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中国制造2025之新材料
点击次数:1536 发布时间:2016-05-10 返回

中国制造2025之新材料

 

1 先进基础材料

先进基础材料是指具有优异性能、量大面广且“一材多用”

的新材料,主要包括钢铁、有色、石化、建材、轻工、纺织等基

础材料中的材料,对国民经济、国防军工建设起着基础支撑

和保障作用。

需求

基础材料产业是实体经济不可或缺的发展基础,我国百余种

基础材料产量已达世界*,但大而不强,面临总体产能过剩、

产品结构不合理、应用领域尚不能完全实现自给等三大突出

问题,迫切需要发展高性能、差别化、功能化的先进基础材料,

推动基础材料产业的转型升级和可持续发展。

目标

到 2020 年,基础材料产业总体规模得到有效控制,产业结

构调整初见成效,先进基础材料总体实现自给,形成一定出口能

力。

到 2025 年,产业结构调整显著,基础材料产品结构实现升

级换代,国内市场占有率超过 90%。

 

发展重点

1.先进钢铁材料

(1)先进制造基础零部件用钢

突破先进装备用高性能轴承、齿轮、工模具、弹簧、紧固件

等用钢的材料、设计、制造及应用评价系列关键技术,节能

电机、发动机、高速铁路、精密机床、汽车等先进

装备用关键零部件用钢铁材料国内自给率 2020 年达到 80%,2025

年力争全面自给,关键零部件寿命提高 1 倍以上。

(2)高性能海工钢

通过 690MPa 级低预热焊接特厚板及无缝管(100mm)以上、

420-460MPa 级可大线能量焊接厚板、R6 级大规格锚链钢的研发、

生产、应用技术和规范标准研究,实现工程化示范考核,满足我

国 400 英尺以上自升式平台、重型导管架平台以及新一代半潜式

平台对国产材料的迫切需求;海工钢的国内市场占有率从现

在的不足 50%提升到 90%以上,采购成本较进口材料降低 20%以

上。

(3)新型高强韧汽车钢

研发包括 Q&P、δ -TRIP、中锰钢、TWIP 及低 Mn-TWIP 钢等

在内的新型超高强韧汽车用钢,强塑积达到 20-50GPa%。

(4)高速、重载轨道交通用钢

350km/h 以上高断裂韧性、高疲劳性能车轮钢,30-40 吨轴

重重载货车车轮用钢,承载寿命 2-4 亿吨级快速重载铁路用钢

轨,新型热处理贝氏体钢轨(抗拉强度≥1400MPa,延伸率≥10%)。

(5)新一代功能复合化建筑用钢

厚度 100mm 以上、屈服强度 600-1000MPa、屈强比低于

0.8-0.85、600℃时的屈服强度高于室温强度指标的 2/3,弹性

模量高于室温时 75%以上。

(6)超大输量油气管线用钢

X90/100 超高强管线钢,以及 33mm 以上厚度规格 X80 级别

管线钢。

(7)轧制复合板

开发符合组坯工艺、焊接、在线固溶等轧制复合板关键

技术、解决生产坯料厚度 500-900mm 的产出率低、能耗高技

术难点,开发系列复合板产品,满足化工、海水淡化、能源等特

种行业对材料的特殊要求。

(8)特种装备用超高强度不锈钢

开发屈服强度 1400-2200MPa、企业具有高抗应力浮士德高

强不锈钢系列品种,满足航空、深海钻探、油田化工、特种船舶

等行业。

2.先进有色金属材料

(1)高性能轻合金材料

研发 650MPa 级新型高强韧、低淬火敏感性、厚度 200mm 以

