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2020年我国新材料产业总值将超过6万亿元

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-12-25 22:28     浏览次数:352
汽车制造、房屋门窗、3D打印原料、人工关节、人工晶体等生物医用材料都来自塑料……传统塑料正在向环保、高性能等方面寻求突破,并推动了多个行业转型升级,颠覆了人们以往难降解、高污染的印象。

在电子信息、生物医学、节能减排、环境保护及智能交通等方兴未艾的新领域,都将对功能性、轻量化、微型化、绿色化的新材料产生需求;针对这种情况,塑料在各领域的推广加快,绿色低碳环保成为了行业发展趋势。

塑料绿色化升级是新材料应用蓬勃发展的缩影。根据《新材料产业“十二五”发展规划》,我国新材料产业“十二五”期间年均增长率预计超过25%,到2015年全产业规模达到2万亿元,是“十一五”末的3倍。

根据初步估算,2016年中国新材料产业规模约2.35万亿元,同比增长17.5%,呈现良好的发展趋势。预计“十三五”期间中国新材料产业年均增速在25%左右,预计到2020年新材料产业总值将超过6万亿元。

新材料产业定义、范围及分类

新材料领域的发展变化,得益于技术创新和成果转化速度加快。前沿技术的突破使得新兴材料产业不断涌现,同时新材料与信息、能源、医疗卫生、交通、建筑等产业结合越来越紧密,材料科学工程与其他学科交叉领域和规模都在不断扩大,而且世界各国政府高度重视新材料产业的发展,制定了推动新材料产业和科技发展的相关计划,在资金上给予大力扶持,从而推动了本领域的技术创新能力的提高和发展,取得了一系列可喜的研究成果,保证了新材料领域发展的欣欣向荣局面。

新材料产业定义

“新材料产业”包括新材料及其相关产品和技术装备。具体涵盖:新材料本身形成的产业;新材料技术及其装备制造业;传统材料技术提升的产业等。
 
新材料是指新出现的或正在发展中的,具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料;或采用新技术(工艺,装备),使传统材料性能有明显提高或产生新功能的材料;一般认为满足高技术产业发展需要的一些关键材料也属于新材料的范畴。

新材料产业范围

(1)纺织业;(2)石油加工及炼焦业;(3)化学原料及化学制品制造业;(4)化学纤维制造业;(5)橡胶制品业;(6)塑料制品业;(7)非金属矿物制品业;(8)黑色金属冶炼及压延加工业;(9)有色金属冶炼及压延加工业;(10)金属制品业;(11)医用材料及医疗制品业;(12)电工器材及电子元器件制造业等。

新材料产业分类
  
信息材料

电子信息材料及产品支撑着现代通信,计算机,信息网络,微机械智能系统,工业自动化和家电等现代高技术产业.电子信息材料产业的发展规模和技术水平,在国民经济中具有重要的战略地位,是科技创新和国际竞争最为激烈的材料领域.微电子材料在未来10~15年仍是最基本的信息材料,光电子材料将成为发展最快和最有前途的信息材料.信息材料主要可以分为以下几大类:
  
集成电路及半导体材料:以硅材料为主体,新的化合物半导体材料及新一代高温半导体材料也是重要组成部分,也包括高纯化学试剂和特种电子气体;光电子材料:激光材料,红外探测器材料,液晶显示材料,高亮度发光二极管材料,光纤材料等领域;新型电子元器件材料:磁性材料,电子陶瓷材料,压电晶体管材料,信息传感材料和高性能封装材料等.
  
当前的研究热点和技术前沿包括柔性晶体管,光子晶体,SiC,GaN,ZnSe等宽禁带半导体材料为代表的第三代半导体材料,有机显示材料以及各种纳米电子材料等.

能源材料
  
全球范围内能源消耗在持续增长,80%的能源来自于化石燃料,从长远来看,需要没有污染和可持续发展的新型能源来代替所有化石燃料,未来的清洁能源包括氢能,太阳能,风能,核聚变能等.解决能源问题的关键是能源材料的突破,无论是提高燃烧效率以减少资源消耗,还是开发新能源及利用再生能源都与材料有着极为密切的关系.
  
传统能源所需材料:主要是提高能源利用效率,现在集中在要发展超临界蒸汽发电机组和整体煤气化联合循环技术上,这些技术对材料的要求都十分苛刻,如工程陶瓷,新型通道材料等;氢能和燃料电池:氢能生产,储存和利用所需的材料和技术,燃料电池材料等;绿色二次电池:镍氢电池,锂离子电池以及高性能聚合物电池等新型材料;太阳能电池:多晶硅,非晶硅,薄膜电池等材料;核能材料:新型核电反应堆材料.
  
