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中国碳纤维雄起!历经40年,打破美日垄断
中国逐步从微笑曲线最低端的制造环节,逐步实现了价值链的全链路把控!这个得益于我们国家科技的一次次重大突破!
10月13日,中国石化报出一则振奋人心的好消息,我国首个万吨级48K大丝束碳纤维工程第一套国产线生产出合格产品,意味着我国大丝束碳纤维从关键技术突破、工业试生产、产业化,走向了规模化生产。
有人问,什么是碳纤维?通俗的问个问题:钓鱼竿知道不?鱼线就是碳纤维制作的!别看这根小小的鱼线,因为技术封锁,我们被日本牵制了40多年!
下面一起解开碳纤维发展的神秘面纱:
早在1879年,爱迪生就发现了纤维素,并且首次获取碳纤维并赢得专利。虽然获取了碳纤维,但是在当时的科技不是很发达,没能进一步的发展。
直到20世纪50年代初,碳纤维得到广泛的运用。比如制造火箭等方面,需要一个强度以及耐高温的新型材料。美苏争霸时期,激烈的太空角逐,使得美国空军试图寻找更耐燃烧腐蚀的材料,讲过一系列研究测试,碳纤维正式被命名并且投入使用!
紧接着在20世纪60年代初,日本进藤昭男发明了以聚丙烯腈(PAN)纤维,并取得了专利。随着碳纤维的需求不断的扩大,日本也在不断的投放市场。它的这款材料甚至凭借着高性能远销海外,占据了天时地利人和,在当时处于世界领先地位。
其实不仅是日本在碳纤维这方面研发,我国在碳纤维方面也在不断地研发。对于碳纤维,我们早在1962年就已经开始准备碳纤维技术的研发,甚至采用了聚丙烯腈纤维研制。这是在当时对于这块技术来说,我们没有想过的知识就算有那也是很贫瘠的,所以这些研究并没有取得成就。并且在当时美国与日本对我们虎视眈眈的时候,在这方面更是无法突破。
中国的碳纤维技术开发从1962年开始,和国际发展情况相似,最初碳纤维仅在国防工业中使用,技术处于保密状态。20世纪70年代初,中国成立碳纤维研究所,并开始相关专题的研讨。1975年,在张爱萍大将的领导下,我国实现了高性能碳纤维的国产化,突破了技术封锁。但在碳纤维质量和成本上,距离美日尚有较大差距。
进入21世纪后,国内碳纤维行业进入新的发展阶段,一大批企业迅速成长起来。21世纪00年代,欧美对我国碳纤维技术封锁,我国把碳纤维研制提上日程。21世纪10年代,国内的碳纤维市场出现激烈竞争,一批技术落后的公司逐渐被淘汰,而认真积累技术的企业其市场地位在竞争中不断提升。
在碳纤维总产量上,目前我国已经排名世界第一,然而在高性能碳纤维市场上,日本产量占据世界的近50%。在产品质量上,我国已经能够生产T700、T800、T1000等高模量产品,但商业化量产的还不多。在应用上,国产碳纤维主要用于高尔夫球杆、钓鱼竿等体育产业,能够用于航空航天的高性能产品不多。
碳纤维技术有着森严的技术壁垒,中国石化是国内第一家、全球第四家掌握大丝束碳纤维技术的企业。经过十余年努力,我国碳纤维实现从12K到48K的重大突破,成功实现研发生产技术从量变到质变的飞跃。截至目前,中国石化已累计拥有碳纤维相关专利251项、碳纤维复合材料专利46项,专利排名国内第一、世界第三。
2021年,全球碳纤维主要需求领域为风电叶片,按应用来分占比28%,其次为体育休闲,应用占比为15.7%,航空航天应用占比为14%。
碳纤维的其他应用
复合材料
