我自己的体会也不深,这儿的说明一定是很粗浅的。但这是一个非常重要的问题,我们应该作更深入的研究。我们应该很好地学习毛主席关于阶级斗争、生产斗争和科学实验三个伟大革命运动的指示,充分发挥现代科学技术的力量,加速祖国社会主义的建设。
(原载《科学大众》今年第八期,转载时经作者略作修改)


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专栏:

  玻璃纤维的特性和用途
  林镜良
玻璃纤维工业是二十世纪以后才发展的一门新的工业。早在十七世纪的时候,威尼斯工匠已把玻璃拉制成粗丝。经过漫长的年代,贝利用火焰加热玻璃棒端在转鼓上拉丝,并制出玻璃灯伞、领带和衣饰。这是历史上最早的玻璃制品。
直到二十世纪以后,有机合成和织物整理技术有了新的发展,这时采用压缩空气膨化合成纤维的方法,在玻璃纱上进行试验,取得了良好的效果。经过处理后的玻璃纱线,膨松柔软,无光泽;织成织物后,类似羊毛制品。这种织物,经树脂整理后,可以制成坚固、耐磨、能洗、防缩和防火的新型制品。随后,由于池窑拉丝以及用离心喷吹法制造玻璃棉等一系列的新技术的出现,这样使玻璃纤维的产量大大提高,产品的成本降低。同时由于玻璃纤维在工业上和生活方面用途广泛,因而促进了玻璃纤维工业生产的迅速发展。
玻璃纤维的特性
在介绍玻璃纤维的用途之前,首先简单地说明一下玻璃纤维的特性(包括它的优点和缺点),有助于我们了解它的适用范围。
玻璃纤维的特性是:(一)抗拉强度高。直径为五至七微米的玻璃纤维的抗拉强度可达二百至三百公斤,比羊毛高二十倍,比棉花高五至六倍,比尼龙高三至四倍,甚至比钢铁还高一些。由于它的比重比钢轻三倍左右,这种很高的比强度,使玻璃钢能够成为很有用的结构材料。
(二)电气性能好。一般作为电绝缘材料均采用含碱小于百分之一的硼铝硅酸盐成分,因为它有很高的绝缘电阻。这种玻璃纤维制品的绝缘能力等于同等厚度空气层的绝缘能力。浸绝缘漆后,它的电绝缘就决定于所用的绝缘漆而与纤维无关。正是由于玻璃纤维的电气性能好,因而它耐热不燃。玻璃纤维在摄氏二十五至二百五十度温度下受热,机械强度受影响很少,同时也不燃烧。加上它的吸湿性低,在百分之八十的相对湿度下只有百分之一,比棉花低九倍,所以使它能够成为一种很优越的电气绝缘材料。(三)有良好的化学稳定性。含碱的玻璃纤维耐酸,无碱含硼玻璃则耐水和弱碱。除了氢氟酸、强碱和热磷酸外,只要选择合适的玻璃成分,它对各种化学侵蚀都具有良好的抗蚀性。因此玻璃纤维制品适于作过滤布、玻璃钢、防腐材料等。(四)弹性好。没有屈伏点,即使反复多次受力,也不会产生永久变形,接近完全的弹性体。因此玻璃纤维垫常被用作吸震材料,并适宜于作成容量很小的热绝缘和吸音毡板等材料。
