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新型功能材料发展趋势

新型功能材料发展趋势
新型功能材料发展趋势

新型功能材料发展趋势

功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料,是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料,同时也对改造某些传统产业,如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多,用途广泛,正在形成一个规模宏大的高技术产业群,有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分,可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏(智能)材料。由于我们已把电子信息材料单独作为一类新材料领域,所以这里所指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要功能材料。

功能材料是新材料领域的核心,对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,在全球新材料研究领域中,功能材料约占 85 % 。随着信息社会的到来,特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料,成为世界各国新材料领域研究发展的重点,也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。

鉴于功能材料的重要地位,世界各国均十分重视功能材料技术的研究。 1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告,建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中,特种功能材料和制品技术占了很大的比例。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等

在他们的最新科技发展计划中, 都把功能材料技术列为关键技术之一加以重点

支持。各国都非常强调功能材料对发展本国国民经济、保卫国家安全、增进人民健康和提高人民生活质量等方面的突出作用。

1、新型功能材料国外发展现状

当前国际功能材料及其应用技术正面临新的突破,诸如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等正处于日新月异的发展之中,发展功能材料技术正在成为一些发达国家强化其经济及军事优势的重要手段。

超导材料以NbTi、Nb3Sn为代表的实用超导材料已实现了商品化,在核磁共振人体成像(NMRI)、超导磁体及大型加速器磁体等多个领域获得了应用;SQUID 作为超导体弱电应用的典范已在微弱电磁信号测量方面起到了重要作用,其灵敏度是其它任何非超导的装置无法达到的。但是,由于常规低温超导体的临界温度太低,必须在昂贵复杂的液氦(4.2K)系统中使用,因而严重地限制了低温超导应用的发展。

高温氧化物超导体的出现,突破了温度壁垒,把超导应用温度从液氦( 4.2K)提高到液氮(77K)温区。同液氦相比,液氮是一种非常经济的冷媒,并且具有较高的热容量,给工程应用带来了极大的方便。另外,高温超导体都具有相当高的上临界场[H c2 (4K)>50T],能够用来产生20T以上的强磁场,这正好克服了常规低温超导材料的不足之处。正因为这些由本征特性Tc、Hc2所带来的在经济和技术上的巨大潜在能力,吸引了大量的科学工作者采用最先进的技术装备,对

高Tc超导机制、材料的物理特性、化学性质、合成工艺及显微组织进行了广泛和深入的研究。高温氧化物超导体是非常复杂的多元体系,在研究过程中遇到了涉及多种领域的重要问题,这些领域包括凝聚态物理、晶体化学、工艺技术及微结构分析等。一些材料科学研究领域最新的技术和手段,如非晶技术、纳米粉技术、磁光技术、隧道显微技术及场离子显微技术等都被用来研究高温超导体,其中许多研究工作都涉及了材料科学的前沿问题。高温超导材料的研究工作已在单晶、薄膜、体材料、线材和应用等方面取得了重要进展。

生物医用材料作为高技术重要组成部分的生物医用材料已进入一个快速发展的新阶段,其市场销售额正以每年16%的速度递增,预计20年内,生物医用材料所占的份额将赶上药物市场,成为一个支柱产业。生物活性陶瓷已成为医用生物陶瓷的主要方向;生物降解高分子材料是医用高分子材料的重要方向;医用复合生物材料的研究重点是强韧化生物复合材料和功能性生物复合材料,带有治疗功能的HA生物复合材料的研究也十分活跃。

能源材料太阳能电池材料是新能源材料研究开发的热点,IBM公司研制的多层复合太阳能电池,转换率高达40%。美国能源部在全部氢能研究经费中,大约有50%用于储氢技术。固体氧化物燃料电池的研究十分活跃,关键是电池材料,如固体电解质薄膜和电池阴极材料,还有质子交换膜型燃料电池用的有机质子交换膜等,都是目前研究的热点。

生态环境材料生态环境材料是20世纪90年代在国际高技术新材料研究中形成的一个新领域,其研究开发在日、美、德等发达国家十分活跃,主要研究方向是:①直接面临的与环境问题相关的材料技术,例如,生物可降解材料技术,

CO 2 气体的固化技术,SOx、NOx催化转化技术、废物的再资源化技术,环境污染修复技术,材料制备加工中的洁净技术以及节省资源、节省能源的技术;②开发能使经济可持续发展的环境协调性材料,如仿生材料、环境保护材料、氟里昂、石棉等有害物质的替代材料、绿色新材料等;③材料的环境协调性评价。

智能材料智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,是现代高技术新材料发展的重要方向之一,将支撑未来高技术的发展,使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失,实现结构功能化、功能多样化。科学家预言,智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。国外在智能材料的研发方面取得很多技术突破,如英国宇航公司在导线传感器,用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况;英国开发出一种快速反应形状记忆合金,寿命期具有百万次循环,且输出功率高,以它作制动器时、反应时间,仅为10分钟;在压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料、电流变液和磁流变液等智能材料驱动组件材料在航空上的应用取得大量创新成果。

2、国内功能材料发展的现状和差距

我国非常重视功能材料的发展,在国家攻关、“ 863”、“973”、国家自然科学基金等计划中,功能材料都占有很大比例。在“九五”“十五”国防计划中还将特种功能材料列为“国防尖端”材料。这些科技行动的实施,使我国在功能材料领域取得了丰硕的成果。在“863”计划支持下,开辟了超导材料、平板显示材料、稀土功能材料、生物医用材料、储氢等新能源材料,金刚石薄膜,高性能固体推进剂材料,红外隐身材料,材料设计与性能预测等功能材料新领域,取得了一批接近或达到国际先进水平的研究成果,在国际上占有了一席之地。镍氢电

池、锂离子电池的主要性能指标和生产工艺技术均达到了国外的先进水平,推动了镍氢电池的产业化;功能陶瓷材料的研究开发取得了显著进展,以片式电子组件为目标,我国在高性能瓷料的研究上取得了突破,并在低烧瓷料和贱金属电极上形成了自己的特色并实现了产业化,使片式电容材料及其组件进入了世界先进行列;高档钕铁硼产品的研究开发和产业化取得显著进展,在某些成分配方和相关技术上取得了自主知识产权;功能材料还在“两弹一星”、“四大装备四颗星”等国防工程中作出了举足轻重的贡献。

目前世界各国功能材料的研究极为活跃,充满了机遇和挑战,新技术、新专利层出不穷。发达国家企图通过知识产权的形式在特种功能材料领域形成技术垄断,并试图占领中国广阔的市场,这种态势已引起我国的高度重视。近年来,我国在新型稀土永磁、生物医用、生态环境材料、催化材料与技术等领域加强了专利保护。但是,我们应该看到,我国目前功能材料的创新性研究不够,申报的专利数,尤其是具有原创性的国际专利数与我国的地位远不相称。我国功能材料在系统集成方面也存在不足,有待改进和发展。

3、国内外功能材料社会经济发展需求分析

1) 功能材料的国外需求分析

根据预测, 2001年新材料技术产业在世界市场的销售额将超过4000亿美元,,其中功能材料约占75~80%。某些特种功能材料就其单项而言,其市场也是巨大的。1995年信息功能陶瓷材料及其制品的世界市场销售额已达210亿美元,预期到2010年将达到800亿美元;2000年超导材料销售额已达80亿美元,