新能源材料就材料种类主要包括专用薄膜,聚合物电解液,催化剂和电极,先进光电材料,特制光谱塑料和涂层,碳纳米管,金属氢化物浆料,高温超导材料,低成本低能耗民用工程材料,轻质,便宜,高效的绝缘材料,轻质,坚固,复合结构材料,超高温合金,陶瓷和复合材料,抗辐射材料,低活性材料,抗腐蚀及抗压力腐蚀裂解材料,机械和抗等离子腐蚀材料.当前研究热点和技术前沿包括高能储氢材料,聚合物电池材料,中温固体氧化物燃料电池电解质材料,多晶薄膜太阳能电池材料等.
  
生物材料  

生物材料是和生命系统结合,用以诊断,治疗或替换机体组织,器官或增进其功能的材料.它涉及材料,医学,物理,生物化学及现代高技术等诸多学科领域,已成为21世纪主要支柱产业之一.
  
现在几乎所有类型的材料在健康治疗中都已得到应用,主要包括金属和合金,陶瓷,高分子材料,复合材料和生物质材料.高分子生物材料是生物医用材料中最活跃的领域;金属生物材料仍是临床应用最广泛的承力植入材料,医用钛及其合金,以及Ni-Ti形状记忆合金的研究与开发是一个热点;无机生物材料近年来越来越受到重视.
  
目前,国际生物医用材料研究和发展的主要方向,一是模拟人体硬软组织,器官和血液等的组成,结构和功能而开展的仿生或功能设计与制备,二是赋予材料优异的生物相容性,生物活性或生命活性.就具体材料来说,主要包括药物控制释放材料,组织工程材料,仿生材料,纳米生物材料,生物活性材料,介入诊断和治疗材料,可降解和吸收生物材料,新型人造器官,人造血液等.
  
汽车材料

汽车用材在整个材料市场中所占的比例很小,但是属于技术要求高,技术含量高,附加值高的三高产品,代表了行业的最高水平.
  
汽车材料的需求呈现出以下特点:轻量化与环保是主要需求发展方向;各种材料在汽车上的应用比例正在发生变化,主要变化趋势是高强度钢和超高强度钢,铝合金,镁合金,塑料和复合材料的用量将有较大的增长,汽车车身结构材料将趋向多材料设计方向.同时汽车材料的回收利用也受到更多的重视,电动汽车,代用燃料汽车专用材料以及汽车功能材料的开发和应用工作不断加强.
  
纳米材料与技术

纳米材料及技术将成为第5次推动社会经济各领域快速发展的主导技术,21世纪前20年将是纳米材料与技术发展的关键时期.纳电子代替微电子,纳加工代替微加工,纳米材料代替微米材料,纳米生物技术代替微米尺度的生物技术,这已是不以人的意志为转移的客观规律.
  
纳米材料与科技的研究开发大部分处于基础研究阶段,如纳米电子与器件,纳米生物等高风险领域,还没有形成大规模的产业.但纳米材料及技术在电子信息产业,生物医药产业,能源产业,环境保护等方面,对相关材料的制备和应用都将产生革命性的影响..
  
超导材料与技术
  
超导材料与技术是21世纪具有战略意义的高新技术,广泛用于能源,医疗,交通,科学研究及国防军工等重大领域.超导材料的应用主要取决于材料本身性能及其制备技术的发展.
  
目前,低温超导材料已经达到实用水平,高温超导材料产业化技术也取得重大突破,高温超导带材和移动通讯用高温超导滤波子系统将很快进商业化阶段.
  
稀土材料

稀土材料是利用稀土元素优异的磁,光,电等特性开发出的一系列不可取代的,性能优越的新材料.稀土材料被广泛应用于冶金机械,石油化工,轻工农业,电子信息,能源环保,国防军工等多个领域,是当今世界各国改造传统产业,发展高新技术和国防尖端技术不可缺少的战略物资.
  
具体包括:稀土永磁材料:其是发展最快的稀土材料,包括NdFeB,SmCo等,广泛应用于电机,电声,医疗设备,磁悬浮列车及军事工业等高技术领域;贮氢合金:主要用于动力电池和燃料电池;稀土发光材料:有新型高效节能环保光源用稀土发光材料,高清晰度,数字化彩色电视机和计算机显示器用稀土发光材料,和特种或极端条件下应用的稀土发光材料等;稀土催化材料:发展重点是替代贵金属,降低催化剂的成本,提高抗中毒性能和稳定性能;稀土在其他新材料中的应用:如精密陶瓷,光学玻璃,稀土刻蚀剂,稀土无机颜料等方面也正在以较高的速度增长,如稀土电子陶瓷,稀土无机颜料等.
  