玻璃纤维虽有很大特性,但也存在一些弱点。这就是它的伸长度小。玻璃纤维的伸长度约为百分之二至三,仅为一般天然纤维和合成纤维伸长度的六分之一到八分之一左右。这使玻璃纤维在纺织加工过程中的张力难以控制,但玻璃钢制品却有很高的耐冲击强度。其次是它的脆性大。玻璃纤维实际上就是拉得很细的玻璃棒,这也仍然摆脱不了玻璃的脆性。在各种纤维之中,玻璃纤维是最脆的,而且单根纤维直径愈粗,脆性愈大。这就使各种玻璃纤维制品不耐折迭、磨擦和揉搓,成为应用性能中最大的弱点。它的这种弱点,经过表面被覆处理之后,可以得到一定程度的改善。同时,玻璃纤维虽然表面光滑,但它同塑料和橡胶类物质的粘和力相比却很差。用它织成的织物受力后易走形。若作为过滤材料时,其过滤阻力特小,在同等密度下,仅为棉花的几十分之一,过滤效率很高。
综上所述,可以看出玻璃纤维具有很多的优越特性,但也有不少弱点。因此在扩大它的应用时,应该正确掌握它的特性;尽管它的使用范围愈来愈大,也绝不能把它看成是一种万能的材料。应该一方面结合它的特性,选择合适的用途,另方面,要加强科学研究,尽量克服上述弱点,以便进一步扩大它的应用范围。
玻璃纤维及其制品的应用
一、玻璃纤维过滤材料。玻璃纤维过滤阻力小,效率高,能耐较高温度和酸液的侵蚀,是非常理想的气体和液体过滤材料。若使用得法,它比一般纤维的寿命高出几倍到十倍。在国外,大量是用在空调设备的空气过滤,例如安设在住宅、医院、剧场、制药厂和电影制片厂。在半导体工厂,需用高纯度的氧气、氮气和氢气,原子能实验室或生物制药厂的空气要经过滤脱菌,均需采用高性能的超细棉过滤器。在工业上,目前世界上的碳黑工业使用的十万个过滤袋,水泥工业使用的二万五千个过滤袋中,有百分之八十是采用玻璃纤维制品。也有的国家在高炉、反射炉上安装了玻璃过滤袋。发电厂过滤烟气也在推广。有的国家生产的过滤布,首先把它织成圆筒,烧去浸润剂,然后用芳香基有机硅或氟树脂进行被覆,以提高它的耐磨性能。处理后的玻璃布适用于重力、旋转和板框式过滤。其他采用玻璃纤维过滤的还有石油、润滑油、硫酸合成和铸铝等工业。
二、玻璃棉制成的保温材料。玻璃棉可以加工制成棉毡、棉板、棉壳、棉绳,作为建筑、交通、冷藏、化工设备的和管道的保温隔热之用。
在建筑上使用玻璃棉制品,可以把玻璃棉制成墙板、天花板、石膏衬底板和用于铝质墙板填充,其用量很大。特别是当多数住宅采用电热后,要求有保温效果更好的材料,因而使玻璃棉用量增加,促进了生产的发展。每吋玻璃棉的保温能力相当于三十二吋的砖墙。如在建筑上采用玻璃棉保温所增加的投资,可以从当年节约的燃料费用中回收。有的国家在铁路上行驶的冷藏车、客车、槽车都用玻璃棉保温,汽车工业最近也采用了模塑的玻璃棉保温部件。用玻璃棉制成的保温材料,在轮船上用量最大。一般在舱房中采用棉板,其它部位则采用棉毡,并有相当数量的管壳。在飞机上采用直径为一微米的超细棉,包括喷气发动机的高温棉毡、模塑的保温部件、废热管道绝缘和在机舱内采用带有玻璃棉面层的隔热隔音板。
化工、石油和电力部门所以能够使用大量的玻璃棉管壳,也由于它的容重轻,热阻系数大,易于制成各种形状的制品,便于施工。
三、防腐和防水材料。采用定长玻璃纤维制成毛纱、毛布、毛带和毡片,用于管道和电缆的包扎防腐,建筑方面防水,作为沥青物质的增强材料,可以经久不坏。在一些石油和天然气发达的国家,埋在地下的钢管的数量很大。涂有沥青的钢管,埋在地下,如不采用适当的增强材料保护,沥青保护层容易开裂剥落,露出金属表面,在土壤中受到电解腐蚀,三至四年便会产生锈孔,漏油漏气,影响正常生产。同时在经济上损失很大。目前世界上有些国家采用了玻璃纤维作沥青防腐层的增强材料,使钢管寿命可以延长到十五年以上。
