中國制造2025新材料之前沿新材料
**性新材料的發(fā)明、應用一直**著全球的技術革新,推
動著高新技術制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,同時催生了諸多新興產(chǎn)業(yè)。在
發(fā)揮前沿新材料**產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面,我國的自主**能力嚴重不
足,迫切需要在 3D 打印材料、超導材料、智能仿生與超材料、
石墨烯等新材料前沿方向加大**力度,加快布局自主知識產(chǎn)
權(quán),搶占發(fā)展先機和戰(zhàn)略制高點。
9.3.1 需求
未來 10 年,為滿足航空航天、生物醫(yī)療、汽車摩配、消費
電子等領域?qū)€性化、定制化復雜形狀金屬制品的需求,3D 打
印金屬粉末需求量將年均增長 30%,到 2020 年需求量達 800 噸,
到 2025 年達 2000 噸。我國在智能電網(wǎng)、大科學裝置方面對超導
材料的需求持續(xù)增長,到 2020 年需求量將達到 100 億元,到 2025
年達到 150 億元。智能仿生與超材料是智能制造、智能傳感的核
心材料,實現(xiàn)規(guī)?;圃旒皯脴O為迫切,預計將以 40%的年復
合增長率快速發(fā)展,到 2020 年,其市場規(guī)模將達近 650 億美元。
石墨烯材料集多種優(yōu)異性能于一體,是主導未來高科技競爭的超
級材料,廣泛應用于電子信息、新能源、航空航天以及柔性電子
等領域,可極大推動相關產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和升級換代,市場前景
巨大,有望催生千億元規(guī)模產(chǎn)業(yè)。
9.3.2 目標
到 2020 年,積累一批前沿新材料核心技術**,部分產(chǎn)品
實現(xiàn)量產(chǎn),在關鍵領域?qū)崿F(xiàn)應用示范。
到 2025 年,實現(xiàn)前沿新材料技術、標準、**等有效布局;
前沿新材料取得重要突破并實現(xiàn)規(guī)模化應用,部分領域達到世界
**水平。
9.3.3 發(fā)展重點
1. 3D 打印用材料
(1)低成本鈦合金粉末
滿足航空航天 3D 打印復雜零部件用粉要求,低成本鈦合金
粉末成本相比現(xiàn)有同等鈦合金粉末降低 50~60%。
(2)鐵基合金粉末
利用 3D 打印工藝致密化后的金屬制品,其物理性能與相同
合金成分的精鑄制品相當。
(3)高溫合金粉末
開發(fā)金屬粉末的致密化技術,建立制品的評價標準體系。
(4)其它 3D 打印特種材料
突破適用于 3D 打印材料的產(chǎn)業(yè)化制備技術,建立相關材料
產(chǎn)品標準體系。
2.超導材料
(1)強磁場用高性能超導線材
掌握高性能超導線材結(jié)構(gòu)設計及批量化加工控制技術。
(2)低成本千米級 YBCO 涂層導體
掌握涂層導體織構(gòu)化基帶、功能層沉積技術和 MOCVD、PLD
制造裝備。
(3)高電壓等級超導限流器等應用產(chǎn)品
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掌握高電壓等級超導限流器等應用產(chǎn)品的電磁設計、超高壓
絕緣、裝配結(jié)構(gòu)與掛網(wǎng)運行等關鍵技術。
整體突破高性能低成本超導線材集束拉拔塑形加工技術、大
型高效長壽命制冷機技術和低漏熱低溫容器制備技術、面向不同
波段和頻率的超導應用產(chǎn)品制備技術。
3.智能仿生與超材料
(1)可控超材料與裝備
實現(xiàn)特定頻段內(nèi)電磁波從吸波與透波的可控轉(zhuǎn)換,或者將特
定頻段內(nèi)的吸波或透波轉(zhuǎn)換為輻射電磁波。
(2)仿生生物粘附調(diào)控與分離材料
實現(xiàn)長效抗海洋生物粘附(3 年,低于 5%),環(huán)境無毒害;
實現(xiàn)高效的粘附調(diào)控富集分離 99%以上;獲得 2-3 種長效仿生抗
海洋生物粘附的涂層材料及仿生高效分離技術與裝備。
(3)柔性智能材料與可穿戴設備
實現(xiàn)柔性仿生智能材料“卷對卷”的生產(chǎn),實現(xiàn)電磁可調(diào)、
智能傳感、0-360 度任意彎曲、與人體兼容。
整體突破仿生生物粘附調(diào)控與分離材料的大面積制備與涂
層黏合技術;智能材料的柔性化、大面積的制備和生物兼容技術;
具有智能化和仿生特性的自適應可控式超材料的聯(lián)合設計技術。
4.石墨烯材料
(1)電動汽車鋰電池用石墨烯基電極材料
較現(xiàn)有材料充電時間縮短1倍以上,續(xù)航里程提高1倍以上。
(2)海洋工程等用石墨烯基防腐蝕涂料
較傳統(tǒng)防腐蝕涂料壽命提高 1 倍以上。
(3)柔性電子用石墨烯薄膜
性價比超過 ITO,且具有優(yōu)異柔性,可廣泛應用于柔性電子
領域。
(4)光/電領域用石墨烯基高性能熱界面材料
石墨烯基散熱材料較現(xiàn)有產(chǎn)品性能提高 2 倍以上。
整體突破石墨烯的規(guī)模制備技術,石墨烯粉體的分散技術,
石墨烯基電極材料的復合技術。
9.3.4 戰(zhàn)略支撐和保障
1.設立前沿新材料專項計劃和專項資金。
2.集中力量建立若干***前沿新材料**中心。
3.加強前沿新材料標準及應用標準的研究制訂。
4.優(yōu)先支持前沿新材料的示范應用。
5.建立產(chǎn)需對接長效機制,建設若干前沿新材料產(chǎn)業(yè)基地。
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