预测2010年的年销售额预计将达到600亿美元,其中高温超导电力设备的全球销售额可达50-60亿美元,到2020年,全球与超导相关的产业的产值(按1995年的价格估算)可能达到1500亿到2000亿美元,其中高温超导占60%;2010年全球钕铁硼永磁材料的市场需求量将达14.6万吨,产值达80亿美元,带动相关产业产值700亿美元;生物医用材料是一个正在迅速发展的高技术领域,目前全球生物医用材料及制品的产值超过700亿美元,美国约为400亿美元,与半导体产业相当,是美国经济中最活跃、出口量最大的6个产业之一,近年来一直保持每年20%以上的速率持续增长,预计到本世纪前十年左右,生物医用材料产业将达到药物市场的份额;随着可持续发展政策被各国政府的广泛采纳,生态环境材料的市场需求也将迅速增加,估计2010年的社会需求将高于500亿美元。可见,在全球经济中,特种功能材料无论是需求的规模,还是需求的增长速度,都是相当惊人的。

2) 功能材料的国内需求分析

中国作为一个 12亿人口的大国,正在实施宏伟的第三步发展战略,这一根本国情加之特种功能材料在经济社会发展中的重要作用和地位,决定了我国对功能材料的需求将是巨大的。

功能材料不仅是发展我国信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料,而且是改造与提升我国基础工业和传统产业的基础 ,直接关系到我国资源、环境及社会的可持续发展。

我国国防现代化建设一直受到以美国为首的西方国家的封锁和禁运,所以我国国防用关键特种功能材料是不可能依靠进口来解决的,必须要走独立自主、自力更生的道路。如军事通信、航空、航天、导弹、热核聚变、激光武器、激光雷达、新型战斗机、主战坦克以及军用高能量密度组件等,都离不开特种功能材料的支撑。

我国经济的快速增长和社会可持续发展,对发展新型能源及能源材料具有迫切的需求。能源材料是发展能源技术、提高能源生产和利用效率的关键因素,我国目前是世界上能源消费增长最快的国家,同时也是能源紧缺的国家。发展电动汽车、使用清洁能源、节约石油资源等政策措施使得新型能源转换及储能材料的需求不断增加。近年来,随着电子信息技术的迅猛发展,我国便携式电器如手提电话、笔记本计算机用户每年均以超过 20%的速度增加,形成了一个对小型高能量密度电池的巨大社会需求。

随着移动通信等新一代电子信息技术的迅速崛起,作为一大批基础电子元器件技术核心的信息功能陶瓷日益成为我国发展相关高技术的需求重点。按照 5%的世界市场占有率计,2010 年我国信息功能陶瓷材料及制品的年销售额将达300亿元人民币,对信息通讯产业发展具有举足轻重的作用。

我国是一个稀土大国,其工业储量占世界总储量的 70%以上,发展稀土功能材料我国有着独特的资源优势。例如,稀土永磁材料全世界的年平均增长率为23%,而我国高达60%,1995年全球的钕铁硼永磁材料的生产总量为6000吨,其中我国为2000吨,占总量的1/3,预测2010年全球钕铁硼永磁材料的产量将达14.6万吨,产值达80亿美元,其中我国的产量将达5.4万吨,产值达20多亿美

元,相关器件产值达100~150亿美元。稀土在发光、催化等领域的应用也具有广阔的市场需求。

我国西部还拥有一些储量丰富的资源,如稀土、钨、钛、钼、钽、铌、钒、锂等,有的工业储量甚至占世界总储量的一半以上,这些资源均是特种功能材料的重要原材料。研究开发与上述元素相关的特种功能材料,拓宽其应用领域,取得自主知识产权,将大幅度地提高我国相关特种功能材料及制品的国际市场竞争力,这对实现西部资源的高附加值利用,将西部的资源优势转化为技术优势和经济优势具有重要意义,将有力地支持国家的西部大开发。

随着我国人民生活质量的进一步改善和提高 ,我国潜在的生物医用材料市场将很快转化为充满勃勃生机的现实市场,从而创造出巨大的社会经济效益,成为国民经济的一个支柱产业。

我国已确定“在发展中解决保护,在保护环境的基础上实现持续发展”的原则,签署了有关国际公约,并通过了国家有关环境保护的法律、法规,这些都为生态环境材料需求发展创造了有利条件。发展生态环境材料,除了在社会和经济方面具有巨大的需求之外,在政治上还对我国加入 WTO,融入国际社会,提升国际地位具有重要作用。此外,生态环境材料还对我国的“科技、人文、绿色”奥运工程起着特殊的作用。

总之,在未来的五到十年,我国经济、社会及国家安全对功能材料有着巨大的需求,功能材料是关系到我国能否顺利实现第三步战略目标的关键新材料。4、发展重点与关键技术选择

1) 发展重点

高温超导材料制备与应用技术

稀土功能材料

新型能量转换材料与技术(能源材料)

生物医用材料

绿色奥运工程材料与技术

分辨离膜材料与技术(海水、氯碱膜)

印刷(制版、感光)、显示( OLED)材料

高新技术改造传统产业技术

2) 关键技术选择

能源材料

①固体氧化物燃料电池:

固体氧化物燃料电池是一种新型绿色能源装置,比质子交换膜燃料电池有更高的转换效率和节能效果,可减少二氧化碳排放 50%,不产生NOx,已成为发达国家重点研究开发的新能源技术。但目前研究的固体氧化物燃料电池的工作温度达800~900℃,其关键部件的材料制备总是成为制约固体氧化物燃料电池发展的瓶颈。应突破的关键技术主要有:a)高性能电极材料及其制备技术;b)新型

电解质材料及电极支撑电解质隔膜的制备技术;c)电池结构优化设计及其制备技术;d)电池的结构、性能与表征的研究。

②光电转换效率大于 18%的硅基太阳能电池商品化;

研制出光电转换效率大于 18%的低成本、大面积、可商业化的硅基太阳能电池及其组件。

③太阳能的综合利用 (光电、热电、热交换)及其与风力发电的耦合技术;建立总体利用效率达15%的追尾聚集光式太阳能光电、热电、热交换系统并实用化,建立太阳能综合利用与风力发电耦合的实用型分布式地面电站,并可并网供电。稀土材料

①稀土催化材料

②稀土永磁材料

突破高性能 (N50)、高均匀性、高工作温度、低温度系数的烧结稀土永磁材料和高性能(磁能积20MGOe)粘结稀土永磁材料的产业化关键技术。

③高亮度、长寿命白光 LED节能照明系统

低成本、高亮度、长寿命白光 LED节能照明系统产业化并进入普通百姓家庭。生物医用材料

①生物芯片;

②生物兼容性好、可降解或可诱导再生的人体软、硬组织替换材料;

③具有分子识别和特异免疫功能的血液净化材料和装置。

生态环境材料

①有机膜分离技术:海水(或盐碱水)淡化效率达 50%的有机膜实用化和产业化。

②固沙植被材料与技术;

③节能、环保的建筑材料及其关键工艺技术:

突破日产 2000吨的流态化水泥烧成技术,其单位能耗与粉尘排放低于目前的新型干法工艺;实现纯氧燃烧生产浮法建筑玻璃的产业化。

特种功能材料

①无机分离催化膜:突破无机分离催化膜(透氧膜、分子筛膜、透氢膜)的关键制备技术,建立无机分离催化膜用于天然气催化转化制备合成气和液体燃料、天然气直接转化制备乙烯、生物质原料制备乙醇、天然气制氢等方面的示范性生产装置。

②大尺寸光学金刚石膜;

