科技创新“六个一”工程十大产业现状和发展趋势之六2546283261.docx
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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.科技创新“六个一”工程十大产业现状和发展趋势之六金属新新材料技术术目 录(按住Cttrl的同同时在页码码前单击,立立即进入相相应页码的的页面)第一章新材材料产业的的现状与发发展趋势- 1 -一、新材料料的概念及及对人类进进步的贡献献- 1 -二、金属材材料的简介介- 2 -三、新材料料产业发展展特点和趋趋势- 3 -四、新材料料产业发展展热点- 6 -第二章 国内外金金属新材料料的发展概概况- 7 -一、国外金金属材料的的发展概况况:- 7 -二、国内金金属
2、新材料料的发展概概况- 100 -第三章 我省金属属材料新技技术的发展展概况- 166 -1、钢铁- 166 -2、有色金金属- 199 -第四章 我省金属属材料新技技术方面目目前尚存在在的不足- 211 -1、钢铁- 211 -2、有色金金属- 211 -第五章 促进我省省金属材料料新技术发发展的几点点想法- 211 -1、坚持“三三个重点”、“两两个根本转转变”和“一一个跨跃”- 21 -2、钢铁工工业生产的的连续化、短短流程、高高质量、低低成本- 222 -3、提高产产品的技术术含量和附附加值- 222 -4、重点开开发的新产产品和新材材料- 222 -5、大力开开发军工用用钢- 222
3、 -6、研究开开发的重点点是高强高高导高性能能铜合金材材料- 222 -7、研究低低成本、高高效率、高高质量有色色金属粉体体制备等技技术- 233 -8、研究高高纯度、高高性能钨、铝铝合金管、线线、丝材等等制造技术术- 233 -9、重点发发展高精度度高性能硬硬合金- 233 -10、重点点发展高性性能钨合金金及特种钨钨丝- 244 -11、全面面提升企业业的自主创创新能力- 244 -12、切实实加强创新新型科技人人才队伍建建设- 244 -第一章新材材料产业的的现状与发发展趋势一、新材料料的概念及及对人类进进步的贡献献 新新材料指新新出现或正正在发展中中的具有传传统材料所所不具备的的优异性
4、能能的材料,是是与基础材材料或传统统材料相对对应的概念念,属于高高新技术领领域研究的的范畴。科科技部在新新材料及新新材料产业业界定标准准(20004年)中中对新材料料进行了较较严格的界界定,新材材料指满足足以下条件件之一的材材料:即新新出现或正正在发展中中的具有传传统材料所所不具备的的优异性能能的材料;高技术发发展需要,具具有特殊性性能的材料料;由于采采用新技术术(工艺、装装备),使使材料性能能比原有性性能有明显显提高,或或出现新的的功能的材材料。中中国新材料料产品与技技术指导目目录将新新材料产品品分为新型型金属材料料、新型建建筑材料、新新型化工材材料、电子子信息材料料、生物医医用材料、新新型
5、能源材材料、纳米米及粉体材材料、新型型复合材料料、新型稀稀土材料、高高性能陶瓷瓷材料、新新型碳材料料、新材料料制备技术术与设备等等12类具具体技术领领域。与传传统材料相相比,新材材料产业技技术密集度度高、更新新换代快、研研发投入成成本高、保保密性强、产产品附加值值高、国际际竞争激烈烈、质量要要求高。 材材料是人类类用于制造造各类机器器、构件和和器件的一一切物质,它它是人类文文明进步的的基石和里里程碑。人人类发展的的历史可以以说是材料料发展的历历史,连续续不断地开开发和利用用新材料构构筑了今天天的文明。在在漫长的历历史长河中中,人类经经历石器时时代、青铜铜器时代和和铁器时代代,这些时时代都是以以
6、当时标志志性的材料料来命名。如如今,材料料对社会发发展的作用用更加巨大大,材料的的发展向多多极化方向向发展,多多种材料同同时在深刻刻地影响着着这个时代代。石器、青青铜、钢铁铁(工业革革命)、硅硅(信息时代)等等材料研究究上的重大大突破无疑疑是“人类类进步的里里程碑”。如如今,随着着现代社会会的快速发发展,新材材料实际上上已经成为为了“高技技术产业的的先导和基基础”,对对人类社会会的进步发发挥着决定定性作用。二、金属材材料的简介介 11.概念 金金属元素或或以金属元元素为主构构成的具有有金属特性性的材料的的统称。包包括纯金属属、合金、金金属间化合合物和特种种金属材料料等。 22.金属材料料的分类
