屠海令院士：中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展的 重要方向

材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是人類社會(huì)發(fā)展的先導(dǎo)。新材料是指新出現(xiàn)的具有優(yōu)異性能和特殊功能的材料，以及傳統(tǒng)材料成分、工藝改進(jìn)后性能明顯提高或具有新功能的材料。新材料是工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)換代的保證、產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的前提，同時(shí)也是其他戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。“十二五”以來(lái)，在國(guó)家政策積極引導(dǎo)和產(chǎn)業(yè)內(nèi)在發(fā)展動(dòng)力的推動(dòng)下，中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大，在體系建設(shè)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)進(jìn)步等方面取得明顯成就，正處于由大到強(qiáng)的關(guān)鍵時(shí)期，并將在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中扮演重要角色。

本文闡述“十三五”期間產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，同時(shí)提出發(fā)展中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)的相關(guān)建議和政策取向，希望能給讀者提供有益的參考作用。

一、中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向

面對(duì)未來(lái)新一輪世界科技革命與產(chǎn)業(yè)變革和中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)型升級(jí)交匯的關(guān)鍵機(jī)遇期，必須加速新材料重大技術(shù)突破，重視顛覆性技術(shù)和替代性技術(shù)等的創(chuàng)新與應(yīng)用，遴選支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)防工業(yè)發(fā)展重大需求的重點(diǎn)領(lǐng)域，營(yíng)造適宜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的環(huán)境，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，形成良好產(chǎn)業(yè)生態(tài)，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，要更加注重提升產(chǎn)品質(zhì)量，推動(dòng)發(fā)展方式向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力；要更加注重資源型新材料的發(fā)展，并與生態(tài)保護(hù)相結(jié)合；要更加注重與新一代信息技術(shù)、新能源及環(huán)境、生物和健康以及智能制造等重點(diǎn)領(lǐng)域的協(xié)同發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略提供新材料支撐；要更加注重材料從研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到應(yīng)用的全鏈條產(chǎn)業(yè)體系的系統(tǒng)發(fā)展，增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力；要更加注重新材料產(chǎn)業(yè)的能源消耗以及成本費(fèi)用，建立資源節(jié)約、環(huán)境友好型的技術(shù)體系、生產(chǎn)體系和效益體系，實(shí)現(xiàn)綠色協(xié)同可持續(xù)發(fā)展。

為此，有必要規(guī)劃新材料競(jìng)爭(zhēng)力提升工程、協(xié)同應(yīng)用工程、升級(jí)換代工程及前沿新材料先導(dǎo)工程，同時(shí)完善新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的整體環(huán)境，進(jìn)一步推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)做優(yōu)做強(qiáng)，為其他戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)提供強(qiáng)有力的支撐。

1.新材料競(jìng)爭(zhēng)力提升工程

新材料競(jìng)爭(zhēng)力提升要圍繞微電子制造材料、高效及低成本 LED 照明材料、高質(zhì)量及大尺寸功能晶體、新型顯示材料、寬禁帶半導(dǎo)體材料、高性能智能與傳感材料、太陽(yáng)能用材料、新一代動(dòng)力電池材料、節(jié)能玻璃材料、膜材料、高端稀土永磁材料、陶瓷片式元件及其集成器件用材料、新型生態(tài)環(huán)境材料、可促進(jìn)組織再生的醫(yī)用生物材料、高純超細(xì)陶瓷粉體和先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷材料、高性能耐火材料、生物基材料、高性能碳纖維及其復(fù)合材料、關(guān)鍵材料制造裝備等發(fā)展重點(diǎn)，集中攻克關(guān)鍵材料研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)關(guān)，提高材料的性能一致性和服役可靠性，解決產(chǎn)品穩(wěn)定性較差、高端應(yīng)用比例低、關(guān)鍵裝備自給率不足等問(wèn)題，為加強(qiáng)新材料產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展、擴(kuò)大高端應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

（1）微電子制造材料。突破 300毫米硅片的關(guān)鍵技術(shù)的規(guī)模產(chǎn)能，滿足 14 納米線寬集成電路應(yīng)用要求；突破 450 毫米硅單晶材料生長(zhǎng)和FDSOI（fully depletedsilicon on insulator，即全耗盡型 SOI）片制備的關(guān)鍵技術(shù)；4 ～ 6 英寸（1 英寸≈ 2.54 厘米）SiC/GaN 材料實(shí)現(xiàn)批量商業(yè)應(yīng)用；鋯鉿系高 k 材料和配套柵極材料得到商業(yè)應(yīng)用；突破海量存儲(chǔ)材料工程化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)小批量試用；實(shí)現(xiàn)磁性隨機(jī)存儲(chǔ)器（magneticrandom access memory，MRAM）批量生產(chǎn)。

（2）高效、低成本 LED 照明材料。解決“兩高一低”的技術(shù)問(wèn)題，應(yīng)從產(chǎn)業(yè)鏈的主要部分，即襯底、外延、芯片、封裝和應(yīng)用等方面提出協(xié)同解決方案。著力研究突破大尺寸寬禁帶半導(dǎo)體單晶材料和加工技術(shù)，高效率、低成本 LED 外延 / 芯片開發(fā)技術(shù)，高效 LED 封裝和智能燈具設(shè)計(jì)、開發(fā)技術(shù)等。大力發(fā)展 LED 照明新技術(shù)能有效提升產(chǎn)品性價(jià)比和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)低碳節(jié)能照明、環(huán)保照明。