③有机磁性材料 :突破本征有机磁性材料的关键技术。

④敏感材料与传感器。

超导材料高温超导材料的制备与应用技术

化工新材料产业现状剖析与未来发展

化工新材料产业现状剖析与未来发展 以下是出guo实用资料栏目的化工新材料产业现状剖析与未来发展,供您参考,请点击出guo()查看。 化工新材料,即通过化学合成的手段生产的新材料,以及以化工新材料为基础通过二次加工生产的复合材料。从物质结构看,主要是有机材料,也包括部分无机材料(主要是无机非金属的纳米粉体材料);从产品工业类别看,包括:新领域的高端化工材料—工程塑料、合成橡胶、高性能纤维、生物降解塑料、热塑性弹性体、纳米复合材料、有机氟硅材料、无机化工新材料等、传统化工材料的高端品种—超高分子量聚乙烯、高吸水性丙烯酸树脂等、通过二次加工生产的化工新材料—木塑材料、功能性膜材料等。 产业发展现状 中国已成为世界化工新材料最活跃的市场,据测算xx年市场规模达3300亿元人民币,但是中国在各个领域都尚未完全满足国内需求。为此,化工新材料相关产品被明确列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(xx-2020年)》基础原材料主题。 十一五期间发展成就 中国化工新材料产业经过“十一五”时期发展,已初步形成一个新兴的产业门类。xx年全行业总产值约为2000亿元人民币,企业和科研单位数量达2000家,从业人员在100万左右。化工新材料各个领域主要品种中国均有生产,所有小品种均开始着手进行了研究,

部分产品产量已位居世界前列,少量出口,中国已逐步成为世界化工新材料生产大国。 针对国内外下游市场需求,培育了一批化工新材料产业。如中国合成橡胶总生产能力由xx年的132.7万吨增长到xx的271.7万吨,年均增长率达到21.0%,超过中国合成橡胶40多年产能发展的总和。中国已成为世界合成橡胶生产大国,总产量位居世界第二。国家多年来的引导和支持加速了中国功能膜产业的形成和发展。现在,全国从事功能膜研究的院所、大学近100家,膜制品生产企业有300余家,工程公司超过1000家,在功能膜几乎所有的领域中国都开展了工作。 针对国家重大工程及产业需求,突破了一批关键化工新材料产业化制备技术并发展了一批龙头企业。碳纤维一直是航空航天重要的配套材料,这一材料生产技术在“十一五”期间取得产业化突破。威海拓展公司和中复神鹰公司均已建成千吨级碳纤维(相当於日本东丽T300级)生产线。丁基橡胶在汽车内胎、轮胎气密层、药瓶橡胶塞中大量使用,以往长期依赖进口。 “十一五”期间,中石化集团开发出聚合级异丁烯生产技术,形成了万吨级丁基橡胶生产能力,填补了国内紧缺的丁基橡胶生产空白,使中国七大通用合成胶种全部实现了国产化。聚苯硫醚(PPS)工程塑料在“十一五”期间也取得突破。四川得阳科技股份有限公司在“十五”千吨级加压法合成线性高分子量PPS树脂生产线基础上,不断突破工程化放大技术,目前已形成超过3万吨的树脂合成规模,装置能力居世界第一。

新材料产业发展规划纲要

新材料产业发展规划纲 要 文档编制序号:[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]

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江苏省新材料产业发展规划纲要 (2009-2012年) 为应对全球高技术产业发展的变化和挑战,全面落实省委、省政府发展创新型经济的要求,发挥我省新材料产业优势,抢占新材料技术制高点,推动新材料产业健康快速发展,特制定本规划纲要。规划期为2009-2012年。 一、发展背景和现状 (一)产业界定与特点 新材料指满足下列条件之一的材料:一是新出现或正在发展中的具有传统材料所不具备的优异性能的材料;二是高技术发展所需要的具有特殊性能的材料;三是由于采用新技术(工艺、装备),使新材料性能比原有性能有明显提高,或出现新功能的材料。新材料具有应用领域宽广,知识与技术密集度高,与其他产业关联度强等特点。鉴于新材料种类纷繁,涉及面广,结合我省新材料产业发展实际,本纲要针对我省具有特色的微电子材料、光电子材料、新型显示材料、纳米材料、高性能纤维复合材料、新型化工材料、新能源材料、功能陶瓷材料、新型金属材料和新型建筑材料等10类材料产业作出规划。 (二)发展背景与趋势 新材料产业是国民经济和国防现代化的重要支撑,是现代高新技术产业的基础。20世纪90年代以来,纳米材料、生物医用材料、环境友好材料、光电子材料、微电子材料和新型平板显示材料等蓬勃发展,各类新型化工新材料等层出不穷,为经济发展和社会文明进步提供了不竭动力。世界各国均把大力研究和开发新材料作为21世纪的重大战略决策。美国提出在纳米材料、生物材料、光电子材料、微电子材料、极端环境材料及材料科学等新材料产业保持全球领先地位,日本、欧盟、韩国等也制订了促进新材料产业快速发展的战略计划。我国新材料产

碳基复合材料研究现状及发展趋势

碳基复合材料研究现状及发展趋势 摘要:碳基复合材料由于其优异的各项性能在航空航天工业、能源技术、信息技术等方面有着很好的应用前景,国内外对高性能复合材料的研究也日趋加深,本文主要从材料的性能来分析其应用及其在未来主要领域的发展趋势。 1 碳基复合材料的特点 碳纤维增强碳复合材料(碳基复合材料,C/C)是具有特殊性能的新型工程材料,是以碳或石墨纤维为增强体,碳或石墨为基体复合而成的材料。碳基复合材料几乎完全是由碳元素组成,故能承受极高的温度和极大的加热速度。该材料具有极高的烧蚀热、低的烧蚀率、抗热冲击,并在超热环境下有高强度,被认为是再入环境中高性能的抗烧蚀材料。它抗热冲击和抗烧诱导能力极强,且具有良好的化学惰性。碳基复合材料做导弹的鼻锥时,烧蚀率低且烧蚀均匀,从而可提高导弹的突防能力和命中率。碳基复合材料还具有优异的耐磨差性能和高的导热,使其在飞机、汽车刹车片和轴承等方面得到应用。 碳基复合材料不仅具有其它复合材料的优点,同时又有很多独到之处。碳基复合材料的特点如下: (1)整个系统均由碳元素构成,由于碳原子彼此间具有极强的亲和力,使碳基复合材料无论在低温下还是在高温下,都有很好的稳定性。同时,碳素材料高熔点的本性,赋予了该材料优异的耐热性,可以经受住2000℃左右的高温,是目前在惰性气氛中高温力学性能最好的材料。更重要的是碳基复合材料随着温度的升高,其强度不降低,甚至比室温还高,这是其他材料无法比拟的。 (2)密度低(小于2.0g/cm3),仅为镍基高温合金的1/4,陶瓷材料的1/2。 (3)抗烧蚀性能良好,烧蚀均匀可以用于3000 ℃以上高温短时间烧蚀的环境中,可作为火箭发动机喷管、喉衬等材料。 (4)耐摩擦,耐磨损性能优异,其摩擦系数很小,性能稳定,是各种耐磨和摩擦部件的最佳候选材料。 (5)良好的生物相容性,具有与人体骨骼相当的密度和模量,在人体骨骼修复与替代材料方面具有较好的应用前景。 2 碳基复合材料的制备工艺 碳基复合材料制备过程包括:增强体碳纤维及其织物的选择、基体碳先驱体

新材料行业发展趋势

新材料行业发展趋势 与传统材料相比,新材料产业具有技术高度密集,研究与开发投入高,产品的附加值高,生产与市场的国际性强,以及应用范围广,发展前景好等特点,其研发水平及产业化规模已成为衡量一个国家经济,社会发展,科技进步和国防实力的重要标志,世界各国特别是发达国家都十分重视新材料产业的发展。下面是有关于新材料行业发展趋势的分析,一起来看看。 中国新材料产业发展前景分析新材料作为二十一世纪三大关键技术之一,是高新技术发展的基础和先导,已成为全球经济迅猛增长的源动力。 随着科学技术发展,人们在传统材料的基础上,根据现代科技的研究成果,开发出新材料。新材料按组分为金属材料、无机非金属材料(如陶瓷、砷化镓半导体等)、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材料性能分为结构材料和功能材料。结构材料主要是利用材料的力学和理化性能,以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能要求;功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光热等效应,以实现某种功能,如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料等。新材料在国防建设上作用重大。例如,超纯硅、砷化镓研制成功,导致大规模和超大规模集成电路的诞生,使计