电缆过去多采用黄麻作外护层,由于它耐蚀防蛀性能不好,特别是在水中使用效果更差,最近有些国家也采用定长纤维毛纱代替,以延长电缆的使用寿命。另外在建筑方面,国外也越来越多的采用定长玻璃纤维制品作油毛毡的衬材,能够使屋顶和地下室的防水层耐久。
四、在工业上的应用。由于玻璃纤维具有优良的耐热性,吸湿率低等特性,因而可以使电器设备耐热等级提高,使电器设备的外形尺寸缩小,体重减轻,能够节约各种金属材料,并延长电器设备的使用寿命。除了它在技术上有很大作用外,也还有很大的经济意义。它的使用范围很广,包括发电机、电动机、电子计算机等方面。使用的品种有纱、带、绳、套管和织物等;在使用前,多用各种方法进行卷绕、编织、被覆、层合、模塑、预混以及和的确凉云母等共同加工作成各种制品。其他如玻璃钢棒、灭弧筒以及电视机壳、留声机、无线电壳和电瓶壳等。在蓄电瓶中采用中级纤维作隔离片,可以增加其寿命一倍。用小于1μ的超细棉制成的电气绝缘纸,用在新式的电容器中,如用作汽车中的点火电缆,把玻璃纤维作为供给电流的媒介。现在,世界上有些国家已在电气工业方面广泛地使用了玻璃纤维制品。
在交通运输工业方面,今后的汽车工业有更多采用玻璃钢部件的趋势。如公共汽车、旅行拖车、槽车和一些赛车等,都早已采用了玻璃钢车身。其他还有一些轿车、吉普车也都部分地采用了玻璃钢部件。
在建筑工业方面,主要是用于制作聚脂半透明瓦和蜂窝夹心板。另外还有深盆浴室装置、玻璃钢装配式游泳池、冷却塔部分部件和混凝土模板。
特别在国防工业方面,玻璃纤维用途更为广泛。诸如火箭投射器、反坦克武器、喷气式轰炸机、雷达反射器、军事舰艇、鱼雷放射器和降落伞等,都离不开玻璃纤维。如用玻璃钢作壳体的潜水艇,扫雷艇上用的玻璃钢螺旋桨。而且在每一个发射的导弹上,也都使用了它的制品。
五、在日常生活用品和衣着方面,玻璃纤维已代替部分木材、钢铁和天然纤维。用玻璃纤维制作的生活用品,值得一提的是玻璃钢椅子。在有的国家中,已把这种椅子普遍用于体育场、学校、公共汽车、酒馆等公共场所。这种玻璃钢椅子,不怕风吹日晒雨淋,经久耐用。其他还有体育运动用的撑竿跳竿、射弓和网球拍。
在衣着方面,有的国家在一九六三年制成一种贝他纱的新产品。这种纱是用三米定长纤维制成的。它的特点是:非常柔软耐磨,能耐针织作业,可以织成有伸缩性的针织物。经过乙烯类树脂被覆后,制品能耐大气侵蚀,不霉烂,不怕揉搓折迭。现在,有的国家正在用贝他纱制作各种衣着,如外衣、礼服、雨衣、内衣、床单。此外,还可以作成桌布和窗帘。
总之,玻璃纤维在建筑、化工、石油、电力、交通运输工业和冷藏业方面,已得到广泛应用,并取得了良好的效果。目前世界上有些国家,为了提高玻璃纤维的数量和质量,降低成本,扩大用途,创造新产品,采用新工艺、新设备,都设有专门的科学研究机构,从事这方面的工作。从以上情况来看,玻璃纤维工业是大有发展前途的。