（3）高質(zhì)量、大尺寸功能晶體。突破大尺寸、高質(zhì)量激光、非線性光學(xué)、壓電、閃爍及其他功能晶體制備關(guān)鍵技術(shù)，滿足國(guó)家重大工程、通信和電力等產(chǎn)業(yè)需求，發(fā)展醫(yī)療和安全檢測(cè)等儀器產(chǎn)業(yè)，打破國(guó)外壟斷，形成有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的功能晶體和相關(guān)裝備的高附加值產(chǎn)業(yè)體系，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

（4）新型顯示材料。突破可印刷半導(dǎo)體 / 納米功能 / 電光材料、印刷顯示基板材料、印刷工藝技術(shù)、高可靠性紅綠藍(lán)光半導(dǎo)體激光的材料和芯片制備 / 封裝與集成應(yīng)用、超廣角光學(xué)成像設(shè)計(jì)與批量制造關(guān)鍵設(shè)備及工藝等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。

（5）寬禁帶半導(dǎo)體材料。發(fā)展面向高電壓及大容量智能電網(wǎng)、軌道交通等重大需求的 SiC 材料和電力電子器件；面向低成本、高性能民用需求的 GaN 材料和電力電子器件；面向移動(dòng)通信重大需求的 GaN 材料和射頻電子器件；面向智能化、多樣性的超越傳統(tǒng)照明的 GaN 光電子材料和器件。

（6）高性能智能與傳感材料。主要包括磁致伸縮材料、形狀記憶材料和高性能自旋傳感材料制造新技術(shù)。重點(diǎn)研制具有源頭創(chuàng)新的新型巨磁致伸縮材料。通過(guò)材料晶體生長(zhǎng)取向控制、材料相組成和組織組成控制，實(shí)現(xiàn)材料性能的高度均勻性和不同批次材料性能的高度一致性，形成規(guī)?；a(chǎn)。形狀記憶材料制備新技術(shù)應(yīng)重點(diǎn)開展合金個(gè)性化設(shè)計(jì)與制造等技術(shù)研究，著力突破介入支架、人工關(guān)節(jié)、骨修復(fù)等新型醫(yī)用材料的設(shè)計(jì)及制造等技術(shù)瓶頸。傳感材料制造技術(shù)應(yīng)重點(diǎn)研發(fā)符合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求的自供電無(wú)源傳感終端技術(shù)，突破核心敏感材料、器件封裝等關(guān)鍵技術(shù)。大力發(fā)展高性能智能傳感材料與可穿戴設(shè)備制造新技術(shù)（圖 1），加強(qiáng)自旋電子學(xué)材料和器件的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，為智能社會(huì)提供支撐。

（7）太陽(yáng)能用新材料。以硅基光伏和光熱用關(guān)鍵材料為重點(diǎn)，完善多晶硅產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和裝備，發(fā)展多晶硅制備新技術(shù)，提高并穩(wěn)定多晶硅品質(zhì)，降低能耗，強(qiáng)化多晶硅副產(chǎn)物綜合利用。發(fā)展高性能大尺寸晶硅、超薄型硅片及其低成本電池制備技術(shù)和裝備；發(fā)展高效率、長(zhǎng)壽命非晶硅 /微晶硅等薄膜電池制備技術(shù)和裝備。發(fā)展高效率、長(zhǎng)壽命真空集熱管及材料產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)和裝備。研發(fā)先進(jìn)太陽(yáng)能利用新材料和新技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)中國(guó)向太陽(yáng)能生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變提供技術(shù)支撐。

（8）新一代動(dòng)力電池材料。突破鋰離子電池用新一代高比容正極材料等關(guān)鍵材料的產(chǎn)業(yè)化工藝與裝備技術(shù)，掌握高比容量、高電壓類正極材料和硅基復(fù)合負(fù)極材料的關(guān)鍵技術(shù)，以及高安全性電解質(zhì)和隔膜材料制備技術(shù)，形成高比能鋰離子電池的材料體系，至 2020 年新型鋰離子電池單體比能量提高到 350 瓦時(shí) / 千克。突破燃料電池用高電導(dǎo)率的質(zhì)子交換膜材料、耐腐蝕金屬雙極板、高性能膜電極制備技術(shù)，開發(fā)氫儲(chǔ)存與運(yùn)輸技術(shù)，推進(jìn)氫燃料電池的廣泛應(yīng)用；開展適合堿性膜燃料電池的催化劑材料、堿性陰離子交換膜材料研制，開發(fā)下一代低成本燃料電池技術(shù)；制定燃料電池及氫儲(chǔ)存、運(yùn)輸相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（9）節(jié)能玻璃材料。突破節(jié)能玻璃的關(guān)鍵技術(shù)，研究低輻射鍍膜玻璃、陽(yáng)光控制鍍膜玻璃、光譜選擇性高效且超低能耗鍍膜玻璃、外場(chǎng)響應(yīng)（光致變色、電致變色、熱致變色）智能節(jié)能玻璃等制備和性能優(yōu)化技術(shù)；開發(fā)以化學(xué)氣相沉積為代表的低能耗、低成本浮法在線低輻射鍍膜工程化技術(shù)和以磁控濺射為代表的高性能離線低輻射鍍膜工程化技術(shù)；發(fā)展真空節(jié)能玻璃產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。