目前碳纤维材料的开发,主要集中在以碳纤维为基体或者主体的基础上,对碳纤维进行一定的复合化处理。目前,航空领域的应用主要是和酚醛树脂材料的复合。在航天器发射阶段,主体材料一体成型技术、发动机喷嘴降温处理,高速下涂层保护,都需要碳纤维复合材料。
建筑材料
采用碳纤维作为桁梁,减重可达50%,大大降低了承重墙的载荷。采用碳纤维材料作为施工中的加固补强材料,可有效提高施工效率和抗风险等级。作为混凝土结构的增强材料,碳纤维融合性好,不需要进行特殊处理,应用十分便利。
航空航天
碳纤维材料在航空航天领域的应用十分广泛,战略导弹、火箭、发动机壳体大量采用,大大降低了自重,提高了航天器的有效载重。在波音777和波音787上,碳纤维也早已完成应用。此外,美国F22,也采用了24%的碳纤维复合材料。
汽车材料
我国已经宣布了“双碳”目标,汽车产业作为该目标的相关产业已经在采取各种措施。除了减少化石燃料的使用,通过降低汽车自重,也可以降低能源的消耗。目前,采用碳纤维汽车的轻量化已经取得极大进展,带来巨大的社会效益和经济效益。
体育用品
在碳纤维的大规模应用上,体育产品起到了承上启下的作用。通过在体育产业的发展,碳纤维完成了市场开发、资金和技术积累,有力促进了碳纤维的发展。目前,碳纤维在体育领域的应用仍十分火热,例如赛艇、自行车、球棒和帆船等。
风力发电机叶片
风力发电机的叶片十分巨大,目前叶片基本在几十米,传统的金属材料或玻璃纤维由于密度大、强度有限,无法提供足够的强度。采用碳纤维后,风力发电机的叶片减重明显,还不降低叶片的刚度和强度。
研发之路任重而道远,制造强国需要高科技支撑,努力奋进!
尼康Z9旗舰微单相机 诠释速度与激情
在今年10月底,尼康Z9正式发布了。这是尼康Z系列微单相机中目前的天花板,同时也是旗舰级产品。尼康Z9最大的改变就是完全取消了机械快门设计,支持最高120fps的连拍速度,支持8K的长视频拍摄,并且能够同时识别9种物体进行对焦。尼康Z9相机凭借着自身强大的表现,在高速、高画质、高感方面都很优秀,充分的诠释速度与激情的魅力。
尼康Z9
先来说说价格,尼康Z9的上市售价为35999元,这个价格在旗舰级相机中非常能战,算是上市售价很低的旗舰级相机了。对于很多目前正打算更新旗舰相机的用户来说,这个价格的诱惑力很大。
定位上,尼康Z9凭借着自己高速、高画质、高感的表现,几乎可以胜任目前所有的拍摄类型,同时还可以胜任专业视频的录制。因此对于商业摄影师、时尚人士、体育和新闻记者、野生动物摄影师、视频创作者和高端发烧玩家等用户来说,选择尼康Z9毫无问题。
4500万像素的全新传感器设计
尼康Z9采用了4500万像素的堆栈式全画幅CMOS传感器。这是一块全新的传感器,它可以分别处理取景器显示和照片的数据,双工作流设计,读取速度是尼康Z7 II相机的12倍。有了这样的设计,用户在使用尼康Z9的时候可以获得更好的体验感受,同时也可以获得更强大的成像表现。
尼康Z9的新传感器
为了处理尼康Z9所需的一切数据,尼康特地为它搭配了EXPEED 7这块全新的处理器。这块处理器可以同时处理120fps的高速连拍以及高速AF的运算,十分强大。相比尼康Z7 II,EXPEED 7处理器的速度快了10倍。
尼康Z9的传感器保护罩
为了保护尼康Z9的全新传感器,相机本身增加了传感器的保护罩设计,这个设计尤其是在我们更换镜头的时候非常有用。比如在沙漠、雨林这种多尘、潮湿的环境下更换镜头,有了保护罩的设计,可以让尼康Z9的传感器免于很多因素造成的伤害。尼康Z9同时还在传感器的低通滤镜上增加了双涂层设计,也就是导电涂层用于防尘,氟涂层用于更容易擦拭灰尘。
