国内新材料工业展开特征与趋势

2020-04-23

新材料是指新出现的具有优异功用或特别功用的材料,或是传统材料改善后功用明显前进或具有新功用的材料。融入了当代许多学科先进作用的新材料工业是支撑国民经济展开的基础工业,是高技术工业的展开先导和重要内在,逐步成为促进经济快速添加和提高企业及区域竞争力的源动力。

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工业展开概况


1.工业规划快速添加


我国新材料工业体系现已开始构成,展开形势出色。跟着《“十三五”国家战略性新式工业展开规划》和《新材料工业“十三五”展开规划》等国家层面战略规划的出台,为新材料工业的展开发明了出色的方针环境。


现在,我国新材料工业规划约2万亿元。新材料工业在金属材料、纺织材料、化工材料等传统领域基础较好,稀土功用材料、先进储能材料、光伏材料、有机硅、超硬材料、特种不锈钢、玻璃纤维及其复合材料等产能居世界前列。


半导体照明工业构成了从上游外延材料生长与芯片制作、中游器件封装到下流集成运用的比较完好的研发与工业体系,工业规划超过5000亿元。节能玻璃材料工业规划达300亿元;稀土功用材料产量约占全球份额80%;首要功用陶瓷元器件产品的工业规划添加到250亿元。


2.要害技术本质打破


通过产学研用结合,许多重要新材料技术目标大幅提高,研讨作用推行运用。大直径硅材料在缺陷、几许参数、颗粒、杂质等控制技术方面不断完善,300mm硅材料可满足45nm技术节点的集成电路要求,已成功拉制450mm硅单晶。


人工晶体材料通过多年的展开,偏硼酸钡和三硼酸锂等紫外非线性光学晶体研讨居世界领先水平并完结了商品化;激光晶体、太阳能电池要害技术目标到达世界先进水平,光伏发电本钱降到1元/kWh)以下。


锂离子电池正负极材料、电解液均满足小型电池要求,隔膜、电解质锂盐等要害材料代替进口;超高分子量聚乙烯纤维大幅缩小与发达国家差距。T300级碳纤维完结了稳定出产,单线产能前进到1200t;T700和T800级碳纤维完结了批量供货才干已初步运用于航空航天装备;开发出具有自主知识产权的铜带、铜管拉铸技术以及铜铝复合技术;海底管线钢X65、X70、X80及厚壁海洋油气焊管、化学品船用中厚板均已完结国产化,低本钱石墨烯已初步出产,并运用于触摸屏、导热膜等信息通讯器件。


要害技术的不断打破和新材料种类的不断添加,使我国高端金属结构材料、新式无机非金属材料、高功用复合材料保障才干明显增强,先进高分子材料和特种金属功用材料自给水平逐步前进。


3.区域集聚态势明显


积极推进新材料工业基地建造,加强资源整合,区域特征逐步闪现,区域集聚态势明显,开始构成“东部沿海集聚,中西部特征展开”的空间格式。


长三角已构成包括航空航天、新动力、电子信息、新式化工等领域的新材料工业集群。


珠三角新材料工业集中度高,已构成较为完好工业链,在电子信息材料、改性工程塑料、陶瓷材料等领域具有较强优势。


环渤海区域技术创新推进作用明显,在稀土功用材料、膜材料、硅材料、高技术陶瓷、磁性材料和特种纤维等多个领域均具有较大优势。


内蒙古稀土新材料,云贵稀贵金属新材料,广西有色金属新材料,宁波钕铁硼永磁材料,广州、天津、青岛等地的化工新材料,重庆、西安、甘肃金昌、湖南长株潭、陕西宝鸡、山东威海及太原等地的航空航天材料、动力材料及严峻装备材料,江苏徐州、河南洛阳、江苏连云港等的多晶硅材料工业等也都构成了各自的区域特征。


4.支撑作用日益闪现


新材料支撑严峻运用演示工程的作用日益闪现,为我国动力、资源环境、信息领域的展开提供了重要的技术支撑,是建造严峻工程、巩固国防军工的重要保障。


各级政府组织施行了节能产品惠民、十城万盏、金太阳、物联网等严峻运用演示工程,2030年我国新动力轿车商场保有量有望到达1500万辆。膜材料在海水淡化方面现已获得运用,开始构成了反渗透海水淡化的出产才干,成为我国沿海区域供水安全保障体系的重要组成部分。


以有色金属结构新材料、高温合金和碳纤维及其复合材料为代表的高功用结构材料,为高速铁路、大飞机、载人航天、探月工程、超高压电力运送、深海油气开发等严峻工程的顺利施行做出了贡献。


工作展开趋势


传统材料企业转型晋级速度加速。我国材料企业中,80-90%都是传统金属类和化工类的材料企业,这两类企业商场份额最大,是材料工作的主导力量。未来10年,一般产品商场需求的下滑及对高端产品的需求,将倒逼这两类传统材料企业加速技术晋级与改造,其转型晋级速度将明显加速。


其间,金属类材料企业转型晋级的展开方向是大力展开如高纯金属、非晶合金等特别金属材料,以及可用于核电、超超临界火电、海洋工程、轿车工程、轨道交通方面的高品质特别钢;化工类材料企业转型晋级的展开方向首要是合成橡胶、工程塑料、有机硅材料和氟材料。


1.逐步向高端、健康、绿色方向展开


未来十年,高端装备、轿车制作、电子信息、新动力、节能环保、新式修建、生物医用、智能电网、3D打印等新式工业领域预计将坚持较快展开趋势。因此,带动新式工业展开的高端材料是未来我国新材料工业展开的首要方向,首要包括高品质特别钢、高强轻质合金、高功用纤维和复合材料、航空用陶瓷材料及航空级3D打印金属粉末材料等。