（10）膜材料。突破高性能海水淡化膜材料、低成本陶瓷納濾膜材料、有機(jī)納濾膜材料、高強(qiáng)度 PVDF 膜（即聚偏二氟乙烯膜）材料制備技術(shù)，使其具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；另外，在海水淡化、城市污水處理及回用、自來(lái)水安全等涉及民生的行業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，保證人民用水安全；此外，在油田、印染、焦化、發(fā)酵等大型排污行業(yè)實(shí)現(xiàn)污染物減排和水回用，大力推進(jìn)上述行業(yè)綠色發(fā)展。

（11）高端稀土永磁材料。研究開發(fā)高性能、高服役特性的低釹、低重稀土、混合稀土燒結(jié)釹鐵硼材料與納米復(fù)合永磁材料；掌握新型鈰稀土永磁體、極端環(huán)境稀土永磁材料、稀土黏結(jié)磁粉及磁體和特高溫釤鈷永磁體的制備技術(shù)，突破稀土磁致伸縮材料及器件、磁致冷材料及器件、超高性能稀土磁性功能材料的工程化制備和應(yīng)用技術(shù)。

（12）陶瓷片式元件及其集成器件用材料。突破納米晶陶瓷燒結(jié)技術(shù)、低損耗陶瓷介質(zhì)低溫共燒技術(shù)，掌握高性能小尺寸多層陶瓷電容器、低溫共燒陶瓷材料的制備技術(shù)。

（13）新型生態(tài)環(huán)境材料。開發(fā)符合中國(guó)材料行業(yè)實(shí)際情況的材料全生命周期清單建模方法與環(huán)境影響評(píng)價(jià)模型，建立材料生命周期環(huán)境負(fù)荷屬性與材料性能的交互模式及其綜合環(huán)境負(fù)荷 - 性能表征體系。發(fā)展外保溫系統(tǒng) A 級(jí)不燃材料產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用技術(shù)體系；開發(fā)電子廢棄物中廢棄金銀鉑等貴金屬的高效循環(huán)關(guān)鍵材料技術(shù)、廢棄鈷鎳銅等中國(guó)稀缺金屬的循環(huán)再造關(guān)鍵材料技術(shù)、電子廢棄物高效拆解工藝技術(shù)及裝備等，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電子廢棄物（包括廢舊電池）金屬高性能循環(huán)再造材料的核心技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系。

（14）可促進(jìn)組織再生的醫(yī)用生物材料。突破組織誘導(dǎo)性生物材料設(shè)計(jì)和制備的工程化技術(shù)，在具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的骨誘導(dǎo)性人工骨取證實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)上，突破軟骨、神經(jīng)、肌腱、角膜等非骨組織誘導(dǎo)性材料及一批結(jié)構(gòu)組織的組織工程化制品的制備技術(shù)；作為前沿技術(shù)儲(chǔ)備，著手組織工程化人工肝、腎、牙等人工器官再生設(shè)計(jì)和制備技術(shù)研究。

（15）高純超細(xì)陶瓷粉體和先進(jìn)結(jié) 構(gòu) 陶 瓷 材 料。 攻 克 Al2O3、SiC 和Si3N4（氮化硅）等高純超細(xì)陶瓷粉體的規(guī)?；苽潢P(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)粉體的批量供貨，替代進(jìn)口產(chǎn)品，支持相應(yīng)先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)品的工程化研制與產(chǎn)業(yè)化。突破先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷材料關(guān)鍵構(gòu)件批量制備的成型、燒結(jié)與加工及凝膠注模成型技術(shù)和增材制造等關(guān)鍵技術(shù)；掌握薄帶連鑄薄壁類管件等的低壓反應(yīng)熱壓燒結(jié)成型、擠出成型等關(guān)鍵技術(shù)，在國(guó)家重大工程和國(guó)防建設(shè)方面形成自主保障能力。掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，形成具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)。

（16）高性能耐火材料。開發(fā)以高鋁礬土、菱鎂礦、石墨、石英、藍(lán)晶石、鎂橄欖石等為代表的中國(guó)優(yōu)勢(shì)非金屬礦產(chǎn)資源高效綜合利用的關(guān)鍵技術(shù)；以中低品位礦物資源為主要原料開發(fā)高性能免燒成氧化物 - 非氧化物復(fù)相耐火材料；開發(fā)支撐先進(jìn)冶金技術(shù)和高溫工業(yè)需求的高性能耐火材料、高強(qiáng)度節(jié)能隔熱保溫耐火材料及輕質(zhì)節(jié)能型窯具耐火材料技術(shù)以及環(huán)境友好且生態(tài)安全的高性能耐火材料技術(shù)，開展耐火材料全壽命期內(nèi)可靠性計(jì)算機(jī)仿真和模擬及預(yù)測(cè)研究。