尼康Z9实拍样片,红色为截图区域
截图区域放大展示
在画质方面,4500万像素的尼康Z9拥有非常强大的解析力,也就是我们日常拍摄的各种题材的照片,通过放大之后都可以看到很清晰的细节表现,同时细节的锐度方面也足够优秀,这一点对得起它旗舰级相机的定位。
尼康Z9 ISO 3200实拍样片
尼康Z9 ISO 5600实拍样片,红色为截图区域
截图区域放大展示
在控噪方面,身为旗舰级相机,高感本身就是优势。尼康Z9在ISO 6400下依然具有很出色的表现,甚至我们测试在ISO 8000下依然画面可用。但是从ISO 12800开始,画面噪点开始增加,整体的表现开始下降,但仍然我们接受范围内。对于日常拍摄,其实能够使用到ISO 12800的极限环境场景并不多见,所以即便是星空、体育、野生动物摄影,尼康Z9的控噪能力依然足够强大。
尼康Z9的宽容度表现优秀
宽容度表现一直是尼康相机的优势,尼康Z9依旧如此。在较低的感光度范围内,即便是欠曝5档,我们在后期修复的时候噪点控制优秀,这一点比尼康Z7 II更出色。在高感光度范围内,欠曝2档到3档的画面修复,都在我们可以接受的范围内,可见尼康Z9的整体宽容度表现非常出色,用户可以放心使用。
无机械快门设计,最快1/32000秒快门速度,最高120fps连拍速度
尼康Z9是目前尼康旗下首款无机械快门设计的全画幅相机,,因此不用担心快门寿命的同时,还可以获得安静的拍摄体验,对于新闻摄影和动物摄影来说很实用。另外电子快门设计让扫描速率最大化的提升,确保最小的滚动快门失真,说白了就是减少高速连拍时的果冻快门效应。尤其是拍摄高尔夫这种运动的时候,可以最大化改善球杆变弯的问题。
尼康Z9支持最高1/32000秒的快门速度,而机械快门的限制是1/8000秒。快门速度提升之后,对于尼康Z9来说用途更广泛,除了可以更好的进行高速连拍或者抓拍操作,还可以在光线强烈的环境下广泛使用F1.2甚至F0.95这样超级大光圈进行拍摄,带来极致的虚化表现。
尼康Z9连拍照片转成GIF图
尼康Z9连拍照片转成GIF图
身为旗舰级相机,尼康Z9的高速连拍表现在目前的全画幅相机中属于拔尖水平。它可以支持RAW/JPG(L)下20fps的高速连拍能力,并且可以持续拍摄50秒的时间,连拍续航超过1000张。也就是说对于体育记者、新闻记者或者野生动物记者来说,可以拍摄一整组的运动状态。
尼康Z9最高支持120fps的高速连拍
此外,尼康Z9还可以支持4500万像素全尺寸下的30fps连拍能力,可以支持1100万像素下120fps的高速连拍能力。不仅得益于尼康Z9的EXPEED 7处理器的优秀表现,它的对焦系统也有非常大的助益,这一点后面单独介绍。有了这种连拍能力,我们可以捕捉到高速运动物体的瞬间,比如飞鸟、奔跑的豹子、飞驰的汽车、海里的摩托艇等等,我们通过一组连拍可以获得更精彩的画面。
对焦系统全面升级:3D跟踪,可同时侦测9种拍摄对象
这一次,尼康Z9改变和升级最大的部分其实是它的对焦系统。凭借着新传感器和新影像处理器的辅助,尼康Z9的对焦系统进行了全面升级,它的自动区域对焦点数量是尼康Z7 II的5倍,也就是从81点提升到了405点。对焦点密集之后,可以更好的侦测小型物体,并进行追踪对焦,比如飞鸟、远处的人和车辆等。
