CRISPR-Cas9技术的发展与应用

CRISPR/Cas9技术的发展与应用

Zujia.W

摘要：

成簇规律间隔短回文重复序列/成簇规律间隔短回文重复序列关联蛋白(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated proteins, CRISPR/Cas)技术是近两年出现的一种定点基因组编辑新工具，具有灵活、高效、廉价且易于操作等优点。这种新的基因编辑工具的出现，为基因功能、疾病分子机制的研究带来了便利,并且在研究和使用过程中不断创新发展，扩大了其应用范围。

关键词：成簇规律间隔短回文重复序列/成簇规律间隔短回文重复序列关联蛋白基因编辑转录调控基因治疗

ABSTRACT: Clustered regularly interspaced short palindromic repeats /CRISPR-associated proteins (CRISPR/Cas) has been developed as a new targeted genome editing tool since the last 2 years. Because it's flexible, efficient, cheap and easy to operate, it quickly surpass the previous technologies to become the hottest genome editing tool.

The emergence of this new gene editing tool have brought great convenience for researcher in gene function, molecular mechanisms of

disease.In the process of research and use,this technology is going through continuous innovation and development, expanding its scope of application.

Key words: CRISPR/Cas genome edting transcription regulation gene therapy

基因编辑技术指采用一定的方法技术对目标基因进行“编辑”，实现对特定DNA片段的的突变，敲除、插入等改变。基因编辑技术主要包括：化学和UV诱导的基因突变；DNA重组酶介导的基因置换；锌指酶（ZFNs）和类转录激活效应因子核酸酶（TALENs）基因编辑系统，以及2013年问世的以gRNA为向导的CRISPR/Cas系统[1]。

CRISPR/Cas系统的组成

CRISPR/Cas系统最初在细菌中被发现，是细菌体内重要的适应性免疫的结构基础，帮助细菌抵抗病毒和噬菌体。细菌体内的CRISPR/Cas系统包括介导DNA识别的CRISPR RNA(crRNA)，和介导DNA切割的Cas核酸酶。

典型的CRISPR基因主要由Cas基因家族和CRISPR序列原件构成。CRISPR序列是高度保守的一段序列，由严格保守的21-48bp的重复序列（repeats）和高度可变的间隔物序列（Spacers）交相间隔组成。

CRISPR基因的典型结构

目前，主要鉴定发现了三种CRISPR/Cas系统，而TypeⅡ是最常见最常用的一种CRISPR/Cas系统，该系统发挥作用只需要一种Cas 蛋白——Cas9。

通过晶体结构分析发现[2]，Cas9蛋白主要包含有两个结构域，分别是发挥识别功能的REC结构域，发挥剪切功能的NUC结构域。其中NUC结构域又由RuvC, HNH 和PAM-interacting (PI)组成，当RuvC和HNH同时发挥切割作用时，就可以形成DNA的双链断裂（DSB）。

CRISPR/Cas9技术的发展

利用CRISPR/Cas9技术，通过设计特异性的sgRNA，可以实现特异性的DNA识别，并且在靶向位置完成切割，再通过细胞本身的DNA修复机制，完成断裂处的修复，从而实现目标基因的“编辑”。

随着CRISPR/Cas9技术的广泛应用和研究的深入，从经典的CRISPR/Cas9技术中也衍生出了各种更为精准有效的应用技术。通过修饰改变Cas9的功能结构域，完成了对CRISPR/Cas9技术的一次次

创新。

一．Cas9切口酶（Cas9 nikase, Cas9n）

将Cas9蛋白的NUC结构域（切割域）中RuvC或HNH任意一个切割结构位点诱导突变，使其失去切割DNA的活性，这样的Cas9蛋白就称为Cas9切口酶（Cas9 nikase, Cas9n）。Cas9n由于其中一个切割活性位点发生突变，就不能完成DNA的双链切割，只能切割DNA的一条链，形成单链断裂（SSB）。

如果将Cas9n和两条不同的sgRNA联合使用，就可以形成交错的双链断裂（DSB），再激活DNA的修复机制。这种断裂方式能够进一步提高CRISPR/Cas9系统的特异性和效率，有着深远的意义和应用潜力[3]。

二．失活Cas9（Dead Cas9，dCas9）

将Cas9蛋白的NUC结构域（切割域）中RuvC和HNH两个切割结构位点都诱导突变，获得的Cas9蛋白失去了切割DNA的活性，这种Cas9蛋白称为失活Cas9（Dead Cas9，dCas9）。

dCas9与sgRNA组成的复合物可以靶向地结合到目标DNA位点，但不能发挥切割、“编辑”的功能，仅仅只起到“识别”的作用。这种dCas9-sgRNA复合体，可以起到“干扰”基因表达的作用。因为dCas9蛋白的结合，影响了基因的表达，或者诱导了目标基因的沉默，所以这种系统也称为CRISPR/Cas9 inference（CRISPRi）[4]。

除了抑制作用以外，dCas9也可发挥激活基因表达的作用。这种功能通过某种“激活物”（activitor）（如VP16，VP64）[5]与dCas9

结合而实现。

dCas9通过与一些效应酶或者效应转录因子结合，从而发挥抑制或激活基因表达的作用，这种功能在表观遗传学，癌症，神经失调等研究领域有着巨大的应用潜能。

三．光激活Cas9（Light-activated Cas9）

Cas9蛋白上的赖氨酸残基是制动CRISPR/Cas9系统的的重要位点，赖氨酸的暴露能够抑制CRISPR/Cas9系统的作用发挥。其中，Cas9蛋白上的163位赖氨酸和886位赖氨酸能够在光的调控下影响CRISPR/Cas9系统的功能[6]。

光激活CRISPR/Cas9系统含有两种融合蛋白：（1）CIb1，与Cas9蛋白融合，起到靶向基因组序列的作用；（2）CRY2，一种光敏蛋白，含有一段光解酶的同源区域。当受到蓝光刺激时，CRY2与CIb1异源二聚化，Cas9-CIb1就会大量募集到靶位点，发挥转录调控作用[7]。

这种光激活CRISPR/Cas9系统可以受到蓝光照射的调控，在时间上或空间上特异性地发挥基因编辑的作用。

CRISPR/Cas9技术的应用

一．基因编辑（Genome editing）

CRISPR/Cas9系统介导的基因组编辑技术在生物工程与生物医学方面有广泛的应用，例如: 可快速建立基因突变的动物或细胞模型，从而揭示遗传变异或表观遗传变异与生物功能或疾病之间的关系; 可作为新的作物育种技术，实现抗极端环境、病虫害以及无外源

DNA 残留的重要农作物的快速获得; 还可在藻类或玉米中直接导入有效的乙醇合成代谢途径，获得可持续生产的低成本生物燃料; 还可利用基因组编辑改造细菌细胞工厂，生产大宗化学品与精细化学品如药品前体等[8]。

近些年最为振奋人心的研究结果莫过于利用CRISPR/Cas9技术在人类细胞中阻断了HIV-1的感染[9]。这意味着CRISPR/Cas9技术是我们用于攻克人类复杂疾病、重大疾病的有利工具。

