十二五规划启航：碳纤维、碳素材料、磁性材料

当节能减排已经关乎国家战略发展的时候，绿色新材料就无可厚非地成为现代工业发展的基础之一。十二五规划2011年起航，看新材料行业如何直面挑战，抓住机遇搭乘“十二五”经济发展的快车道，取得进一步的发展，我们拭目以待。

　　中国材料研究学会咨询部主任唐见茂教授在接受 《每日经济新闻》记者采访时表示，绿色材料是一个新的概念，狭义上说主要是指绿色建筑材料；但从广义上来讲，整个新材料领域都有“绿色”的内涵，比如说新能源材料、太阳能光伏材料等等，这些材料都为节能减排作出了贡献。

“我们需要厘清的一个概念就是，新材料和传统材料并没有明显的界限，新材料只是运用新技术、产生了新的性能和功能。”唐见茂告诉记者。

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　　新材料产业作为我国战略性新兴产业的重要一环，已经得到了国家层面的高度重视。 本文来自123

　　日前，国家发改委审议并原则通过了《战略性新兴产业发展“十二五”规划（框架）》，同时要求有关部门抓紧起草《战略性新兴产业发展“十二五”规划》初稿，并尽早报送国务院审批。 copyright 123456

　　据一位接近发改委的材料专家透露，新材料在“十二五”规划中将作为重点产业发展，“但由于其量大面广，所以不能面面俱到，而是要挑出一些急需且正面临技术瓶颈的、能够带动产业发展和带来广阔市场前景的项目，比如光纤预制棒。”

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　　“也正由于量大面广，很难用统一的标准来形容新材料产业的发展情况。如果说一个比例的话，中国在新材料产业中仅有10%是处于世界领先水平的，30%与国际水平保持同步，其余60%目前落后于发达国家水平。中国正处在由材料大国转向材料强国的关键时点。这需要国家的政策导向，科学发展、资源优化，防止热钱大量进入，这些是政府必须履行的职责，是一个系统工程。”唐见茂说。 内容来自123456

　　前述接近发改委的专家认为，中国在新材料产业和新材料研发水平上，比较领先的有稀土功能材料，因为我国稀土资源占到了全球的30%多，这是一个得天独厚的条件。另外就是半导体照明材料，这个产业虽然谈不上非常领先，但是我们在国际上有一定的地位。无论是技术开发还是产业化规模，这几年发展都很快。而碳纤维、芳纶这些复合材料，这些年发展也很快，但总体来讲和国际先进技术还有一定差距，目前我们的产业化规模和应用规模还不能与美国相比。

　　“十一五”期间，在我国新材料产业发展的过程中，国家给予了大力支持，初步形成了比较完整的新材料产业体系。“十一五”期间发布的《国家计委关于组织实施新材料高技术产业化专项公告》，通过100多个产业化专项的实施，有力地推动了我国具有自主知识产权的新材料产业的发展，在电子信息材料、先进金属材料、电池材料、磁性材料、新型高分子材料、高性能陶瓷材料和复合材料等方面形成了一批高技术新材料核心产业。 本文来自123

　　“从‘十二五’规划的角度讲，战略性新兴产业在国民总产值中的比重要达到7%。战略性新兴产业一共有七项内容，新材料就是其中的一项，目前还没有将具体目标细化到各个产业，但可以肯定的是，新材料是一切其他产业的基础和先导，其作用也越来越突出，”该专家告诉《每日经济新闻》记者，“到2020年，新材料、新能源要发展成为国民经济的支柱性产业，总产值比例要翻一番。”（ 每经记者 郎振 发自北京 ） 123456

 

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　　当节能减排已经关乎国家战略发展的时候，绿色新材料就无可厚非地成为现代工业发展的基础之一。十二五规划2011年起航，看新材料行业如何直面挑战，抓住机遇搭乘“十二五”经济发展的快车道，取得进一步的发展，我们拭目以待。

　　碳纤维引民间热钱关注 稀土功能远未开发够

　　新材料产业几乎涵盖了整个国民经济领域，这其中，同为重点发展对象的碳纤维复合材料与稀土功能材料却有着明显的区别。 123456

　　有专家指出，我国碳纤维复合材料需求量大，但生产和工艺水平却相对落后。对此，农工民主党中央在此次“两会”上提交了《关于大力发展碳素新材料产业的建议》，以发展壮大我国碳素材料领域的应用。

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　　而我国稀土资源非常丰富，但始终存在着开采过度、环境污染等问题，此外，在下游产业链的整合上也存在诸多弊病，针对这些问题，全国政协委员、五矿集团总裁周中枢提交了 《关于整合组建大型稀土一体化企业集团的提案》。

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　　针对前述话题，《每日经济新闻》（以下简称NBD）分别专访了中国材料研究学会咨询部主任唐见茂教授；农工民主党中央《关于大力发展碳素新材料产业的建议》提案执笔人戴君惕；全国政协委员、五矿集团总裁周中枢；中国钢研科技集团公司功能材料研究所副所长李卫及稀土研究院信息情报室主任窦学宏。 copyright 123456