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专栏:

  半导体固体组件的应用及其发展
固体组件是建立在电子设备半导体化的基础之上;但是它又是为了进一步满足国防需要而发展起来的一门新的科学技术(有些地方将它称为超小型化,但不够确切)。
半导体化对国防无线电电子学所起的重大作用,已众所周知。但是,从发展看来,仍嫌不足。现代化国防对无线电电子装置的要求,可以归纳为以下几点:使用时高度可靠;尽量缩小装置体积,减轻重量;尽可能减小设备供电;逐步降低成本。前三个要求是当前所迫切需要解决的关键。随着各种国防电子学装置的日益发展和复杂化,仅仅半导体还不能满足上述要求,因此对于固体组件的研究、生产及应用,就是在这种情况下应运而生和发展起来的。
半导体固体组件与电子管、晶体管所占的体积相比,它的体积缩小,重量减轻,对于国防中常用的飞行体(飞机、导弹、宇宙火箭等)来说,重量具有非常重要的意义。因为飞行体上的装置每增加一斤,地面发射的推力往往要增加一千斤以上。
在提高设备的使用可靠性方面,固体组件也要比一般的半导体化设备优越得多。其原因在于,它是组合在一块或几块整片上的线路,焊接点大大减少,使线路失效的可能性也显著减少了。
近三年多来(从一九六一年开始),固体组件的研究和制造已经获得特别迅速的发展,这是与硅平面型晶体管的成就分不开的。硅平面型晶体管的发展成功地解决了半导体器件(晶体管)电学参数稳定性可靠性的问题,奠定了电子设备半导体化的牢固基础。硅面型晶体管又能在很小的电流下工作,为电子设备减少供电作出了巨大的贡献。因此,伴随着它的发展与工艺成就化,固体组件也就一日千里地跃进了。以美国为例,一九六三年到一九六四年的固体组件产值,从一点四亿美元增至三亿美元,增长率百分之一百二十,而同时期的晶体管产值只从三点零五亿美元增至三点一七七亿美元,增长百分之四。一九六四年固体组件的产值已几乎与晶体管的相等,而今后的趋势必然是逐步挤掉晶体管。其它国家的情况也类似。
从固体组件的发展前途来看,凡是半导体化了的电子设备,在不久的将来都将要固体组件化,它的前途之大,可以想见。目前,固体组件的应用可以分为两大类。
一、在电子计算机线路中的应用。固体组件对使用的要求是线路最好典型化,数量多。而这两点要求,恰好是电子计算机的特点,因此固体组件在电子计算机中的应用是目前最为广泛的一个方面。许多军用设备上的电子计算机已用了固体组件线路。在世界上有的国家中试制成功的半导体固体组件电子计算机,使原来占一大间屋的改进为可装入一橱中,并且提高了运转速度,就是一个例子。至于各种计算机电路中固体组件化,更是不胜枚举。在电子计算机中,有大量的门电路、能发线路、记忆系统等,都能用固体组件制成。由于其高度的可靠性,体积小,重量轻,对于导弹、飞船、潜艇及其它军用设备上所需要的电子计算机特别适合。世界上有的国家的洲际导弹中的电子计算机,已经完全固体组件化了。
二、在军事无线通讯方面的应用。从军事观点看,通讯设备必须轻便可靠。总指挥部可以通过它指挥各作战单位,甚至各战士的行动。固体组件化的通讯机或步话机可附装在战士的钢盔上,重量只有几百克,比较复杂的作战单位的通讯设备,也可装成象字典那样大小,供它与总指挥部联系用。这样的通讯设备在有的国家中,已经在一九六一年试制成功;目前它又有了更大的改进。
此外,在星际航行、导航等方面,还用电视接收等等,也将逐步用固体组件来代替目前的半导体化设备。
固体组件的发展历史还是比较短的。从它的工艺制备角度出发,它是一门比晶体管更为综合性的科学,包括膜薄冶金、绝缘材料、半导体材料的制备,光学、化学、晶体管本身制备工艺及物理性能和电子学等各方面的综合。从它的应用角度出发,它又是物理与电子学线路设计密切相结合。从上面可以看到,半导体器件制备工艺是现代固体组件发展的基础。硅面型晶体管更是目前最有实用意义及发展前途的。但是固体组件所包括的内容比晶体管更为广泛,涉及许多其它元件(薄膜电阻电容)等的制备工艺,整个线路的结构、稳定性、可靠性等一系列的问题。因此,虽然固体组件发展得很快,应用范围也日益扩大,但毕竟历史较短,尚有许多工艺(例如大容量的电容、电感如何用薄膜法制备等问题)及线路(例如高频时元件之间的感应及寄生效应,频率稳定性等)问题,需要做很多艰苦细致的科学研究工作来进一步改进和提高。
根据固体组件本身的内容、应用的可能性和当前世界各国的发展趋势,以及我国目前半导体工艺和其它元件的水平,可以肯定地说,它是我们应该及时投入适当人力物力立刻开始建立和发展的一个重要的科学研究的方面,以满足我国国防现代化的迫切需要。
半导体研究所计划处


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专栏:学术动态

  地基勘察中应用放射性同位素试验
原子能的和平利用,是近代一门先进的科学,逐渐地被应用在许多方面,尤其是最近十几年来,应用的范围更为广泛。《放射性同位素在地基勘察试验中的应用》一书,就是董镇泰同志近几年来对放射性同位素在地基勘察试验中的应用的研究总结。这本书,最近将由中国工业出版社出版。
本书主要介绍利用土对γ射线的吸收作用、γ射线对土的散射作用、土对中子射线的慢化作用等,在天然埋藏条件下,来直接测定土的密度与含水量。并分别就各种作用叙述了基本原理、各种类型的探测器的设计要点(包括双管吸收密度探测器、单管散射密度探测器及中子慢化湿度探测器)、量测工作中的几种影响因素以及它们的应用。最后还介绍了量测结果的数据整理及安全防护问题。
本书的特点是适用。作者首先对基本原理作了简单扼要的介绍;随后便对探测器的设计与构造要求、使用方法、注意事项等均作了明确的规定;并且对量测工作中的一些细节也作了说明。这些内容不仅包括了作者自己的经验,同时还综合了许多国家的一些资料。为便于读者参考,书中还附有许多插图及换算表。
(朱象清)


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