二．转录调控

除了基因编辑，CRISPR/Cas还被用于调控内源基因的表达。CRISPR干涉(CRISPR interference, CRISPRi)技术[4]，能够在不改变DNA序列的情况下可逆抑制目的基因的表达，其原理是在gRNA引导下dCas9定向结合到DNA 上，对RNA 聚合酶复合体产生位阻效应，干扰转录延伸从而降低基因转录水平。

三．表观遗传调控

表观遗传修饰在生物生长发育和遗传过程中扮演着重要角色。DNA甲基化或组蛋白乙酰化是表观遗传的标记，由一系列的酶调控。将dCas9 与组蛋白修饰因子和DNA 甲基化相关蛋白融合，能在特定位点人为添加或去除表观遗传标记，这将为研究表观遗传学修饰在调控基因网络中的作用提供一个更灵活的平台。

四．RNA编辑

除了编辑双链的DNA，CRISPR/Cas9也可用于编辑单链的RNA 序列[10]。编辑RNA的CRISPR/Cas9系统由PAMmer，ssRNA，

gRNA,Cas9蛋白组成。PAMmer与PAM的功能一样，能被Cas9特异性识别并指导Cas9结合并切割ssRNA。因为RNA比DNA具有更多的功能，所以用于编辑单链的RNA序列的CRISPR/Cas9系统具有更为灵活和广泛的用途。

CRISPR/Cas9的伦理和技术挑战

尽管CRISPR/Cas9技术为生命科学领域研究带来了很大的便利和提高了工作效率，但是伴随其产生的一些伦理和生物安全问题也必须得要引起我们高度的重视。

CRISPR/Cas9技术介导的疾病治疗面临的最大问题是脱靶现象，我们不希望在治好了一种疾病的同时，却带来了另外一个问题。然而，新的全基因组高通量测序技术，结合干细胞技术，使得在基因治疗过程中通过全基因组测序的手段来挑选特定位点被修复，而其他位点又未发生非特异编辑的细胞系来进行进一步的应用成为可能，从而消除人们对干细胞中基因组编辑的安全性的担忧[11]。

短短的几年，由在细菌和古细菌等原核生物中发现的遗传物质靶向编辑系统演变而来的CRISPR/Cas9 技术取得了令人欣喜的发展，使得研究人员能快速地对遗传物质进行随心所欲地操作或修饰，与成熟的ZFN 和TALEN 等基因靶向编辑系统相比，CRISPR/Cas9 系统具有得天独厚的优越性，如构建简单、方便、快捷，安全性高、毒性小等。相信基于Cas9 的基因编辑工具极有可能是未来进行精确

和高效的基因修饰的解决办法，在临床治疗、基础理论研究和农牧渔业等领域必将发挥巨大的作用，并且将会对分子生物学研究和基因治疗领域产生深远的影响。

参考文献：

[1] Mali P, Yang L, Esvelt K M, et al. RNA-guided human genome engineering via Cas9.[J]. Science, 2013, 339(6121):823-826.

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[3] Ran, F.A., Hsu, P.D., Lin, C.Y., Gootenberg, J.S., Konermann, S.,Trevino, A.E., Scott, D.A., Inoue, A., Matoba, S., Zhang, Y., Zhang, F.,2013a. Double nicking by RNA-guided CRISPR Cas9 for enhanced genome editing specificity. Cell 154, 1380e1389.

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[11] 梁丹, 吴宇轩, 李劲松. CRISPR-Cas9技术在干细胞中的应用[J]. 生命科学, 2015(1).

电子信息技术在企业中的应用以及发展

电子信息技术在企业中的应用以及发展 企业是经济活动的基本单元，企业的发展可以带动社会的经济发展，而电子信息技术对企业的发展有很积极的促进作用，所以将电子信息技术更大范围的应用在企业日常管理中将是未来企业发展的必然趋势。 标签：电子信息技术；企业；管理 一、电子信息技术在企业管理中的应用现状和存在的问题 1、电子信息技术在企业管理中的应用现状 随着网络的不断普及，电子信息技术在企业管理中得到了越来越广泛的应用，但是从目前企业发展情况开看，一部分企业对于电子信息技术在企业管理中的应用重视程度还是不够，每一个企业不论小型企业还是大型企业面都需要对自己的发展现状有足够明确的认识，制定准确具体的管理制度，再针对这些制度将其与电子信息技术联系起来，对某些方面的管理给予足够的重视。 2、企业领导人对信息化建设不够重视 信息化技术的高速发展使得一部分长期以来一直遵循传统发展模式的企业领导人不能及时对信息化技术进行了解，跟不上企业发展向信息化生产转型的步伐，仍然在传统生产背景下对企业进行领导规划，所以对在企业中应用电子信息技术的工作重视程度不够，主要的表现有不关注企业硬件设施的更新检查工作，导致电子信息技术不能真正应用在企业生产管理中，影响企业的整体发展。 3、对信息化的认知不够准确全面 信息化技术依赖于计算机，要实行企业信息化管理，首先要在企业中配备相应的計算机设备，数量足够多且能够带动企业信息化发展项目，可是有的企业虽然认识到了设备的重要性，硬件设施配备齐全，但是对于电子信息化认识不够准确全面，不能实现对这些机械设备的全面合理利用，无形中便增加了企业信息化建设的工作难度。所以要想实现企业信息化建设，除了配备相应的计算机硬件设施之外，还要对这些设备及计算机信息化有一定了解，合理有效的利用这些设备，实现其功能的最大化，这样才能更好的实现对信息资源的开发利用，提高企业各项工作环节的工作效率和工作质量，促进企业快速发展。 4、技术人员空缺 缺乏相应的技术人员是企业信息化发展中的重要缺口。配备相应的计算机硬件设施对于企业实现信息化管理是远远不够的，如果没有专业的技术人员对这些设施进行操作，那么有再多再好的设施也只能放作摆设而不能真正的应用到信息化建设当中。而在很多企业中都存在只重视计算机设配的配备工作而不重视对相

各类涂层的检测技术介绍及对比分析

各类涂层的检测技术介绍及对比分析目前，欧美发达国家在无损检测领域开展了大量的研究和一定的应用，美国能源部为了满足燃气轮机和航空发动机涡轮热端部件材料的研制发展需求，设置了DOENTEL计划，其中重点针对复合涂层监测、测试及性能表征的无损检测技术开展了研究，发展了声发射技术、红外热成像技术、光激发荧光压电光谱等无损检测技术，并系统的开展了无损检测信号和涂层性能、特征变化的规律性研究。目前，红外热成像技术针对陶瓷涂层分层剥离，声发射技术针对模拟服役环境中涂层裂纹监测等研究取得了一定进展[3]。涡流检测技术可用于涂层内部大面积气孔、TGO层中β-Al2O3层的厚度以及陶瓷层的剩余厚度检测，进而定性分析涂层的状态和剩余寿命。国内外目前均已研制出涂层厚度涡流检测仪，并且国外已经成功将其应用于燃气轮机叶片涂层质量检测，但该方法大多数研究应用还集中在单层涂层的厚度测量，很少考虑多层涂层的导电性对厚度测量的影响，测量精度低，尚无法应用于多层导电涂层检测。 2.1超声检测技术(UT) 超声波在介质中传播时会产生传播速度的变化和能量损失，超声检测技术(UT)通过被检材料中超声波的声速、声衰减、超声波信号的频散等参量对材料的成分及特性进行表征。超声检测技术具有检测灵敏度高、应用范围广、使用方便及成本低等优点。目前，关于涂层超声检测研究方法主要集中在超声脉冲回波技术、超声显微镜技术和超声表面波技术[4]。 超声检测技术可用于涂层厚度、密度、弹性模量以及结合质量等检测。了解涂层声学特性是涂层超声检测与表征的前提，在此方面，Lescribaa[5]等分析了等离子喷涂MCrAlY/YSZ涂层声速和衰减系数，证明该技术具有检测等离子喷涂材料弹性和微观结构演变的潜力；Sugasawa等通过引入群延迟谱法分析材料声学特性并将其用于等离子喷涂氧化铝涂层检测，成功评估了声速和涂层密度；针对喷涂涂层声学特性，Rogé和Fahr等利用超声脉冲回波技术探索了其对陶瓷层和粘结层界面氧化物、陶瓷层孔隙率评估的能力(检测原理如图2-1所示)。Chen 等通过开发的脉冲回波技术对热循环后等离子喷涂MCrAlY/YSZ涂层进行超声波检测，证明了该技术可以检测陶瓷层/TGO界面早期分层缺陷。