　　21世纪是碳素材料世纪 123,123

　　NBD：农工民主党在这次 “两会”中提交了《关于大力发展碳素新材料产业的建议》，作为该提案的执笔人，您为什么把碳素新材料产业提到这样一个高度？ 内容来自123456

　　戴君惕：高性能新材料的出现历来是科技和经济发展的里程碑。进入新世纪（002280）（002280）以来，碳素材料已成为全世界大规模开发应用的首选高性能材料。传统的碳素材料是人造金刚石和耐高温石墨材料；而新世纪最引人注目的碳素新材料是碳纤维材料、碳碳复合材料和石墨烯材料。碳纤维具有高强度、高模量、低比重、耐高温、抗疲劳、导电质轻、易加工等多种优异性能，正逐步取代传统材料，广泛应用于航天航空和军事领域，并开始深入到国计民生的各个方面。 copyright 123456

　　现在一个值得关注的事情是，由于老百姓意识不到石墨资源的宝贵，使得这些资源被部分发达国家买走。21世纪是碳素材料的世纪，要代替20世纪的硅材料，我们要像重视稀土一样重视石墨资源。

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　　NBD：在碳素材料中，哪种材料是重中之重？目前的应用情况怎样？

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　　唐见茂：最重要的代表是碳纤维复合材料，如果用于飞机制造当中，将会比现在的铝合金减重20%~40%，在节能方面则会体现出很大效益。波音787目前有50%用了碳纤维复合材料，空客一款飞机62%的材料也将被碳纤维复合材料取代。 本文来自123

　　碳纤维复合材料属于一种高端应用，代表了一个国家的整体科技水平和工业化水平，最重要是用在航空航天等高端领域，至少要有20~30年的发展空间。现在关键的问题是，中国的碳纤维复合材料在产量和质量上与世界先进水平还有差距。此外，成本约束也亟待解决，一旦成本有效降低，将会在高铁、汽车等领域广泛应用。

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　　NBD：在碳素材料的应用中，哪些能够一经投入就产生立竿见影的效果？规模产值能达到多大？

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　　戴君惕：现在都在讲节能，但是不能割裂开来，最直接的一个例子就是现在中国汽车产业迅速发展，因此要把新能源汽车考虑成新型节能汽车。我们对新能源汽车的投入非常大，如果把其中一部分投入放到碳素材料的开发中，效果会非常明显，并产生联动效应，比单一投入新能源汽车的回报要快一些。现在宝马部分型号的汽车都是采用由中国生产的碳素复合材料的零部件。

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　　由于各地情况不同，全国的规模产值目前还很难估计，不过我所在的湖南省如果能够顺利发展碳素材料的话，就可以形成一个1000亿元规模的大产业，全国的数字肯定会大很多。

　　NBD：目前我国在碳纤维复合材料上处于什么水平？民间资本有何动向？

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　　唐见茂：现在中国的碳纤维复合材料需求量很大，数字大约是10000吨，而产能只有4000~5000吨。随着国家的重视，产能正在进一步提高。“十二五”期间的产能是能够满足发展需求的，中国目前专门生产碳纤维的厂家有十多家，但高端应用技术还有待突破，如果不突破的话，总体水平还是上不去。

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　　未来10~20年，在碳素领域最重要的还是高性能的碳纤维复合材料。也正是因为碳纤维成为了热点，民间热钱有流入的迹象，一些资金实力雄厚的民营企业家表达过进入该领域的想法，但是我的建议是，要谨慎进入，光靠钱也许不能解决技术难题。 123456

　　稀土功能材料“估值”过低 123456

　　NBD：作为中国战略性新兴产业之一，以稀土功能材料为代表的新材料行业已备受市场瞩目。那么，在稀土行业上下游，还存在哪些问题不利于新材料的研发应用？ 123456

　　周中枢：如果从稀土行业价值链看，产值沿产业链呈裂变式增长，利润主要集中在产业链深加工端，稀土功能材料主要集中在下游环节。 123456

　　虽然在国家政策的管控下，稀土矿产资源稀缺性不断增强，资源端盈利能力得到一定改善，但仍难以“根治”稀土产业科学发展的长期问题。以南方中重稀土为例，稀土采矿企业和冶炼加工以单体企业为主，地方政府下发的采矿证主要集中在当地采矿企业手中，而冶炼加工出现了中央企业、地方国有企业、民营及外资企业争相发展的局面，这种矿山与冶炼加工分割局面进一步阻碍了产业的健康发展。

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　　现在，稀土功能材料面临的主要问题之一是采矿环节由于利润较高导致盗采乱挖现象严重，冶炼加工企业只有微薄的初级加工利润，深加工企业受限原材料成本高涨，更难以开展技术创新和支撑企业向深加工环节发展。 123456

　　李卫：我国稀土企业分布在全国十几个省区，其中年处理能力在2000吨至5000吨的只有10家，年处理能力大于5000吨的更少，剩下的多为中小私营企业。

　　目前的稀土、稀土氧化物、稀土合金乃至稀土新材料价格显然都偏低。我们现在就处于内讧的阶段，其实真正的定价权就在我们手中。我卖一块钱你得用，我卖一百块钱你照旧得用。作为一种关键元素，其价值远未从价格上得到体现。 copyright 123456