（17）生物基材料。攻克原料“非糧化”和材料性價(jià)比合理化的技術(shù)難題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和在市場(chǎng)機(jī)制下的持續(xù)發(fā)展。開發(fā)新型高效催化劑及生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化技術(shù)，突破生物基材料原料單體和聚合物的工程化制備技術(shù)及成型加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。開發(fā)可用于農(nóng)田地膜和包裝的新型生物基聚合物材料及加工工藝；突破經(jīng)濟(jì)可行的可生物降解二氧化碳基塑料規(guī)模化制備和改性關(guān)鍵技術(shù)。

（18）高性能碳纖維及其復(fù)合材料。開展國(guó)產(chǎn)碳纖維碳 / 碳復(fù)合材料的低成本化技術(shù)、極端服役用碳 / 碳復(fù)合材料制備技術(shù)、檢驗(yàn)檢測(cè)與質(zhì)量控制技術(shù)攻關(guān)，突破國(guó)產(chǎn)碳纖維碳 / 碳復(fù)合材料研發(fā)和工程化的瓶頸問(wèn)題；實(shí)現(xiàn)軍用高端碳 / 碳復(fù)合材料和民用高性能、低成本碳 / 碳復(fù)合材料的工程化批量應(yīng)用，滿足大飛機(jī)工程、先進(jìn)飛行器工程等國(guó)防現(xiàn)代化和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)高性能碳 /碳復(fù)合材料的需求；推動(dòng)碳 / 碳復(fù)合材料生產(chǎn)制造向高端技術(shù)、高端品牌方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)碳 /碳復(fù)合材料產(chǎn)品系列化、產(chǎn)業(yè)規(guī)?；瑵M足航空航天、能源、交通、建筑等領(lǐng)域的需求。

（19）關(guān)鍵材料制造裝備。加快突破關(guān)鍵材料制造裝備的制備關(guān)鍵技術(shù)和核心部件的制備關(guān)鍵技術(shù)，積極推進(jìn)裝備與系統(tǒng)的工程化、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，建設(shè)覆蓋研發(fā)設(shè)計(jì)、裝備制造及技術(shù)服務(wù)的完整產(chǎn)業(yè)體系，為材料的研發(fā)和生產(chǎn)提供有力支撐。

2. 新材料協(xié)同應(yīng)用工程

新材料協(xié)同應(yīng)用工程主要是以新一代信息技術(shù)、航空航天、能源、交通、先進(jìn)裝備等重大工程需求為牽引，開展重點(diǎn)新材料協(xié)同應(yīng)用示范，促進(jìn)材料與終端產(chǎn)品的協(xié)同創(chuàng)新與發(fā)展。

（1）高品質(zhì)特殊鋼。高品質(zhì)特殊鋼是指具有更高性能、更長(zhǎng)壽命、環(huán)境友好、高附加值的特殊鋼品種。為制備高強(qiáng)度、高韌性、長(zhǎng)壽命的高品質(zhì)特殊鋼的制備需求，必須加強(qiáng)高效低成本潔凈鋼冶煉技術(shù)、新一代控軋控冷及在線熱處理技術(shù)的研究與應(yīng)用，重點(diǎn)研究開發(fā)汽車用高強(qiáng)度、高韌性的第三代汽車用鋼；特殊船舶及海上鉆井平臺(tái)用低合金高強(qiáng)度鋼板（F 級(jí)，Z 相鋼）；深井超高強(qiáng)度、超低硫含量、超高韌性和抗氫致裂紋（hydrogen-induced cracking，HIC）管線鋼；高速鐵路的高強(qiáng)韌性鋼軌、車輪、車軸及彈簧用鋼；第三代核電用鋼，風(fēng)電主軸、軸承和齒輪等用鋼以及超超臨界火力發(fā)電機(jī)組的高溫耐蝕鋼；發(fā)電、輸變電用高品質(zhì)硅鋼等的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)，為滿足戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和國(guó)家重大工程需求、提升裝備制造水平、促進(jìn)節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)。

（2）高溫合金。高溫合金按基體元素可分為鎳基、鐵基和鈷基合金，按制備工藝分為變形、鑄造和粉末冶金高溫合金。高溫合金具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能，是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中不可替代的關(guān)鍵材料（圖 2）。重點(diǎn)研發(fā)高溫合金錠的擠壓開坯和盤件的等溫鍛造，用于定向凝固柱狀晶合金、單晶合金和定向凝固共晶合金制造的高溫度梯度定向凝固技術(shù)，以及高純潔度粉末渦輪盤制造技術(shù)；提高鈮硅基合金抗氧化性的合金化和涂層技術(shù)。開發(fā)滿足航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)的耐熱腐蝕、長(zhǎng)壽命、大尺寸的難變形高溫合金盤件材料和耐熱腐蝕、耐疲勞、高屈服強(qiáng)度的第三代、第四代低成本單晶高溫合金產(chǎn)品，進(jìn)一步提高高溫合金的研發(fā)和應(yīng)用水平，實(shí)現(xiàn)中國(guó)航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)的國(guó)產(chǎn)化。