电子信息工程方面的历史

引子：欲了解一门学科，最好的方法就是先读读它的发展史！ 电子信息工程的发展史 首先祝贺同学们加入电子电气工程学院这个大家庭，在这个秋风送爽、丹桂飘香的美好季节，你们怀着新的喜悦、揣着新的憧憬，带着新的追求，走进了朝气蓬勃的英华学园，走进了宁静和谐的大学校园。年轻的电子电气工程学院展开双臂拥抱你们！现在就让我们了解一下电子信息工程专业的发展史！ 一、电子信息工程的概念 电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科，主要研究信息的获取与处理。电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。电子信息工程已经被各大高校列为重点专业，来培养学生掌握电子技术和信息系统的基础知识，以后从事各种电子设备和信息系统的设计研究、制造开发的工作。目前，电子信息工程已经影响到社会的方方面面。比如最常用的我们的手机是运用什么原理来传递我们的声音及图像的，甚至信息化军队中的信息传递应该如何保密（高频电子及数字图象处理技术）。我们现在通过学习，掌握电子信息工程的基础，以后通过不断的积累，掌握更先进的技术，进行新产品的研究。电子信息产业是集成现代电子技术，信息技术，通信技术于一体的专业。现在经过发展，电子信息产业在很多时候被电子工业一词代替。电子信息产业的设备细分可包括：广播电视设备、雷达设备、通信导航设备、电子元器件、电子计算机、电子仪器仪表（其中有好几项咱们院非常有实力）。现如今，经过发展，电子信息产业已经成为中国国民经济的支柱产业。 二、电子信息工程的发展历程 电子信息工程专业最早起源于军事应用。从马可尼发明无线电报开始，本学

科有了萌芽发展。第一次世界大战和第二次世界大战时,本学科有了萌芽发展。第一次世界大战和第二次世界大战时，电子对抗与侦查对战争的结果影响巨大。此时的雷达研究与应用在战争雪球中真正发展起来。雷达技术应用的是比较复杂的无线电路系统。雷达出现后，通信领域得到了前所未有的发展。现在雷达已经发展成为了高度复杂的电子系统，把雷达拆装的全过程，就是今天电子信息工程的所有研究方向。电子信息工程由电子工程和义信息工程结合而成。我国电子信息工程专业是教育部根据21世纪信息时代的市场需求于1998年确立的电子信息类较宽口径的专业。该专业主要研究信息的获取，传递即利用等方面，已经涵盖了社会的诸多方面，总之电子信息工程专业是集现代化电子技术、信息技术、通信技术于一体的专业。该专业未来的发展重点则是电子信息产品的制造业，软件产业和集成电路等产业，新型通信产业也将迅速发展。电子信息工程专业研究的内容主要有：电子技术，信息技术的应用理论方法和技术，设计的领域几乎包括了整个现代化工程技术。故此，电子信息工程的基础课程必定要学好高数、C 语言、eda，数电，模电，高频，信号，通信，数字等等除此之外必须找到自己感兴趣的专业入口点，努力学习，并接触关于专业的杂志，拓宽自己的眼界! 三、对电子信息工程的未来的展望 21世纪，人类已全面进入电子信息时代，随着世界信息化进程高速发展，电子信息产品的制造，软禁产业和集成电路等产业将成为未来发展的重点，数据通信，多媒体、互联网，电话信息，手机信息也将迅速发展，电子信息工程的地位越来越高，已经成为未来世界不可或缺的一门技术！

信息技术的发展及其对社会生活的影响 人类社会生活的改变

信息技术的发展及其对社会生活的影响 人类社会生活的改变，最终是由社会生产力所决定，当今社会科学技术的第一生产力作用日益凸现，信息科学技术作为现代先进科学技术体系中的前导要素，它所引发的社会信息化则将迅速改变社会的面貌、改变人们的生产方式和生活方式，对社会生活产生巨大影响。一、信息就其含义而言，包括两层含义：一是信息本身所表达的意义，即信息的内容；二是传递信息的工具，即信息载体，如符号、声音、文字、图形等都是信息的载体，信息技术则是信息的获取、传输、处理、存储、显示和应用技术，如遥感技术、遥测技术，通信技术、计算机技术、光盘技术、各种显示终端技术等。信息技术包括信息技术的生产和应用两个方面。信息技术的生产主要体现在信息技术产业，包括计算机软硬件、电信设备、微电子生产等，信息技术的应用则是体现在信息技术的扩散上，包括信息服务、管理信息系统等。在信息技术系统中，微电子技术、通信技术、计算机技术和网络技术可称为信息技术的核心。它们的发展进程体现了信息技术的发展过程。从微电子技术看，自从1948年晶体管被发明以后，1958年第一块集成电路问世，引发了一场微电子革命，微电子技术使得越来越复杂的电子系统可以集成在一小块硅片上，使电子设备和系统的微型化、低能耗成为可能。集成电路从中小规模集成电路逐步发展到大规模集成电路，超大规模集成电路，并实现了平均每18个月集成电路芯片上集成的电子器件数翻一番，而价格却保持不变甚至下降，这就带动了以集成电路为基础的信息技术迅速发展，创造了信息技术产品性能不断提

高，而价格不断下降的奇迹。从通信技术和计算机技术看，从19世纪上半叶莫尔斯发明电报至20世纪下半叶初第一部程控交换机的诞生和数字程控交换机的应用，使通信技术开始向数字化发展。卫星通信、称动通信和通信技术的发展，更是开拓了通信手段，进一步扩展了通信技术的应用领域。而从1946年世界上第一台笨重的庞大的、高电能耗的计算机问世以后，随着集成电路和软件技术的发展，计算机的运算速度、存储容量和能力不断提高，其功能也从单一的计算功能发展成能处理数字、语言、图象等多种信息，其应用的领域也覆盖了社会各个方面。从网络技术看，1969年美国建成了世界上第一个采用分组交换技术的计算机网络ARPANET，然而它仅连接了四个大学实验室，这是计算机互联网(因特网)的前身；因特网的真正起点是1986年建成的美国国家科学基金网NSFNET；而因特网的迅速发展则是在进入商业应用的1991年，从此因特网的发展迅速膨胀，给信息产业乃至整个社会带来了革命性的影响。从电子邮件到电视会议，从因特网传真到因特网电话、从网上浏览至购物等等丰富多彩的服务，不仅方便了消费者，为企业参与全球竞争提供了有利的机会，而且带动了同因特网有关的一批新兴服务业的发展。由于信息技术的快速发展，使信息技术的应用已经广泛地渗透到社会、经济和生活的各个方面。计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机集成制造系统等先进制造技术，正在彻底改变传统工业的面貌，信息技术进入消费领域，形成巨大的消费市场，加速了社会信息化的进程；因特网的兴起，更是空前地加速了信息技术的应用和渗透，掀起了全球的信息化热