上铝合金预拉伸板;研制≥700℃高温钛合金和 1300MPa 以上高

强韧钛合金、直径≥Ф 450mm 超大规格棒材等。加工成材率提高

10%。

(2)功能元器件用有色金属关键配套材料

稀有稀贵及高纯金属在现有基础上纯度提高 1-2N,注重材

料的循环再生与利用,利用率提高 10%;开发 600mm 以上高

纯无氧铜压延铜箔等配套材料。

3.先进石化材料

(1)润滑油脂

注重基础油的开发与利用,加大对加氢基础油、GTL 基础油、

可生物降解等基础油在内的燃机油和液压油、汽轮机油、润

滑脂等领域的应用;加大添加剂的开发与应用,针对新的环保法

规提出的低硫、低磷、低灰分、低毒性、生物可降解、长寿命等

特种性能要求的抗氧剂、粘度指数改进剂、清净分散剂、摩擦改

进剂等添加剂产品进行分子设计、开发与应用。实现在液压油、

工业齿轮油、透平油、润滑脂zui常见工业润滑油脂的通用型产品

的自主知识产权配方开发;开发高性能长寿命空间润滑剂产品。

(2)高性能聚烯烃材料

突破高熔融指数聚丙烯、超高分子量聚乙烯、发泡聚丙烯、

聚丁烯-1(PB)等工业化生产技术,实现规模应用。

(3)聚氨酯树脂

重点发展环保型聚氨脂材料如水性聚氨酯材料,加快发展脂

肪族异氰酸酯等原料。

(4)氟硅树脂

重点发展聚偏氟乙烯、PET、其它氟树脂以及硅树脂、硅油

等。

(5)特种合成橡胶

    重点发展异戊橡胶并配套发展异丁烯合成异戊二烯;发展硅

橡胶、溶聚丁苯橡胶和稀土顺丁橡胶;发展卤化丁基、氢华丁腈

等具有特殊性能的橡胶等。

(6)生物基合成材料

重点突破生物基橡胶合成技术,生物基芳烃合成技术,生物

基尼龙制备关键技术,新型生物基增塑剂合成及应用关键技术,

生物基聚氨酯制备关键技术,生物基聚酯制备关键技术,生物法

制备基础化工原料关键基础技术等。

4.先进建筑材料

(1)极端环境下重大工程用水泥基材料

满足水电工程的冲刷磨损、气蚀破坏混凝土,非贯穿裂缝、

渗漏修补水泥基材料;满足海洋工程用高抗侵蚀低碳水泥基胶凝

材料,超高强、高韧低碳水泥基复合材料;满足超低温海洋油田

固井水泥制备技术,复杂地质环境下固井(高温、酸性气体侵蚀)

自修复水泥基材料;满足轨道交通用道桥混凝土结构超快速修复

水泥基材料。

(2)节能绿色结构-功能一体化建筑材料

固体废弃物在产品中利用率≥70%,产品抗压强度≥20MPa,

抗折强度≥7MPa,面密度≤50kg/m2,并集保温、隔热、防水、

防火、装饰于一体的结构-功能一体化建筑材料。

(3)环境友好型非金属矿物功能材料

开发渗透系数≤5.0×10-11m/s 的防渗材料,难溶钾转化率≥

80% 及生防菌≥ 2.5×1013 个/kg 的土壤修复剂,悬浮物

SS<30mg/L、COD<100mg/L 的水处理剂,指定摩擦系数 0.4±0.06

的摩擦材料,导热系数≤0.05W/m•K 的保温材料,氧指数≥35%

的阻燃剂及高强石膏、冶金保护渣、石墨制品、催

化剂、助滤剂、缓控释药物和化肥、高性能聚合物等典型新材料。

深圳市泰立仪器仪表有限公司 提供各类工业无损检测,材料检测仪器,咨询:

5.先进轻工材料

(1)生物基轻工材料

重点发展聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚对苯二

甲酸二元醇酯(PET、PTT)、聚羟基烷酸(PHA)、聚酰胺(PA)

