屠海令院士：中國新材料產(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)量升級換代的保證、產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的前提，同時也是其他戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。“十二五”以來，在國家政策積極引導(dǎo)和產(chǎn)業(yè)內(nèi)在發(fā)展動力的推動下，中國新材料產(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)進步等方面取得明顯成就，正處于由大到強的關(guān)鍵時期，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，同時提出發(fā)展中國新材料產(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、中國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向

面對未來新一輪世界科技革命與產(chǎn)業(yè)變革和中國經(jīng)濟社會發(fā)展方式轉(zhuǎn)型升級交匯的關(guān)鍵機遇期，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)濟社會發(fā)展和國防工業(yè)發(fā)展重大需求的重點領(lǐng)域，營造適宜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的環(huán)境，促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，形成良好產(chǎn)業(yè)生態(tài)，推動經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。在未來的發(fā)展過程中，要更加注重提升產(chǎn)品質(zhì)量，推動發(fā)展方式向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變，提升核心競爭力；要更加注重資源型新材料的發(fā)展，并與生態(tài)保護相結(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領(lǐng)域的協(xié)同發(fā)展，為實現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動發(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、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)劃新材料競爭力提升工程、協(xié)同應(yīng)用工程、升級換代工程及前沿新材料先導(dǎo)工程，同時完善新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的整體環(huán)境，進一步推動新材料產(chǎn)業(yè)做優(yōu)做強，為其他戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)提供強有力的支撐。

1.新材料競爭力提升工程

新材料競爭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、太陽能用材料、新一代動力電池材料、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、可促進組織再生的醫(yī)用生物材料、高純超細(xì)陶瓷粉體和先進結(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，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題，為加強新材料產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展、擴大高端應(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；突破海量存儲材料工程化技術(shù)，實現(xiàn)小批量試用；實現(xiàn)磁性隨機存儲器（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、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)品性價比和市場競爭力，實現(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)療和安全檢測等儀器產(chǎn)業(yè)，打破國外壟斷，形成有中國自主知識產(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)。重點研制具有源頭創(chuàng)新的新型巨磁致伸縮材料。通過材料晶體生長取向控制、材料相組成和組織組成控制，實現(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)重點開展合金個性化設(shè)計與制造等技術(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)計及制造等技術(shù)瓶頸。傳感材料制造技術(shù)應(yīng)重點研發(fā)符合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求的自供電無源傳感終端技術(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，為智能社會提供支撐。

（7）太陽能用新材料。以硅基光伏和光熱用關(guān)鍵材料為重點，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)先進太陽能利用新材料和新技術(shù)，為實現(xiàn)中國向太陽能生產(chǎn)強國轉(zhuǎn)變提供技術(shù)支撐。

（8）新一代動力電池材料。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 / 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)氫儲存與運輸技術(shù)，推進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存、運輸相關(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、有機納濾膜材料、高強度 PVDF 膜（即聚偏二氟乙烯膜）材料制備技術(shù)，使其具備國際競爭力；另外，在海水淡化、城市污水處理及回用、自來水安全等涉及民生的行業(yè)實現(xiàn)規(guī)模化應(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)實現(xiàn)污染物減排和水回用，大力推進上述行業(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)符合中國材料行業(yè)實際情況的材料全生命周期清單建模方法與環(huán)境影響評價模型，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)計和制備的工程化技術(shù)，在具有自主知識產(chǎn)權(quán)的骨誘導(dǎo)性人工骨取證實現(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)儲備，著手組織工程化人工肝、腎、牙等人工器官再生設(shè)計和制備技術(shù)研究。

（15）高純超細(xì)陶瓷粉體和先進結(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)，實現(xiàn)粉體的批量供貨，替代進口產(chǎn)品，支持相應(yīng)先進結(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)，在國家重大工程和國防建設(shè)方面形成自主保障能力。掌握自主知識產(chǎn)權(quán)，實現(xiàn)批量化生產(chǎn)，形成具有核心競爭力的產(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、藍晶石、鎂橄欖石等為代表的中國優(yōu)勢非金屬礦產(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)支撐先進冶金技術(shù)和高溫工業(yè)需求的高性能耐火材料、高強度節(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)可靠性計算機仿真和模擬及預(yù)測研究。

（17）生物基材料。攻克原料“非糧化”和材料性價比合理化的技術(shù)難題，進而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和在市場機制下的持續(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)濟可行的可生物降解二氧化碳基塑料規(guī)?；苽浜透男躁P(guān)鍵技術(shù)。