刀具涂层特点及应用

目前已有许多种刀具涂层可供选择，包括PVD涂层、CVD涂层以及交替涂覆PVD和CVD的复合涂层等，从刀具制造商或涂层供应商那里可以很容易地获得这些涂层。本文将介绍一些刀具涂层共有的属性以及一些常用的PVD、CVD涂层选择方案。在确定选用何种涂层对于切削加工最为有益时，涂层的每一种特性都起着十分重要的作用。 1.涂层的特性 (1)硬度 涂层带来的高表面硬度是提高刀具寿命的最佳方式之一。一般而言，材料或表面的硬度越高，刀具的寿命越长。氮碳化钛(TiCN)涂层比氮化钛(TiN)涂层具有更高的硬度。由于增加了含碳量，使TiCN涂层的硬度提高了33%，其硬度变化范围约为Hv3000～4000(取决于制造商)。表面硬度高达Hv9000的CVD金刚石涂层在刀具上的应用已较为成熟，与PVD涂层刀具相比，CVD 金刚石涂层刀具的寿命提高了10～20倍。金刚石涂层的高硬度和切削速度可比未涂层刀具提高2～3倍的能力使其成为非铁族材料切削加工的不错选择。 (2)耐磨性 耐磨性是指涂层抵抗磨损的能力。虽然某些工件材料本身硬度可能并不太高，但在生产过程中添加的元素和采用的工艺可能会引起刀具切削刃崩裂或磨钝。 (3)表面润滑性 高摩擦系数会增加切削热，导致涂层寿命缩短甚至失效。而降低摩擦系数可以大大延长刀具寿命。细腻光滑或纹理规则的涂层表面有助于降低切削热，因为光滑的表面可使切屑迅速滑离前刀面而减少热量的产生。与未涂层刀具相比，表面润滑性更好的涂层刀具还能以更高的切削速度进行加工，从而进一步避免与工件材料发生高温熔焊。 (4)氧化温度 氧化温度是指涂层开始分解时的温度值。氧化温度值越高，对在高温条件下的切削加工越有利。虽然TiAlN涂层的常温硬度也许低于TiCN涂层，但事实证明它在高温加工中要比TiCN有效得多。TiAlN涂层在高温下仍能保持其硬度的原因在于可在刀具与切屑之间形成一层氧化铝，氧化铝层可将热量从刀具传入工件或切屑。与高速钢刀具相比，硬质合金刀具的切削速度通常更高，这就使TiAlN成为硬质合金刀具的首选涂层，硬质合金钻头和立铣刀通常采用这种PVD TiAlN 涂层。 (5)抗粘结性 涂层的抗粘结性可防止或减轻刀具与被加工材料发生化学反应，避免工件材料沉积在刀具上。在加工非铁族金属(如铝、黄铜等)时，刀具上经常会产生积屑瘤(BUE)，从而造成刀具崩刃或工件尺寸超差。一旦被加工材料开始粘附在刀具上，粘附就会不断扩大。例如，用成型丝锥加工铝质工件时，加工完每个孔后丝锥上粘附的铝都会增加，以至最后使得丝锥直径变得过大，造成工件尺寸超差报废。具有良好抗粘结性的涂层甚至在冷却液性能不良或浓度不足的加工场合也能起

探索信息技术的发展与应用

《探索信息技术的发展和应用》教学设计 一、教材分析 《探索信息技术的发展与应用》是四川义务教育课程改革试验教科书七年级上册第二单元的内容，理论与实践皆有，本单元知识点较多，计划用两个课时来完成，第一课时主要内容包括：什么是信息技术。信息技术的发展历程，了解信息技术在生活中的应用，共享单车的应用，畅想大数据生活大讨论；第二课时在同学们有一定认知的基础上，学习信息技术的四大主要技术及其应用领域，电子计算机技术的发展，本课我准备以古今对比讲发展，实际生活实例讲应用，利用教师讲解、学生自主学习、分组讨论等多种形式感受信息技术在今天的应用， 二、学情分析 本课的教学对象为初一年级学生。学生在第一单元已经对信息与信息技术有了基本的了解，但对“信息技术及其发展与应用”还需要进一步的介绍。很多学生会把信息技术等同于计算机技术，混淆概念，知识结构缺乏完整性。并且，信息技术是一个抽象的概念，涵盖各个方面，所以，在教学过程中，应尽量避免空洞的理论说教，应结合教材，多利用实例介绍信息技术，引导学生从各个维度上理解这个概念，激发他们的兴趣。以发展引出应用，让学生了解生活中的信息技术，了解信息技术为我们生活带来的改变 二、教学目标 1、知识与技能 （1）了解信息技术的发展历程 （2）了解信息技术过去的发展 （4）了解信息技术今天的应用 2、过程与方法 （1）以古今信息技术的对比讲发展，培养学生归纳总结的能力 （2）以实际生活中的实例讲应用，让学生分组合作，积极发言，然后由学生自己总结讲述，锻炼表达能力，实现知识共享，拓展知识面，丰富文化内涵， 提高协作能力； （3）通过课后小练习，鼓励学生联系实际，进行课外拓展学习同时又为后面章节做好准备。 3、情感态度与价值观 （1）激发学生对信息技术兴趣，养成积极主动地学习和使用信息技术的态度； (2)培养学生热爱生活，善于发现生活中的知识，的团结、协作、相互交流的学

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信息技术的定义与发展 摘要 随着社会的发展和科技的进步，信息技术的应用已经涉及到各个领域，在信息化时代的背景下，信息技术还处在不断变化和发展的过程，信息技术学科的特点就是还有能够发展的空间，在这种情况下，了解信息技术的定义与发展，对信息技术在生活中的应用有着重要的研究价值。 【关键词】信息技术发展 1 信息技术的含义与发展 信息技术是目前在科学技术发展史上发展最为广泛和影响深远的技术，我们人类也在逐渐的进入到信息社会。 1.1 信息技术 信息技术是在信息科学的基本原理和方法下的关于一切信息的产生、信息的传输、信息的发送、信息的接收等应用技术的总称。信息技术使我们人类对于了解自然世界的一种抽象或者数字化的表现形式。信息技术是一个看不见摸不到的抽象的东西，但是信息技术可以通过我们写在纸上或者在计算机上的数据信息表现出来，让我们通过这些数据来更详细的了解事物的具体信息。通过我们的的指令或者描述的概念来展现出的一种形式。信息技术包括信息的基础技术、