（3）新型有色金屬合金材料。新型有色金屬合金材料是指具有高強(qiáng)韌、耐高溫、耐腐蝕和高導(dǎo)電率等優(yōu)異綜合性能的鋁、銅、鎂、鈦、鎢、鉬等有色金屬及合金材料。發(fā)展高潔凈、高均勻性合金冶煉和凝固技術(shù)，大規(guī)格鑄錠均質(zhì)化半連鑄技術(shù)，大型材擠壓、拉伸與矯直技術(shù)，復(fù)雜鍛件等溫模鍛、鋁合金板材新型軋制、中厚板（80 ～ 200 毫米）固溶淬火、預(yù)拉伸與多級(jí)時(shí)效技術(shù)；新一代高性能銅合金制備加工和應(yīng)用技術(shù)，高性能鑄造鎂合金及高強(qiáng)韌變形鎂合金制備與鎂合金大型型材和寬幅板材加工、腐蝕控制以及防護(hù)技術(shù)；鈦合金冷床爐熔煉、型材擠壓、精密管棒絲材成型和殘料回收技術(shù)；鎢、鉬等難熔金屬的高壓熔凝方法。實(shí)現(xiàn)新型合金材料的更新?lián)Q代和全面國(guó)產(chǎn)化，進(jìn)一步支撐中國(guó)航空航天、新一代信息技術(shù)、現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)和國(guó)防工業(yè)的發(fā)展。

（4）特種陶瓷纖維與先進(jìn)陶瓷基復(fù)合材料。攻克 BN（氮化硼）等高性能陶瓷連續(xù)纖維工程化制備關(guān)鍵技術(shù)，突破第二代 SiC 陶瓷纖維的工業(yè)化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)；突破 SiBCN（硅硼碳氮）陶瓷纖維的小批量制造關(guān)鍵技術(shù)，建成工程化制備驗(yàn)證線；突破短纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料（如 Cf、SiCf、SiBCN 等）與典型構(gòu)件的成型燒結(jié)關(guān)鍵技術(shù)，攻克連續(xù)纖維編織體增強(qiáng)先進(jìn)陶瓷基復(fù)合材料（如 SiCf/SiC、BNf/Si3N4 等）的航空航天防熱與高溫結(jié)構(gòu)部件的批量制備關(guān)鍵技術(shù)，形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套裝備能力，裝備性能與國(guó)際水平相當(dāng)；建立特種陶瓷纖維與陶瓷基復(fù)合材料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)；進(jìn)一步增強(qiáng)中國(guó)陶瓷基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平，以滿足國(guó)家安全及重大工程的需求。

（5）下一代高性能增強(qiáng)纖維材料。研制拉伸強(qiáng)度大于 7000 兆帕及高抗壓縮的下一代高性能碳纖維、高模量高強(qiáng)度有機(jī)高性能纖維、高性能碳納米管及其纖維增強(qiáng)材料，突破下一代高性能碳纖維原絲制備及碳化工藝技術(shù)、高強(qiáng)高模有機(jī)纖維聚合物合成及紡絲工藝技術(shù)、高性能碳納米管批量制備技術(shù)及其紡紗工藝技術(shù)，大跨度提高復(fù)合材料力學(xué)性能，使復(fù)合材料向高性能化方向持續(xù)發(fā)展，滿足下一代飛行器結(jié)構(gòu)輕量化和多功能化的需求。

（6）超高韌性耐高溫樹脂基復(fù)合材料。研制下一代超韌性環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料，突破高韌性環(huán)氧樹脂基體增韌技術(shù)及其與高性能碳纖維的復(fù)合工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的減重效率至 35% 以上。研制長(zhǎng)期使用溫度250℃以上的高韌性耐高溫聚酰亞胺復(fù)合材料，突破高溫高韌性聚酰亞胺樹脂基體的合成技術(shù)、預(yù)浸料批量穩(wěn)定制備技術(shù)及其復(fù)合材料大尺寸構(gòu)件的成型工藝技術(shù)，滿足高超音速飛機(jī)的發(fā)展需求。研究耐溫 450℃以上的有機(jī)無(wú)機(jī)雜化樹脂基體及其復(fù)合材料成型工藝，突破耐高溫有機(jī)無(wú)機(jī)雜化聚合物分子的設(shè)計(jì)合成及其復(fù)合材料成型關(guān)鍵工藝，滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)及超高音速飛行器等結(jié)構(gòu)的需求。

（7）新型樹脂基結(jié)構(gòu) / 透波和結(jié)構(gòu) / 隱身復(fù)合材料。研制多頻透波和結(jié)構(gòu) / 隱身一體化的寬頻吸波和透波復(fù)合材料技術(shù)及耐大功率密度結(jié)構(gòu) / 透波復(fù)合材料技術(shù)，滿足先進(jìn)裝備電子對(duì)抗發(fā)展的需求。研制碳納米管改性碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料，提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能，滿足未來(lái)裝備結(jié)構(gòu)防雷擊、防冰與電磁屏蔽等對(duì)結(jié)構(gòu)/ 功能一體化復(fù)合材料的需求。研制中低密度輕質(zhì)防熱復(fù)合材料和空間用高模量超輕結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，滿足新一代戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈和衛(wèi)星的發(fā)展需求。