新型钢铁材料
  
钢铁材料是重要的基础材料,广泛应用于能源开发,交通运输,石油化工,机械电力,轻工纺织,医疗卫生,建筑建材,家电通讯,国防建设以及高科技产业,并具有较强的竞争优势.
  
新型钢铁材料发展的重点是高性钢铁材料.其方向为高性能,长寿命,在质量上已向组织细化和精确控制,提高钢材洁净度和高均匀度方面发展.
  
新型有色金属合金材料
  
主要包括铝,镁,钛等轻金属合金以及粉末冶金材料,高纯金属材料等.
  
铝合金:包括各种新型高强高韧,高比强高比模,高强耐蚀可焊,耐热耐蚀铝合金材料,如Al-Li合金等;镁合金:包括镁合金和镁-基复合材料,超轻高塑性Mg-Li-X系合金等;钛合金材料:包括新型医用钛合金,高温钛合金,高强钛合金,低成本钛合金等;粉末冶金材料:产品主要包括铁基,铜基汽车零件,难熔金属,硬质合金等;高纯金属及材料:材料的纯度向着更纯化方向发展,其杂质含量达ppb级,产品的规格向着大型化方向发展.
  
新型建筑材料

新型建筑材料主要包括新型墙体材料,化学建材,新型保温隔热材料,建筑装饰装修材料等.国际上建材的趋势正向环保,节能,多功能化方向发展.
  
其中玻璃的发展趋势是向着功能型,实用型,装饰型,安全型和环保型五个方向发展,包括对玻璃原片进行表面改性或精加工处理,节能的低辐射(Low—E)和阳光控制低辐射(Sun-E)膜玻璃等;此外,还包括节能,环保的新型房建材料,以及满足工程特殊需要的特种系列水泥等.
  
新型化工材料

化工材料在国民经济中有着重要地位,在航空航天,机械,石油工业,农业,建筑业,汽车,家电,电子,生物医用行业等都起着重要的作用.
  
新型化工材料主要包括有机氟材料,有机硅材料,高性能纤维,纳米化工材料,无机功能材料等;纳米化工材料和特种化工涂料是近年来的研究热点.精细化,专用化,功能化成了化工材料工业的重要发展趋势.
  
生态环境材料

生态环境材料是在人类认识到生态环境保护的重要战略意义和世界各国纷纷走可持续发展道路的背景下提出来的,一般认为生态环境材料是具有满意的使用性能同时又被赋予优异的环境协调性的材料.
  
这类材料的特点是消耗的资源和能源少,对生态和环境污染小,再生利用率高,而且从材料制造,使用,废弃直到再生循环利用的整个寿命过程,都与生态环境相协调.主要包括:环境相容材料,如纯天然材料(木材,石材等),仿生物材料(人工骨,人工器脏等),绿色包装材料(绿色包装袋,包装容器),生态建材(无毒装饰材料等);环境降解材料(生物降解塑料等);环境工程材料,如环境修复材料,环境净化材料(分子筛,离子筛材料),环境替代材料(无磷洗衣粉助剂)等.
  
生态环境材料研究热点和发展方向包括再生聚合物(塑料)的设计,材料环境协调性评价的理论体系,降低材料环境负荷的新工艺,新技术和新方法等.
  
军工新材料

军工材料对国防科技,国防力量的强弱和国民经济的发展具有重要推动作用,是武器装备的物质基础和技术先导,是决定武器装备性能的重要因素,也是拓展武器装备新功能和降低武器装备全寿命费用,取得和保持武器装备竞争优势的原动力.
  
随着武器装备的迅速发展,起支撑作用的材料技术发展呈现出以下趋势:一是复合化:通过微观,介观和宏观层次的复合大幅度提高材料的综合性能;二是多功能化:通过材料成分,组织,结构的优化设计和精确控制,使单一材料具备多项功能,达到简化武器装备结构设计,实现小型化,高可靠的目的;三是高性能化:材料的综合性能不断优化,为提高武器装备的性能奠定物质基础;四是低成本化:低成本技术在材料领域是一项高科技含量的技术,对武器装备的研制和生产具有越来越重要的作用.