信息的处理技术和信息的应用技术、信息的安全技术等。 1.2 信息技术的发展历程 （1）在我们人类最开始的时期，人类语言的产生就是信息产生的最开始时期。人类可以通过语言来进行信息的交流，来促进情感的表达，语言信息促进人类的思维能力不断的进行发展，人类通过语言信息提高了人类的认识和对自然的改造能力，推动了社会的进步； （2）随着人类对生活不断的创造和自身思维能力的提高，就出现了在我们小学历史课本上所知道的象形文字和印刷术，文字和印刷术的发明使文字信息的发展加以迅速，推动了我们人类的发展和文明社会的进步； （3）人类发明的第一台电报机、发明的第一部电话、无线电将信息技术的开发和利用，这些发明和应用让我们的生活彻底的向信息化社会发展。通过社会的不断进步，信息技术的广泛传播，电视、广播、电报、传真和卫星、微波通信等技术的发明，快速的推动了我们人类趋于信息化社会的的发展； （4）电脑的发明使信息技术趋向多样化和综合化方向发展，人们的生活随着信息时代的到来也在不断的进行着变化； （5）六十年代末期美国引用电脑在军事方面取得了显著地成效，开发出了第一个军事目的的计算机网络系统，通

中国电子政务发展历程

中国电子政务发展历程电子政务的发展源于技术的进步和社会的演进，信息技术的突破性进展为政府信息化创造了条件，中国政府明确提出建设电子政务虽然只是近几年的事，但从历史沿革来看，80年代中期开始的办公自动化建设，就已经拉开了电子政务建设的帷幕。从这一时间段来划分，中国电子政务的发展大体可分为四个阶段： （一）办公自动化阶段 上世纪80年代中期，办公自动化（Office Automation，简称OA）的概念被引入中国，至今已有20多年的发展历史。作为政府管理信息化的基础和重要组成部分，它是信息技术在政府管理中应用的基础，也是开展电子政务不可或缺的重要组成部分。中国的OA经过从80年代末至今10多年的发展，已从最初提供面向单机的辅助办公产品，发展到今天可提供面向应用的大型协同工作产品。中国政府最早提出办公自动化建设的目标源于1985年的“海内工程”。当时的主要想法是在中央政府开展办公自动化建设，尝试利用计算机技术辅助完成一些最基础的政务活动，譬如文件电子化处理、数据电子化存储等。此后国务院又通过举办全国性的办公自动化工作会、交流会、研讨会等多种形式，在全国各地政府机构掀起了学习计算机、使用计算机的热潮，一些部门还在工作中建立了小型的内部办公网络和专门的信息中心，帮助政府部门提高信息处理能力和决

策水平，为计算机和互联网技术在政府管理中的广泛应用奠定了基础。 （二）“三金工程”实施阶段 1993年12月启动的“三金工程”，即金桥工程、金关工程和金卡工程，是中央政府主导的以信息化为特征的系列工程，重点是建设信息化的基础设施，为重点行业和部门传输数据和信息，这一阶段实际上也是电子政务发展的雏形阶段。 “金桥工程”的全称为“国家公用经济信息通信网工程”，是国家经济和社会信息化的基础设施之一，它与原邮电部通信干线及各部门已有的专用通信网互联互通，互为备用，建成覆盖全国、天地一通的中速信息通信网。这一工程虽然不是广为人知，但事实上却为中国的信息化建设做出了重要的贡献，1996年9月中国首次开通因特网业务，就是在此基础上进行的。 “金关工程”是国家为提高外贸及相关领域的现代化管理和服务水平而建立的信息网络系统，主要通过海关、外贸、外汇管理和税务等政府部门的联网，向企业提供相关服务。目前已经制定并实施了进出口企业代码、进出口商品代码两项标准，建设了配额许可证管理系统、进出口统计管理系统、出口退税管理系统、出口收汇和进口付汇核销系统等应用系统。金关工程一方面是出自外贸领域现代化管理的需要，另一方面也是国际贸易的客观要求，当前很多国家在国际贸易中都要求使用电子交易、电子结算，对不使用电子交易方式的贸易不予受理，也使得中国在这方面加快了实施的步伐。2001年6月，金关工

信息技术及其应用和发展

复习：完成下列填空题：（提问、回答） 一、关于多媒体的数字化： 1、录制一段时长1分钟、双声道、16位量化位数、44.1kHz采样频率的不压缩的音频数据是： A、10.1MB B、80.8MB C、17.2KB D、344.5KB 2、根据下图所示，有一个声音文件“第4讲附件录音.wav ”，每秒(ps)播放176kb(这里的k 仍旧表示千的意思，kb=1000b），那么播放23.40秒，需要多少存储空间（KB）? 176kb*23.40; 3、一幅1024×768像素的黑白（位图）图象理论上需多少存储空间？ A、1.5MB B、120KB C、96KB D、1.2MB （1） 4、一幅1024×768像素、256色的（位图）图象理论上需多少存储空间？ (提示：28＝256，) 二、分析下面的数制题： 1、十六进制数4FH转换成二进制数是 （A）(1001111)2 （B）(1011011)2 （C）(1010111)2 （D）(1011110)2 2、、若要分别表示一年的月份，用二进制数来表示则最少需要 【A】 1位【B】 2位【C】 3位【D】 4位 3、十进制数121转换成二进制数是______。 A、1111001 B、111001 C、1001111 D、100111 基本方法1：121反复除2求余数； 方法2：倒过来，把4个二进制数转换成十进制数，看哪一个是121？ 方法3：倒过来，把4个二进制数转换成十六进制数为： 79H 39H 4FH 27H 十六进制数的幂展开计算结果就是十进制数：79H=7*161+9*160=121 方法4:7个1=（1111111）2=127，111=110 =6，127-6=121 三、其它概念： 1、计算机存储容量单位 存储容量最小单位是“位”（b it），存一个：0或1 存储容量基本单位是字节B：1B=8b it ( B：Byte, 字节；存放一个字符，如：数字、字母、符号。) （2个字节存放一个汉字）

刀具涂层技术的现状及其发展趋势

刀具涂层技术的现状及其发展 趋势 机电商情网添加时间：2007-2-6 15:57:24 添加到我的收藏 1 引言 众所周知，刀具表面涂层技术是应市场需求而发展起来的一项优质表面改性技术，由于该项技术可使切削刀具获得优良的综合机械性能，不仅可有效地提高刀具使用寿命，而且还能大幅度地提高机械加工效率，因此该项技术已与材料、加工工艺并称为切削刀具制造的三大关键技术。为满足现代机械加工高效率、高精度、高可靠性的要求，世界各国都十分注重涂层技术的发展。目前我国刀具涂层技术的发展正处在一个十分关键的时刻，尤其是PVD 涂层技术，一方面原有的技术已不能满足切削加工日益变化的要求；另一方面国内各大工具厂涂层设

备已到了必须更新换代的时期，因此有计划、按步骤的发展PVD技术，不仅能促进我国切削刀具产品技术水平的提高，而且还可获得巨大的经济效益和社会效益。 2 国际刀具涂层技术的现状及发展趋势 刀具涂层技术目前仍可划分为两大类，即 CVD（化学气相沉积）和PVD技术（物理气相沉积）。 2.1 国际CVD技术的发展 CVD技术自上世纪六十年代出现以来，在硬质合金可转位刀具上得到了极为广泛的应用。在CVD工艺中，气相沉积所需金属源的制备相对容易，可实现TiN、TiC、TiCN、TiBN、TiB2、Al2O3等单层及多元多层复合涂层，其涂层与基体结合强度高，薄膜厚度可达7～9μm，相对而言，CVD涂层具有更好的耐磨性。八十年代中后期，美国85%的硬质合金

