新型材料發展
❶ 新型建築材料的特點及發展趨勢
我國改革開放事業的進一步深入發展,促進了整體經濟事業的快速崛起,國民的生活水平也有不同程度的提高,主要體現在衣食住行方面。特別是對於住的方面而言,人們往往提出了更高的要求,不僅要求能遮風避雨,還要求美觀、實用、有檔次。傳統建築物的建築與結構形式,甚至是建築物的安全性,主要受到了建築材料的質量和品種的影響。國家有關部門對土木和建築工程的全過程都實施了嚴格的監控。因此,建築材料行業也需要制定高標准,跟上時代的步伐,從而盡最大努力去滿足人們的要求,提高人們的生活質量。
1 新型建築材料的概述
新型建築材料是一種種類繁多的,很容易區別於傳統的砂石、磚瓦、灰膏等建材的建築材料新品種,但大體上利用的還是原有的材料。
大部分新型建築材料在其品質、質量方面都有很高的提升,因此能在一定程度上簡便施工的方法、縮短施工的工期。有的新型建築材料可以只利用現有的煤灰、廢石等廢棄物製作,完全的節省資源、節省使用的耕地面積、有效的保護環境; 有的新型建築材料還能被做成各種形狀、塗上各種顏色,盡可能的滿足不同人群的審美要求。新型建築材料具有很多突出的優點,如強度高、重量輕、節能、綠色環保、有很強的裝飾效果等。新型建築材料的快速發展和運用可以很好的改善我國城鄉居民的環境,同時為我國的節能環保事業貢獻一份力量。
2 新型建築材料的特點
2. 1 復合化
將有機與無機材料、無機與無機材料,按照一定的比例進行混合得到的新型建築材料,就體現出了新型建築材料的復合化這一特點。在相對特殊的製造條件下,利用較為先進的技術工藝,使得材料的優良性更為集中,從而得到性能更優秀、功能更強大的復合型材料。
2. 2 功能的提升
越來越高的建築材料工藝水平,對材料的功能要求也越來越高。
單一功能的傳統材料向多功能的新型材料的發展便是在這一趨勢下誕生的。現代建築的施工水平,不僅僅要求材料能夠滿足人們的一般需求,還需要具備一些防火、防霉、防菌、滅菌的效果。提高建築材料的科技水平和質量能大大的降低材料的浪費,實現可重復利用性,減少建築垃圾。
2. 3 節能、綠化
隨著物質生活水平的提高,居住條件的不斷改善,人們對環境的保護意識也在逐步提高。自從新世紀以來,國家也越來越重視節能減排工作,並將其置於可持續發展的戰略高度。因此,新型建築材料的質量和環保功能是需要共同提高的。新型材料首先要具備很好的功能性,其次對人體的健康是沒有任何害處,對環境也不會產生任何的不良影響。盡可能的採用一些能滿足使用功能、耐久性的天然材料作為原料,在製作過程中也要採用低耗、無污染的新技術、新工藝。至於產品設計方面,應以多功能化、益於身體健康為前提,構築一個便捷、健康、舒適的生存環境。
3 新型建築材料的類型
3. 1 裝飾材料
生產的原材料和工藝方法不相同的新型建築材料,會造就不同的性能和功能。就裝飾材料的整個發展歷程而言,重點主要體現在層出不窮的花色種類構成上。我國現有的裝飾材料已基本形成初具規模、產品門類較為齊全的工業體系,因為就花色品種一項作為區別,已存在超過 4000 個品種。同時,這些裝飾材料完全可以利用廢棄物,以改善建築面貌為目的,採用新材料、新工藝等方式提高建築產品的技術含量,促進新型裝飾材料的發展。
3. 2 保溫材料
我國幅員遼闊,保溫的原材料分布不均,生產力的發展也不均衡,在考慮選用保溫材料時,各地區的要求不一樣。但新型建築保溫材料的重點在於節能功能,如礦物棉、泡沫塑料、硅酸鈣絕熱製品、膨脹珍珠岩等為主的品種。使用新型保溫材料更新替換掉傳統的保溫層,可以在一定程度上降低熱損耗,大大的減少不可再生資源的使用量。就我國而言,每年要消耗 50 億資源、23 億噸標准煤來生產各種建築材料,如果牆體材料保存不當,還會損失 12 億噸標准煤的熱量,與此同時,大量的粉塵和二氧化碳、二氧化硫等有害氣體排入大氣中,造成嚴重的環境污染。因此,保溫材料技術的應用,能很好的緩解這一現狀。但我國這一技術起步較晚,設備配置等還不完善,各單位在這一領域的開發投入也不多,在一定程度上影響了其的推廣、應用。
3. 3 防水材料
我國的建築防水材料目前主要擁有五大類產品,分別是建築防水塗料、密封材料、瀝青油氈含改性瀝青油氈、合成高分子防水卷材以及堵漏和剛性防水材料。這些產品的出現,使得我國完全擺脫了紙胎油氈一統天下的落後局面。本文以合成高分子材料為代表來表現新型建築材料的防水性,如聚四氟乙烯。聚四氟乙烯是一種表面呈現出塑料薄膜樣的材料,具有一些傳統的延展性、防水性能,與此同時,它的防火、防風性能也很好,當遇到火災蔓延時,它只會熔化而不會燃燒,很好的增加了建築的安全性。聚四氟乙烯的透光性能也很優良,太陽光可以充分的穿透薄膜體,它還可以利用這些太陽光能所產生的熱量,來調節室內環境的溫度和亮度,效果相當於一個太陽能板。當前我國的防水材料市場,已經基本形成一種種類繁多、產品規格齊全、檔次配套充分、工藝裝備良好的工業體系。
3. 4 建築板材
我國的新型建築板材有幾十種,其中產量最大、應用最為普遍的三種是玻璃纖維增強水泥板、紙面石膏板、無石棉硅鈣板。這三種板材採用的是不同的原料,不同的製作工藝,致使其性能和功用也存在著很大的不同。玻璃纖維增強水泥板比較適用於作內外牆板,其原料是低鹼水泥和耐鹼玻璃纖維等; 紙面石膏板適用於作內牆板和吊頂板,其主要原料是護面紙和石膏; 無石棉硅鈣板的原料是硅鈣材料,它除了可以作內外牆板以外,還可以用在和房屋結合在一起的傢具上。這三種板都利用的是非金屬材料製作,同時他們也可以作為原始板材,加上一定比例的保溫、防滲、防火等功能的材料,再利用已有的復合技術,生產出一些更輕、更優越的新型牆體材料。
4 新型建築材料的發展現狀與展望
改革開放以來,我國的新型建築材料業完成了一個從無到有、從有到全的發展過程,形成了一個新興的行業,成為建材業中的新經濟增長點。新型建材市場的發展,離不開經濟建設的發展、以及人民生活水平的提高。在經濟全球化、市場全球化的推動下,我國已完整形成了新型建材的流通網路,行業已快速成熟起來了。國內的生產廠家已經可以生產大部分國外的建築材料,並符合國際標准,特別是一些賓館的建築材料。不同檔次、不同價位的裝飾材料保障了我國城鄉人們的居住環境,同時影響了我國的國民經濟和社會與資源、生態環境協調發展,使其向低物耗、低能耗、無污染的方向發展。
就我國目前的建材行業而言,應大力推廣新型建材,運用現代化、高科技的手段設計材料,並學習、引進國外的先進技術,再聯系國內實際的行業情況,盡可能的少利用自然資源,多利用廢棄物作原料,研發出更先進、更符合實際的新技術、新材料,進一步加快建築的可持續發展。進入 21 世紀,科學技術發展可謂日新月異,時刻關注新型復合建築材料在施工的運用。選用新型合理工程材料可直接降低工程的投資,且可降低項目整體維護費用。
❷ 新型材料的應用及其意義
光電子材料
optoelectronic material