算机运算速度从每秒几十万次提高到每秒百亿次以上;航空发动机材料的工作温度每提高100℃,推力可增大24%;隐身材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射,使敌方探测系统难以发现等等。 在新材料产业中分布情况 21世纪科技发展的主要方向之一是新材料的研制和应用。新材料的研究,是人类对物质性质认识和应用向更深层次的进军。 信息材料是最活跃的新材料领域,微电子材料在未来10~15年仍是最基本的信息材料,集成电路及半导体材料将以硅材料为主体,化合物半导体材料及新一代高温半导体材料共同发展。光电子材料将成为发展最快和最有前途的信息材料,主要集中在激光材料、高亮度发光二极管材料、红外探测器材料、液晶显示材料、光纤材料等领域。 XX年,在“国家半导体照明工程”计划的推动下,我国半导体照明产业发展加速,关键技术取得突破,蓝光功率型LED芯片发光效率达到90mW,处于国际先进水平;封装的功率型白光LED发光效率超过30lm/W,达到国际先进水平。建立了上海、大连、厦门、南昌4个国家半导体照明产业化基地,民营资本投资近37亿元人民币,我国LED产业迎来了快速发展的时期。 XX年我国推出了激光电视样机,技术水平达到国际先进。

新型碳材料的发展

新型碳材料的发展 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

新型碳材料的发展 The development trend of Several Kinds of New Carbon Materials 摘要及概述 碳是世界上含量极广的一种元素。碳材料在人类发展史上起着主导性的作用,应用最为出众的一次就是第二次工业革命。有人预言,21世纪是“超碳时代”。金刚石的人工合成、石墨层间化合物的研究、富勒烯(碳笼原子簇)、碳纤维、C60、碳纳米管、碳素系功能材料的发现及研究都取得了令人瞩目的进展。这些以单质碳为基础的无机碳化学给人们展现了无限的想象空间。 关键词 碳材料碳纳米管碳纤维活性炭材料微孔碳金刚石膜富勒烯柔性石墨插层化合物 C/C复合材料纳米碳管生物碳材料核石墨 前言 碳元素是自然界中存在的与人类最密切相关、最重要的元素之一,它具有多样的电子轨道特性(sp、sp2、sp3杂化),再加之sp的异向性而导致晶体的各向异性和其排列的各向异性,因此以碳元素为唯一构成元素的碳材料具有各式各样的性质,并且新碳素相和新型碳材料还不断被发现和人工制得。事实上,没有任何元素能像碳这样作为单一元素可形成如此之多的结构与性质完全不同的物质。可以说碳材料几乎包括了地球上所有物质所具有的性质,如最硬-最软;绝缘体-半导体-良导体;绝热-良导热;全吸光-全透光等。随着科学技术的进步,人们发现碳似乎蕴藏着无限的开发可能性。碳的用途也十分广泛,从史前的木炭、近代工业的人造石墨和炭黑、当代的原子炉用高纯石墨和飞机用碳/碳复合材料刹车片、现今的铿

柳州市新材料产业调研报告(g一稿)

柳州市新材料产业调研报告 新材料产业作为高新技术发展的基础和先导,是我市“十二五”重点发展的战略性新兴产业。为全面掌握全市新材料产业发展现状,确定我市今后新材料产业发展重点,为领导决策提供准确的基础数据资料,理清发展思路,制定未来发展规划及扶持政策,市工信委组织新材料产业发展专项调查活动。现将调研情况汇报如下: 一、基本情况 根据《中国新材料产品与技术指导目录》,我国新材料产业技术领域可分为16类,新材料行业涉及多个工业领域,我市四个新兴产业及新材料产业企业共有48家,其中四个新兴产业企业有17家,包含生物及制药、机电仪一体化、新能源及环保;新材料企业有31家,有包含其中的7类,其中属于电子信息材料(包括微电子材料、光电子材料、平板显示材料、固态激光材料)的有7家;属于先进金属材料(包括超级钢和贵金属也有色)有6家;属于节能新材料(包括半导体照明材料、光伏电池材料、新能源材料)的有3家;属于纳米材料的有2家;属于化工新材料的有2家;属于新型建筑材料的有8家。2010年,全市规模以上新材料和新兴产业实现销售收入50.42亿元。目前,柳州市以生产有色金属新材料、生物工程、光机电一体化、电子信息产品为代表的一批高新技术企业已初具规模,已经市、自治区认定的高新技术企业已达94家。企业内建立博士后工作站的已达7个。柳州市具备了新材料技术产业化的条件,有能力建立自治区级乃至国家级的新材料产业化基地。据专家估计,新材料产业年均增速超过20%,94%的企业是依附于或者从原材料企业中发展而来,柳州市新材料产业发展模式也是如此,而且柳州市原材料产

业门类齐全,因此柳州市具有发展市新材料产业的优势。这也就意味着柳州市可以做大做强新材料产业,产生集聚效应,成为柳州市新的经济增长点。 二、新材料产业的特点 1、技术与投资高度密集 技术密集是指新材料在研制和制造过程中技术的多样性、边缘性和综合性。新材料行业涉及自然科学和工程技术,多学科交叉渗透,知识和技术高度密集,如利用计算机实现材料设计、先进加工和制造技术进行新材料的生产、先进的仪器设备进行新材料的检测和评价等。 投资密集指研究开发和生产新材料产品要求有一定的投资强度。新材料行业的放大技术复杂,行业装备一次性投入大,尤其是在工程化研究以及建立规模经济生产线时,更要求比较大的投资。 2、高风险、高收益 从风险的角度看。首先,由于应用领域的进步,对新材料的技术要求进一步提高,研发风险提高;其次,新材料品种多,大批量产品相对较少,由于工艺集成度加大,生产流程缩短,知识转化为技术和产品的效率提高,存在行业风险;第三,由于高新技术迅猛发展,新材料本身更新换代速度加快,生命周期缩短,产品风险加大。 从收益的角度看。一般传统材料行业的附加值不过几倍,个别达到几十倍,新材料行业的附加值可达到百倍或更高,如有些生物医用材料每千克的市场价格高达十几万美元,几乎可以称得上“一本万利”。 3、行业创新效应明显 新材料的应用从军事工业(航空航天、核武器等)开始,逐

新材料 新兴产业发展的基础和先导新材料产业概况新材料的分

新材料:新兴产业发展的基础和先导1.新材料产业概况 新材料的分类 新材料,是指新近发展的或正在研发中的、在性能上优于传统材料或者有特殊功能的一些材料;或者通过新技术的处理,在传统材料的基础上获得的性能显着提高或产生了新功能的材料;一般情况下,能够满足高技术产业发展需要的一些关键材料也被纳入新材料的范畴。 作为新兴产业的基础和先导,新材料的应用范围极其广泛,它同信息技术、生物技术一样一起成为二十一世纪最重要和最具发展潜力的领域。跟传统材料一样,新材料可以按性能特征、材质和应用领域三个不同角度进行分类。 从材料性能来看,新材料可以分为功能材料和结构材料两类。功能材料是指通过利用材料所具有的电、磁、声、光热等效应及其相互转化功能,以实现某种功能,如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料等。结构材料主要是利用材料的力学性能,从而研发出具有高比强度、高比刚度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等性能的材料。新型结构材料主要包括新型金属工程结构材料、先进陶瓷材料、高分子合成材料和复合材料。 新型材料按材质可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和先进复合材料四大类。 从应用领域和当前新材料的研究热点出发,我们可以将新材料分为:电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料(含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等)、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工新材料等。 新材料:新兴产业发展的基础和先导