工具采用了涂层处理，其中CVD涂层占到了99%；九十年代中期，CVD涂层硬质合金刀片在涂层硬质合金刀具中仍占到了80%以上。但CVD工艺也有其先天性的缺陷，一是工艺处理温度高，易造成刀具材料抗弯强度的下降；二是薄膜内部为拉应力状态，使用中易导致微裂纹的产生；三是CVD工艺所排放的废气、废液会造成工业污染，对环境影响较大，与目前所提倡的绿色工业相抵触，因此九十年代中期后高温CVD技术的发展受到了一定的制约。 八十年代末Krupp Widia开发的PCVD（低温化学气相沉积）技术达到了实用水平，其工艺处理温度已降至450℃～650℃，有效地抑制了η相的产生，可进行TiN、TiCN、TiC等涂层，用于螺纹刀具、铣刀、模具等，但到目前为止PCVD工艺在刀具涂层领域内的应用并不十分广泛。 真正引起CVD技术发生突变的是九十年代中期新

计算机信息技术发展方向及其应用

计算机信息技术发展方向及其应用 摘要计算机信息技术是当今世界最为重要的一项技术，其在人们的生产、生活过程中都发挥着重要的作用，而且，随着科学技术的不断发展，这项技术仍将会有更多的创新和发展，其未来的发展情况非常值得期待。为此，本文主要论述计算机信息技术的应用以及其发展的方向，希望能够为该技术的发展带来一些有益的参考。 【关键词】计算机信息技术发展方向应用 目前阶段，人们对于计算机信息技术的依赖程度已经非常高，小到普通百姓日常的网络应用，达到国家层面的信息统计和分析，都与计算机信息技术存在着密切的联系，计算机信息技术的出现为人们的生活提供了更多的便利，也给世界发展提供了充足的动力。为了让这项技术能够更好的发展和应用，笔者以自身高中生的视角，阐述计算机信息技术未来的发展方向和应用情况，希望可以为计算机信息技术的发展带来一些帮助。 1 计算机信息技术发展方向 随着社会发展速度的不断加快，计算机信息技术在社会发展过程中的作用也逐渐强大，其在生产和生活中都发挥了重要的作用，在未来仍将具有广阔的发展前景。与此同时，

计算机技术和信息技术仍在不断的发展，新的技术不断出现，计算机信息技术要想得到较好的发展，需要提升自身的各项性能，例如提升自身的安全性能、数据传输性能等，保障用户的信息不被泄露，提高计算机信息技术的安全性和稳定性。同时，计算机信息技术还需要提升自身的安全操作水平，避免病毒入侵，要通过防火墙和系统建设提升病毒防御能力，还要降低计算机信息技术操作的难度，要使得其运行的效率进一步提高。 此外，计算机信息技术还需要提升网络结构设计能力，要提升网络结构的科学性和合理性，做到合理划分，相关设计人员需要让计算机信息技术形成不同的结构层次，要形成相应的规范，提高计算机信息技术的性能，笔者通过学习得知，我国目前在这一方面还存在较大的不足，与发达国家之间的差距较为明显，因此使得计算机信息技术的应用效果降低。同时，在优化处理器系统环节，也需要投入更多的精力，要提升系统的运行能力，提高其运行的效率。 2 计算机信息技术的具体应用 计算机信息技术在许多环节中都有应用，其为各个环节都带来了一定的帮助作用，笔者认为，计算机信息技术较为明显的应用主要表现在以下几个方面： 2.1 计算机信息技术在企业中应用 计算机信息技术为社会企业的发展带来了非常多的帮

涂层刀具的应用现状及发展趋势

涂层刀具的应用现状及发展趋势 涂层技术是提升刀具性能的主要手段之一。通过涂层可以提高切削刀具抗各种磨损的能力，延长了刀具的寿命，提高了被加工零件的表面精度，也提高了切削速度和进给速度，从而提高金属切削效率。本期话题， 主要讨论刀具涂层技术的最新进展情况和发展前景。 涂层刀具的应用现状及发展趋势 涂层技术是提升刀具性能的主要手段之一。通过涂层提高了切削刀具抗各种磨损的能力，延长了刀具的寿命，提高了被加工零件的表面精度，也提高了切削速度和进给速度，从而提高了金属切削效率。今天，在切削刀具主流材料的硬质合金中，涂层硬质合金刀具占了80%，而其中CVD（化学涂层）又占了60％～ 65%，其余为PVD（物理涂层）。 在CVD涂层方面，包括TiCN、TiC、TiN、ZrCN和Al2O3等各种化合物的多层复合涂层对改善涂层的综合性能，如结合强度、韧性、耐磨性和抗磨性及耐腐蚀性具有良好的效果。现在典型的VCDTiN（外层）+ Al2O3（中层）+TiCN（内层）多层式结构正在从涂层工艺上和涂膜的厚度上得到进一步改善。MTCVD （中温化学涂层）因有较低的工艺温度和较快的沉积速率使得涂层与基体分界面上的脆性η相最小化，同时减少了在高温CVD涂层中常见的由高温导致的拉伸裂纹，因此，MTCVD TiCN涂层已成为CVD多层涂层中的一个主要构成，这种MTVCD已用于α- Al2O3涂层，如ISCAR的α-IC9150、α-IC9250、α-IC9350和α-IC4100等，提升了涂层与基体的结合强度和抗后面磨损、前面磨损和抗粘附的能力。 在PVD涂层方面，也从单一的TiN或TiCN或TiAlN涂层发展到现在的复合涂层即硬涂层+软涂层。为适应更高切削速度和干式切削的要求，涂层刀具的红硬性成为近几年PVD技术的开发热点。TiAlN的改进涂层AlTiN提高了薄膜中Al的含量（Al含量大于50%），提升了涂层的红硬性、化学稳定性和抗氧化的性能，如ISCAR的Al-IC910（加工铸铁和钢）、Al-IC900、Al-IC930（加工钢、不锈钢、硬钢、铸铁、 高温合金等）。 现代刀具涂层发展的一个重要特征就是复合化，为了提高其综合性能，涂层材料复合、涂层层复合以及CVD 与PVD复合，如ISCAR的DT7150（K05-K25）通过MTCVD Al2O3和PVD TiAlN复合涂层，提高了材质的综合性能，用于高速加工灰铸铁和球墨铸铁。而多样化是刀具涂层发展的另一个趋势，有各种氮化物、氧化物涂层材料，还有TiB、SN涂层、金刚石涂层、立方氮化硼涂层等等。多样化的深层次原因是专业化，即针对不同的需求采用不同的涂层，并能对涂层的组分、百分比、结构及厚度在更大范围内加以控制和改变，以适应不同的被加工材料和不同的切削条件，从而显著地提高刀具的切削性能。如CrAlN涂层，以Cr 元素替代Ti元素，具有3200HV硬度和1100℃的氧化温度，与TiAlN相比韧性更好，更适合断续切削和难加工材料的加工；以Si元素代替Al元素的涂层可获得用于硬切削的TiSiN，也可获得有润滑性的CrSiN，更适合用于铝、不锈钢等粘附性强的材料加工。此外，涂层材料的细微化是现代刀具涂层发展的另一个令人关注的趋势，纳米复合涂层正在越来越多的地方得到应用。在未来，刀具涂层将是一个系统的概念，即刀具涂层必须根据不断变化的现代切削应用条件来进行系统的组合，这是一种与传统观念中的“在刀具上涂覆一层薄膜”截然不同且复杂得多的系统工程方法，这需要我们进行系统思考。 刀具涂层进展概况 现代切削面临着不断发展的高速、高效、高精加工要求和愈来愈多的高强度、高韧性、难切削等高能级材