7、 金金属材料通通常分为黑黑色金属、有有色金属和和特种金属属材料。 黑色金属属又称钢铁铁材料,包包括含铁990%以上的工工业纯铁,含含碳2%4%的铸铁。含含碳小于22%的碳钢,以以及各种用用途的结构构钢、不锈锈钢、耐热热钢、高温温合金、精精密合金等等。广义的的黑色金属属还包括铬铬、锰及其其合金。 有色金属属是指除铁铁、铬、锰锰以外的所所有金属及及其合金,通通常分为轻轻金属、重重金属、贵贵金属、半半金属、稀稀有金属和和稀土金属属等。有色色合金的强强度和硬度度一般比纯纯金属高,并并且电阻大大、电阻温温度系数小小。 特种金属属材料包括括不同用途途的结构金金属材料和和功能金属属材料。其其中有通过过快速冷
8、凝凝工艺获得得的非晶态态金属材料料,以及准准晶、微晶晶、纳米晶晶金属材料料等;还有有隐身、抗抗氢、形状状记忆、耐耐磨、减振振阻尼等特特殊功能合合金,以及及金属基复复合材料等等。 半导体材材料和超导导材料也归归人金属材材料范畴。三、新材料料产业发展展特点和趋趋势 新新材料在发发展高技术术、改造和和提升传统统产业、增增强综合国国力和国防防实力方面面起着重要要的作用,世世界各发达达国家都非非常重视新新材料的发发展。随着着社会和经经济的发展展、全球化化趋势的加加快,新材材料产业的的发展呈现现出以下主主要特点和和趋势。 11.新材料多多学科交叉叉性及多部部门参与 新新材料与信信息、能源源、医疗卫卫生、交
9、通通、建筑等等产业的结结合越来越越紧密,材材料科学工工程与其他他学科交叉叉的领域和和规模都在在不断扩大大,如生物物学、医学学、电子学学、光学等等。对学科科交叉的认认知和有力力推动将对对一个国家家材料产业业的超前发展起到到举足轻重重的作用。新新材料的发发展还跨越越多个相关关部门,因因此各国都都致力于把把材料发展展纳入到产产、学、研研一体化的的平台,以以满足材料料开发对各各个部门提提出的不同同要求。 22.新材料产产业上下游游进一步融融合 随随着高新技技术的发展展,新材料料与基础材材料产业结结合日益紧紧密,产业业结构呈现现出横向扩扩散的特点点。基础材材料产业正正向新材料料产业拓展展,世界上上很多著
10、名名的新材料料企业以前前都是钢铁铁、化工、有有色金属等等基础材料料企业,利利用积累的的大规模生生产能力、生生产技术及及充足的资资金进入新新材料领域域。 伴伴随着元器器件微型化化的趋势,新新材料技术术与器件的的一体化趋趋势日趋明明显,新材材料产业与与上下游产产业相互合合作与融合合更加紧密密,产业结结构出现垂垂直扩散趋趋势。这种种趋势减少少了材料产产业化的中中间环节,加加快了研究究成果的转转化,降低了研发与与市场风险险,有利于于提高企业业竞争力。 33.新材料发发展的驱动动力由军事事需求向经经济需求转转变 从从20世纪纪来看,国国防和战争争的需要、核核能的利用用和航空航航天技术的的发展是新新材料发
11、展展的主要驱驱动力。而而在21世世纪,卫生生保健、经经济持续增增长以及信信息处理和和应用将成成为新材料料发展的最最根本动力力,工业和和商业的全全球化更加加注重材料的经经济性、知知识产权价价值和与商商业战略的的关系,新新材料在发发展绿色工工业方面也也会起重要要作用。未未来新材料料的发展将将在很大程程度上围绕绕如何提高高人类的生生活质量展展开。 44.新材料市市场需求旺旺盛,产业业规模急剧剧扩大 随随着社会科科技的进步步和新兴产产业的快速速发展,对对新材料需需求的种类类和数量都都大大增加加,新材料料市场需求求前景十分分看好。以以新材料为为支撑的新新兴产业,如如计算机、通通讯、绿色色能源、生生物医药