2009年11月,温总理发表《让科技引领中国可持续发展》,报告中将新材料产业列为国家新兴战略性产业之一,要求尽快形成具有世界先进水平的新材料与绿色制造产业体系。 新能源、新材料、生物制药、网络信息、海洋空间、生命科学及地质勘探等七大战略性新兴产业规划正在加速成形中。作为七大新兴产业之一的新材料犹为瞩目。不难发现,新材料涵盖了其它六大新兴产业的大部分内容,是新兴产业发展的根基和先导。加快新材料产业的发展将是国家顺利发展新兴产业的前提和重要组成部分。 从需求看,包括大飞机、高铁、新能源汽车等重点工程,以及三网融合、物联网、节能环保等重要产业,都需要应用各种新材料,其市场需求正在不断扩大,新材料产品进出口额也逐年攀升。 政策方面,政府通过国家自然科学基金、973计划、863计划、火炬计划等7个专项计划来支持新材料产业的发展,材料领域的项目数和投资金额在各项科技计划中都占到15%~30%。市场需求的日益扩大,加之政策的支持,新材料将在新兴产业中得到优先发展。 近年来,随着我国在能源、生物、电子以及建筑等众多领域的飞速发展,新材料产业正进入一个充满机遇的黄金发展阶段。统计显示,近10年以来世界材料产业的产值以每年约30%的速度增长。在经济强劲复苏和高新技术产业迅猛发展的拉动下,未来我国新材料市场将继续保持高速增长。 2.重点行业分析 按照应用领域,我们把新材料分为信息材料、能源材料、建筑材料、化工材料、环境材料和生物医用材料六大类。

广州市新材料产业发展情况和招商重点

广州市新材料产业发展情况和招商重点 (2018年11月) 广州市作为全国首批7 个新材料产业国家高技术产业基地之一,经过多年发展,全市新材料研发范围已基本覆盖国家重点支持的新材料高新技术领域,形成了一批在全国具有垄断性的骨干企业和独创性新材料产品,产业特色优势突出。 一、发展情况 截至2017 年底,全市拥有新材料企业300 多家、总产值2900 多亿元,其中产值超百亿元企业有2 家、超十亿元企业有25 家、超亿元企业有120 多家,形成了高分子材料、金属材料、电子信息材料等多个优势产业集群。集聚了金发科技、白云化工、广州聚赛龙、LG 化学、陶氏化学、高氏涂料等一批国际新材料龙头企业。 (一)产业基础发展良好 广州新材料产业科技实力较为雄厚,初步形成了一个企业技术中心、高校、科研院所和各级重点实验室及工程中心在内的新材料研发和科技创新体系。目前,广州具有国家钛

及稀有金属粉末冶金工程技术研究中心等13 家新材料领域国家级研发和工程技术研究中心。 (二)产业配套条件优越 在黄埔、南沙、白云、花都等地已初步形成产业集聚度较高的新材料产业群,其中,南沙钢铁基地、广州开发区拥有高端金属材料生产及深加工基地;广州科学城、从化明珠工业园已形成国内技术水平最高、规模最大的先进改性塑料产业基地;而在广州民营科技园、白云化工新材料基地,对标国际水平的日用化学品、胶粘剂、涂料等精细化学品产业集群正在崛起。 (三)政策扶持力度持续加强 当前,广州以建设“中国制造2025”试点示范城市的有利契机,大力实施NEM 计划,明确将新材料列为《广州制造2025战略规划》、《广州市建设“中国制造2025”试点示范城市实施方案》、《广州市战略性新兴产业第十三个五年发展规划(2016—2020 年)》的重点发展产业,在资金、用地、人才等方面给予支持,还专门成立“广州市新材料产业发展促进会”推动新材料产业的发展。 二、未来三年招商计划 (一)广州市新材料产业发展招商工作目标 到2019 年底,新材料产业高端化、品牌化取得明显成效,产值达到3600 亿元,推动新材料产业智能化、绿色化、

新型碳材料

新型碳材料 一.碳材料基础 碳作为生命组织的基本组成之一存在于所有有机材料和所有碳基高分子中。纯的碳很早以前就是重要的无机材料之一。碳有4种同素异形体:石墨、金刚石、富勒烯、卡宾碳,它们各有各自不同的特点及应用,总的来说它们几乎涵盖所有科学家及工程师所需要的特点。例如:石墨是最软的材料之一(显微硬度1GPa),通常用来作为固体润滑剂;金刚石是最硬的材料(显微硬度100GPa),通常作为切割工具;碳纳米管拥有与铜或硅相媲美的导电性。 传统碳材料(Classic Carbons) ?木炭,竹炭(Charcoals) ?活性炭(Activated carbons) ?炭黑(Carbon blacks) ?焦炭(Coke) ?天然石墨(Natural graphite)?石墨电极,炭刷 ?炭棒,铅笔新型碳材料(New Carbons) ?金刚石(Diamond) ?炭纤维(carbon fibers) ?石墨层间化合物(Graphite Intercalation compounds) ?柔性石墨(Flexible graphite) ?核石墨(Nuclear graphite)?储能用炭材料 ?玻璃炭(Glass-like carbons) 其中新型碳材料包含纳米碳材料:富勒烯、碳纳米管、纳米金刚石、石墨烯。二.新型碳材料 1.金刚石 自然界最硬的固体,有天然和人造两类。 钻石就是我们常说的金刚石,它是一种由纯碳组成的矿物。金刚石是自然界中最坚硬的物质,因此也就具有了许多重要的工业用途,如精细研磨材料、高硬切割工具、各类钻头、拉丝模。还被作为很多精密仪器的部件。 金刚石化学性质稳定,具有耐酸性和耐碱性,高温下不与浓HF 、HCl、HNO3作用,只在Na2CO3、NaNO3、KNO3的熔融体中,或与K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸时,表面会稍有氧化;在O、CO、CO2、H、Cl、H2O、CH4的高温气体中腐蚀。 2.碳纤维 碳纤维(carbon fiber),顾名思义,它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼具纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。 碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨,是乱层石墨结构。 化学性质:碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高,无蠕变,耐疲劳性好,比热及

新能源与新材料产业发展现状与认识

新能源与新材料产业发展现状 及工作设想 新能源与新材料产业部

目录 一、新区新能源与新材料产业发展现状 (3) (一)新能源与新材料产业基础 (3) (二)新能源与新材料产业布局 (11) (三)项目推进情况和重点推进项目的落地选址 (12) 二、新能源与新材料产业初步认识 (15) (一)新能源与新材料概念的界定 (15) (二)新能源产业发展现状 (16) (三)新材料产业发展现状 (19) (四)新区产业发展优势 (20) 三、工作设想 (22) (一)新能源与新材料产业定位 (22) (二)新能源与新材料产业发展重点 (22) 1、总部类 (24) 2、研发类 (25) 3、产业链关键环节的重点企业 (27)

4、光伏建筑一体化应用 (29) (三)打造产业集群 (30) 1、光伏太阳能装备制造示范基地 (31) 2、光电建筑应用示范区 (31) (四)产业发展建议 (31) 1、对于新能源与新材料产业认识的前瞻性 (31) 2、对于新能源与新材料产业促进的扶持性 (32) 3、明确产业发展的基础空间 (32) 4、加强分布式太阳能发电应用的规划工作 (33) 新能源与新材料产业发展现状及工作设想一、新区新能源与新材料产业发展现状 (一)新能源与新材料产业基础 根据统计,目前新区现有新能源与新材料企业74家,其中大兴区相关企业32家(见表1),开发区相关企业42家,初步形成了风力发电(见表2)、燃料电池(见表3)、太阳能光伏(见表4)、环保设备(见表5)四大领域。新能