在光電子技術領域應用的,以光子、電子為載體,處理、存儲和傳遞信息的材料。光電子技術是結合光學和電子學技術而發展起來的一門新技術,主要應用於信息領域,也用於能源和國防領域。已使用的光電子材料主要分為光學功能材料、激光材料、發光材料、光電信息傳輸材料(主要是光導纖維)、光電存儲材料、光電轉換材料、光電顯示材料(如電致發光材料和液晶顯示材料)和光電集成材料。
(一)新型光電子材料及相關基礎材料、關鍵設備和特種光電子器件
1、光電子基礎材料、生長源和關鍵設備
研究目標:突破新型生長源關鍵制備技術,掌握相關的檢測技術;突破半導體光電子器件的基礎材料制備技術,實現產業化。
研究內容及主要指標:
1) 高純四氯化硅(4N)的純化技術和規模化生產技術(B類,要求企業負責並有配套投入)
2) 高純(6N)三甲基銦規模化生產技術(B類,要求企業負責並有配套投入)
3) 可協變(Compliant)襯底關鍵技術(A類)
4) 襯底材料制備與加工技術(B類)
重點研究開發外延用藍寶石、GaN、SiC等襯底材料的高標拋光產業化技術(Epi-ready級);大尺寸(>2")藍寶石襯底材料制備技術和產業化關鍵技術。藍寶石基GaN器件晶元切割技術。
5) 用於平板顯示的光電子基礎材料與關鍵設備技術(A類)
大面積(對角線>14〃)的定向排列碳納米管或納米棒薄膜生長的關鍵技術; 等離子體平板顯示用的新型高效熒光粉的關鍵技術。
2、人工晶體和全固態激光器技術
研究目標:研究探索新型人工晶體材料與應用技術,突破人工晶體的產業化關鍵技術,研製大功率全固態激光器,解決產業化關鍵技術問題。
研究內容及主要指標:
1) 新型深紫外非線性光學晶體材料和全固態激光器(A類);
2) 面向光子/聲子應用的人工微結構晶體材料與器件 (A類);
3) 研究開發瓦級紅、藍全固態激光器產業化技術(B類),高損傷閾值光學鍍膜關鍵技術(B類),基於全固態激光器的全色顯示技術(A類);
4) 研究開發大功率半導體激光器陣列光纖耦合模塊產業化技術(B類);
5) Yb系列激光晶體技術(A類)。
3、新型半導體材料與光電子器件技術
研究目標:重點研究自組裝半導體量子點、ZnO晶體和低維量子結構、窄禁帶氮化物等新型半導體材料及光電子器件技術。
研究內容及主要指標:
1) 研究ZnO晶體、低維量子結構材料技術,研製短波長光電子器件 (A類)
2) 自組裝量子點激光器技術 (A類)
3) Ⅲ-Ⅴ族窄禁帶氮化物材料及器件技術(A類)
4) 光泵浦外腔式面發射半導體激光器(A類)
4、 光電子材料與器件產業化質量控制技術(A類)
研究目標:發展人工晶體與全固態激光器、GaN基材料及器件表徵評價技術,解決產業化質量控制關鍵技術。
研究內容:重點研究人工晶體與全固態激光器、GaN基材料及器件質量監測新方法與新技術,相關產品測試條件與數據標准化研究。
5、光電子材料與器件的微觀結構設計與性能預測研究(A類)
研究目標:提出光電子新材料、新器件的構思,為原始創新提供理論概念與設計
研究內容:針對光電子技術的發展需求,結合本主題的研製任務,採用建立分析模型、進行計算機模擬,在不同尺度(從原子、分子到納米、介觀及宏觀)范圍內,闡明材料性能與微觀結構的關系,以利性能、結構及工藝的優化。解釋材料制備實驗中的新現象和問題,預測新結構、新性能,預報新效應,以利材料研製的創新。低維量子結構材料新型表徵評價技術和設備。
(二)通信用光電子材料、器件與集成技術
1、集成光電子晶元和模塊技術
研究目標:突破並掌握用於光電集成(OEIC)、光子集成(PIC)與微光電機械(MOEMS)方面的材料和晶元的關鍵工藝技術,以典型器件的研製帶動研究開發工藝平台的建設和完善,探索集成光電子系統設計和工藝製造協調發展的途徑,促進晶元、模塊和組件的產業化。
研究內容及主要指標:
1) 光電集成晶元技術
(1)速率在2.5Gb/s以上的長波長單片集成光發射機晶元及模塊關鍵技術(A類)
(2) 高速 Si基單片集成光接收機晶元及模塊關鍵技術(A類)
2) 基於平面集成光波導技術的OADM晶元及模塊關鍵技術(A類)
3) 平面光波導器件的自動化耦合封裝關鍵技術(B類)
4) 基於微光電機械(MOEMS)晶元技術的8′8以上陣列光開關關鍵技術(A類)
5) 光電子晶元與集成系統(Integrated System)的無生產線設計技術研究(A類)
2、 通信光電子關鍵器件技術
研究目標:針對干線高速通信系統和密集波分復用系統、全光網路以及光接入網系統的需要,重點進行一批技術含量高、市場前景廣闊的目標產品和單元技術的研究開發,迅速促進相應產品系列的形成和規模化生產,顯著提高我國通信光電子關鍵器件產業的綜合競爭能力。
研究內容及主要指標:
(1) 速率在10Gb/s以上的高速光探測器組件(PIN-TIA) 目標產品和規模化生產技術,直接調制DFB-LD目標產品和規模化生產技術,光轉發器(Transponder)目標產品和規模化生產技術;(均為B類,要求企業負責並有配套投入)
(2) 40通道、0.8nm間隔EDFA動態增益均衡關鍵技術(A類);
(3) InGaNAs高性能激光器研究(A類);
(4) 光波長變換器關鍵技術和目標產品(B類);
(5) 可調諧激光器目標產品(A類);
(6) 用於無源光網路(EPON)的突發式光收發模塊關鍵技術和目標產品(B類)。
3、光纖製造新技術及新型光纖
研究目標:研究開發並掌握具有自主知識產權的光纖預制棒製造技術;研究開發新一代通信光纖,推動光纖通信系統在高速、大容量骨幹網以及接入網中的應用。
研究內容和主要指標:
1) 光纖預制棒製造新技術(B類,要求企業負責並有配套投入);
2) 新型特種光纖(A類)。
(三)面向信息獲取、處理、利用的光電子材料與器件
1.GaN材料和器件技術
研究目標:重點突破用於藍光激光器襯底的GaN體單晶生長技術。
研究內容及主要指標:
大面積、高質量GaN體單晶生長技術。
2、超高亮度全色顯示材料與器件應用技術
研究目標:研究開發用於場致電子發射平板顯示器(FED)材料和器件結構,以及超高亮度冷陰極發光管製作和應用的關鍵技術。
說明:等離子體平板顯示器和高亮度、長壽命有機發光器件(OLED)和FED的產業化關鍵技術將於"平板顯示專項"中考慮。
研究內容及主要指標:
1) 超高亮度冷陰極發光管製作和應用的關鍵技術(A類);
2) 研製FED用的、能夠在低電壓下工作的新型冷陰極電子源結構、新型冷陰極電子發射材料(A類)。
3、超高密度光存儲材料與器件技術
研究目標:發展具有自主知識產權的超高密度、大容量、高速度光存儲材料和技術,達到國際先進水平,為發展超高密度光存儲產業打下基礎。
研究內容及主要指標:
1) DVD光頭用光源和非球面透鏡等產業化關鍵技術(B類);
2) 新型近場光存儲材料和器件(A類)。
4、光感測材料與器件技術
研究目標:以特殊環境應用為目的,實現感測元器件的產業化技術開發;研究開發新型光電感測器。
研究內容及主要指標:
1) 光纖光柵溫度、壓力、振動感測器的產業化技術(B類,要求企業負責並有配套投入);
2) 銻化物半導體材料及室溫無製冷紅外焦平面探測器技術(A類);