12、、纳纳米产业等等的快速发发展,对新新材料的种种类和数量量需求也将将进一步扩扩大。例如如:20003年全球球半导体专专用新材料料市场规模模为2000亿美元;磁性材料料以15%的年增长长率发展,预预计到20015年,仅仅中国市场场就需要永永磁铁氧体体50万吨吨,软磁铁铁氧体200万吨,钕钕铁硼磁体体5万吨。目目前全球生生物医用材材料的产值值超过8000亿美元元,预计22010年年将达到44000亿亿美元。目目前世界纳纳米技术的的年产值为为500亿亿美元,预预计20110年纳米米技术将成成为仅次于于芯片制造造的世界第第二大产业业,年产值值将达144400亿亿美元。 55.新材料向向多功能、智智能化方
13、向向发展,开开发与应用用联系更加加紧密 221世纪,新新材料技术术的突破将将在很大程程度上使材材料产品实实现智能化化、多功能能化、环保保、复合化化、低成本本化、长寿寿命及按用用户进行订订制。这些些产品会加加快信息产产业和生物物技术的革革命性进展展,也能够够给制造业业、服务业业及人们生生活方式带带来重要影影响。总体体来说,新新材料的发发展正从革革新走向革革命,开发发周期正在在缩短,创创新性已经经成为新材材料发展的的灵魂。 同同时新材料料的开发与与应用联系系更加紧密密,针对特特定的应用用目的开发发新材料可可以加快研研制速度,提提高材料的的使用性能能,便于新新材料迅速速走向实际际应用,并并且可以减减
14、少材料的的“性能浪浪费”,从从而节约了了资源。 66.跨国公司司对新材料料产业发展展影响力加加强 跨跨国公司及及其分支公公司在新材材料产业的的发展作用用显著,这这些企业规规模大、研研发能力强强、产业链链完善,它它们通过战战略联盟、大大量的研发发投入、产产业技术及及市场标准准制定并控控制知识产产权,寻求求在竞争中中处于优势势甚至垄断断地位,一一些新材料产产业出现了了被大型跨跨国公司垄垄断的现象象或趋势。 7.新新材料发展展和生态环环境及资源源的协调性性倍受重视视 面面对资源、环环境和人口口的巨大压压力,各国国都在不断断加大生态态环境材料料及其相关关领域的研研究与开发发的力度,并并从政策、资资金等
15、方面面都给予更更大支持。 材材料的生态态环境化是是材料及其其产业在资资源和环境境问题制约约下满足经经济可承受受性、实现现可持续发发展的必然然选择。开开发新材料料将更加重重视从生产产到使用的的全过程对对环境的影影响,资源源保护、生生产制备过过程的污染染和能耗、使使用性能和和回收再利利用的问题题。生态环环境材料的的三个特征征是优异性性能并节省省资源、减减少污染和和再生利用用。目的是是实现资源源、材料的的有机统一一和优化配配置,达到到资源的高高度综合利利用以获得得最大的资资源效益和和环境效益益,为形成成循环型社社会的材料料生产体系系奠定基础础。 88.新材料产产品标准化化出现全球球化趋势在经济全球球
16、化日益加加强的背景景下,能否否在世界不不同地方对对同一材料料采用相同同的标准是是至关重要要的。各国国材料及其其产品数据据标准不一一致将会引引起混乱、低低效并增加加成本,不不利于市场场应用的国国际化。因因此对材料料供应商和和用户来说说,不同的的国家以相相同方式测测试材料特特性是非常常重要的,对对于新兴市市场上的新新材料,这这种要求尤尤其强烈。四、新材料料产业发展展热点 11.信息材料料 22.新能源材材料 新新能源材料料是发展新新能源的核核心和基础础,发展方方向是开发发绿色二次次电池、氢氢能、燃料料电池、太太阳能电池池和核能的的关键材料料。当前的的研究热点点和技术前前沿包括高高能储氢材材料、聚合
17、合物锂离子子电池材料料、质子交交换膜燃料料电池材料料、多晶薄薄膜太阳能能电池材料料等。 33.生物医用用材料 44.纳米材料料与技术 55.超导材料料与技术 超超导材料与与技术的发发展趋势是是不断探求求更高温度度超导体,实实现高温超超导材料产产业化技术术在能源、电电力、移动动通讯、国国防领域的的应用。 66.化工新材材料 77.高性能结结构材料 从从世界上新新材料的发发展趋势看看,钢铁材材料和有色色金属材料料的生产一一直在向短短流程、高高效率、节节能降耗、洁洁净化、高高性能化、多多功能化的的方向发展展。结构材材料其主要要功能是承承担负载(如火车、汽汽车、飞机机)。汽车车用钢近年年来已从一一般钢