　　NBD：在稀土功能材料的研发上，中外进展如何？ 123456

　　窦学宏：在世界范围内，稀土都被看成是抢占科技制高点的重要元素，特别是在国防军工领域。但现在，稀土特殊的光电磁功能还远远没有开发够，稀土永磁材料目前发展到第四代，跟别的金属元素相比最好，且不可取代，稀土产业未来的发展前景也十分广阔。

　　李卫：稀土功能材料的研发应用是一个全球性的问题，我们国家应该提高对其的重视。就在我们国家开始将稀土功能材料列为大力振兴产业的同时，美国、日本等国家也都在加紧讨论并应用这一产业。目前，在“世界稀土使用大户”的欧洲，由稀土材料制成的化工产品已被成功地应用于电动自行车电池生产和汽车尾气净化，更加节能的稀土材料灯也有望取代传统的高能耗白炽灯。

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　　当节能减排已经关乎国家战略发展的时候，绿色新材料就无可厚非地成为现代工业发展的基础之一。十二五规划2011年起航，看新材料行业如何直面挑战，抓住机遇搭乘“十二五”经济发展的快车道，取得进一步的发展，我们拭目以待。 本文来自123

　　湖南欧亚：碳素材料毛利率80% 本文来自123

　　“中国的碳纤维复合材料目前还处于起步阶段，在这个层面上来说，这个产业中的所有企业都需要国家的大力扶持，”湖南欧亚碳纤维复合材料有限公司（以下简称湖南欧亚）总经理周宇君在接受 《每日经济新闻》记者采访时表示，“我们的主要应用领域就是汽车轻量化。” 本文来自123

　　“2010年欧洲经济环境不景气，但我们还是实现了5700万元的销售收入。”周宇君对记者分析道，现在碳纤维复合材料越来越受到各国的重视，以该企业目前的生产能力和对市场的判断，今年的销售收入应该会达到8000万元，预计到2013年，这一数字将会变为1.5亿元。“ copyright 123456

　　农工民主党中央提交全国政协十一届四次会议的 《关于大力发展碳素新材料产业的建议》显示，湖南欧亚碳纤维复合材料有限公司已具备碳素复合材料动力部件的生产能力。该公司不但承担了德国宝马公司各类钢替代部件的生产，还与美国公司合作开发飞机机身代钢部件。采用碳素钢替代部件的汽车可节能30%，而用于飞机上的节能效果更好。 copyright 123456

　　“实际上，我们现在将产品主要提供给宝马、兰博基尼和法拉利赛车等高档汽车使用，”周宇君向记者透露，“碳纤维复合材料是一个经济效益很高，市场前景很好的新型产业，我们的毛利率可以达到80%以上。” 123456

 

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　　当节能减排已经关乎国家战略发展的时候，绿色新材料就无可厚非地成为现代工业发展的基础之一。十二五规划2011年起航，看新材料行业如何直面挑战，抓住机遇搭乘“十二五”经济发展的快车道，取得进一步的发展，我们拭目以待。 内容来自123456

　　包钢稀土（600111）：领衔稀土功能材料研发

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　　“一是重点研究钕铁硼稀土永磁材料，二是重点研究镍氢电池稀土贮氢材料，三是对高端LED的发光材料的攻关，四是重点研究液体抛光材料，五是重点研究稀土催化材料、汽车尾气净化剂。”3月2日，包钢集团宣传部人士向《每日经济新闻》记者提供了包钢稀土今后的发展方向。 copyright 123456

　　据悉，在节能环保、新能源、新能源汽车三大领域，稀土功能材料均有着无可比拟的优势，稀土永磁、发光、催化、储氢、抛光材料等亦有机会成为未来新材料领域的“明星”。 copyright 123456

　　包钢稀土自然早有准备。3月2日，记者从包钢稀土采访了解到，包钢稀土正结合已有的基础较好、有一定规模的稀土材料领域加快研究和开发，其中，以稀土永磁材料、稀土贮氢材料和稀土发光材料及稀土抛光粉材料等为代表的四大稀土功能材料均是其重点研发对象。2008年，坐拥稀土资源的包钢稀土就已在稀土功能材料上尝试突破。公开资料显示，2008年，包钢稀土出资在稀土高新区兴建包钢稀土磁性材料有限责任公司，实施15000吨高性能磁性材料产业化项目，其中，一期项目投资1.76亿元，已于2009年12月开始试生产。据统计，今年1~8月，该项目已实现产值6000多万元。 内容来自123456

　　当然，跃跃欲试的不只是包钢稀土一家。中国五矿、江铜集团等其他大企业均在此方面有所突破。 123456

 

