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全球新材料产业发展特征与趋势(附图)

2018-04-13 16:17
科技之窗
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2、行业发展趋势

传统材料企业转型升级速度加快。我国材料企业中,80-90%都是传统金属类和化工类的材料企业,这两类企业市场份额最大,是材料行业的主导力量。未来10年,普通产品市场需求的下滑及对高端产品的需求,将倒逼这两类传统材料企业加快技术升级与改造,其转型升级速度将明显加快。

其中,金属类材料企业转型升级的发展方向是大力发展如高纯金属、非晶合金等特殊金属材料,以及可用于核电、超超临界火电、海洋工程、汽车工程、轨道交通方面的高品质特殊钢;化工类材料企业转型升级的发展方向主要是合成橡胶、工程塑料、有机硅材料和氟材料。

(1)、逐渐向高端、健康、绿色方向发展

未来十年,高端装备、汽车制造、电子信息、新能源、节能环保、新型建筑、生物医用、智能电网、3D打印等新兴产业领域预计将保持较快发展趋势。因此,带动新兴产业发展的高端材料是未来我国新材料产业发展的主要方向,主要包括高品质特殊钢、高强轻质合金、高性能纤维和复合材料、航空用陶瓷材料及航空级3D打印金属粉末材料等。

此外,随着人民对健康、环保等需求的提高,对生物医用材料、绿色环保材料、新型建筑材料和高性能膜材料等绿色健康材料的需求也越来越多。

(2)、电子信息、锂电池产业新材料有望加速增长

随着新一代信息技术产业的发展,电子信息材料的研发生产是未来发展的一个重要方向,低缺陷12英寸及以上电子级单晶硅、超薄8英寸及以上绝缘体上硅(SOI)、宽禁带半导体与器件,以及AMOLED有机发光材料及器件、大尺寸光纤预制棒、光学膜、集成电路特种气体都将逐渐实现产业化应用,部分产品也将逐渐取代进口。

锂电池材料方面,正极材料、负极材料、导电浆料、电池隔膜企业不断涌现,核心技术逐步被研发成功,并实现产业化,发展潜力巨大。“十三五”期间,电子信息、锂电池产业新材料这两个领域,有望实现加速增长。

(3)、高强轻质合金新材料可能得到大规模应用

高性能的铝合金、镁合金、钛合金在航空航天、军工、汽车、电力设备等领域的应用越来越广泛,特别是随着汽车产业的发展,高性能合金在车辆上应用量快速增长,其市场需求越来越多。

随着电力装备的高端化、智能化发展,铝合金电缆技术和产品已逐步被市场熟知并接受,铝合金材料凭借其性能优势,在电力行业应用也将日益广泛,“以铝代铜”的相关产品,也逐步应用于电线电缆、变压器、汽车热交换器、空调散热器等多方面,未来发展不可限量。

3、产品和技术发展趋势

随着我国新材料材料技术的突破,在很大程度上使新材料产品实现智能化、多功能化、环保、复合化、低成本化、长寿命及个性化订制。这些产品会加快信息产业和生物技术的革命性进展,也能够给制造业、服务业及人们生活方式带来重要影响。

同时,新材料的开发与应用联系更加紧密,根据新材料市场的需求,加快新材料研制速度,提高材料的使用性能,便于新材料迅速走向实际应用,减少材料的“性能浪费”。注重军民融合,开拓军民两用产品市场是新材料发展的趋势。宽禁带碳化硅、氮化镓基的下一代射频高能效高功率器件即将成为有潜力的军民融合的高端电子产品。

(1)、电子功能材料

“十二五”以来,我国新一代电子功能材料根据市场需求,开始发展低缺陷12英寸及以上电子级单晶硅、超薄8英寸及以上绝缘体上硅(SOI)、宽禁带半导体与器件,以及AMOLED有机发光材料及器件产业化和示范应用,高能射线探测用碲锌镉半导体材料与器件实现产业化,碲锌镉晶体在工业CT及专用探测器等领域逐步实现规模应用。

(2)、表面功能(纳米)材料

纳米技术,是二十一世纪材料产业的重要基础技术之一。当前,我国在纳米产业方面已经具备了相当的基础,未来10年,是纳米技术发展和应用的黄金时期,特别是在光电、锂电池、环保、建筑等重要行业,有可能获得突破性进展。

纳米材料的发展重点是纳米碳材料(如碳纳米管、纳米量子点),纳米能源材料,氮化镓等第三代半导体材料,纳米银、纳米氧化铝等纳米金属材料,纳米功能复合材料以及纳米生物医用材料等领域。

(3)、功能玻璃材料

随着新一代信息技术产业的发展,功能玻璃材料的研发生产成为新材料的重要研究方向。目前我国在新型TFT显示超薄玻璃基板材料、高性能光纤预制棒材料、高性能特种光纤、高性能低成本石墨烯粉体及高性能薄膜材料方面均有所突破,并开始在新型显示、先进电池等领域有所示范应用。

(4)、先进碳材料

先进碳材料产业主要包括碳纤维、石墨烯、石墨负极材料、碳纳米管等。碳纤维方面,预计未来3-5年,国产T700碳纤维预计可实现低成本稳产及市场大规模应用,而T800也有望开始应用于国产高端装备。

石墨烯方面,在风电防护涂料及手机触控屏上的应用也正在稳步推进,产能不断扩大,即将迎来爆发式增长。随着锂电池产业的飞速发展,石墨负极材料、碳纳米管导电浆料在锂电池产业的应用也将快速增长。

(5)、高端金属材料

随着高端装备产业的逐渐兴起,我国海洋工程装备所需材料逐渐受到关注,开始研发生产钢板厚度大于180mm的高强结构钢、大型油船货油舱耐蚀钢、深海油气输送用厚壁管线钢、超深井及低温开采急需的高性能铝合金钻杆及油套管钢,以及TA2、TC4等级钛合金材料等,已经在船舶及海洋工程装备中得到示范应用。

(6)、生态环境材料

随着节能环保产业的日益兴盛,以大气污染治理新材料为代表的生态环境材料成为节能环保产业的关键材料。我国已经逐步在大气污染治理新材料方面取得了一定成就。开始研发生产工业用高性能PM2.5过滤材料、高性能脱硝材料、烟气NOx脱除材料等。

另外,工信部印发的《产业关键共性技术发展指南(2017年)》中明确指出,要开发用于工业废水处理的矿物功能材料深加工技术,包括膨润土等矿物功能材料的改性、改型技术;增加矿物功能材料比表面积、调整表面电荷等技术;矿物功能材料在工业废水处理中的应用技术。(来源:安徽省新材料产业发展规划(2018-2025年)、粉体技术网)

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