我国新材料技术的现状与发展

2015-10-21 19:58高水静
商品与质量·学术观察 2015年3期
关键词:新型材料

摘要 :新材料是国家七大战略性新兴产业之一,也是我国石化和化学工业加快转变发展方式的重要着力点,并且与能源、信息、装备制造、节能环保、生物医学等产业密切相关。目前,新材料已被列入国家、各级地方政府以及生产企业的规划重点,投资者重点研究的热点领域。材料的"新"与"旧"其实是相对的,既取决于产品本身的技术含量、使用性能、工艺水平,也与该国的社会发展阶段、区域市场的稀缺程度有关。特别在材料科学飞速发展、生产技术日新月异的现代社会,"新材料"的内涵、所包括的品种也在以空前的速度更新换代———一些较为熟知的"新材料"已经或正在逐步实现大量生产和普遍使用,同时又不断有更加新颖的材料产品涌现。因此,要提升我国新材料产业发展水平,就必须开拓视野,紧密跟踪国内外新材料产业发展的前沿动向,不断向材料产业金字塔的顶端迈进,早日使我国成为国际新材料产业的领跑者。

关键词 :新材料产业 化工新材料 新型材料

新材料(或称先进材料)是指那些新近发展或正在发展之中的具有比传统材料的性能更为优异的一类材料。新材料技术是按照人的意志,通过物理研究、 材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程,创造出能满足各种需要的新型材料的技术。新材料按材料的属性划分,有金属材料、无机非多属材料(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。按材料的使用性能性能分,有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现在的每秒百億次以上;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。

一、新材料技术被称为“发明之母”和“产业粮食”。

新材料作为高新技术的基础和先导,应用范围极其广泛,它同信息技术、生物技术一起成为二十一世纪最重要和最具发展潜力的领域。同传统材料一样,新材料可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类,不同的分类之间相互交叉和嵌套,目前,一般按应用领域和当今的研究热点把新材料分为以下的主要领域: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。

目前,新材料技术正朝着研制生产更小、更智能、多功能、环保型以及可定制的产品、元件等方向发展. 新材料技术的发展不仅促进了信息技术和生物技术的革命,而且对制造业、物资供应以及个人生活方式产生重大的影响。材料技术的进步使得“芯片上的实验室”成为可能,大大促进了现代生物技术的发展。新材料技术的发展赋予材料科学新的内涵和广阔的发展空间。

二、中国新材料技术发展现状

2010年,中国电子信息材料产值比重27.7%;新能源材料产值比重占18.0%;化工新材料占28.0%;生物医用材料仅占3.6%;其他新材料占22.7%。总体来看,中国新材料产业仍集中在中低端,以电子信息材料、化工新材料、新能源材料为主,而高技术门槛、高资金投入、高附加值的生物医用材料发展相对滞后。新材料作为一个基础性和关联性非常强的产业领域,它的发展可以广泛带动汽车、航空设备、通讯设备、家电、IT行业以及房地产、交通运输、城市建设等诸多领域的技术进步。近几年来,中国新材料产业市场需求平均年增长率都在20%左右,整个产业正处于强劲的发展态势之中,在其带动下,汽车、通讯设备、家电、IT产业、房地产等也都获得了比较快的发展,成为国民经济的主要支柱产业之一。

三、我国新材料产品创新步伐加快

中国对新材料的发展非常重视,在973、863、科技攻关计划、国家高技术产业化专项等科技计划中都给予了材料领域重点支持,材料领域的项目数和投资金额在总额中均在15-30%;已建立相关研发机构4975个,投入研发人员74662人,研发经费48.68亿元,各项指标均在全部行业中占一定比例。中国新材料领域的整体研发水平落后发达国家的差距大约是5年,差距正逐步缩小。在某些新材料领域,中国具有较明显的资源优势和技术优势,取得一批具有国际先进水平的自主知识产权成果,例如在纳米碳管、有机发光材料、稀土永磁材料、无机非线性光学晶体和功能陶瓷的研究和开发等方面进入国际先进行列,并已初步形成特色。中国的新材料产业领域的基地建设始于1996年,在新材料领域的成果转化与产业化方面,截至2010年9月,科技部共计批准区域性新材料产业基地88家,其中高新司批准建立的43家,国家火炬计划批准建立的45家。为了促进国家863计划与地方、企业的结合,科技部开展了国家863计划成果产业化基地的认定,为863计划成果的产业化营造好的环境、创造好的条件和氛围,以基地为核心吸引更多的863计划成果和人才,形成高技术产业群。国家863计划成果产业化基地运行主体主要是企业。研发能力稳步提升。中国及各地都将新材料作为优先发展领域,并通过863计划、973计划和火炬计划等予以支持。目前,中科院系统和中央所属的与材料相关的科研机构超过100家;设置材料类专业的高校有421家,占普通高等高校的66%;列入“211工程”的高校中,有84所设置了材料类专业,占到88%的比例;材料领域的工程技术研究中心有44家,占国内全部工程技术研究中心的30%在现代社会,新材料以及新材料中的高新技术正在为人类展开一个新世界的画卷。人类使用各种材料创造新的生活,建构新的世界。新的材料也正在为人类文明握供新的行为理念,建立起人类扩展自身生存与发展空间的信心。它的现代发展使一种材料从单一功能向多种功能发展,而且,它使得人类超越自然界,实现了根据材料来设计产品,根据产品的需要,通过新的组成、结构和工艺设计来实现其所需功能的概念,也就是说,它的功能要求正在向着迎合人类在各个领域的需要而发展。由此,可以说,它己经成为人类从“自然王国”走向“自由王国”的动力源泉。

四、新材料发展趋势

材料是当前世界新技术革命的三大支柱(材料、信息、能源)之一,与信息技术、生物技术一起构成了21世纪世界最重要和最具发展潜力的三大领域之一。对材料的认识与利用能力,往往决定着社会的形态和人类生活的质量。人类的历史已经证明,材料是人类社会发展的物质基础和先导,而新材料则是人类社会进步的里程碑。新材料在发展高新技术、改造和提升传统产业、增强综合国力和国防实力方面起着重要的作用,而且在自然科学和工程技术领域中发展也越来越快,地位日趋重要。

参考文献:

[1] 张颖怀. SixGe1-x合金——新型太阳能电池用材料[J]. 河北工业大学成人教育学院学报. 2000(04)

[2] 魏海岩. 日本光电子学材料研究的现状与将来[J]. 材料导报. 1992(04)

[3] 新材料可吸收可见光中所有能量[J]. 发明与创新(综合版). 2008(12).

作者简介

高水静(1980— ),女,硕士,讲师,河北联合大学轻工学院学生工作秘书,多年从事学生管理工作.

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