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　　《关于大力发展碳素新材料产业的建议》 123456

　　提交人：农工民主党中央 123456

　　农工民主党中央认为，我国已具备了发展碳素新材料的技术和产业基础，只要思路开阔、措施得力，完全可在近几年把它做成产值千亿元的大产业。 本文来自123

　　一、将碳素新材料产业作为新材料产业的重要子产业纳入“十二五”规划，给予重点培育扶持。目前国内正大力发展新能源汽车，新能源汽车的减排减碳效果虽好，但不一定能节约大量的能源。我国应该从清洁能源代替燃油和碳素部件代替钢部件两方面来开发节能环保的新型汽车。建议将这一思路体现于开发新能源汽车和改造燃油型汽车的规划之中。 本文来自123

　　二、围绕碳纤维代钢部件和碳碳复合材料产品两大重点进行产业链布局，逐步在国内形成一批碳素新材料企业-产业集群。建议国家尽快组织力量，对碳纤维复合材料新产品、新用途进行研发，并鼓励企业和民间资金进入碳纤维复合材料产业的各个领域，从而在有条件的地方迅速形成产业群，打造一批碳纤维产品制造基地。 内容来自123456

　　三、加强对石墨资源的合理开采和严格保护。

　　四、进一步加大新型碳素材料的研究开发力度。

　　■《关于整合组建大型稀土一体化企业集团的提案》 copyright 123456

　　提交人：全国政协委员、五矿集团总裁周中枢

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　　为促进资源集约开发利用和增强中国稀土行业在世界的话语权，全国政协委员、五矿集团总裁周中枢建议整合组建大型稀土一体化企业集团。

　　一、调整配置规划矿区采矿权，打破稀土矿山与冶炼分割的局面。建议国土资源部牵头，在国家规划矿区内对稀土采矿权进行调整配置，推动稀土企业向一体化发展，实现对矿山开发、环境保护、资源利用等方面的科学开发。 copyright 123456

　　二、推动南方稀土矿山与冶炼加工企业联合重组。以有稀土经营优势的大型企业和资源地政府作为稀土矿权和矿山整合的主体，通过合资方式组建稀土采、选、冶、加工一体化生产企业，逐步构建以大型企业集团为主导的稀土产业格局，提高产业集中度，走集约化发展的道路。

　　三、支持大型稀土生产企业技术创新。将稀土开采和矿产品生产指令性计划指标、稀土产品出口配额向联合企业倾斜；以技改贴息、研发项目财政补助及税收优惠等多种方式，优先支持拥有一定研发力量和研发团队的企业，鼓励稀土深加工企业投入资金和吸引研发人才，提高稀土深加工产品的技术含量和附加值，实现促进高技术含量和高附加值稀土产业良性发展的目标。 123456

 

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　　当节能减排已经关乎国家战略发展的时候，绿色新材料就无可厚非地成为现代工业发展的基础之一。十二五规划2011年起航，看新材料行业如何直面挑战，抓住机遇搭乘“十二五”经济发展的快车道，取得进一步的发展，我们拭目以待。 123456

　　新材料：新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料，具有比传统材料更为优异的性能。新材料技术则是按照人的意志，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。 123,123

　　高强工业聚酯纤维高分子复合新材料

　　复合新材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢），从此出现了复合材料这一名称。50年代以后，陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合，构成各具特色的复合材料。 123456

　　超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一，尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性，许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩，大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力，在国内思嘉新材料开发的复合新材料代表了国内的较高水平。除在军事领域，在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域超高分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的极大兴趣和重视。

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　　当节能减排已经关乎国家战略发展的时候，绿色新材料就无可厚非地成为现代工业发展的基础之一。十二五规划2011年起航，看新材料行业如何直面挑战，抓住机遇搭乘“十二五”经济发展的快车道，取得进一步的发展，我们拭目以待。 123456

　　我国复合新材料的发展潜力和热点 内容来自123456

　　我国复合材料发展潜力很大，但须处理好以下热点问题。

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　　思嘉新材料复合材料创新 copyright 123456

　　以思嘉新材代表的中国新材料行业专业生产充气艇材料、大型充气玩具材料、沼气池材料、柔性运动地板材料、窗帘材料、滑雪板材料、汽车篷盖材料、特种箱包材料、涉水防护服材料、劳保工业防护服装材料、TPU囊体材料、膜结构材料、PTFE透湿透气材料等高强工业聚酯纤维高分子复合材料。 copyright 123456

　　复合材料创新包括复合材料的技术发展、复合材料的工艺发展、复合材料的产品发展和复合材料的应用，具体要抓住树脂基体发展创新、增强材料发展创新、生产工艺发展创新和产品应用发展创新。到2007年，亚洲占世界复合材料总销售量的比例将从18%增加到25%，目前亚洲人均消费量仅为0.29kg，而美国为6.8kg，亚洲地区具有极大的增长潜力。 内容来自123456