源与新材料产业实现工业产值34亿元和90亿元,占大兴区工业总产值的7.8%,税收的5.7%。占开发区工业总产值的4.5%,税收的2.1%。 开发区从1992年建区以来一直坚持高端发展定位,2009年万元GDP能耗为0.16吨标煤,远低于全国国家级开发区和北京市的平均水平。先后成为国家工业节水示范园区、ISO14000国家环境管理示范区、国家太阳能光伏产业集中应用示范园。 从目前已入区企业的运营情况来看,新能源与新材料产业科技含量高、资金投入大、与相关产业的融合度高,对技术突破和经济发展带动明显。新区已经具备一定的产业基础,风电、光伏等产业链集群雏形初步显现。

碳材料介绍

碳材料介绍 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

新型碳材料的发展及简介 摘要:碳是世界上含量十分丰富的一种元素。碳材料在人类发展史上起着主导的作用,其应用最为出众的一次是在第二次工业革命。现代科技的发展使得人类又获得了几种新型的碳材料--碳纳米管、碳纤维、C60、碳素系功能材料等。 关键词:碳材料碳纳米管碳纤维 一、前言 碳是世界上含量及广的一种元素。它具有多样的电子轨道特性(SP、SP2、SP3杂化),再加之SP2的异向性而导致晶体的各向异性和其排列的各向异性,因此以碳元素为唯一构成元素的的碳材料,具有各式各样的性质。在历史的发展中传统的碳材料包括:木炭、竹炭、活性炭、炭黑、焦炭、天然石墨、石墨电极、炭刷、炭棒、铅笔等。而随着社会的发展人们不断地对碳元素的研究又发明了许多新型炭材料:金刚石、碳纤维、石墨层间化合物、柔性石墨、核石墨、储能型碳材料、玻璃碳等。其中新型纳米碳材料有:富勒烯、碳纳米管、纳米金刚石、石墨烯等。 没有任何元素能像碳这样作为单一元素可形成如此多类结构和性质不同的物质,可以说碳材料几乎包括了地球上所有物质所具有的性质,如最硬--最软、绝缘体--半导体--超导体、绝热-良导热、吸光--全透光等。随着时代的变迁和科学的进步,人们不断地发现和利用碳,可以这么说人们对碳元素的开发具有无限的可能性。 自1989年着名的科学杂志《Science》设置每年的“明星分子”以来,碳的两种同素异构体“金刚石”和“C ”相继于1990年和1991年 60 的三位科学家,连续两年获此殊荣,1996年诺贝尔化学奖又授予发现C 60 这些事充分反映了碳元素科学的飞速发展。但是由于碳元素和碳材料具

最新国家新材料产业政策梳理整理

国家新材料产业政策梳理 陈俊全 摘要:新材料作为国民经济先导性产业和高端制造及国防工 业等的关键保障,是各国战略竞争的焦点。我国新材料产业的战略地位不断提升,目前已上升到国家战略层面。通过梳理分析相关的政策脉络可以看出,国家发展新材料产业的核心目标是:提升新材料的基础支撑能力,实现我国从材料大国到材料强国的转变;具体从关键战略材料、先进基础材料和前沿新材料三个重点方向展开,同时还要结合我国实际促进特色资源新材料的可持续发展。 一、新材料的基本概念 新材料是指新出现的具有优异性能或特殊功能的材料,或是传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料。 根据《<中国制造2025>重点领域技术路线图》及《新材料产业发展指南》,新材料产业总体分为先进基础材料、关键战略材料和前沿新材料三个重点方向。其中,基础材料产业总体产能过剩、高端不能完全自给,重点是要发展高性能、差别化、功能化的先进基础材料;关键战略性材料是支撑各高端应用和实施重大战略需要的关 键保障材料,重点是有效解决战略性新兴产业发展急需,突破高端制造业战略材料受制于人的局面;前沿新材料包括3D 打印材料、超导材料、石墨烯等前沿方向,重点是加快创新和布局自主知识产权,抢占发展先机和战略制高点。 二、国家发展新材料产业的重要意义 新材料作为国民经济的先导性产业和高端制造及国防工业发 展等的关键保障,是各国战略竞争的焦点。“一代材料、一代产业”,从材料的应用历程可以看出,每一次生产力的发展都伴随着材料的进步。新材料的发现、发明和应用推广与技术革命和产业变革

密不可分。在全球新一轮科技和产业革命兴起的大背景下,欧美韩日俄等全球20多个主要国家纷纷制定了与新材料有关的产业发展战略,启动了100多项专项计划,大力促进本国新材料产业的发展。 表1 全球主要国家新材料产业相关的发展规划 主要经 济体 新材料发展规划重点方向 美国未来工业材料计划、国家纳米 技术计划、光电子计划、光伏 计划、下一代照明光源计划、 先进汽车材料计划、建筑材料 计划、材料基因组计划战略规 划、先进伙伴制造计划、纳米 材料研究战略等保持全球新材料领域的全球领导地位,重点发展生命科学、信息技术、环境科学、航空航天和纳米技术。 欧盟地平线2020计划、欧洲冶金计 划、尤里卡计划、第七科技框 架计划等着力推动催化剂、光学材料及光电材料、有机电子、磁性材料、仿生学、纳米生物技术、超导体、复合材料、生物医学材料及智能纺织材料等十大领域的 发展。 俄罗斯2030年前材料与技术发展战略 等一方面力求保持在航空航天、能源、化工等材料领域的领先地位;另一方面大力发展对促进国民经济和提高国防实力 有重要影响的电子信息、通信设施、计

碳材料介绍

新型碳材料的发展及简介 摘要:碳是世界上含量十分丰富的一种元素。碳材料在人类发展史上起着主导的作用,其应用最为出众的一次是在第二次工业革命。现代科技的发展使得人类又获得了几种新型的碳材料--碳纳米管、碳纤维、C60、碳素系功能材料等。 关键词:碳材料碳纳米管碳纤维 一、前言 碳是世界上含量及广的一种元素。它具有多样的电子轨道特性(SP、SP2、SP3杂化),再加之SP2的异向性而导致晶体的各向异性和其排列的各向异性,因此以碳元素为唯一构成元素的的碳材料,具有各式各样的性质。在历史的发展中传统的碳材料包括:木炭、竹炭、活性炭、炭黑、焦炭、天然石墨、石墨电极、炭刷、炭棒、铅笔等。而随着社会的发展人们不断地对碳元素的研究又发明了许多新型炭材料:金刚石、碳纤维、石墨层间化合物、柔性石墨、核石墨、储能型碳材料、玻璃碳等。其中新型纳米碳材料有:富勒烯、碳纳米管、纳米金刚石、石墨烯等。 没有任何元素能像碳这样作为单一元素可形成如此多类结构和性质不同的物质,可以说碳材料几乎包括了地球上所有物质所具有的性质,如最硬--最软、绝缘体--半导体--超导体、绝热-良导热、吸光--全透光等。随着时代的变迁和科学的进步,人们不断地发现和利用碳,可以这么说人们对碳元素的开发具有无限的可能性。 自1989年著名的科学杂志《Science》设置每年的“明星分子”以来,碳 ”相继于1990年和1991年连续两年获此的两种同素异构体“金刚石”和“C 60 殊荣,1996年诺贝尔化学奖又授予发现C 的三位科学家,这些事充分反映了 60 碳元素科学的飞速发展。但是由于碳元素和碳材料具有形式和性质的多样性,从而决定了碳元素和碳材料人有许多不为人们知晓的未开发部分。 二、国内外新型碳材料的发展趋势