3) 大氣監測用高靈敏紅外探測器及其列陣(A類) ;
4) 基於新概念、新原理的光電探測技術(A類);
5、新型有機光電子材料及器件
研究目標:研究開發新型有機半導體材料及其在光顯示等領域的應用。
研究內容及主要指標::
1) 有機非線性光學材料及其在全光光開關中的應用(A類);
2) 有機半導體薄膜晶體管材料與器件技術(A類)。
❸ 當今新材料發展的特點有哪些
當今,科技革命發展迅猛,新材料產品日新月異,更新換代的步伐明顯加快。新材料技專術與納米屬技術、生物技術、信息技術相互融合,結構功能一體化、功能材料智能化趨勢明顯,低碳、高性能、綠色、可再生循環等環境友好特性倍受關注。
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❹ 新能源、新材料具體是指什麼未來的發展趨勢如何
新能源一般是指在新技術基礎上加以開發利用的可再生能源,包括太陽能、生物質能、水能、風能、地熱能、波浪能、洋流能和潮汐能,以及海洋表面與深層之間的熱循環等;此外,還有氫能、沼氣、酒精、甲醇等,而已經廣泛利用的煤炭、石油、天然氣、水能等能源,稱為常規能源。隨著常規能源的有限性以及環境問題的日益突出,以環保和可再生為特質的新能源越來越得到各國的重視。
新材料是指新近發展的或正在研發的、性能超群的一些材料,具有比傳統材料更為優異的性能。新材料技術則是按照人的意志,通過物理研究、
材料設計、材料加工、試驗評價等一系列研究過程,創造出能滿足各種需要的新型材料的技術。
新材料產業涉及的范圍比較廣,包括稀土、磁性材料、金剛石材料、新能源材料、特殊陶瓷材料、光電子、信息材料、智能材料以及生物醫用材料等行業。這些行業除少數擁有資源壟斷性之外。大多數是競爭性行業。盡管競爭比較激烈,但由於這些行業的技術含量高,產品附加值大。因而大多數企業的盈利水平都比較高。
我國新材料產業發展趨勢:
我國已經成為新材料的生產和消費大國。鋼鐵、重要有色金屬、主要建材、合成纖維等基礎材料的產量均居世界首位。全部工業材料的工業增加值約為14964億元,約占我國GDP的14.6%。科技部高新技術發展及產業化司材料處處長王琦安指出,我國的新材料產業還存在很多問題,比如在生產過程中資源、能源消耗大,在高性能材料及其品種開發、先進制備加工技術、材料性能表徵與應用等方面與世界先進水平有較大差距,而且具有自主知識產權的品種較少,高技術含量和高附加值的關鍵材料大部分依賴進口。因此,我國新材料產業的發展急需加快。
如果對新材料產品感興趣的話可以去看看尋材問料,裡面都是有關於新材料的產品
❺ 新型材料的開發及前景
Xag0001 新型金屬注射成形催化脫脂型粘結劑的催化快速分解研究
脫脂是金屬注射成形(MIM)工藝中最困難和最重要的因素,費時最多、最難控制。脫脂工藝對於保證產品質量極為重要,在脫脂過程中成形坯極易出現宏觀和微觀缺陷,至今粘結劑的脫脂仍是一個阻礙MIM發展的重要問題。Meta-mold法是德國BASF公司90年代初開發出來的一種催化脫脂方法,它綜合了熱脫脂和溶劑脫脂的優點,快速而不易產生缺陷和變形,是目前最先進的脫脂方法。筆者利用聚合物共混改性技術開發了一種能催化脫脂的新型粘結劑體系,本文研究了該粘結劑體系以HNO3為催化劑進行催化脫脂以及各種因素對催化脫脂效果的影響。
AXag0002 金屬零件激光快速成型技術研究
詳細介紹了金屬零件激光快速成型的原理,技術特點、系統組成及國外最新研究成果。我們建成了金屬零件激光快速成型的專用系統,研究了663錫青銅及316L不銹鋼的激光快速成型工藝及零件的組織性能,成功制備出具有一定復雜外形的零件,所制零件組織緻密,力學性能與鑄造及鍛造退火態相當,顯示出廣闊的發展前景。
AXag0003 新型生物醫用金屬材料的研究和進展
目前用於臨床的生物醫用材料主要包括生物醫用金屬材料、生物醫用有機材料(主要指有機高分子材料)、生物醫用無機非金屬材料(主要指生物陶瓷、生物玻璃和碳素材料)以及生物醫用復合材料等。
與生物陶瓷及生物高分子材料相比,生物醫用金屬材料,如不銹鋼、鈷基合金、鈦和鈦合金以及貴金屬等具有高的強度、良好的韌性及抗彎曲疲勞強度、優異的加工性能等許多其它醫用材料不可替代的優良性能。生物醫用金屬材料在應用中面臨的主要問題,是由於生理環境的腐蝕而造成的金屬離子向周圍組織擴散以及植入材料自身性質的退變,前者可能導致毒副作用,後者可能導致植入失效。因此研究和開發性能更優、生物相容性更好的新型生物醫用金屬材料依然是材料工作者和醫務工作者共同關心的課題。
AXag0004 電磁場作用下的金屬凝固與成形
綜述了電磁場在金屬凝固成形過程中的主要應用及其基本原理,指出了應用計算數值模擬方法求解材料電磁加工問題重要性及其今後的發展方向。
對金屬的凝固成形過程進行控制是獲得高性能優質鑄件的關鍵。對凝固過程進行控制,一方面是要獲得晶粒細小、組織緻密、性能優良的產品;另一方面是綜合利用各種手段開發新的凝固成形工藝,改進金屬的熔煉、凝固、成形過程,以滿足不同情況下的特殊要求。
AXag0005 自蔓延離子法研究
在分析離心法、自蔓延高溫合成技術的發展和優缺點的基礎上,對自蔓延離心法在鑄管業中的發展和應用進行了分析和論述。
離心鑄造法具有設備簡單,生產效率高,可指生產,能制備高緻密度、高穩定性材料等特點。多年來一直為人們所採用,在生產過程中,由於合金元素密度不同,鑄件易產生偏析現象,力學性能因此發生明顯變化。洛和三雄研究含 1.5%Cu的鑄鋼發現,離心力使Cu偏 析增加0.15%,力學性能比普通鑄造提高15%。鈴木章等也發現,離心鑄造的鋁青銅組織中銅產生1%偏析的同時,力學性能也發生明顯變化。竹內宏昌等進下研究含4.5%Cu的鋁合金離民鑄造組織,發現沿鑄件內外徑方向產生宏觀偏析,且力學性能與普通鑄件相比有了明顯變化。顯然,單一的離心鑄造管很難滿足冶金、化工和礦山的各種需要。
隨著自蔓延高溫合成技術(Self-propagating High-tem-perature Synthesis,簡稱SHS,美、日又稱燃燒合成,Com-bustion Synthesis,簡稱CS)的出現,在離心法的基礎上,逐步發展成SHS-離心法,或稱鋁熱-離心法鑄造工藝。自蔓延離心法是制備復合的一種新方法,與傳統的軋制復合、燒結復合、爆炸復合相比,具有簡單、節能的特點;成本僅為傳統方法的1/3。SHS---離心法根據需要可進行陶瓷---鋼管、不銹鋼---鋼管、陶瓷----陶瓷管的復合,其中前兩個已產業化或接近產業化。本文對SHS-離心法的發展、研究現狀及應用進行扼要介紹與論述。
AXag0006 電磁技術在冶金中的應用
回顧了電磁冶金的發展,論述了電磁在冶金中的應用原理,著重說明了電磁在熔煉、鑄造、制動和凈化方面的應用,並對電磁冶金的前景作了展望。
AXag0007 韌性雙相材料研究進展
韌性雙相合金問題是近年來人們感興趣的問題之一。回顧了有關韌性雙相合金研究的情況,包括韌性雙相合金的力學行為、細觀力學模型及復相材料的組織設計,並對各種觀點進行了初步的評述。