尼康Z9搭载了3D跟踪对焦能力,这是尼康首次将这项技术应用在微单相机中。3D跟踪对焦类似于“导弹锁定追踪”的对焦模式,在我们选定主体之后,不论主体如何运动,都可以牢牢锁定。这样更利于我们使用尼康Z9拍摄不规则运动的物体,比如足球比赛、篮球比赛、豹子追捕羚羊等等。
尼康Z9的对焦更改界面
尼康Z9加大了眼部识别追踪的能力,可以识别人、猫狗等动物、鸟类的眼部、头部、面部、上半身和轮廓,从而更好实现对焦拍摄。这也是尼康首台支持鸟眼对焦的相机。不仅如此,尼康Z9实际上可以同时侦测9种拍摄对象进行对焦,尼康Z9可以同时侦测人(眼和躯干)、狗、猫、鸟类、汽车、飞机、火车、自行车和摩托车这9种物体,并且进行同时的对焦操作。并且拍照和视频模式下均是如此。
尼康Z9的车辆识别对焦
尼康Z9的飞机识别对焦
尼康Z9的动物眼部识别对焦
尼康Z9在暗光环境下人眼识别对焦
暗光对焦方面,尼康Z9可以支持-4EV的弱光对焦,和尼康D6处于同一水准。实际体验中,这个对焦能力在我们常见的昏暗环境下是完全够用的。有了这样的表现,我们在拍摄夜间的新闻、体育、野生动物等题材非常有帮助。
连续2小时以上的8K 30P视频
速度除了高速之外,还有另一层含义,就是尼康Z9的视频录制时长表现。尼康Z9的专业视频表现,无疑是“超大杯”的表现。尼康Z9是尼康旗下首款支持8K视频录制的微单相机,在常温下可以录制最长125分钟的8K 30P视频或者4K 60P,这个能力已经超越目前大部分消费级相机的水准。
尼康Z9支持8K格式长视频的拍摄
尼康Z9可以在机内录制8K延时视频,支持内录4:2:2 10bit与N-Log。尼康Z9还可以录制4K 120P的慢动作视频,4K 120P规格视频支持H.265(HEVC)或者ProRes 422 HQ的编码。
在未来,通过升级固件之后,尼康Z9将会支持8K 60P视频的录制,这是目前消费级微单相机首次出现的视频最高规格。升级固件之后,尼康Z9也可以支持机内12bit ProRes RAW和N-RAW。
尼康Z9的机身尺寸很大,对散热有帮助
由于机身尺寸大,并且针对散热做了优化,因此在录制8K视频或者升格4K视频的时候,并不会出现因为散热而中断录制的问题,这一点的表现非常优秀。而且在对焦、防抖方面的改善,让视频拍摄的时候获得更好的体验,这也是目前尼康拍摄视频的旗舰相机。
尼康Z9:专业用户的首选全画幅相机
相比传统单反系的旗舰相机,比如尼康D6,其实笔者更推荐现在的微单相机,也就是尼康Z9。一方面是现在微单相机的发展速度足够快,电子化的机身可以有更好的体验性,各方面的表现也有明显升级。另一方面是Z卡口的镜头也有用更好的光学素质和更好的通信表现,日常使用的体验性也有明显提升。
尼康Z9
其实尼康Z9不仅是上面介绍的这些优势,它还具备无黑屏、3000cd/m2亮度的全新实时取景器,具备约0.4秒的快速的启动时间,具备可以上下、左右翻折的4轴可翻折显示屏(解决横向、竖向拍摄的取景问题),提供了两种高效RAW格式(体积是正常RAW格式的1/3和1/2)等等。这一次尼康Z9的升级明显而且全面,是一款真正的旗舰级全画幅微单相机。
对于用户来说,尤其是专业用户来说,尼康Z9的表现绝对有足够的吸引力,不仅仅是完美的诠释速度与激情,在各方面的表现都更上一层楼。因此如果近期有购买需求的用户,比如专业摄影师、体育运动摄影师、新闻记者、野生动物摄影师、商业摄影师、时尚摄影师、视频创作者和高端发烧玩家等等用户,尼康Z9都是最合适的选择。
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