新材料产业发展规划纲要经典

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江苏省新材料产业发展规划纲要 (2009-2012年) 为应对全球高技术产业发展的变化和挑战,全面落实省委、省政府发展创新型经济的要求,发挥我省新材料产业优势,抢占新材料技术制高点,推动新材料产业健康快速发展,特制定本规划纲要。规划期为2009-2012年。 一、发展背景和现状 (一)产业界定与特点 新材料指满足下列条件之一的材料:一是新出现或正在发展中的具有传统材料所不具备的优异性能的材料;二是高技术发展所需要的具有特殊性能的材料;三是由于采用新技术(工艺、装备),使新材料性能比原有性能有明显提高,或出现新功能的材料。新材料具有应用领域宽广,知识与技术密集度高,与其他产业关联度强等特点。鉴于新材料种类纷繁,涉及面广,结合我省新材料产业发展实际,本纲要针对我省具有特色的微电子材料、光电子材料、新型显示材料、纳米材料、高性能纤维复合材料、新型化工材料、新能源材料、功能陶瓷材料、新型金属材料和新型建筑材料等10类材料产业作出规划。 (二)发展背景与趋势 新材料产业是国民经济和国防现代化的重要支撑,是现代高新技术产业的基础。20世纪90年代以来,纳米材料、生物医用材料、环境友好材料、光电子材料、微电子材料和新型平板显示材料等蓬勃发展,各类新型化工新材料等层出不穷,为经济发展和社会文明进步提供了不竭动力。世界各国均把大力研究和开发新材料作为21世纪的重大战略决策。美国提出在纳米材料、生物材料、光电子材料、微电子材料、极端环境材料及材料科学等新材料产业保持全球领先地位,日本、欧盟、韩国等也制订了

促进新材料产业快速发展的战略计划。我国新材料产业正处于强劲发展的阶段,有关资料表明,未来我国新材料产业市场年增长速度将保持在20%以上。随着新能源、光电子、微电子、航空、汽车等产业的发展,纳米材料、光电子材料、微电子材料、新型平板显示材料、新型化工材料等新材料产业将迎来高速发展阶段。 (三)发展现状 1.产业规模不断壮大 2008年,全省新材料产业销售收入达4881亿元,占全省高新技术产业比重由2004年的15.09%提高到2008年的24.03%,其中,10类重点发展的新材料产业销售收入达2000亿元,拥有国家级新材料特色产业基地18个,销售收入过亿元的企业近80家。 2.产业结构不断优化 目前,我省已在金属材料、纺织材料、化工材料等传统材料产业方面形成了较好的产业基础,新型电子信息材料、新能源材料、高性能纤维复合材料、功能陶瓷材料和纳米材料等新材料产业迅猛发展。苏州南大光电是国内唯一一家实现金属有机源(MO 源)产业化的企业,市场占有率达70%。我省纳米技术研究和应用总体发展已达全国先进水平,骨干企业近20家。东海县是我国最大的石英材料集散中心,已初步形成具有鲜明区域特色的硅材料产业集群。中复神鹰是国内最大的碳纤维生产企业。2008年,我省已形成年产4000吨原丝和1320吨T300碳纤维的生产能力,实现了碳纤维生产的完全国产化。我省玻璃纤维总量居全国第4位,年收入超亿元的玻璃纤维企业有8家,江苏九鼎是全国最大的纺织型玻璃纤维企业。特纤、电子布、增强基材、织物等产品全国领先,全国玻璃纤维名牌产品中我省占38%。 3.企业支撑不断增强

新材料产业发展现状及趋势

新材料产业发展现状及趋势 “十五”期间,在我国新材料产业发展过程中,国家给予了大力支持,初步形成了比较完整的新材料产业体系。“十五”期间发布的《国家计委关于组织实施新材料高技术产业化专项公告》,通过100多个产业化专项的实施.有力地推动了我国具有自主知识产权的新材料产业的发展,在电子信息材料、先进金属材料、电池材料、磁性材料、新型高分子材料、商性能陶瓷材料和复合材料等方面形成了一批高技术新材料核心产业。“十一五”期间又进一步加大了支持力度。按我国目前经济发展趋势预计,新材料需求增长速度将高于经济增长速度,按10%的增长速度计算,到2010年我国新材料市场可达6500亿元。新材料产业也已成为衡量一个国家经济社会发展、科技进步和国防实力的重要标志。 我国新材料产业的发展现状 当前,我国的新材料产业在国际产业布局中正处于由低级向高级发展的阶段,随着对外开放和与全球业界的广泛交流合作,我国新材料产业正呈现快速健康发展的良好状态,在一些重点、关键新材料的制备技术、工艺技术、新产品开发及节能、环保和资源综合利用等方面取得了明显成效,促进了一批新材料产业的形成与发展。 1.新一代钢铁结构材料 迄今为止,钢铁结构材料依然是国民经济各支柱产业和国防工业的重要支撑材料和应用范围最宽、使用量最大的材料,其生产和应用过程对全球资源、能源和人类生存环境有着不可忽视的影响,以去年为例: 2007年生产钢材46719.3万吨,比去年增长16.2%。同时,高技术含量、高附加值品种钢材产量大幅度增长。全年生产冷轧薄宽钢带1740.27万吨,同比增长31.8%;冷轧薄板1563.83万吨,同比增长25.2%;镀层板(带)1754.58万吨,同比增长37.9%;涂层板(带)317.21万吨,同比增长36.1%;电工钢板(带)415.57万吨。同比增长23.5%。以上5个品种钢材合计生产5791.487吨,比上年增长31.28%,高于钢材生产总量增幅8.59个百分点。全年生产不锈钢720.6万吨,比上年增加190.6万吨,增长35.96%,居世界第一位。其中,世界一流工艺装备的生产量达到70%,国内市场占有率达到75%,实现了重大的突破。全行业已基本形成以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新和新产品研发体系,形成了科研基础设施建设加强、科技投入增加的良好格局。全行业在高效采选技术、钢铁冶炼技术、轧钢新技术、高端产品开发、大型冶金成套装备技术集成、节能节水和废弃物综合利用新技术等方面,都取得了新的成果和进步。 2007年宝钢试制成功X120管线钢,实现电镀锌机组全面无铬化生产,年产150万吨生铁的COREX3000熔融还原工艺装置投产;鞍钢继续完善冷连轧自主集成成套工艺技术,开发成功一批具有自主知识产权的核心技术,并在相关企业投入使用;武钢新一代取向硅钢、高效电机硅钢的研发和装备技术集成,高强度桥梁钢生产技术提高;太钢建成世界一流的现代化不锈钢生产基地;攀钢转炉铁水提钒和半钢炼钢连续工业性试生产成品钒渣等均取得了工艺技术的新突破。 2007年在研发和扩大生产市场需求的短缺产品方面,船用高强度宽厚板、高强度海洋结构用钢板、高档汽车用板和汽车零部件用钢、工程机械和高层建筑用高强度厚钢板、X80以上高等级管线钢板、百米在线热处理钢轨和时速350公里高速铁路钢轨、高速动车组用钢、高端压

新型碳材料科学(双语)结课论文 XXX

华东理工大学化工学院2014(春) 本科生双语选修课《新型碳材料科学》课程考核学号 10110200 姓名 XXX 任课老师乔文明等成绩 论文题目:

摘要 石墨烯是碳的又一同素异形体,具有独特的二维结构和优异的力学、电学、光学、热学等性能,成为富勒烯和碳纳米管之后的又一研究热点。全面综述了近几年来石墨烯的制备方法,详细讨论了微机械剥离法、化学剥离法、化学合成法、外延生长法、电孤法、化学气相沉积法的优缺点,并针对制备方法存在的产量低、结构不稳定、高污染等问题,提出了一些大规模可控制备高质量石墨烯的建议。还结合石墨烯的结构和特性,概括了石墨烯在复合材料、微电子、光学、能源、生物医学等领域的应用进展,并展望了其主要研究方向和发展趋势。 关键词石墨烯制备方法应用 Abstract As an allotrope of carbon,graphene has become a research hotspot due to its unique two-dimensional structure and excellent mechanical,electrical,optical and thermal properties.Synthesis of graphene via different ap—proacbes,such as micro mechanical stripping,chemical stripping,chemical synthesis,epitaxial growth,arc dis—charge,and chemical vapor deposition,are discussed in detail,and strategies for producing homogeneous graphene with improved yield and structural stability while limiting its pollution are proposed.Also application progress of gre—phene in polymer composites,micro electronics,optics,energy and biomedicine are summarized,and the main re—search direction and development trend are imagined. Key words graphene,preparation methods,application

湖南新材料产业发展前景分析

2010-2015年湖南新材料产业发展前景分析 一、发展现状 新材料是指新近发展或正在研发的、比传统材料性能更加优异的一类材料,是高技术产业发展的基础和先导,成为各国竞争的焦点。我国一直将新材料产业列为重点支持领域,新材料产业增长态势良好,虽离材料强国还有一定差距,但已成为一个材料大国。我省新材料产业在全国具有举足轻重的位置,新材料总量位居全国的第一方阵,2009年全省新材料产值1826亿元,实现增加值450亿元,同比分别增长29%和28%,占高新技术产业总产值的40.6%;其中,归属战略性新兴产业的总产值约1000亿元、增加值290亿元。全省高新技术企业中,新材料企业188家,占全省高新企业总量的20%,居第1位。 一是产业基础良好。形成了先进储能材料、先进复合材料、先进硬质材料、金属新材料、化工新材料五个在国内具有比较优势的产业领域。其中先进储能材料品种最齐全、产业规模和市场占有率全国第一,硬质合金产量全国第一、世界第二,炭/炭复合材料、高分子复合材料异军突起,名列全国前茅,以钢铁、有色、石油化工等为基础的新材料开发取得长足发展。拥有科力远新能源、时代新材、有色控股、华菱集团、巴陵石化等龙头企业,形成了长(沙)株(洲)(湘)潭“3+5”城市群为密集区的产业布局。 二是创新能力较强。形成了较为完善的新材料创新体系,拥有中南大学、国防科技大学、湖南大学、长沙矿冶研究院等重点高校和科研机构,19个国家和省(部)级研究中心,两院院士10多名,研发能力较强,近三年取得国家和省级科学技术奖励70多项,居全国前列。炭/炭复合材料、先进储能材料、高性能铝材制备技术及铝源高效利用技术等处于国际先进水平,超硬材料、树脂基复合材料制备技术居国内前列,硬质合金工具产品等新材料技术规范由我省株洲硬质合金集团参与制定。 三是市场空间广阔。近几年来,国家的汽车、工程机械、风电装备、大飞机、高速铁路、新能源与节能环保等产业的快速发展,使我省新材料产业年均增长20%以上,为产业的发展提供了巨大的市场空间。 我省新材料产业面临新的机遇,也面临严峻挑战:关键核心技术较少,技术集成度较低;具有核心竞争力的企业少且规模小。 二、发展思路和发展目标 (一)发展思路 深入贯彻落实科学发展观,加速推进我省新型工业化,以装备制造、交通运输、新能源、节能环保和信息等高技术领域对新材料的需求为牵引,以自主创新为动力,以重大工程为抓手,以量大面广和重大工程亟需的高性能材料为重点,巩固和提高我省优势新材料产业的地位和水平,大力培育新兴材料,培育具有领先全国、跻身世界先进行列的新生长点,促进新材料产业跨越式发展。 (二)发展目标 到2015年,累计投入500亿元,新材料产业实现增加值1000亿元,年均增长23%左右,对全省高新技术产业的贡献率保持在40%以上。先进储能材料、先进硬质材料保持现有领先地位,先进复合材料、金属新材料和化工新材料进入全国第一方阵;培育年销售收

新型生物质碳材料的研究进展

新型生物质碳材料的研究进展 摘要: 碳材料是重要的结构材料和功能材料,利用生物质原料制备各种碳材料,可以降低碳材料生产成本,实现碳材料的可持续发展。本文较系统地介绍了新型生物质碳材料的制备方法以及应用前景,总结了近年来国内外生物质碳纤维、生物质活性碳纤维、生物质碳分子筛等碳材料的相关研究报道。 关键词: 生物质;碳纤维;活性碳纤维;碳分子筛 碳材料以其优良的耐热性能、高导热系数、良好化学惰性、高电导率等优点,被广泛应用于冶金、化工、机械、电子、航空等领域。近年来,由于化石资源的短缺,碳材料的发展和应用受到了限制。生物质资源如林业生物质、农业废弃物、水生植物、能源植物等属于可再生资源而成为化石资源的替代品,而且大部分生物质资源都含有丰富的碳元素,成为制备各种碳材料的丰富原料。自碳材料诞生起,以可再生的生物质资源为原料制备各种碳材料一直都是研究者关注的重点.。 1. 新型生物质碳材料 目前,研究较多和应用比较广泛的新型生物质碳材料有各种生物质碳纤维、生物质活性碳纤维、生物质碳分子筛。 1.1 生物质碳纤维 碳纤维是纤维状的碳素材料,含碳量90%以上。它是利用各种有机纤维在惰性气体中、高温状态下炭化而制得。作为高性能纤维的一种,碳纤维既有碳材料的固有特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工

性,是先进复合材料最重要的增强材料。由于其特有的高比强度、高拉伸模量、低密度、耐高温、抗烧蚀、低热膨胀等特殊性能,已成为发展航天航空等尖端技术和军事工业必不可少的新材料。目前碳纤维制备方法主要有有机纤维法和气相生长法。以各种生物质原料为前驱体的碳纤维,其制备大多采用有机纤维法,即采用不同的有机纤维为原料,经纺丝、氧化、炭化、石墨化、表面处理、上胶、卷绕及包装,分别制得各种不同性能的碳纤维和石墨纤维。 1.2 生物质活性碳纤维 活性碳纤维(activatedcarbonfiber,ACF)是将碳纤维及可炭化纤维经过物理活化、化学活化或两者兼有的活化反应所制得的具有丰富和发达孔隙结构的功能型碳纤维。常使用的活化剂是水蒸气和二氧化碳(CO2)或两者同时使用。活性碳纤维多用作吸附材料、催化剂载体、电极材料等。有别于作为增强体的碳纤维ACF的力学性能并不高,不能用作结构材料件;但由于比一般活性碳有着更为优越的孔隙结构和形态,成为各国积极开发的第三代活性碳吸附材料。1.3生物质碳分子筛 碳分子筛(carbonmolecularsieves,简记CMS)是在20世纪末期发展起来的一种具有较为均匀微孔结构的碳质吸附剂材料。它具有接近被吸附分子直径的楔形狭缝状微孔,能够把立体结构大小有差异的分子分离开来。作为碳质吸附剂,CMS与活性碳在化学组成上并没有本质区别,但是CMS的孔隙率远低于活性碳,其孔隙以微孔为主,微孔孔径分布集中在013~110nm范围内。碳分子筛的吸附分离是基于

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