信息技术的发展与应用教案

《信息技术的发展与应用》教案设计 一、教案背景 1，面向学生：□中学2，学科：信息技术 2，课时：1 3，学生课前准备： ①课前预习了解。 ②有条件的同学，上网查找有关课程资源。 二、教学课题 通过学习本课及运用“百度搜索”查询相关资料，了解信息技术的发展过程和信息技术在社会生活中的应用等内容。使学生了解信息技术的历史和发展趋势，体验信息技术所蕴含的文化内涵；列举信息技术在社会生活中的应用实例，体验信息技术对社会生活的影响。 通过学生的合作学习，让学生展示自己，体验成功，提高他们的信息展示的能力。同时通过接受他人的意见和对他人作品的评价，提高学生的欣赏和评价能力，同时逐步培养学生之间相互尊重、相互欣赏的感情，以及团结、协作、相互交流的学习精神。 三、教材分析 教材选用广西教育出版社的桂教版《信息技术》七年级上册第一单元第三课《信息技术的发展与应用》。 本课内容，主要讲述信息技术的发展过程和信息技术在社会生活中的应用等内容。使学生了解信息技术的历史和发展趋势，体验信息技术所蕴含的文化内涵；列举信息技术在社会生活中的应用实例，体验信息技术对社会生活的影响。 在学生学习活动过程中，需要学生通过小组合作，根据课文内容、个人经验以及利用互联网搜索有关资料，来进行知识的总结和归纳。教师需要铺设好思维阶梯，让学生主动地思考、学习。 教学目标： 1、认知目标： ①掌握利用搜索引擎查找有用信息；学会搜集和展示信息； ②了解信息技术的发展过程和信息技术的应用情况。 2、能力目标 ①培养学生运用互联网有目的地进行学习探究的能力； ②培养学生的信息沟通能力和信息展示能力； ③培养学生的欣赏和评价能力。 3、情感目标 ①体验信息技术所蕴含的文化内涵，培养学生主动探究知识和获取信息的兴趣； ②培养学生合作学习的意识和能力，以及团结、协作、相互交流的学习精神； ③培养学生之间相互尊重、相互欣赏的感情。

信息技术的发展及其应用

信息技术的发展及其应用 现代信息技术正以其它技术从未有过的速度向前发展，并以其它任何一种技术从未有过的深度和广度介入到社会的方方面面，从20年中期到现在，信息技术的发展让人类生活发生重大的变化，电话、电报、无线电通信、广播、电视、雷达、自动化系统、计算机、数据库系统、因特网等汇成了现代技术发展的核心与主流，他们的本质都是人类信息器官的延伸，都属于现代信息技术。具体可分为： 1、现代信息处理技术 信息处理技术的基本功能相当于人脑的思维功能, 是信息技术群的核心。从公元前中国人发明的算盘,到17 世纪初欧洲人发明的计算尺,在漫长的岁月里,信息处理主要是靠人脑的筹算并辅之以简单的计算工具。这种人工信息处理方式虽然十分简便,但在速度和准确性方面存在着明显的缺陷。 2、现代信息表述技术 计算机技术出现以后,随之出现了与之相应的信息表述技术。计算机是一个自动化的信息加工工具, 其指令与被处理的数据都是采用二进制数字系统。计算机只能识别二进制数,因此处理的所有数、字母、符号等均要用二进制编码表示。3、现代信息传输技术 有这样一种说法:如果说以计算机技术为核心的现代信息处理技术是社会的“大脑”,那么通信技术就是现代社会的“中枢神经系统”。这里提到的通信技术应当广义地理解为现代信息传输技术。现代信息存贮技术 可以预见, 在本世纪中叶之前, 现代信息技术仍将保持它在全球高技术中的先导地位, 在向着它的顶峰攀登的同时, 持续不断地影响和决定着其他科学技术领域, 包括生物和材料科学与技术的进程, 同时, 也影响着人类社会的发展信 息革命方兴未艾我们正处于人类科学技术的更大变革的前夜, 信息化核心科学与技术的发展, 不仅值得科学家们高度关注, 更值得所有人类高度重视。如今，西方社会信息产业的发展仍然领先中国，并且差距还比较大，国外信息化发展有着许多亮点，如电子信息材料整体稳步向前, 环保节能材料领域发展令人瞩目……展望未来，现代信息化的发展趋势主要是（1）高速、大容量。速度越来越高、容量越来越大，无论是通信还是计算机发展都是如此。（2）综合化。包括业务综合以及网络综合。（3）数字化。一是便于大规模生产。过去生产一台模拟设备需要花很多时间，模拟电路每一个单独部分都需要进行单独设计单独调测。而数字设备是单元式的，设计非常简单，便于大规模生产，可大大降低成本。二是有利于综合。每一个模拟电路其电路物理特性区别都非常大，而数字电路由二进制电路组成，非常便于综合，要达到一个复杂的性能用模拟方式往往综合不起来。现在数字化发展非常迅速，各种说法也很多，如数字化世界、数字化地球等。而搞数字化最主要的优点就是便于大规模生产和便于综合这两大方面。（4）个人化。即可移动性和全球性。一个人在世界任何一个地方都可以拥有同样的通信手段，可以利用同样的信息资源和信息加工处理的手段。

电子技术发展历程

电子技术发展历程 Prepared on 22 November 2020

电子技术发展历程术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。 一代电子产品以电子管为核心。四十年代末世界上诞生了第一只半导体三极管，它以小巧、轻便、省电、寿命长等特点，很快地被各国应用起来，在很大范围内取代了电子管。五十年代末期，世界上出现了第一块集成电路，它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上，使电子产品向更小型化发展。集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路，从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。 由于，电子计算机发展经历的四个阶段恰好能够充分说明电子技术发展的四个阶段的特性，所以下面就从电子计算机发展的四个时代来说明电子技术发展的四个阶段的特点。 世界上第一台电子计算机于1946年在美国研制成功，取名ENIAC （Electronic Numerical Integrator and Calculator）。这台计算机使用了18800个电子管，占地170平方米，重达30吨，耗电140千瓦，价格40多万美元，是一个昂贵耗电的"庞然大物"。由于它采用了电子线路来执行算术运算、逻辑运算和存储信息，从而就大大提高了运算速度。ENIAC每秒可进行5000次加法和减法运算，把计算一条弹道的时间短为30秒。它最初被专门用于弹道运算，后来经过多次改进而成为能进行各种科学计算的通用电子计算机。从1946年2月交付使用，到1955年10月最后切断电源，ENIAC服役长达9年。尽管ENIAC还有许多弱点，但是在人类计算工具发展史上，它仍然是一座不朽的里程碑。它的成功，开辟了提高运算速度的极其广阔的可能性。