　　聚丙烯腈基纤维发展 内容来自123456

　　我国碳纤维工业发展缓慢，从CF发展回顾、特点、国内碳纤维发展过程、中国PAN基CF市场概况、特点、“十五”科技攻关情况看，发展聚丙烯腈基纤维既有需要也有可能。

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　　玻璃纤维结构调整 copyright 123456

　　我国玻璃纤维70%以上用于增强基材，在国际市场上具有成本优势，但在品种规格和质量上与先进国家尚有差距，必须改进和发展纱类、机织物、无纺毡、编织物、缝编织物、复合毡，推进玻纤与玻钢两行业密切合作，促进玻璃纤维增强材料的新发展。 copyright 123456

　　开发能源、交通用复合材料市场

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　　一是清洁、可再生能源用复合材料，包括风力发电用复合材料、烟气脱硫装置用复合材料、输变电设备用复合材料和天然气、氢气高压容器；二是汽车、城市轨道交通用复合材料，包括汽车车身、构架和车体外覆盖件，轨道交通车体、车门、座椅、电缆槽、电缆架、格栅、电器箱等；三是民航客机用复合材料，主要为碳纤维复合材料。热塑性复合材料约占10%，主要产品为机翼部件、垂直尾翼、机头罩等。我国未来20年间需新增支线飞机661架，将形成民航客机的大产业，复合材料可建成新产业与之相配套；四是船艇用复合材料，主要为游艇和渔船，游艇作为高级娱乐耐用消费品在欧美有很大市场，由于我国鱼类资源的减少、渔船虽发展缓慢，但复合材料特有的优点仍有发展的空间。 123,123

　　应用 本文来自123

　　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：

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　　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。

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　　当节能减排已经关乎国家战略发展的时候，绿色新材料就无可厚非地成为现代工业发展的基础之一。十二五规划2011年起航，看新材料行业如何直面挑战，抓住机遇搭乘“十二五”经济发展的快车道，取得进一步的发展，我们拭目以待。

　　其他新材料

　　一、超导材料 123,123

　　有些材料当温度下降至某一临界温度时，其电阻完全消失，这种现象称为超导电性，具有这种现象的材料称为超导材料。超导体的另外一个特征是：当电阻消失时，磁感应线将不能通过超导体，这种现象称为抗磁性。

　　一般金属（例如：铜）的电阻率随温度的下降而逐渐减小，当温度接近于0K时，其电阻达到某一值。而1919年荷兰科学家昂内斯用液氦冷却水银，当温度下降到4.2K（即-269℃）时，发现水银的电阻完全消失， 123456

　　超导电性和抗磁性是超导体的两个重要特性。使超导体电阻为零的温度称为临界温度（TC）。超导材料研究的难题是突破“温度障碍”，即寻找高温超导材料。 123456

　　以NbTi、Nb3Sn为代表的实用超导材料已实现了商品化，在核磁共振人体成像（NMRI）、超导磁体及大型加速器磁体等多个领域获得了应用；SQUID作为超导体弱电应用的典范已在微弱电磁信号测量方面起到了重要作用，其灵敏度是其它任何非超导的装置无法达到的。但是，由于常规低温超导体的临界温度太低，必须在昂贵复杂的液氦（4.2K）系统中使用，因而严重地限制了低温超导应用的发展。 本文来自123

　　高温氧化物超导体的出现，突破了温度壁垒，把超导应用温度从液氦（ 4.2K）提高到液氮（77K）温区。同液氦相比，液氮是一种非常经济的冷媒，并且具有较高的热容量，给工程应用带来了极大的方便。另外，高温超导体都具有相当高的磁性能，能够用来产生20T以上的强磁场。 copyright 123456

　　超导材料最诱人的应用是发电、输电和储能。利用超导材料制作超导发电机的线圈磁体制成的超导发电机，可以将发电机的磁场强度提高到5~6万高斯，而且几乎没有能量损失，与常规发电机相比，超导发电机的单机容量提高5~10倍，发电效率提高50%；超导输电线和超导变压器可以把电力几乎无损耗地输送给用户，据统计，目前的铜或铝导线输电，约有15%的电能损耗在输电线上，在中国每年的电力损失达1000多亿度，若改为超导输电，节省的电能相当于新建数十个大型发电厂；超导磁悬浮列车的工作原理是利用超导材料的抗磁性，将超导材料置于永久磁体（或磁场）的上方，由于超导的抗磁性，磁体的磁力线不能穿过超导体，磁体（或磁场）和超导体之间会产生排斥力，使超导体悬浮在上方。利用这种磁悬浮效应可以制作高速超导磁悬浮列车，如已运行的日本新干线列车，上海浦东国际机场的高速列车等；用于超导计算机，高速计算机要求在集成电路芯片上的元件和连接线密集排列，但密集排列的电路在工作时会产生大量的热量，若利用电阻接近于零的超导材料制作连接线或超微发热的超导器件，则不存在散热问题，可使计算机的速度大大提高。

　　二、能源材料 内容来自123456

　　能源材料主要有太阳能电池材料、储氢材料、固体氧化物电池材料等。

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　　太阳能电池材料是新能源材料，IBM公司研制的多层复合太阳能电池，转换率高达40%。 123,123