此外,跟着公民对健康、环保等需求的前进,对生物医用材料、绿色环保材料、新式修建材料和高功用膜材料等绿色健康材料的需求也越来越多。


2.电子信息、锂电池工业新材料有望加速添加


跟着新一代信息技术工业的展开,电子信息材料的研发出产是未来展开的一个重要方向,低缺陷12英寸及以上电子级单晶硅、超薄8英寸及以上绝缘体上硅(SOI)、宽禁带半导体与器件,以及AMOLED有机发光材料及器件、大标准光纤预制棒、光学膜、集成电路特种气体都将逐步完结工业化运用,部分产品也将逐步替代进口。


锂电池材料方面,正极材料、负极材料、导电浆料、电池隔膜企业不断涌现,核心技术逐步被研发成功,并完结工业化,展开潜力巨大。“十三五”期间,电子信息、锂电池工业新材料这两个领域,有望完结加速添加。


3.高强轻质合金新材料或许得到大规划运用


高功用的铝合金、镁合金、钛合金在航空航天、军工、轿车、电力设备等领域的运用越来越广泛,特别是跟着轿车工业的展开,高功用合金在车辆上运用量快速添加,其商场需求越来越多。


跟着电力装备的高端化、智能化展开,铝合金电缆技术和产品已逐步被商场熟知并接受,铝合金材料凭仗其功用优势,在电力工作运用也将日益广泛,“以铝代铜”的相关产品,也逐步运用于电线电缆、变压器、轿车热交换器、空调散热器等多方面,未来展开不可限量。


产品和技术展开趋势


跟着我国新材料材料技术的打破,在很大程度上使新材料产品完结智能化、多功用化、环保、复合化、低本钱化、长寿命及个性化订制。这些产品会加速信息工业和生物技术的革命性进展,也能够给制作业、服务业及人们生活方式带来重要影响。


一起,新材料的开发与运用联络愈加严密,依据新材料商场的需求,加速新材料研发速度,前进材料的运用功用,便于新材料迅速走向实际运用,减少材料的“功用浪费”。注重军民融合,开辟军民两用产品商场是新材料展开的趋势。宽禁带碳化硅、氮化镓基的下一代射频高能效高功率器件即将成为有潜力的军民融合的高端电子产品。


1.电子功用材料


“十二五”以来,我国新一代电子功用材料依据商场需求,初步展开低缺陷12英寸及以上电子级单晶硅、超薄8英寸及以上绝缘体上硅(SOI)、宽禁带半导体与器件,以及AMOLED有机发光材料及器件工业化和演示运用,高能射线勘探用碲锌镉半导体材料与器件完结工业化,碲锌镉晶体在工业CT及专用勘探器等领域逐步完结规划运用。


2.外表功用(纳米)材料


纳米技术,是二十一世纪材料工业的重要基础技术之一。其时,我国在纳米工业方面现已具备了适当的基础,未来10年,是纳米技术展开和运用的黄金时期,特别是在光电、锂电池、环保、修建等重要工作,有或许获得打破性进展。


纳米材料的展开重点是纳米碳材料(如碳纳米管、纳米量子点),纳米动力材料,氮化镓等第三代半导体材料,纳米银、纳米氧化铝等纳米金属材料,纳米功用复合材料以及纳米生物医用材料等领域。


3.功用玻璃材料


跟着新一代信息技术工业的展开,功用玻璃材料的研发出产成为新材料的重要研讨方向。现在我国在新式TFT闪现超薄玻璃基板材料、高功用光纤预制棒材料、高功用特种光纤、高功用低本钱石墨烯粉体及高功用薄膜材料方面均有所打破,并初步在新式闪现、先进电池等领域有所演示运用。


4.先进碳材料


先进碳材料工业首要包括碳纤维、石墨烯、石墨负极材料、碳纳米管等。碳纤维方面,预计未来3-5年,国产T700碳纤维预计可完结低本钱稳产及商场大规划运用,而T800也有望初步运用于国产高端装备。


石墨烯方面,在风电防护涂料及手机触控屏上的运用也正在稳步推进,产能不断扩大,即将迎来爆发式添加。跟着锂电池工业的飞速展开,石墨负极材料、碳纳米管导电浆料在锂电池工业的运用也将快速添加。


5.高端金属材料


跟着高端装备工业的逐步兴起,我国海洋工程装备所需材料逐步遭到关注,初步研发出产钢板厚度大于180mm的高强结构钢、大型油船货油舱耐蚀钢、深海油气运送用厚壁管线钢、超深井及低温挖掘急需的高功用铝合金钻杆及油套管钢,以及TA2、TC4等级钛合金材料等,现已在船只及海洋工程装备中得到演示运用。


6.生态环境材料


跟着节能环保工业的日益昌盛,以大气污染管理新材料为代表的生态环境材料成为节能环保工业的要害材料。我国现已逐步在大气污染管理新材料方面取得了一定成果。初步研发出产工业用高功用PM2.5过滤材料、高功用脱硝材料、烟气NOx脱除材料等。


其他,工信部印发的《工业要害共性技术展开攻略》中明确指出,要开发用于工业废水处理的矿产功用材料深加工技术,包括膨润土等矿产功用材料的改性、改型技术;添加矿产功用材料比外表积、调整外表电荷等技术;矿产功用材料在工业废水处理中的运用技术。


文章来历:不锈钢及特种合金联盟


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