工信部支持新材料产业发展 关注前沿新材料

近日,工信部副部长辛国斌主持召开领导小组办公室第二次会议。会议讨论了重点新材料研发及应用重大项目、新材料生产应用示范平台、测试评价平台建设方案和支持新材料推广应用的若干政策。辛国斌表示,要提前做好2018年工作部署,争取“一年一个台阶、一年更比一年好”,齐心协力把新材料产业搞上去。

作为我国七大战略新兴产业之一,新材料是整个制造业转型升级的产业基础。2016年《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》明确提出,要“促进高端装备与新材料产业突破发展,引领中国制造新跨越”,“到2020年,力争使若干新材料品种进入全球供应链,重大关键材料自给率达到70%以上,初步实现我国从材料大国向材料强国的战略性转变”。2016年12月,国家新材料产业发展领导小组成立。2017年1月,《国家新材料产业发展指南》正式发布。

科技部印发《“十三五”材料领域科技创新专项规划》,重点发展海洋工程材料、高品质特殊钢、先进轻合金、特种工程塑料、特种玻璃与陶瓷等先进结构材料技术;高性能膜材料、智能/仿生/超材料、高温超导材料、新型生物医用材料、生态环境材料等特种功能与智能材料技术;新型微电子/光电子/磁电子材料、印刷电子材料、功能晶体与激光技术等战略性先进电子材料技术;以高通量设计/制备/表征为特征的材料基因组技术;石墨烯等纳米材料技术。

据中国管理科学研究院新兴经济产业研究所特邀大数据专业委员会专家罗百辉发布的《新材料行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》预计,2017年我国新材料产业市场规模将达到3.1万亿元,2020年我国新材料产业总值将超过6万亿元,2021年达到8万亿元,未来五年(2017-2021年)年均复合增长率约为26.12%。

调研显示,新材料产业已成深圳新的经济增长点,企业超过3000家,其中规模以上企业超过500家,全市新材料技术专利超过1万件。目前深圳新材料产业已进入快速发展阶段,优势特色突出,规模不断扩大。2016年,全市新材料产业增加值达373.4亿元,同比增长19.6%;产业规模超过1650亿元,预计到2020年将达2300亿元。在石墨烯太赫兹芯片、柔性显示等领域,深圳已跻身世界前沿。目前,深圳相关企业、高校和科研院所已发表石墨烯相关SCI论文400余篇,申请相关专利700余件。

据统计,陕西省新材料产业快速发展,产业规模不断壮大,从2010年的产值420亿元,到2015年产值1100亿元,再到2016年产值达到1250亿元。今年上半年,新材料产业投资继续保持高速增长,投资额达217.70亿元,投资增速33.9%。陕西省将大力发展高性能结构材料、先进复合材料、电子信息材料和新型功能材料等。

中国石墨烯产业技术创新战略联盟产业研究中心(CGIA Research)编写的《2017全球石墨烯产业研究报告》预测全球石墨烯应用市场2020年将成长至1000亿元的规模,中国在全球石墨烯市场上占据主导地位。

据拓产业研究所统计,2016年中国大陆半导体材料市场全球份额首次超过北美,占比从2015年的14.01%上升到2016年的14.74%,紧逼日本,暂排全球第四。然而中国本土半导体材料厂商仅能满足约20%的需求,且真正用在分立器件和集成电路等高端领域的材料并不多。

国内半导体材料企业博纯材料董事会主席兼首席执行官陈国富表示,全球电子材料市场规模约50亿美元,其中电子气体约占电子材料总成本约5%,中国大陆电子气体市场规模每年约4.5亿美元,但国内半导体行业使用的高纯电子特殊气体几乎全部依赖进口。

根据中国汽车工程学会之前发布的《节能与新能源汽车技术路线图》,未来将主要分三个阶段实现汽车的逐年减重:第一阶段为2016年至2020年,实现整车比2015年减重10%,重点发展超高强度钢和先进高强度钢技术,实现高强度钢在汽车应用比例达到50%以上;第二阶段为2021年至2025年,实现整车比2015年减重20%,车身采用钢铝等多种混合材料,增加镁合金和碳纤维零部件的应用比例,单车用铝量达到350kg。第三阶段为2026年至2030年,实现整车比2015年减重35%,重点发展镁合金和碳纤维复合材料技术,实现碳纤维复合材料混合车身及碳纤维零部件的大范围应用,单车用镁合金达到45kg,碳纤维使用量占车重5%。同时,汽车轻量化也与节能减排存在直接关联。根据《规划》,到2020年,车企平均油耗必须降低到每百公里5升。经过统计估测,若令汽车整车重量减少10%,燃油效率就能提高6%到8%,而油耗如果能够下降到每百公里0.3到0.6升,氧化碳排放将降低5到8克。

据悉,汽车轻量化主要体现在汽车的优化设计、合金材料及非金属材料应用上,其依次为汽车的轻量化减重10%至15%、30%至40%、45%至55%。

有机构预测,在汽车产业转型升级的助推下,汽车新材料行业的市场规模有望达到数万亿元。
 
 
 
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