3. 基礎(chǔ)材料升級(jí)換代工程

“加快基礎(chǔ)材料升級(jí)換代”是深入落實(shí)“中國(guó)制造 2025”的重要任務(wù)，通過(guò)重點(diǎn)基礎(chǔ)材料的設(shè)計(jì)開發(fā)、制造流程及工藝優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)和國(guó)產(chǎn)化裝備的重點(diǎn)突破，實(shí)現(xiàn)鋼鐵、有色金屬、石化、輕工、紡織、建材及特色資源等重點(diǎn)基礎(chǔ)材料的高性能、高附加值、綠色高效低碳生產(chǎn)，促進(jìn)基礎(chǔ)材料的性能改進(jìn)和升級(jí)換代。

（1）鋼鐵材料。重點(diǎn)研究高品質(zhì)特殊鋼、船舶與海洋工程用鋼、交通與建筑用鋼、能源用鋼等鋼鐵材料的強(qiáng)韌化機(jī)制與高可靠長(zhǎng)壽命機(jī)理，突破高潔凈度冶煉、均質(zhì)化與組織精細(xì)化控制，構(gòu)建綠色化與智能化鋼鐵流程，完善評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)及典型品種示范應(yīng)用，形成中國(guó)鋼鐵材料品種、生產(chǎn)、應(yīng)用、評(píng)價(jià)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，顯著提高材料的質(zhì)量穩(wěn)定性、可靠性和適應(yīng)性，滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、重大工程及高端裝備制造等需求。

（2）有色金屬材料。開展有色金屬材料新型強(qiáng)化相 / 功能相設(shè)計(jì)和微觀組織全過(guò)程協(xié)同控制研究，重點(diǎn)突破有色金屬材料的先進(jìn)凝固—冷 / 熱變形加工—強(qiáng)韌化熱處理等全流程制備加工，以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)件成型—?dú)堄鄳?yīng)力消減—異質(zhì)金屬連接—表面處理等工程化應(yīng)用技術(shù)，著力發(fā)展一批新型大規(guī)格高性能輕合金材料、高精度銅及銅合金材料、高純稀有 / 稀貴金屬材料、粉末冶金難熔金屬及硬質(zhì)合金材料等大宗高端產(chǎn)品。

（3）石化材料。重點(diǎn)研究石化材料介觀尺度的分子混合、材料的構(gòu)效關(guān)系；重點(diǎn)突破新型高效催化、分離和過(guò)程強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)；著力發(fā)展基礎(chǔ)化學(xué)品的綠色制備、合成樹脂的高性能化、特種高端石化材料等制備技術(shù)，解決石化材料低端產(chǎn)品嚴(yán)重過(guò)剩、高端產(chǎn)品嚴(yán)重依賴進(jìn)口、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大、資源瓶頸制約等突出問(wèn)題，使石化材料制備技術(shù)與產(chǎn)品性能顯著提升。

（4）輕工材料。重點(diǎn)開展造紙、皮革等所用天然原料組分的結(jié)構(gòu)表征、高效分離和重組利用技術(shù)，塑料加工機(jī)理與流變學(xué)行為，工藝、形態(tài)與性能的關(guān)系模型，表面活性劑的催化體系、機(jī)理等關(guān)鍵技術(shù)的研究；突破新型高效分離與利用技術(shù)、輕工材料安全化技術(shù)、高效高值化加工技術(shù)等；著力發(fā)展輕量化技術(shù)與材料、環(huán)保新材料、短流程及高效制備工藝技術(shù)、高性能材料制造技術(shù)等，促進(jìn)輕工材料向生產(chǎn)過(guò)程綠色化和高效化，產(chǎn)品功能化、生態(tài)化和高值化等方向發(fā)展。

（5）紡織材料。重點(diǎn)研究纖維材料制備全流程的智能化、紡織材料構(gòu)效關(guān)系；重點(diǎn)突破差別化纖維高效柔性化制備，紡織材料功能與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、精細(xì)化加工，以及紡織材料綠色制造等關(guān)鍵技術(shù)；著力發(fā)展差別化功能紡織材料、工程用紡織材料、生物基紡織材料，實(shí)現(xiàn)紡織材料的高品質(zhì)化、高功能化、差異化及生態(tài)加工，提升中國(guó)紡織服裝自主品牌發(fā)展水平，支撐土工、建筑等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展需求。

（6）建筑材料。重點(diǎn)研究建筑材料及制品高性能化設(shè)計(jì)和劣化演變規(guī)律等基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，突破材料物相匹配及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、礦物形成反應(yīng)熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)及過(guò)程控制、高端產(chǎn)品制造和智能化裝備等共性關(guān)鍵技術(shù)，著力發(fā)展特種水泥、長(zhǎng)壽命高性能混凝土、特種玻璃、先進(jìn)陶瓷、環(huán)保節(jié)能非金屬礦物等材料，滿足國(guó)家重大基礎(chǔ)建設(shè)工程需求、海洋開發(fā)與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需，帶動(dòng)建材行業(yè)技術(shù)提升和升級(jí)換代。