18、铁发发展为使用用高强合金金钢、铝合合金或特殊殊的高强MMg基合金金,高强TTi合金在在高强钢中中有重要位位置,不锈锈钢则有取取代碳钢的的趋势。用用于军用飞飞机的舢合合金及一般般钢材则被被先进的TTi合金及及高分子基基复合材料料所取代。进进一步还需要发展碳碳纤维增强强复合材料料或Al基基复合材料料。结构材料的的主体有: (1)钢铁铁 钢钢铁材料,特特别是具有有多相结构构和复杂成成分的优质质钢具有重重要的应用用前景和潜潜在优势,需需要开展相相应的基础础研究。联联系微米和和纳米技术术的纳米层层间结构、织织构以及晶晶界和界面面都可视为为改善钢铁铁材料的重重要途径。 (2)All合金 AAl基材料料及相
19、应的的沉淀硬化化效应导致致高强铝合合金的出现现,相关技技术工艺已已发展为“沉沉淀科学”,它它涉及“相相”间晶体体结构的匹匹配性以及及合金的稳稳定性,特特别是时效效合金的稳稳定性直接接影响航空空或空间应应用,因此此可视为AA1合金基基础研究中的的重要问题题。 (3)Mgg合金 镁镁及镁合金金广泛应用用于冶金、汽汽车、摩托托车、航空空航天、光光学仪器、计计算机、电电子与通讯讯、电动、风风动工具和和医疗器械械等领域。镁镁合金是最最轻的工程程结构材料料,以其优优良的导热热性、减振振性、可回回收性、抗抗电磁干扰扰及优良的的屏蔽性能能等特点,被被誉为新型型“绿色工工程材料”、221世纪的的“时代金金属”。
20、 (4)Tii合金 TTi合金在在军用或民民用航空工工业的发展展中有重要要位置,多多相纳米尺尺度层状微微结构问题题对高强rrri基合合金的特性性具有重要要意义,它它将成为设设计新Tii基合金的的关键因素素。第二章 国内外金金属新材料料的发展概概况一、国外金金属材料的的发展概况况: 目目前世界上上已有500万种材料料,而新材材料正以每每年大约55%的速度增增长,现今今全世界已已有8000多万种人人工合成的的化合物,而而且每年还还以25万万种的速度度递增,其其中有相当当一部分将将成为新材材料。新材材料在新兴兴技术中的的产值居于于首位,20000年全全世界122项新兴技技术的市场场总营业额额达到10
21、0000亿亿美元,其其中新材料料占.40%。新材料料国际市场场需求旺盛盛,预计2200720100年锂离子子电池产业业进入相对对平稳增长长阶段,销销售收入增增长率为55.85%。 11.新材料主主要领域发发展概况 钢钢铁业是全全球最大金金属产业和和第二大人人造材料产产业,其年年产量达77.5亿吨,位位居水泥的的11亿吨吨之后。作作为结构材材料,钢铁铁产品在社社会生活中中应用非常常广泛,无无论是当前前还是今后后较长时间间内钢铁材材料都将占占主导地位位。世界钢钢铁工业技技术进步的的主流是缩缩短流程、减减少工序、降降低能耗降降低成本、提提高质量、提提高效率,使使钢铁工业业从粗放式式向集约化化方向发展
22、展。目前钢钢铁技术的的发展主要要涉及到钢钢铁冶炼新新技术,钢钢铁生产新新工艺流程程的开发,钢钢铁材料的的连铸连轧技术术、钢铁用用能新技术术、轧钢技技术、冷轧轧产品的高高质和高功功能化以及及计算机系系统在钢铁铁工业中的的应用等几几个方面。 有有色金属是是指元素周周期表中除除金属铁、锰锰、铬以外外的6-44种金属。由由于这些金金属具有一一系列独特特的性能和和奇异的功功能,如半半导体功能能、形状记记忆功能、介介电功能、光光、磁、热热、化学和和核能等,在在材料领域域里独树一一帜,应用用极广,成成为人类文文明发展中中不可缺少少的物质。221世纪,人人类面临资资源枯竭、环环境污染、人人口剧增三三大难题,有
23、有色金属材材料在解决决这些难题题过程中起起着独特的的、不可替替代的作用用,有色金金属材料的的生产水平平和应用程程度已成为为一个国家家综合国力力的标志之之一。其技技术发展方方向是合成成技术向纯纯净化、细细晶体、均均质化、强强韧化和复复合化方向向发展,加加工技术向向高效、节节能、短流流程、高精精度、环保保型发展,新新型铝合金金、镁合金金、钛合金金的应用越越来越广。 新新能源材料料则是指实实现新能源源的转化和和利用以及及发展新能能源技术中中所要用到到的关键材材料,主要要包括镍氢氢电池材料料、锂离子子电池材料料、燃料电电池材料、太太阳能电池池材料以及及核反应堆堆用核能材材料等。 复复合材料是是指由两种
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