AXag0008 MoSi2材料摩擦損特性的研究與發展
金屬間化合物二硅化鉬(MoSi2)兼具金屬和陶瓷材料的雙重特性,成為開發和研究的重點。從耐磨性角度出發,重點評述了MoSi2基復合材料以及MoSi2增強陶瓷材料的摩擦磨損性的研究現狀,並展望了MoSi2材料作為耐磨材料的前景。
AXag0009 噴射成形技術產品的研究現狀
噴射成形是一種快速凝固近終成形材料制坯技術,利用該技術制備的材料具有優異的性能,噴射成形技術產品在特定的領域中正在逐步取代一些傳統材料,簡要闡述了噴射成形技術和產品的研究發展現狀。
AXag0010 新型金屬材料及其加工技術的研究進展
論述了當前金屬材料及其加工工藝的最新研究和應用進展。指出了目前需要進一步開展新型材料的基礎研究和應用研究,不斷完善其制備工藝,開發產品,使新型材料的性能得到充分、廣泛的發揮和應用。
金屬材料具有優越的性能價格比,且資源豐富,對國民經濟發展起著極大的推動作用,因而受到世界各國的普通重視,應用非常廣泛。同時,金屬材料及其制備技術的發展也為現有的高技術產業開發了市場,因此世界各國都把金屬材料的研究列入首要發展的對象。隨著科學技術突飛猛進的發展,材料科學家們不斷地研製開發了越來越多的新型金屬材料及其制備和成形工藝。如復合材料、功能材料,以及半固態合金鑄造技術和快速凝固技術,等等。本文主要討論近些年新型金屬材料研究應用的現狀及前景。
AXag0011 反向凝固連鑄薄帶技術及其若干基本問題探討
簡述了反向凝固薄帶連鑄技術的工藝原理,了反向判罪技術的特點、競爭力,介紹了其研究現狀,討論了反向凝固技術所涉及的若干基本問題。
近二十年來,鋼鐵工業最重要的進展之一是研究開發成功了更薄的鹿茸平材連鑄技術----近終形連鑄技術。最先在工業規模意義上獲得成功的近終形連鑄技術,是1989年6月美國Nucor Co.在其Crawforsville廠採用的CSP薄板坯連鑄技術。如今作為成熟的先進工藝,薄板坯連鑄技術已發展有CPS、ISP、FTSP、CONROLL等工藝形式。與薄板坯連鑄相比,採用薄帶連鑄技術可以生產出更接近於最終產品形狀的鋼帶,例如可以將鋼水直接澆鑄出1~10mm厚的鋼帶,不經熱軋或銷經熱軋(1~2個機架),即可進入冷軋機軋成冷軋帶鋼。與其它扁平材連鑄生產工藝技術相比,由於薄帶連鑄技術在投資、工藝流程的緊湊化、生產成本、高性能材料的開發以及環保等方面具有或可能具有更大的競爭潛力,所以幾乎世界各主要鋼鐵強國都在薄帶連鑄技術研究領域中投入巨資,現已開發出多種實驗室或半薄帶連鑄技術,如雙輥法、單輥法、輥帶法等。
80年代末德國的大學、研究機構和鋼鐵企業開始從事實驗室研究,聯合開發反向凝固連鑄薄帶技術,目的在於以一種比目前已有的近終形連鑄技術更短的流程、生產成本更低的工藝技術製造薄帶。反向凝固連鑄技術思想突破了傳統的連鑄和軋制模式,其原理簡單,可實現性高,可望成為連續生產薄帶的革命性工藝。
AXag0012 金屬在液固兩相流中的沖刷腐蝕
液固兩相流體的沖刷腐蝕行為較單相流體更為復雜、在相同液相介質的情況下,其沖刷腐蝕對材料的破壞程度更為嚴重。綜述了國內外對液固兩相流的沖刷腐蝕體系開展的研究,對沖刷腐蝕的過程有了進一步的認識,對沖刷腐蝕的影響規律和危害性進行了論述,從而為材料的選用提供了一定的參考依據。
AXag0013 金屬材料的開發及應用
簡要敘述了金屬材料發展方向及應用,主要介紹了微合金鋼、超高強度鋼、不銹鋼、空冷貝氏體鋼、非晶態體鋼、非晶態合金、粉末治金黃色材料及超塑性合金的開發及應用。
AXag0014 PVC金屬板貼塑技術及其應用
AXag0015 影響黃銅化學轉化膜質量的因素
採用鹼式碳酸銅-氨水溶液對黃銅製品進行化學氧化。介紹了氧化工藝參數,前、後處理工作,黃銅基體材質狀況等對黃銅化學轉化膜質量的影響。
AXag0016 液態金屬雙頻電磁約束成形過程研究
利用高頻-超音頻和雙高頻的電磁場實現了液態金屬雙頻電磁約束成形的工藝過程,達到了固態試樣無接觸加熱熔化、初步約束成形和復雜無模殼電磁成形的目的。在雙頻電磁成形過程中發現:高頻-超音頻雙頻電磁成形控制不僅優於單頻電磁成形,而且比雙磁成形控制容易,2種頻率的電磁不同加熱熔化和電磁成形功能都能加以發揮,並可單獨加以調節。在試驗中利用高頻-超音頻雙頻電磁成形工藝過程成功獲得了扁橢圓截面和彎月截面復雜開頭的雙頻無模電磁盛開樣件。
AXag0017 人工模擬體液中pH值對離子注N人體醫用合金腐蝕行為的影響
採用電化學測試技術研究了在人工模擬體液中pH值變化對離子注N人體用SUS316L不銹鋼,Co-Cr合金,工業純Ti和Ti-6Al-4V合金腐蝕行為的影響。結果表明,隨著pH值的降低,試樣的腐蝕電位負移,SUS316L不銹鋼和Co-Cr合金的點蝕電位與縫隙腐蝕電位降低,使材料發生局部腐蝕的提高;工業純Ti和Ti-6Al-4V合金的腐蝕電流密度增大,提高離子釋放速度,加工對人體的潛在生理危害。
AXag0018 金屬功能材料"十五"市場需求
分析預測了十五期間某些金屬功能材料例如彩管材料、集成電路引線框架用Ni42Fe合金、稀土永磁、音頻和計算機硬碟驅動器用磁頭材料、非晶和納米晶軟磁材料以及貯氫合金等的市場需求。
AXag0019 噴射沉積及熔體霧化領域研究展望
首屆"噴射沉積及熔體霧化國際會議"(Spray Deposition and Melt Atomization)於2000年6月26~28日在德國布來梅大學成功舉行。這次會計旨在交流各國噴射沉積及熔體霧化領域最新的科研成果,側重點在基礎研究和應用基礎研究方面。這和英國Ospray(Neath,UK)公司每逢單年組織的噴射沉積成形材料研討會側重生產性應用研究有較大的區別。
AXag0020 熔體溫度處理細化金屬凝固組織的研究進展
隨著凝固技術和團簇物理學的發展,人們越來越關注熔體的結構對最終凝固組織的影響,發現液態結構變化對凝固以後材料的組織、性質和質量有著直接、重要的影響,對凝固過程的研究已逐步延伸到凝固開始前的液態金屬結構對凝固組織的作用上來。隨著人們對生態環境保護的日益重視,目前生產中一直沿用的化學法細化凝固組織工藝逐漸暴露出弊端,因此人們正在致力於尋求一種工藝更簡單、成本更低廉、對環境影響更小的細化金屬凝固組織的生產工藝。基於此,本文綜述了一種新型的凝固組織細化工藝---熔體溫度處理工藝的研究現狀和應用前景。
AXag0021 微波瓷用金水的研製
分析了微波瓷用金水研製的原理,研究了復合改劑、增黃劑及樹脂的作用,研製了能在750-850℃燒烤的微波金水。
AXag0022 Nd2Fe12P7單相合金的制備及晶體結構
採用機械合金化方法得到了Nd-Fe-P3元合金,然後用鹽酸(1:1)進行後處理,得到Nd2Fe12P7單相粉粒。其晶格參數為α=9.280A,c=3.705A。通過對晶體衍射譜強度的計算,給出了Nd2Fe12P7晶體中各原子的具體位置。
AXag0023 鉻酸鉛沉澱-亞鐵滴定法測定銅合金中鉛的研究