（7）特色資源礦產(chǎn)的高效開發(fā)和利用。加強(qiáng)稀土、稀有金屬、鋰等特色資源的有效保護(hù)和高質(zhì)化利用；開發(fā)特色資源的可再生循環(huán)利用技術(shù)，提高材料回收利用率；推廣應(yīng)用特色資源開采、冶煉分離、材料深加工的智能化和綠色化工藝，為綠色制造提供應(yīng)有的支撐。

4. 前沿新材料先導(dǎo)工程

前沿新材料先導(dǎo)工程要把握全球科技革命和產(chǎn)業(yè)變革發(fā)展方向，堅(jiān)持原始創(chuàng)新，加強(qiáng)前瞻性研究，攻克核心技術(shù)瓶頸，獲得一批重大技術(shù)成果。

（1）石墨烯（圖 3）、碳納米管等低維材料。開發(fā)石墨烯和碳納米管的可控、規(guī)模制備及產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)，碳基電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，碳基薄膜放量制備技術(shù)及高性能器件，碳基冷陰極功率型高頻真空電子器件，碳納米管數(shù)字集成電路，高性能柔性碳基薄膜電子器件；實(shí)現(xiàn)碳納米材料在抗靜電、散熱、防腐蝕等各種功能涂層、導(dǎo)電油墨、導(dǎo)電和導(dǎo)熱復(fù)合材料中的應(yīng)用；發(fā)展高品質(zhì)、低成本、高產(chǎn)率的綠色規(guī)?；┲苽洹⒎旨?jí)、改性新技術(shù)及面向高性能器件（光電、微電子、光學(xué)、儲(chǔ)能、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、生物傳感等）、特種分離等重大應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。

能和制作工藝等方面的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。近期，應(yīng)開展光子晶體在光催化及污水治理方面的研究，加強(qiáng)超材料在衛(wèi)星天線、公共 Wi-Fi、先進(jìn)通信設(shè)備、新型濾波器、定向耦合器、特種天線及隱身技術(shù)方面的技術(shù)開發(fā)和實(shí)際應(yīng)用。

（3）超導(dǎo)材料。低溫超導(dǎo)材料，包括 ITER（國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆）用 NbTi 和 Nb3Sn 超導(dǎo)線材的規(guī)模化制備技術(shù)研究；MRI（核磁共振成像）用 NbTi 超導(dǎo)線材的批量化技術(shù)研究；NMR（核磁共振）用 Nb3Sn 超導(dǎo)線材研制。開發(fā)第二代高溫超導(dǎo)帶材，包括千米級(jí)基帶的無(wú)接觸拋光技術(shù)、種子層的制備技術(shù)、氧化物隔離層的外延生長(zhǎng)技術(shù)及高性能、低成本 YBCO（氧化釔鋇銅）超導(dǎo)層制備技術(shù)等。研發(fā)新型鐵基超導(dǎo)材料，提高載流能力，完善材料制備工藝和應(yīng)用技術(shù)。開發(fā)MgB2（二硼化鎂）超導(dǎo)線材批量化制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn) MgB2 千米長(zhǎng)線的規(guī)?；a(chǎn)。開展?jié)M足航空、航天及醫(yī)療設(shè)備要求的直接冷卻大口徑超導(dǎo)磁體制備技術(shù)研究，解決低溫系統(tǒng)與磁體系統(tǒng)的集成關(guān)鍵技術(shù)。

（4）前沿生物醫(yī)用材料。當(dāng)前生物材料科學(xué)與產(chǎn)業(yè)面臨革命性變革。

刺激機(jī)體發(fā)生特定生物反應(yīng)，誘導(dǎo)組織或器官再生的生物材料是當(dāng)代生物材料科學(xué)與產(chǎn)業(yè)的前沿，是未來(lái) 20年左右產(chǎn)業(yè)的主體，有必要提前布局。

應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)機(jī)理的研究，包括可誘導(dǎo)組織再生及智能生物材料的設(shè)計(jì)和分子機(jī)制、先進(jìn)的制造方法學(xué)、通過(guò)體外或短期體內(nèi)試驗(yàn)評(píng)價(jià)材料長(zhǎng)期生物相容性與有效性的研究；同時(shí)加強(qiáng)前沿支撐技術(shù)的突破，包括生物 3D打印技術(shù)、生物材料基因組平臺(tái)、生物活性物質(zhì)（蛋白、基因、細(xì)胞等）控釋載體及系統(tǒng)等。

二、發(fā)展中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)的建議

未來(lái)有必要面向信息、高端裝備與制造、綠色低碳、生物和數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)及重大工程的需求，在機(jī)制體制方面給予新材料產(chǎn)業(yè)更有力度的支撐，進(jìn)一步加強(qiáng)新材料產(chǎn)業(yè)的提質(zhì)增效和協(xié)同應(yīng)用，提高新材料的基礎(chǔ)支撐能力，加快實(shí)現(xiàn)中國(guó)從材料大國(guó)向材料強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變。