等产品。PLA关键单体L-乳酸和D-乳酸的光学纯度达99.9%以上,

成本下降 20%;PBS 关键单体生物基丁二酸、1,4-丁二醇提高生

物转化率达 5-10%;PTT 关键单体 1,3-丙二醇以木薯淀粉、甘

油等非粮原料发酵生产,PTT 纤维聚合纺丝实现产业化;PA 关键

单体戊二胺硫酸盐成品纯度高于 99%,成本下降 20%。

(2)工业生物催化剂

重点发展脂肪酶、脂肪氧合酶、葡萄糖氧化酶、天冬酰胺酶、

氨基甲酸乙酯降解酶等食品工业用酶;漆酶、碱性木聚糖酶、角

蛋白酶、胰蛋白酶、PVA 降解酶等轻工纺织用酶;脂肪酶、氨基

酸脱氨酶、天然产物糖基化酶和透明质酸酶等生物有机合成用

酶。关键产品酶活在现有基础上提升 100-300%;极端条件下(温

度、PH)酶活达到或超过国外同类产品。

(3)特种工程塑料

重点发展基于热塑性聚酰亚胺(PI)工程塑料树脂、杂萘联

苯型聚醚砜酮共聚树脂(PPESK)、氟塑料的加工成型的特种

纤维、过滤材料、耐高温功能膜、高性能树脂基复合材料、耐高

温绝缘材料、耐高温功能涂料、耐高温特种胶粘剂。热塑性聚酰

亚胺工程塑料树脂,粘度 0.38dL/g,Tg=230-310℃,Td5%>500℃,

拉伸强度>100MPa,弯曲强度>150MP,成本<15 万/吨;杂萘联苯

型聚醚砜酮共聚树脂,Tg=263-305℃,拉伸强度 90-122MPa,拉

伸模量 2.4-3.8GPa,体积电阻率 3.8-4.8×1016Ω ·cm,成本降

低到 PEEK 的 50-70%。氟塑料主要性能指标:超纯氟塑料

制品:PTFE 固体表现密度 SSG≤2.147g/cm3,PTFE 树脂拉伸强度

>28MPa,伸长率>350%,绝缘强度>3.5KV/mil。满足 SEMI 标

准中 C12 的要求;耐高低温氟材料功能膜、特种氟纤维及过滤产

品:满足环保要求,PTFE 树脂要求压缩比>3000,拉伸强

度>28MPa,伸长率>360%;油气及化工流体输送用泵、阀门及

管道用 PVDF 树 脂 要 求 密 度 1.75-1.77g/cm3, 熔指

0.5-2.0g/10min,熔点 156-165℃,热分解温度≥390℃,含水率

≤0.10%,玻璃化温度≤-35℃,脆化温度≤-62℃。

6.先进纺织材料

(1)产业用纺织品

2020 年实现可吸收缝合线、血液透析材料的自主产业化,

部分替代国外进口产品;满足热、生化、静电、辐射等功能防护

要求;高温过滤、水过滤产品性能满足各应用领域要求;土工材

料满足复杂地质环境施工要求。2025 年,满足多功能复合防护

要求,同时实现轻质、舒适和部分智能化,过滤产品寿命和稳定

性进一步提升,实现低成本应用和智能化监测预警等功能结合。

(2)功能纺织新材料

2020 年,阻燃极限氧指数﹥32,无熔滴,滴水扩散时间﹤

1s,能耗降低 20%。2025 年产品基本实现自给。

(3)生物基化学纤维

2020 年 PTT 纤维原料 1,3-丙二醇纯度大于 99.5%,成本控

制在 1.5 万元/吨以下;聚乳酸耐热温度≥110℃,单体纯度≥

99.9%,PLA 纤维断裂强度大于 3.5g/d,断裂伸长 30%-35%。2025

年 PLA 纤维生产成本接近 PET 生产成本。

9.1.4 战略支撑与保障条件

1.设立重大专项资金,重点支持产学研用创新联盟,加强新

材料研发与先进制造紧密结合,开发和突破一批面向各基础材料

行业转型升级的共性关键技术和重大应用技术。

2.对产业发展具有带动性或突出贡献的骨干企业或重大项

目给予财政后补贴强力支持,关键人员给予重奖。

3.加强基础共性标准、关键技术标准和重点应用标准的研究

制定;积极参与国际标准化工作。

4.建立第三方检测评价等公共服务平台、新材料技术成熟度

评价体系和新材料产品认定体系,构建国家基础新材料数据库。

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