對鉻酸鉛淀劑-亞鐵滴定法測定銅合金中鉛的實驗方法進行了研究,從試驗條件上進行了改進,從而提高了實驗方法的准確度和穩定性。
AXag0024 無序hcp Tix Al(1-x)合金的單原子操縱設計
依據hcp TiAl系的特徵原子和特徵晶體序的結構參數和性質,應用計算機技術進行無序hcp TixAl(1-x)合金單原子操縱設計,求得它們的電子結構參數、物理性質和熱力學性質,並存入住處庫中,為復雜合金的設計、制備和應用提供基礎資料。
AXag0025 金屬材料激光立體成形技術
對激光立體成形技術的基本原理、發展狀況以及成形特性、凝固組織形成規律進行了系統深入的研究 ,發現要獲得理想的成形效果 ,就必須對單層塗覆厚度、單道塗覆寬度、搭接率等主要參數進行精確控制。在工藝研究的同時 ,對成形件微觀組織形成規律進行了研究 ,發現其內部組織主要由外延生長的細長枝晶構成 ,其枝晶一次間距在 10~30 μm之間。在進一步嚴格控制工藝條件的基礎上 ,獲得了具有定向乃至單晶組織的試樣。結合成形特性方面的研究結果 ,通過總結優化工藝 ,獲得了不同合金的激光立體成形件 ,成形件內部緻密 ,表面質量良好 ,無缺陷。
AXag0026 硼含量對Ti-50Al-xB合金中TiB2微觀形貌的影響
用XRD,SEM對原位自生法制備的Ti-50Al-xB(at%)合金的相組成的微觀組織進行了研究。結果表明:該合金主要由TiAl和TiB2兩相組成;TiB2主要以片狀、板片狀、細棒狀和塊狀形式存在;TiB2微觀形貌隨著合金中B含量的變化而發生顯著變化。
AXag0027 金屬注射成形技術的研究現狀
金屬注射成形(MIM)已成為國際粉末冶金領域發展迅速,最有前途的一種新型近凈成形技術。綜述了MIM技術的研究現狀,指出了MIM的發展趨勢。
AXag0028 微重力場下金屬材料制備的發展現狀
近年來微重力下制備金屬材料的研究越來越引起人們的重視。簡述了形成微重力的幾種實驗方法,綜述了微重力下制備金屬材料的發展現狀。
AXag0029 Nb-Si系金屬間化合物的研究進展
介紹了Nb-Si系金屬間化合物及其復合材料的制備工藝 、力學性能和物理性能,綜述了Nb-Si系金屬間化合物作為高溫結構的最新研究進展和發展趨勢,作為輕質高溫結構材料的有力競爭者,Nb-Si系金屬間化合物及其復合材料,特別是具有低溫韌性和高溫強度優良均衡的Nb-Nb5Si3原位復合材料,有望在下一代航空航天發動機上(≥1600℃)應用。
AXag0030 新型合金磨球的組織與性能
針對磁性材料等行業砂磨機用研磨體存在的問題,開發了一種新型的鑄造合金磨球。研究了該合金磨球的組織與性能特點,並與軸承鋼球進行了對比。結果表明,鑄造合金磨球具有比軸承鋼球更有利的組織和性能,其硬度可以達到HRC63~67,且斷面硬度極差僅HRC0.5;抵抗沖擊疲勞破壞的軸承鋼球高10倍以上;耐磨性特別是在濕磨條件下的耐磨性比軸承球至少提高4倍以上。因此在砂磨機內使用具有明顯的優勢。
AXag0031 灰色GM(1,1)模型在金屬材料疲勞試驗數據預測中的應用
提出用灰色系統理論中的GM(1,1)模型對金屬材料的疲勞壽命試驗數據進行預測,目的是大幅度縮短試驗時間,節約試驗費用,快速獲得可靠性指標。實例計算結果說明,將灰色系統理論用於金屬材料的疲勞壽命試驗數據預測有較高的精度,為有效縮短金屬材料疲勞壽命試驗時間提供了一個值得探討的方法。
AXag0032 Al-Mn柱撐蒙脫石的制備和微結構變化研究
以遼寧某地的鈣基膨潤土為原料,首先對其鈉化改型得到適合制備柱撐蒙脫石的基質,然後採用取代法合成Al-Mn柱化劑、紅外光譜分析及煅燒試驗等手段研究了Al-Mn柱撐蒙脫石的微結構變化和熱穩定性。結果表明:n(Mn2+):n(Al3+)為0.5時,可得到層間距d(001)值為1.8987nm,300℃煅燒後其層間距穩定在1.7859nm,具有較好的熱穩定性;鈉基膨潤土經柱撐反應後,柱化劑進入了蒙脫石層間,同時蒙脫石骨架〔Si4O10〕n與層間柱化劑離子之間發生了成鏈反應,形成了Si-O-Al或Si-O-Mn鍵。
AXag0033 新型金屬材料及其加工技術的研究進展
論述了當前金屬材料及其加工工藝的最新研究和應用進展。指出了目前需要進一步開展新型材料的基礎研究和應用研究,不斷完善其制備工藝,開發產品,使新型材料的性能得到充分,廣泛的發揮和應用。
AXag0035 含Zr多組元摻雜石黑材料的性能研究
以天然石墨為原料,通過熱壓工藝,制備了含Zr多組元摻雜石墨材料。研究了摻雜元素對材料性能的影響。實驗結果表明:隨著Zr含量增加,基體石墨的強度、導電和導熱性成線性增加;但是過量的ZrO2會消耗基體炭原子,生成金屬Zr蒸汽逸出基體,形成孔隙和缺陷,導致材料的性能下降,因此應控制ZrO2的加入量。另外,採用SEM、XRD等分析手段研究了材料微觀結構,探討了微觀結構對其性能的影響。
AXag0036 貯氫合金機械合金化制備的研究進展
機械合金化技術 (MA)是一種制備材料的新興工藝 ,用它可以制備一般方法難以制備的和性能優越的貯氫合金。本文詳細概述了近幾年來機械合金化技術在貯氫合金制備上的應用狀況 ,並就今後機械合金化技術在貯氫合金制備上的應用研究提出了方向。
AXag0037 噴射成形技術產品的研究現狀
噴射成形是一種快速凝固近終成形材料制坯技術,利用該技術制備的材料具有優異的性能,噴射成形技術產品在特定的領域中正在逐步取代一些傳統材料,簡要闡述了噴射成形技術和產品的研究發展現狀。
AXag0038 快速成形技術中材料成形性的研究進展
簡要介紹了幾種典型的快速成型技術的基本原理,分析了快速成形技術中材料的研究和應用現狀,討論了快速成形中材料的快速成形性問題,並指出研究和開發快速成形材料和對新材料的快速成形性的研究是材料與製造工程科學的一個重要發展方向。
AXag0039 鑄造合金的微觀組織模擬研究進展
凝固過程的數值模擬正在由宏觀向微觀轉變。微觀模擬不僅可以得到材料的凝固組織,而且還能為宏觀模擬提供准確的潛熱釋放信息。針對目前微觀組織模擬的研究現狀,介紹了幾種主要的模擬研究方法,如確定性模擬方法、隨機性模擬方法和相場方法等,闡述了其主要特徵和模擬微觀組織時存在的優缺點。最後對微觀模擬中現存的問題及發展方向了分析。
AXag0040-01 金屬功能材料研究和開發的某些最新進展*
簡要介紹了金屬功能材料的發展概況,重點敘述了幾種主要功能材料的研究開發情況,如結合國外情況介紹了中國的精密合金和電工鋼、稀土永磁材料、非晶態合金、納米晶材料、儲氫材料和電池、超磁致伸縮材料等研發情況,對近期研究開發的新型金屬功能材料如磁性形狀記憶合金等進行了介紹。
AXag0041-02 等離子噴塗制備Fe-B系非晶合金塗層的工藝研究*