1. 完善新材料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的整體環(huán)境

加強(qiáng)國(guó)家對(duì)新材料基礎(chǔ)研究的投入，高度重視當(dāng)前處于研發(fā)階段的前沿新材料，適度超前安排；著力突破新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的工程化問(wèn)題，提高新材料的基礎(chǔ)支撐能力。加快完善有利于推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的政策和法規(guī)體系，制定新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目錄和投資指南，完善產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、資金鏈。遵循“誰(shuí)投資、誰(shuí)負(fù)責(zé)”的原則，加強(qiáng)對(duì)國(guó)有資本投資回報(bào)率的監(jiān)管；突出國(guó)家對(duì)重點(diǎn)行業(yè)的聚焦支持，防止出現(xiàn)“投資碎片化”。 加強(qiáng)國(guó)家各類研發(fā)計(jì)劃與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的銜接，鼓勵(lì)民營(yíng)資本投資新材料產(chǎn)業(yè)，深化加快出臺(tái)混合所有制企業(yè)改革的政策，積極營(yíng)造新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展科技創(chuàng)新、投融資等政策法規(guī)的整體環(huán)境。

2. 加強(qiáng)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐基礎(chǔ)

進(jìn)一步加大對(duì)新材料制備和檢測(cè)自動(dòng)化設(shè)備的研發(fā)支持，集中力量開發(fā)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低制造成本的核心裝備，重視新型低成本制造工藝及其配套技術(shù)的創(chuàng)新，深化發(fā)展新材料的智能化制造技術(shù)。建設(shè)包括材料指標(biāo)體系標(biāo)準(zhǔn)（融合生產(chǎn)與應(yīng)用方）、材料試驗(yàn)體系標(biāo)準(zhǔn)（與指標(biāo)對(duì)應(yīng)）以及材料評(píng)價(jià)體系標(biāo)準(zhǔn)（試驗(yàn)有效性評(píng)價(jià)、材料性能評(píng)價(jià)、服役評(píng)價(jià)）的三大體系，形成具有系統(tǒng)性、多元性、先進(jìn)性、適用性及動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn)鮮明、國(guó)際一流的材料與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)體 系（ChineseSociety of Testing Materials，CSTM）。從戰(zhàn)略高度重視和研究新材料產(chǎn)業(yè)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系，加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，鼓勵(lì)新材料研發(fā)中的原始創(chuàng)新與集成創(chuàng)新，逐步形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的材料牌號(hào)與體系，建立新材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) / 制造 /評(píng)價(jià)共享數(shù)據(jù)庫(kù)，開展協(xié)同應(yīng)用試點(diǎn)示范，搭建協(xié)同應(yīng)用平臺(tái)，推進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)換代。

3. 推進(jìn)新材料融入全球高端制造業(yè)供應(yīng)鏈

抓住中國(guó)工業(yè)化進(jìn)程加速的歷史機(jī)遇，培育、拓展新材料消費(fèi)市場(chǎng)，特別是中高端市場(chǎng)，以需求帶動(dòng)發(fā)展，促進(jìn)企業(yè)上檔次、上規(guī)模，推動(dòng)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革；擴(kuò)大與國(guó)際制造企業(yè)的全方位合作，推動(dòng)新材料快速融入全球高端制造供應(yīng)鏈。加快營(yíng)造新材料相關(guān)企業(yè)自主經(jīng)營(yíng)、公平競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境，以企業(yè)為投資主體和成果應(yīng)用主體，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合，充分發(fā)揮市場(chǎng)配置資源的基礎(chǔ)性作用，提高資源配置效率和公平性。推動(dòng)優(yōu)勢(shì)企業(yè)實(shí)施強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、跨地區(qū)兼并重組、境外并購(gòu)和投資合作，提高產(chǎn)業(yè)集中度，加快發(fā)展具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)集團(tuán)，集中力量培育和塑造中國(guó)名牌新材料產(chǎn)品。

4. 積極培養(yǎng)和引進(jìn)創(chuàng)新人才

實(shí)施創(chuàng)新人才發(fā)展戰(zhàn)略，支持企業(yè)加強(qiáng)創(chuàng)新能力建設(shè)，不斷加大新材料領(lǐng)域創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)力度，吸收國(guó)外高水平的技術(shù)和管理人才，建立適合創(chuàng)新人才發(fā)展的激勵(lì)和競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。同時(shí)，鼓勵(lì)新材料企業(yè)積極開展國(guó)際合作與交流，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，不斷提升中國(guó)新材料企業(yè)管理水平。充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì)、科研單位和大學(xué)的作用，共同建立新材料專家系統(tǒng)，加強(qiáng)新材料研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的直接溝通和交流。專家系統(tǒng)定期對(duì)國(guó)內(nèi)外新材料研發(fā)和應(yīng)用需求進(jìn)行調(diào)研與評(píng)估，發(fā)揮思想庫(kù)作用，就新材料發(fā)展和需要關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題提供咨詢意見。

來(lái)源：選自《2017 中國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》

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