　　氢是无污染、高效的理想能源，氢的利用关键是氢的储存与运输，美国能源部在全部氢能研究经费中，大约有50%用于储氢技术。氢对一般材料会产生腐蚀，造成氢脆及其渗漏，在运输中也易爆炸，储氢材料的储氢方式是能与氢结合形成氢化物，当需要时加热放氢，放完后又可以继续充氢的材料。目前的储氢材料多为金属化合物。如LaNi5H、Ti1.2Mn1.6H3等。

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　　固体氧化物燃料电池的研究十分活跃，关键是电池材料，如固体电解质薄膜和电池阴极材料，还有质子交换膜型燃料电池用的有机质子交换膜等。

　　三、智能材料

　　智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一。国外在智能材料的研发方面取得很多技术突破，如英国宇航公司的导线传感器，用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况；英国开发出一种快速反应形状记忆合金，寿命期具有百万次循环，且输出功率高，以它作制动器时、反应时间仅为10分钟；形状记忆合金还已成功在应用于卫星天线等、医学等领域。

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　　另外，还有压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料、电流变液和磁流变液等智能材料驱动组件材料等功能材料。

　　四、磁性材料

　　磁性材料可分为软磁材料和硬磁材料二类。 copyright 123456

　　1．软磁材料 内容来自123456

　　是指那些易于磁化并可反复磁化的材料，但当磁场去除后，磁性即随之消失。这类材料的特性标志是：磁导率（μ=B/H）高，即在磁场中很容易被磁化，并很快达到高的磁化强度；但当磁场消失时，其剩磁很小。这种材料在电子技术中广泛应用于高频技术。如磁芯、磁头、存储器磁芯；在强电技术中可用于制作变压器、开关继电器等。目前常用的软磁体有铁硅合金、铁镍合金、非晶金属。

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　　Fe-（3%~4%）Si的铁硅合金是最常用的软磁材料，常用作低频变压器、电动机及发电机的铁芯；铁镍合金的性能比铁硅合金好，典型代表材料为坡莫合金（Permalloy），其成分为79%Ni-21%Fe，坡莫合金具有高的磁导率（磁导率μ为铁硅合金的10~20倍）、低的损耗；并且在弱磁场中具有高的磁导率和低的矫顽力，广泛用于电讯工业、电子计算机和控制系统方面，是重要的电子材料；非晶金属（金属玻璃）与一般金属的不同点是其结构为非晶体。它们是由Fe、Co、Ni及半金属元素B、Si 所组成，其生产工艺要点是采用极快的速度使金属液冷却，使固态金属获得原子无规则排列的非晶体结构。非晶金属具有非常优良的磁性能，它们已用于低能耗的变压器、磁性传感器、记录磁头等。另外，有的非晶金属具有优良的耐蚀性，有的非晶金属具有强度高、韧性好的特点。

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　　2．永磁材料（硬磁材料）

　　永磁材料经磁化后，去除外磁场仍保留磁性，其性能特点是具有高的剩磁、高的矫顽力。利用此特性可制造永久磁铁，可把它作为磁源。如常见的指南针、仪表、微电机、电动机、录音机、电话及医疗等方面。永磁材料包括铁氧体和金属永磁材料两类。 123456

　　铁氧体的用量大、应用广泛、价格低，但磁性能一般，用于一般要求的永磁体。 内容来自123456

　　金属永磁材料中，最早使用的是高碳钢，但磁性能较差。高性能永磁材料的品种有铝镍钴（Al-Ni-Co）和铁铬钴（Fe-Cr-Co）；稀土永磁，如较早的稀土钴（Re-Co）合金（主要品种有利用粉末冶金技术制成的SmCo5和Sm2Co17），以及现在广泛采用的铌铁硼（Nb-Fe-B）稀土永磁，铌铁硼磁体不仅性能优，而且不含稀缺元素钴，所以很快成为目前高性能永磁材料的代表，已用于高性能扬声器、电子水表、核磁共振仪、微电机、汽车启动电机等。 copyright 123456

　　五、纳米材料

　　纳米本是一个尺度，纳米科学技术是一个融科学前沿的高技术于一体的完整体系，它的基本涵义是在纳米尺寸范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子创新物质。纳米科技主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学七个方面。

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　　纳米材料是纳米科技领域中最富活力、研究内涵十分丰富的科学分支。用纳米来命名材料是20世纪80年代，纳米材料是指由纳米颗粒构成的固体材料，其中纳米颗粒的尺寸最多不超过100纳米。纳米材料的制备与合成技术是当前主要的研究方向，虽然在样品的合成上取得了一些进展，但至今仍不能制备出大量的块状样品，因此研究纳米材料的制备对其应用起着至关重要的作用。 本文来自123

　　1．纳米材料的性能 123456

　　物化性能 纳米颗粒的熔点和晶化温度比常规粉末低得多，这是由于纳米颗粒的表面能高、活性大，熔化时消耗的能量少，如一般铅的熔点为600K，而20nm的铅微粒熔点低于288K；纳米金属微粒在低温下呈现电绝缘性；钠米微粒具有极强的吸光性，因此各种纳米微粒粉末几乎都呈黑色；纳米材料具有奇异的磁性，主要表现在不同粒径的纳米微粒具有不同的磁性能，当微粒的尺寸高于某一临界尺寸时，呈现出高的矫顽力，而低于某一尺寸时，矫顽力很小，例如，粒径为85nm的镍粒，矫顽力很高，而粒径小于15nm的镍微粒矫顽力接近于零；纳米颗粒具有大的比表面积，其表面化学活性远大于正常粉末，因此原来化学惰性的金属铂制成纳米微粒（铂黑）后却变为活性极好的催化剂。

