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我国新材料行业分析简介

2014.01.11

   ----本文章来自中国玻璃纤维复合材料信息网

    新材料是七大战略性新兴产业之一,主要服务于战略性新兴产业,同时也是新兴产业发展的基础及先导,新材料的应用领域基本集中在新兴产业。我们重点从新兴产业发展来探寻新材料的机会,重点研究节能环保材料、电子信息材料、生物材料、高端装备材料、新能源材料、汽车材料。从应用领域来看,一个领域可能存在多种类型的新材料。

    节能环保材料也叫生态环境材料,是指具有满意的使用性能同时又被赋予优异的环境协调性的材料。主要包括环境友好材料、绿色建筑材料和生态工程材料。 这类材料的特点是消耗的资源和能源少,对生态和环境污染小,再生利用率高,而且从材料制造、使用、废弃直到再生循环利用的整个寿命过程,都与生态环境相协调。主要包括:环境相容材料,如纯天然材料(木材、石材等)、仿生物材料(人工骨、人工器脏等)、绿色包装材料(绿色包装袋、包装容器)、生态建材(无毒装饰材料等);环境降解材料(生物降解塑料等);环境工程材料,如环境修复材料、环境净化材料(分子筛、离子筛材料)、环境替代材料(无磷洗衣粉助剂)等。

    生态环境材料研究热点和发展方向包括再生聚合物(塑料)的设计、材料环境协调性评价的理论体系、降低材料环境负荷的新工艺、新技术和新方法等。

    电子信息材料是指在微电子、光电子技术和新型元器件基础产品领域中所用的材料,主要可以分为以下几大类:集成电路及半导体材料:以硅材料为主体,新的化合物半导体材料及新一代高温半导体材料也是重要组成部分,也包括高纯化学试剂和特种电子气体;光电子材料:激光材料,红外探测器材料,液晶显示材料,高亮度发光二极管材料,光纤材料等领域;新型电子元器件材料:磁性材料,电子陶瓷材料,压电晶体管材料,信息传感材料和高性能封装材料等。

    这些基础材料及其产品支撑着通信、计算机、信息家电与网络技术等现代信息产业的发展。微电子材料在未来10~15年仍是最基本的信息材料,光电子材料将成为发展最快和最有前途的信息材料。

    电子信息材料的总体发展趋势是向着大尺寸、高均匀性、高完整性、以及薄膜化、多功能化和集成化方向发展。当前的研究热点和技术前沿包括柔性晶体管、光子晶体、SiC、GaN、ZnSe等宽禁带半导体材料为代表的第三代半导体材料、有机显示材料以及各种纳米电子材料等。

    生物材料是和生命系统结合,用以诊断,治疗或替换机体组织,器官或增进其功能的材料。它涉及材料,医学,物理,生物化学及现代高技术等诸多学科领域,已成为21世纪主要支柱产业之一。

    现在几乎所有类型的材料在健康治疗中都已得到应用,主要包括金属和合金,陶瓷,高分子材料,复合材料和生物质材料。高分子生物材料是生物医用材料中最活跃的领域;金属生物材料仍是临床应用最广泛的承力植入材料,医用钛及其合金,以及Ni-Ti形状记忆合金的研究与开发是一个热点,无机生物材料近年来越来越受到重视。

    目前,国际生物医用材料研究和发展的主要方向,一是模拟人体硬软组织,器官和血液等的组成,结构和功能而开展的仿生或功能设计与制备,二是赋予材料优异的生物相容性,生物活性或生命活性。就具体材料来说,主要包括药物控制释放材料,组织工程材料,仿生材料,纳米生物材料,生物活性材料,介入诊断和治疗材料,可降解和吸收生物材料,新型人造器官,人造血液等。

    航空航天、轨道交通、海洋工程等高端装备制造业,需要各类轴承钢、油船耐腐蚀合金钢、轨道交通大规格铝合金型材、高精度可转位硬质合金切削工具材料。大型客机等航空航天产业发展需要高性能铝材,碳纤维及其复合材料应用比重将大幅增加。

    新能源和再生清洁能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一,新能源包括太阳能、生物质能、核能、风能、地热、海洋能等一次能源以及二次电源中的氢能等。

    新能源材料则是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料。主要包括储氢电极合金材料为代表的镍氢电池材料、嵌锂碳负极和LiCoO2正极为代表的锂离子电池材料、燃料电池材料、Si半导体材料为代表的太阳能电池材料以及铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。

    当前研究热点和技术前沿包括高能储氢材料、聚合物电池材料、中温固体氧化物燃料电池电解质材料、多晶薄膜太阳能电池材料等。

    新能源汽车材料主要包括三大类:驱动电机材料、动力电池材料、轻量化材料。在各种驱动电机中,永磁电机适用于电动汽车对高功率、大密度电机的要求。永磁材料在新能源汽车中有着重要地位;动力电池材料方面,目前主要以锂电池为主;轻量化材料包括超轻汽车高强度钢、先进铝合金、镁合金、钛合金材料,工程塑料和复合材料。

    汽车材料的需求呈现出以下特点:轻量化与环保是主要需求发展方向;各种材料在汽车上的应用比例正在发生变化,主要变化趋势是高强度钢和超高强度钢,铝合金,镁合金,塑料和复合材料的用量将有较大的增长,汽车车身结构材料将趋向多材料设计方向。同时汽车材料的回收利用也受到更多的重视,电动汽车,代用燃料汽车专用材料以及汽车功能材料的开发和应用工作不断加强。