量子信息技术发展与应用研究报告

量子信息技术发展与应用研究报告

前言 量子信息技术以微观粒子系统为操控对象，借助其中的量子叠加态和量子纠缠效应等独特物理现象进行信息获取、处理和传输，能够在提升运算处理速度、信息安全保障能力、测量精度和灵敏度等方面带来原理性优势和突破经典技术瓶颈。量子信息技术已经成为信息通信技术演进和产业升级的关注焦点之一，在未来国家科技发展、新兴产业培育、国防和经济建设等领域，将产生基础共性乃至颠覆性重大影响。 近年来，以量子计算、量子通信和量子测量为代表的量子信息技术的研究与应用在全球范围内加速发展，各国纷纷加大投入力度和拓宽项目布局。三大领域的技术创新活跃，专利与论文增长较为迅速，重要研究成果和舆论热点层出不穷。我国量子信息技术研究和应用探索具备良好的实践基础，加大支持力度，突破瓶颈障碍，聚力加快发展，有望实现与国际先进水平并跑领跑。

一、量子信息技术总体发展态势 (1) （一）量子信息技术成为未来科技发展关注焦点之一 (1) （二）各国加大量子信息领域的支持投入和布局推动 (2) （三）量子信息技术标准化研究受到重视并加速发展 (4) （四）量子信息技术创新活跃，论文和专利增长迅速 (6) 二、量子计算领域研究与应用进展 (11) （一）物理平台探索发展迅速，技术路线仍未收敛 (11) （二）“量子优越性”突破里程碑，实用化尚有距离 (12) （三）量子计算云平台成为热点，发展方兴未艾 (14) （四）产业发展格局正在形成、生态链不断壮大 (16) （五）应用探索持续深入，“杀手级应用”或可期待 (19) 三、量子通信领域研究与应用进展 (20) （一）量子通信技术研究和样机研制取得新成果 (20) （二）量子密钥分发技术演进关注提升实用化水平 (23) （三）量子保密通信应用探索和产业化进一步发展 (25) （四）量子保密通信网络现实安全性成为讨论热点 (27) （五）量子保密通信规模化应用与产业化仍需探索 (29) 四、量子测量领域研究与应用进展 (32) （一）量子测量突破经典测量极限，应用领域广泛 (32) （二）自旋量子位测量有望实现芯片化和集成应用 (36) （三）量子纠缠测量处于前沿研究，实用尚有距离 (37) （四）超高精度量子时钟同步有望助力未来通信网 (38) （五）量子测量产业初步发展，仍需多方助力合作 (40) 五、量子信息技术发展与应用展望 (42) （一）理论与关键技术待突破，领域发展前景各异 (42) （二）我国具备良好的实践基础，机遇和挑战并存 (45)

PVD涂层流程

P V D涂层技术及工艺流程 1.真空涂层技术的发展 真空涂层技术起步时间不长，国际上在上世纪六十年代才出现将CVD(化学气相沉积)技术应用于硬质合金刀具上。由于 该技术需在高温下进行(工艺温度高于1000oC)，涂层种类单一，局限性很大，因此，其发展初期未免差强人意。 到了上世纪七十年代末，开始出现PVD(物理气相沉积) 技术，为真空涂层开创了一个充满灿烂前景的新天地，之后在短短的二、三十年间PVD 涂层技术得到迅猛发展，究其原因，是因为其在真空密封的腔体内成膜，几乎无任何环境污染问题，有利于环保;因为其能得到光亮、华贵的表面，在颜色上，成熟的有七彩色、银色、透明色、金黄色、黑色、以及由金黄色到黑色之间的任何一种颜色，可谓五彩缤纷，能够满足装饰性的各种需要;又由于PVD 技术，可以轻松得到其他方法难以获得的高硬度、高耐磨性的陶瓷涂层、复合涂层，应用在工装、模具上面，可以使寿命成倍提高，较好地实现了低成本、高收益的效果;此外，PVD 涂层技术具有低温、高能两个特点，几乎可以在任何基材上成膜，因此，应用范围十分广阔，其发展神速也就不足为奇。 真空涂层技术发展到了今天还出现了PCVD(物理化学气相沉积)、MT-CVD(中温化学气相沉积)等新技术，各种涂层设备、各种涂层工艺层出不穷，如今在这一领域中，已呈现出百花齐放，百家争鸣的喜人景象。 与此同时，我们还应该清醒地看到，真空涂层技术的发展又是严重不平衡的。由于刀具、模具的工作环境极其恶劣，对薄膜附着力的要求，远高于装饰涂层。因而，尽管装饰涂层的厂家已遍布各地，但能够生产工模涂层的厂家并不多。再加上刀具、模具涂层售后服务的欠缺，到目前为止，国内大多数涂层设备厂家都不能提供完整的刀具涂层工艺技术(包括前处理工艺、涂层工艺、涂后处理工艺、检测技术、涂层刀具和模具的应用技术等)，而且，它还要求工艺技术人员，除了精通涂层的专业知识以外，还应具有扎实的金属材料与热处理知识、工模涂层前表面预处理知识、刀具、模具涂层的合理选择以及上机使用的技术 要求等，如果任一环节出现问题，都会给使用者产生使用效果不理想这样的结论。所有这些，都严重制约了该技术在刀具、模具上的应用。 另一方面，由于该技术是一门介乎材料学、物理学、电子、化学等学科的新兴边缘学科，而国内将其应用于刀具、模具生产领域内的为数不多的几个骨干厂家，大多走的也是一条从国外引进先进设备和工艺技术的路子，尚需一个消化、吸收的过程，因此，国内目前在该领域内的技术力量与其发展很不相称，急需奋起直追。 2. PVD 涂层的基本概念及其特点 PVD 是英文“Physical Vapor Deposition”的缩写形式，意思是物理气相沉积。我们现在一般地把真空蒸镀、溅射镀膜、离子镀等都称为物理气相沉积。 较为成熟的PVD 方法主要有多弧镀与磁控溅射镀两种方式。多弧镀设备结构简单，容易操作。它的离子蒸发源靠电焊机电源 供电即可工作，其引弧的过程也与电焊类似，具体地说，在一定工艺气压下，引弧针与蒸发离子源短暂接触，断开，使气体放电。由于多弧镀的成因主要是借助于不断移动的弧斑，在蒸发源表面上连续形成熔池，使金属蒸发后，沉积在基体上而得到薄膜层的，与磁控溅射相比，它不但有靶材利用率高，更具有金属离子离化率高，薄膜与基体之间结合力强的优点。此外，多弧镀涂层颜色较为稳定，尤其是在做TiN 涂层时，每一批次均容易得到相同稳定的金黄色，令磁控溅射法望尘莫及。多弧镀的不足之处是，在用传统的DC 电源做低温涂层条件下，当涂层厚度达到0.3μm 时，沉积率与反射率接近，成膜变得非常困难。而且，薄膜表面开始变朦。多弧镀另一个不足之处是，由于金属是熔后蒸发，因此沉积颗粒较大，致密度低，耐磨性比磁控溅射法成膜差。 可见，多弧镀膜与磁控溅射法镀膜各有优劣，为了尽可能地发挥它们各自的优越性，实现互补，将多弧技术与磁控技术合而为一的涂层机应运而生。在工艺上出现了多弧镀打底，然后利用磁控溅射法增厚涂层，最后再利用多弧镀达到最终稳定的表面涂层颜色的新方法。