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　　扩散及烧结性能 纳米结构材料的扩散率是普通状态下晶格扩散率的1014~1020倍，是晶界扩散率的102~104倍，因此纳米结构材料可以在较低的温度下进行有效的掺杂，可以在较低的温度下使不混溶金属形成新的合金相。扩散能力提高的另一个结果是可以使纳米结构材料的烧结温度大大降低，因此在较低温度下烧结就能达到致密化的目的。

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　　力学性能 纳米材料与普通材料相比，力学性能有显著的变化，一些材料的强度和硬度成倍地提高；纳米材料还表现出超塑性状态，即断裂前产生很大的伸长量。 123,123

　　2．纳米材料的应用

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　　纳米金属：如纳米铁材料，是由6纳米的铁晶体压制而成的，较之普通铁强度提高12倍，硬度提高2~3个数量级，利用纳米铁材料，可以制造出高强度和高韧性的特殊钢材。对于高熔点难成形的金属，只要将其加工成纳米粉末，即可在较低的温度下将其熔化，制成耐高温的元件，用于研制新一代高速发动机中承受超高温的材料。 copyright 123456

　　纳米陶瓷：首先利用纳米粉末可使陶瓷的烧结温度下降，简化生产工艺，同时，纳米陶瓷具有良好的塑性甚至能够具有超塑性，解决了普通陶瓷韧性不足的弱点，大大拓展了陶瓷的应用领域。 copyright 123456

　　纳米碳管 纳米碳管的直径只有1.4nm，仅为计算机微处理器芯片上最细电路线宽的1%，其质量是同体积钢的1/6，强度却是钢的100倍，纳米碳管将成为未来高能纤维的首选材料，并广泛用于制造超微导线、开关及纳米级电子线路。

　　纳米催化剂 由于纳米材料的表面积大大增加，而且表面结构也发生很大变化，使表面活性增强，所以可以将纳米材料用作催化剂，如超细的硼粉、高铬酸铵粉可以作为炸药的有效催化剂；超细的铂粉、碳化钨粉是高效的氢化催化剂；超细的银粉可以为乙烯氧化的催化剂；用超细的Fe3O4微粒做催化剂可以在低温下将CO2分解为碳和水；在火箭燃料中添加少量的镍粉便能成倍地提高燃烧的效率。 123456

　　量子元件 制造量子元件，首先要开发量子箱。量子箱是直径约10纳米的微小构造，当把电子关在这样的箱子里，就会因量子效应使电子有异乎寻常的表现，利用这一现象便可制成量子元件，量子元件主要是通过控制电子波动的相位来进行工作的，从而它能够实现更高的响应速度和更低的电力消耗。另外，量子元件还可以使元件的体积大大缩小，使电路大为简化，因此，量子元件的兴起将导致一场电子技术革命。人们期待着利用量子元件在21世纪制造出16GB（吉字节）的DRAM，这样的存储器芯片足以存放10亿个汉字的信息。

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　　目前我国已经研制出一种用纳米技术制造的乳化剂，以一定比例加入汽油后，可使象桑塔纳一类的轿车降低10%左右的耗油量；纳米材料在室温条件下具有优异的储氢能力，在室温常压下，约2/3的氢能可以从这些纳米材料中得以释放，可以不用昂贵的超低温液氢储存装置。 copyright 123456

　　随着科学技术发展，人们在传统材料的基础上，根据现代科技的研究成果，开发出新材料。新材料按组分，有金属材料、无机非金属材料（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百亿次以上；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。

　　21世纪科技发展的主要方向之一是新材料的研制和应用。新材料的研究，是人类对物质性质认识和应用向更深层次的进军。

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　　当节能减排已经关乎国家战略发展的时候，绿色新材料就无可厚非地成为现代工业发展的基础之一。十二五规划2011年起航，看新材料行业如何直面挑战，抓住机遇搭乘“十二五”经济发展的快车道，取得进一步的发展，我们拭目以待。 本文来自123

　　新材料用途向多种领域发展 内容来自123456

　　随着科学技术的进步，产业用纺织品新材料不断地呈现发展趋势，用途也不断向多种领域扩展。一些具有特殊功能的纤维如芳纶、聚苯硫醚、碳纤维等，虽然价格较贵，但在环境保护、节能减排、阻燃耐高温等领域仍被市场看好。 内容来自123456