非晶合金(俗稱金屬玻璃)具有獨特而優異的性能,如高強度、高韌性、高硬度、極高抗腐蝕性能、軟磁特性等,是一類很有發展前途的新型金屬材料。但是,非晶合金在實際中仍還沒有得到大范圍應用,其性能優勢遠未能夠充分發揮出來,限制非晶合金應用的最主要因素是其產品形態,如薄帶、細絲、粉末等,厚度或直徑只有數十個微米,應用范圍是很有限的。開發熔體急冷制備新技術是當前非晶合金材料研究領域里的前沿性重要課題,採用現代先進熱噴塗技術,如等離子噴塗、超音速火焰噴塗等制備表面非晶塗層就是對非晶合金制備技術的新開拓。熱噴塗技術的顯著特點之一是:噴塗粒子具有很高的冷卻速度,單個熔融粒子的典型冷卻速度大於106K/s,只要噴塗合金成分適宜、工藝適當,就能夠形成非晶塗層。Fe-B系非晶合金往往具有優異的高硬、高強和高韌性能,將其應用於表面塗層領域則有可能成為一種優良的耐磨抗蝕材料。
一種Fe-B基非晶合金粉末(含Cr,Ni,Si等)被用於大氣等離子噴塗試驗,研究表明,採用本文設計的等離子噴塗工藝能夠制備出非晶合金塗層,塗層基本上由非晶相組成,在非晶塗層中分布著少量的淬態核結晶相,其尺寸在2~5μm。塗層由變形良好的帶狀粒子相互搭接堆積而成,球形噴塗粒子高度變形為扁平狀保證了粒子各區域的非晶化和非晶塗層的順利形成。塗層緻密高,孔隙率低,氧化物含量較少,但在塗層中的粒子邊界包含著少量的孔隙、微細的球形粒子等缺陷。塗層具有很高的硬度,顯微硬度在800~950GHv0.1范圍內。隨塗層厚度增大,塗層與基材的結合強度、塗層的抗開裂韌性均降低,採用200℃-4h保護氣氛熱處理可以有效提高塗層的硬度和抗開裂韌性,塗層仍保持非晶態結構。
AXag0042-02 離子束輔助沉積非晶合金薄膜的研究*
目前離子束輔助沉積技術廣泛用於各種超硬薄膜的制備,如類金剛石薄膜,但在二元合金系統中制備非晶和亞穩晶相方面鮮有報道。本文報道了作者所在的研究組最近幾年用離子束混合技術制備非晶合金薄膜的研究結果。實驗結果表明,離子束混合技術制備可用於多種二元合金系統非晶薄膜的制備,非晶合金薄膜的厚度不受實驗條件的限制。在具有正混和熱的二元合金系統里,已獲得獲得Cu-Ta和Cu-Nb非晶薄膜,在混和熱為負的二元合金系統里,已獲得 Fe-Zr、Fe-Nb、Fe-Tb、Co-Nb、Ni-Mo和Ni-Nb等非晶薄膜,採用多層膜離子束混合的方法在正混和熱的系統里所獲得的非晶成分范圍小於在負混和熱的系統非晶形成范圍。
AXag0043-02 放電等離子燒結技術及其在粉末新材料研究中應用*
介紹了放電等離子燒結(Saprk Plasma Sintering,簡稱SPS)技術的原理、發展與特點,並結合SPS新材料的研究進展,闡述高性能靶材、稀土磁性材料、超細或納米晶硬質材料和熱電轉換材料的合成制備、性能與應用。
AXag0044-02 金屬熱變形過程中的微觀組織預測*
對大型體積成型軟體DEFORM3D進行二次開發,將我所在90年代提出的一組熱剛粘塑性本構模型以用戶子程序的方式插入到DEFORM3D中。並針對FMV拔長工藝,進行數值模擬和實驗驗證的比較。
AXag0045-02 亞微米級Fe-Cr-Cu金屬纖維的研究*
從Cu-Fe-Cr原位復合材料中提取了金屬纖維,對其組織結構進行了研究。X射線衍射分析結果表明,金屬纖維為bcc結構的鐵素體。
AXag0046-01 氣相沉積Ni薄膜的微結構和力學性能*
氣相沉積純金屬薄膜在微電子、光學、防腐蝕、表面裝飾等領域已得到廣泛應用。但由於研究上的困難和缺乏應用需求,以往對純金屬薄膜的力學性能的研究關注不夠,應用中常以塊體材料的性能對其進行粗略的估計。近年來,微機械技術迅速崛起,成為高技術發展的重要方向之一。在微機械技術中,薄膜的刻蝕加工是核心工藝之一,純金屬薄膜由於其刻蝕工藝成熟,質量穩定,易於保證微機械零部件的加工精度而成為微機械技術的主要材料,因而需對其力學性質作較為全面系統的研究。
Ni薄膜具有優良的抗氧化性和綜合機械性能,並且具有鐵磁性,是微機械技術中的重要材料。本文研究了不同基片溫度下的Ni薄膜的微結構和力學性質。
AXag0047-01 鉑包鉬攪拌器國產化研究*
本文主要介紹了鉑包鉬攪拌器的結構、應用領域、製造難點、使用注意事項及發展前景。
AXag0048-02 金屬多胞材料反平面應變裂紋的穩態擴展*
金屬多胞材料(也稱為金屬泡沫材料)是一種新型的工程材料,它具有獨特的物理、力學、熱學、電學和聲學等性質,如密度小、傳熱性較好,能吸收能量、聲音等,因而可以廣泛應用於包裝、夾層板的製造、隔音材料、高溫氣體和流體的過濾、汽車的零部件等領域。特別地,金屬多胞材料具有可循環使用的特點。
為了更好地發揮金屬多胞材料的功能,了解其力學性能是必要的。本文應用奇異攝動法研究了DF模型下金屬多胞材料反平面應變裂紋的穩態擴展,並根據裂紋尖端的塑性變形與彈性變形必須相平衡的觀點給出了裂尖附近的最低階漸近解。
AXag0049-02 摻雜對金屬玻璃的形成能力與性能的影響*
塊體金屬玻璃的成功制備不僅使得金屬玻璃作為工程結構材料的應用成為可能,也為金屬玻璃的形成機理與玻璃化轉變這一重要物理問題研究提供了新的思考點。但是到目前為止所發現的塊體金屬玻璃形成體系僅ZrTiCuNiBe、PdNiCuP這兩個體系具有非常好的玻璃形成能力,其它合金體系的金屬玻璃制備仍然需要很苛刻的條件,比如要求原材料的純度高、高的煉真空度、氣氛中的氧含量低等。對於塊體金屬玻璃的制備,摻雜不僅可以改進×的物理和力學等性能,降低材料的生產成本,也是研究金屬玻璃形成的一種有效方法。本文所報道的工作從上述目的出發,採用合金元素添加等方法研究了Y對含Zr基塊體金屬玻璃的形成能力、力學性能的作用。
AXag0050-02 NdAlFeCo金屬玻璃的變形行為*
最近成功的制備出了Nd基多組元大塊金屬玻璃引起人們的廣泛的關注,一是它在室溫具有很高的矯頑力,二是用差示掃描熱分析表現出反常的熱穩定性,在加熱測試過程中該體系在晶化溫度以前沒有表現出顯著的玻璃轉變。但是Tx/T1有很高的值大約為0.9,這又表明有非常穩定的非晶相抑制了晶化,晶化溫度以前沒有表現出顯著的玻璃轉變和Tx/T1有很高的值,這一對矛盾使得該體系不同於其他大塊金屬玻璃,我們以膠的動態力學試驗結果表明在600k時彈性模量迅速衰減和內耗試驗峰,這表明有玻璃轉變發生了。本文中我們將在不同工下測試NdAlFeCo金屬玻璃的變形行為。
AXag0051-02 大型曲軸整體電渣熔鑄若干關鍵技術的研究*
曲軸是柴油機功率輸出的關鍵零部件,它的質量好壞直接關繫到柴油機的性能,目前我國正處在柴油機更新換代的時期,各類柴油機正朝著小型化、大功率、超載能力強、可靠性能高的方向發展,因此對柴油機的要求日益增高,特別是大中型柴油機曲軸,傳統的毛坯製造工藝難以保證其組織成分和機械性能的要求。電渣熔鑄曲軸具有組織純凈、成分均勻、機械性能優良、投入少、產生快等有點,因此可適應大中型柴油機發展的需要。
本文對電渣熔鑄整體大型曲軸所涉及到的一些關鍵技術的研究作了簡要的敘述。
AXag0052-02 新型均勻液滴噴射成形技術
❻ 什麼是新材料新材料的發展趨勢是什麼
新材料產業涉及的范圍比較廣,包括稀土、磁性材料、金剛石材料、新能源材料、特殊陶瓷材料、光電子、信息材料、智能材料以及生物醫用材料等行業。這些行業除少數擁有資源壟斷性之外。大多數是競爭性行業。盡管競爭比較激烈,但由於這些行業的技術含量高,產品附加值大。因而大多數企業的盈利水平都比較高。
我國新材料產業發展趨勢
我國已經成為新材料的生產和消費大國。鋼鐵、重要有色金屬、主要建材、合成纖維等基礎材料的產量均居世界首位。全部工業材料的工業增加值約為14964億元,約占我國GDP的14.6%。科技部高新技術發展及產業化司材料處處長王琦安指出,我國的新材料產業還存在很多問題,比如在生產過程中資源、能源消耗大,在高性能材料及其品種開發、先進制備加工技術、材料性能表徵與應用等方面與世界先進水平有較大差距,而且具有自主知識產權的品種較少,高技術含量和高附加值的關鍵材料大部分依賴進口。因此,我國新材料產業的發展急需加快。
1.國防軍工的現代化將極大地拉動新材料的需求
由於新材料性能優良、價格較高,過去主要用於軍工,航天、航空等領域(見表1)。而隨著我國國防現代化的要求,國家軍費的支出絕對值不斷增長,占國內生產總值的比重也不斷增長。我們預期在這一背景下,新材料必將迎來更好的發展機遇。
2.國內消費增長刺激化工新材料的發展
隨著化工新材料在技術上的突破,規模化生產導致成本大幅度下降,價格已為民用產品所接受,加上化工新材料具有耐高溫、低溫、耐腐蝕、抗老化及強度高、耐摩擦等優異的性能,目前已廣泛用於電子、汽車、建材等
領域。中國經濟的高速發展帶動了對類似電子、汽車等消費品的需求,這些下游消費品的需求增速又帶動了中國新材料行業的發展,目前有些新材料的需求增長是中國GDP增長的幾倍。
3.國內龍頭企業自主創新能力提升,進口替代趨勢明顯
新材料行業的發展過程中不可避免的就是產品市場價格波動較大。一般而言,國內化工新材料產品都經歷了一個國外技術封鎖、市場壟斷、產品高價高毛利、自主研發、裝置建成、國外、傾銷國家保護、反傾銷、合作、市場穩定、合理價格的過程。經過幾年的發展,我國新材料產業已經初具規模,而且在少數領域有較強的國際競爭力。國內龍頭企業通過不斷研發和創新,形成了具有自主知識產權的工藝和技術,逐漸具有成本和規模優勢,進口替代趨勢明顯。
比較典型的如有機硅產品,在國內未能建成第一套工業化裝置之前,國外對手採取的是封鎖技術以及高價策略,有機硅中間體產品價格最高時在1996年曾經超過4萬元/噸。在國內裝置建成後,國外對手採取了傾銷策略,價格在2003年最低時只有不到1.5萬元/噸。在國家有關部門的支持下,通過反傾銷的調查以及仲裁,目前價格維持在2.7萬元/噸的合理價位。正是由於政策保護的緩沖和國內企業不斷吸收消化並自主創新,使得我國有機硅產業迅速發展,並接近了世界先進水平。另外。我國研究開發的各種高性能增強體材料也正在逐步替代進口產品,一批有特色的高性能樹脂已經研製成功。新一代樹脂基、金屬基和陶瓷基復合材料正在研究開發之中;在新型高臨界溫度超導材料的探索中,高溫超導機理,銅氧化物超導材料的相關和晶體結構,超導銅氧化物材料實用成材技術、薄膜技術有關的材料科學集成性研究、高臨界溫度超導電性研究等領域一直保持或接近世界前沿。
我國已經成功建成年產百噸級的非晶薄帶卷材;研製出多種成分合金、多用途的新材料;能夠拉制出直徑為300毫米(12英寸)、重量達81公斤的大直徑硅單晶。在瓷料的研究上取得了突破,高溫結構陶瓷材料的研製及應用,在國際上有一定地位,低燒瓷料上形成了自己的特色。高分子材料的產業化近年來也有較大發展;利用稀土資源,研究開發的新型貯氫材料,在實驗室條件下成功地應用於鎳氫電池的製造。
新材料行業企業特徵與投資機會
(一)新材料行業企業總體特徵
總的來看,我國新材料企業的資產質量較為優良。行業整體贏利能力較強。從市場結構看,新材料產業鏈日益完善、產業集群效應明顯、市場需求強勁、企業供應能力增強;從企業行為看,新材料企業並購重組頻發、技術屢獲突破、競爭手段多樣化、銷售渠道進一步拓寬。在眾多新材料公司中,雖有各行業自己的問題,但也有一些共性問題,主要表現在:
1.對外依存度高
。經過幾年的發展,我國化工新材料產業已經初具規模。而且在少數領域有較強的國際競爭力。但是與先進國家比,我們仍存在生產能力不足、產品質量差、產品規格少、沒有實現系列化等缺點,因此,許多重要產品和高性能產品仍需依賴進口。一般來說,技術難度越大,產能缺口越大,對國外的依存度就越大,比如有機硅行業和炭纖維行業等。
2.技術壁壘高
化工新材料的技術壁壘普遍較高,目前國內還是主要依賴進口相關產品或者對進口技術進行消化吸收並創新。比如MDI行業,具有明顯的「寡頭」性質。目前,世界上真正掌握MDI核心技術的只有8家公司,均為諸如巴斯夫、拜耳等國際知名的化工企業,國內只有煙台萬華(600309)掌握了此項技術。
3.企業規模小
幾家主要的新材料企業的平均主營業務收入為55500萬元左右。平均凈利潤大概為6460萬元。與其他行業企業相比,新材料企業的平均經營規模仍然較小,企業需繼續擴大規模以獲得規模效益、增強競爭力。目前國內新材料企業中,生產中低端產品的中小企業占據了大多數,能夠參與國際競爭的龍頭企業寥寥可數。
4.存在一定程度惡性競爭
由於眾多良莠混雜的小企業的存在,我國的新材料產品不僅利潤低,還要承受著國內企業之間無節制的相互壓價、惡性競爭。同樣是一種材料,一夜之間起了很多家,每個廠家都掌握了一定技術或者購買了一定成果。企業們都處在壯大階段,在一個水平上重復。緩慢的發展,彼此沒有促進、互補,無序競爭、競相壓價、互相殘殺,造成資源的極大浪費。
(二)新材料行業及企業的投資機會
1.國家政策大力推動
為了發展新材料行業,國家在政策上給予大力支持。截至目前,國家先後通過高技術產業化新材料專項、國家科技攻關計劃、火炬計劃、863計劃、973計劃、國家自然科學基金;中小企業創新基金等七個項目大力支持新材料行業的發展。同時,國家還加大新材料行業科技攻關經費支持,每年投入的經費在5億元以上。國家發展和改革委員會副主任張國寶在「2007博鰲國際化工新材料論壇」上表示,要加強宏觀引導,強化政策支持,從發展戰略高度認識、關注和優先支持新材料產業發展。張國寶強調,我國新材料產業雖然取得很大的進步,但與發達國家相比,新材料總體水平還存在很大差距。國家的宏觀引導和政策導向,對新材料的研發、產業化和規模生產將起到重要的導向作用。必須在政策上建立市場與需求緊密結合的創新與產業化機制,強化新材料產業化內部的創新能力,激勵利用社會資源開展創新活動,優化配置資源,突破新材料工程化、產業化的技術瓶頸,建立材料科學的發展目標,重視核心產業化和產業鏈的形成,實現上、中、下游相關產業配套,大規模實現產業化。所有這些舉措,對推動、加快我國新材料行業的發展產生了重大影響。我國新材料行業也由此步入了高速發展時期。
2.下游需求拉動凸顯投資價值