　　阻燃：助建筑材料一臂之力 copyright 123456

　　建筑与纺织的联姻是最近几年才有的。将纤维放入混凝土中，起到增强建筑强力、抗老化的效果，已经取得了成效，在奥运场馆的建设中，这样的实例不少。但是，作为建筑行业使用的防火、阻燃材料纺织品，还没有引起足够的重视。2009年2月9日央视配楼的火灾，过去已1年时间了，但人们仍然记忆犹新。这场大火，给国家和人民群众的生命财产安全带来了严重危害。最近，媒体披露了失火原因系大楼外墙易燃材料——挤塑板遇燃放的烟花引燃起火。挤塑板虽然环保，但是具有易燃性，过火极快。使用这种易燃材料，一旦遇到火星，造成的损失就不可避免。在建筑工程领域，为了减少由此造成的损失，世界各国对阻燃材料的研究格外重视。一些高性能及高阻燃性的聚合物，包括聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酰亚胺（PEI）、聚苯硫醚（PPS）、聚苯砜（PPSU）、聚醚砜（PES）、聚偏氟乙烯（PVDF）和改性聚苯醚（PPO）等浮出水面。 内容来自123456

　　目前我国生产和使用最多的是阻燃剂整理织物，包括纯棉、纯涤纶、纯毛、涤棉和各种混纺的耐久性阻燃织物和纯棉、粘胶、纯涤纶非耐久性洗涤阻燃织物，有识人士指出，随着人民生活与环境条件的不断改善，人们对阻燃纺织品性能要求越来越高，应投入人力和资金，加大开发尺寸稳定性、耐化学品性和耐磨性的阻燃纤维产品，扩大应用范围。近年来，我国在研制阻燃材料方面投入了大量人力物力，其中产业用纺织品中阻燃、耐高温材料受到格外关注，并成为阻燃纤维发展的方向和趋势。2009年，一项重大科研成果——芳纶1313与耐高温绝缘纸制备关键技术及产业化通过了中国纺织工业协会组织的专家鉴定，此项成果还获得中国纺织工业协会科学技术一等奖。这项由上海东华大学、圣欧（苏州）安全防护材料有限公司和广东彩艳股份公司共同开发研究的技术和装备，开启了芳纶1313产业化的进程。圣欧开发部工程师颜言告诉记者，芳纶1313是一种综合性能优良的高科技纤维，具有良好的物理机械性能。芳纶产品不仅具有可观的经济价值，而且还具有重要的战略意义。因此它是目前世界上耐高温纤维中发展最快的品种之一。他说，在目前年产间位芳纶2000吨的基础上，公司决定扩建产能，二期工程计划达到年产7000吨芳纶1313和3000吨绝缘复合材料的规模。

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　　据了解，目前全世界芳纶产量在3.1万吨，其中美国杜邦公司产量最大，为2.5万吨，其次是日本帝人公司，年产2500吨左右。我国生产芳纶1313的企业主要有烟台氨纶（002254）、圣欧集团和广东彩艳股份公司等，年产总量在5000吨~6000吨之间，远不能满足市场的需要。中国产业用纺织品行业协会高级工程师张艳博士介绍说，国家出台的建材下乡政策，产业用纺织品可以助一臂之力。一些高性能纤维用于建筑材料，可以起到增强、防火、阻燃的功效。如果可以把这些高性能纤维纳入建材下乡的范围，就可以扩大产业用纺织品用途，扩大产业用纺织品市场。 123456

　　低碳：促产业提速快速发展 123,123

　　环保低碳是当今世界主流，减少碳排放是国家长期目标。由于聚苯硫醚（PPS）纤维具有耐磨损、高熔点（200度不熔化）和稳定性的特征，为工业除尘首选材料，在我国煤炭、电力、水泥行业被广泛使用，充当减排的“尖兵”。有资料显示，目前，我国燃煤电力、燃煤锅炉袋式除尘设备占到除尘设备总量不到10%。随着国家环保力度加大，对袋式除尘技术优势的认识也逐步提高，PPS纤维的年需求量将以每年30%以上的速度增长，市场前景十分广阔。另外，PPS纤维在城市垃圾焚烧、汽车尾气除尘、保温材料、绝缘材料、化工过滤材料等其它方面的应用也十分广阔，需求量也逐年加大。

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　　近年来，我国加大了PPS纤维产业化进程。由中国纺织科学研究院参与工艺路线的研制，四川得阳科技股份有限公司承担的国家级高新产品研发项目——聚苯硫醚纤维产业化生产，于2008年1月投料开车成功，打破了国外对中国的技术封锁和产品销售的垄断。目前，得阳股份的聚苯硫醚生产能力已经接近3万吨/年。为了适应国内外市场不断增长的需求，该公司已经规划实施了新的扩产项目，预计在2010年，聚苯硫醚的生产能力将稳居世界首位，产品的性能也将达到世界先进水平。 内容来自123456

　　今年1月，江苏瑞泰科技（002066）有限公司生产高性能PPS纤维的新厂在江苏张家港落成并顺利投产，使我国PPS纤维生产初步实现了产业化。这将为国家电力行业袋式除尘的推广解决原料的瓶颈。此举符合国家节能环保和“低碳经济”的要求，将进一步提高我国PPS纤维生产水平。 copyright 123456