從行業發展態勢來看,我國化工新材料行業總的來說處於一個上升通道。一方面由於化工新材料技術壁壘較高,行業的議價能力強,仍處於行業快速發展的朝陽階段,亦是國家政策重點鼓勵支持發展的對象,發展勢頭整體良好。該子行業由於產品加工程度深,原材料占精細化工產品成本的比重相對小,因此盈利受原材料價格波動的影響相對小,而工藝水平、營銷策略等因素顯得更為重要,企業的核心競爭力往往體現在研發實力、管理水平和發展戰略上。另一方面,新材料行業的下遊行業主要是汽車、航空設備、通訊設備、家電、IT行業以及其他電子信息行業,而以上行業目前正處在高速發展時期,勢必加大對新材料的需求,為新材料行業長期走向快速發展提供了市場基礎。例如,聚氨酯中的MDI受建築節能市場2007年的需求高增長的影響而需求大增(2006年7月1日起國家開始在北京、天津、大連、青島、上海、深圳六大東部沿海城市強制推行建築節能65%標准)。
3.革命性新材料出現改變產業發展路徑
一般而言,革命性的新材料被研發出來並商業化運作後,往往帶來相關產業的突變。例如,隨著國產SiC晶片的商業化進程,困擾我國發展第三代半導體的基礎原料問題得到了解決,高品質LED和半導體器件的生產成本將大幅降低,被國外生產商控制原料的發展瓶頸也獲得了根本性的扭轉,相關產業群將蓬勃發展。因此,C晶片的國產化進程將改變半導體產業的發展路徑。
(三)新材料企業投資風險
新材料已逐漸成為市場的一個熱點,但是有政策、有市場並不等於公司就一定能獲得高額利潤。當前投資新材料企業需要關注以下幾方面問題:
第一是原料供應。新材料大多是原材料,由於原料遠離成品,價格協商能力比較弱,特別是缺乏技術和資源優勢的企業,利潤和可持續發展能力受到很大的制約。如果不能很好地解決原料供應,產品將成為無源之水,無本之木。以光纖預制棒為例,國內光纖質量達到國際一流水平,但製造光纖的核心材料光纖預制棒80%一90%依靠進口,這在相當程度上影響了產品的盈利能力。因此在投資新材料項目中,原料的落實是必須首先考慮的。
第二是企業技術裝備落後。我國新材料行業整體技術水平不高,初級產品過多,中級產品質量不穩定,高級產品缺乏,遠遠不能滿足經濟發展的需要。除部分骨幹企業技術裝備接近或達到國際先進水平,大部分中小企業技術裝備落後,導致國際競爭力弱,可持續發展受到制約。
第三是國內產學研脫節,許多成果產業化存在諸多困難,企業的科技更新速度慢。例如我國納米材料的科學研究在世界上並不落後,但在產業化方面卻是障礙多多,真正形成產品的多是初級產品,盈利更是不多。
第四是進入壁壘低。以第三代稀土永磁材料釹鐵硼為例,雖然該材料在《中國高新技術產品目錄2000))中被列為最高檔,但進入壁壘並不高,上一套年產500噸的裝置只需要投資6000萬元左右。另外中低檔產品的技術要求不高,同時國際上的相關專利將在2003年到期,這意味著眾多企業可以很快進入國際市場。以上原因造成近幾年國內很多企業投資該項目,市場競爭加劇,產品利潤率迅速攤薄。因此門檻比較低的項目不可能在較長的時間內保持超額利潤,投資時需要慎重。
第五是技術更新換代速度快。任何一種新材料都是一定時期的新材料,有它的生命周期,不可能永遠是新材料,一種新材料將來被更新的新材料所取代也是發展的必然趨勢。以永磁材料為例,20世紀40年代出現了鋁鎳鈷永磁,50年代出現了鐵氧體永磁,60年代研製出了第一代稀土永磁SmC05,70年代開發成功第二代稀土永磁Sm2C017,1983年出現了「永磁王」NdFeB材料。最近又出現了NdFeN等磁能積更高的稀土永磁材料。因此,對一個新材料產品要研究它在五年左右是否會被取代,並制定相關的對策,未雨綢繆至關重要。
❼ 說一說正在蓬勃發展的新型材料.
復合材料
一是清潔、可再生能源用復合材料,包括風力發電用復合材料、煙氣脫硫裝置用復合材料、輸變電設備用復合材料和天然氣、氫氣高壓容器;二是汽車、城市軌道交通用復合材料,包括汽車車身、構架和車體外覆蓋件,軌道交通車體、車門、座椅、電纜槽、電纜架、格柵、電器箱等;三是民航客機用復合材料,主要為碳纖維復合材料。熱塑性復合材料約佔10%,主要產品為機翼部件、垂直尾翼、機頭罩等。
超導材料
有些材料當溫度下降至某一臨界溫度時,其電阻完全消失,這種現象稱為超導電性,具有這種現象的材料稱為超導材料。超導體的另外一個特徵是:當電阻消失時,磁感應線將不能通過超導體,這種現象稱為抗磁性。
能源材料
能源材料主要有太陽能電池材料、儲氫材料、固體氧化物電池材料等。
智能材料
智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之後的第四代材料,是現代高技術新材料發展的重要方向之一。
納米材料
納米本是一個尺度,納米科學技術是一個融科學前沿的高技術於一體的完整體系,它的基本涵義是在納米尺寸范圍內認識和改造自然,通過直接操作和安排原子、分子創新物質。納米科技主要包括:納米體系物理學、納米化學、納米材料學、納米生物學、納米電子學、納米加工學、納米力學七個方面。
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❽ 新型建材在中國的發展歷史發展前景如何
「新型建築材料」,簡稱新型建材,是區別於傳統的磚瓦、灰砂石等建材的建築材料新品種,行業內將新型建築材料的范圍作了明確的界定,即新型建築材料主要包括新型牆體材料、新型防水密封材料、新型保溫隔熱材料和裝飾裝修材料四大類。
中國的新型建築材料工業起步於20世紀70年代,發展於20世紀80年代中期,並且逐步走向成熟。改革開放以來,中國新型建材工業迅速崛起,快速成長,新型建材無論從品種、數量,還是從質量、功能上都有了長足的進步。
近年來,中國牆體材料革新和推廣節能建築取得了積極的進展,2006年,全國新型牆體材料產量達到3850億塊標准磚,占牆體材料總量的46%,應用范圍不斷擴大,技術水平顯著提高。全國已建成節能住宅11億平方米,累計節約9600多萬噸標煤,節約土地180萬畝,綜合利用各種工業廢渣11.06億噸。
近年中國建築業的大幅度增長直接拉動了建築防水材料行業的快速發展,特別是新型建築防水材料取得了長足發展。2008年,中國各類防水材料總產量達到76900萬平方米,同比增長12.5%。其中,新型防水材料總量達59900萬平方米,占防水材料總量的77.9%。
以玻璃棉、岩(礦)棉為代表的新型保溫隔熱材料這些年也有了較快的發展。新型保溫絕熱材料在建築中的使用,大大節約了能源,為可持續發展戰略的實施做出了貢獻。
建築裝飾裝修材料的發展更加令人矚目,生產能力與產量大幅增加,產品質量、檔次與配套水平明顯提高,生產規模與技術裝備正逐步向國際先進水平靠攏。中國已經成為世界上裝飾材料生產大國、消費大國和出口大國。材料主導產品不僅在總量上連續多年位居世界第一,而且人均消費指數已接近和高於世界先進水平。
近五年來,新型建築材料的產值以每年20%以上的速度發展。從國家宏觀經濟環境上分析,未來20年仍將是經濟的高增長時期。根據對房地產、建築、建材等相關行業的發展勢頭的預測和判斷,到2020年,中國還將建設300億平方米建築,新型建築材料作為建築材料工業調整產業結構和轉變經濟增長方式的戰略重點,具有廣闊的發展前景。
中投顧問2009-2012年中國新型建材行業投資分析及前景預測報告