（18）高性能碳纖維及其復(fù)合材料。開展國產(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)、檢驗檢測與質(zhì)量控制技術(shù)攻關(guān)，突破國產(chǎn)碳纖維碳 / 碳復(fù)合材料研發(fā)和工程化的瓶頸問題；實現(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，滿足大飛機工程、先進飛行器工程等國防現(xiàn)代化和國民經(jīng)濟建設(shè)對高性能碳 /碳復(fù)合材料的需求；推動碳 / 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，實現(xiàn)碳 /碳復(fù)合材料產(chǎn)品系列化、產(chǎn)業(yè)規(guī)模化，滿足航空航天、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、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、先進裝備等重大工程需求為牽引，開展重點新材料協(xié)同應(yīng)用示范，促進材料與終端產(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、更長壽命、環(huán)境友好、高附加值的特殊鋼品種。為制備高強度、高韌性、長壽命的高品質(zhì)特殊鋼的制備需求，必須加強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，重點研究開發(fā)汽車用高強度、高韌性的第三代汽車用鋼；特殊船舶及海上鉆井平臺用低合金高強度鋼板（F 級，Z 相鋼）；深井超高強度、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)和國家重大工程需求、提升裝備制造水平、促進節(jié)能減排做出貢獻。

（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)動機中不可替代的關(guān)鍵材料（圖 2）。重點研發(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)動機的耐熱腐蝕、長壽命、大尺寸的難變形高溫合金盤件材料和耐熱腐蝕、耐疲勞、高屈服強度的第三代、第四代低成本單晶高溫合金產(chǎn)品，進一步提高高溫合金的研發(fā)和應(yīng)用水平，實現(xiàn)中國航空航天發(fā)動機的國產(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)拉伸與多級時效技術(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。實現(xiàn)新型合金材料的更新?lián)Q代和全面國產(chǎn)化，進一步支撐中國航空航天、新一代信息技術(shù)、現(xiàn)代交通運輸業(yè)和國防工業(yè)的發(fā)展。

（4）特種陶瓷纖維與先進陶瓷基復(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)，建成工程化制備驗證線；突破短纖維增強陶瓷基復(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)纖維編織體增強先進陶瓷基復(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)，形成自主知識產(chǎn)權(quán)的成套裝備能力，裝備性能與國際水平相當(dāng)；建立特種陶瓷纖維與陶瓷基復(fù)合材料質(zhì)量檢測技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)；進一步增強中國陶瓷基復(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，以滿足國家安全及重大工程的需求。

（5）下一代高性能增強纖維材料。研制拉伸強度大于 7000 兆帕及高抗壓縮的下一代高性能碳纖維、高模量高強度有機高性能纖維、高性能碳納米管及其纖維增強材料，突破下一代高性能碳纖維原絲制備及碳化工藝技術(shù)、高強高模有機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)，實現(xiàn)復(fù)合材料的減重效率至 35% 以上。研制長期使用溫度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)，滿足高超音速飛機的發(fā)展需求。研究耐溫 450℃以上的有機無機雜化樹脂基體及其復(fù)合材料成型工藝，突破耐高溫有機無機雜化聚合物分子的設(shè)計合成及其復(fù)合材料成型關(guān)鍵工藝，滿足航空發(fā)動機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)，滿足先進裝備電子對抗發(fā)展的需求。研制碳納米管改性碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料，提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能，滿足未來裝備結(jié)構(gòu)防雷擊、防冰與電磁屏蔽等對結(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)材料升級換代工程

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

（1）鋼鐵材料。重點研究高品質(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韌化機制與高可靠長壽命機理，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，完善評價標(biāo)準(zhǔn)體系，實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)及典型品種示范應(yīng)用，形成中國鋼鐵材料品種、生產(chǎn)、應(yīng)用、評價與標(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，滿足國民經(jīng)濟建設(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化相 / 功能相設(shè)計和微觀組織全過程協(xié)同控制研究，重點突破有色金屬材料的先進凝固—冷 / 熱變形加工—強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—殘余應(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；重點突破新型高效催化、分離和過程強化關(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)重過剩、高端產(chǎn)品嚴(yán)重依賴進口、環(huán)境風(fēng)險大、資源瓶頸制約等突出問題，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，促進輕工材料向生產(chǎn)過程綠色化和高效化，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、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。重點研究建筑材料及制品高性能化設(shè)計和劣化演變規(guī)律等基礎(chǔ)科學(xué)問題，突破材料物相匹配及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、礦物形成反應(yīng)熱力學(xué)與動力學(xué)及過程控制、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、長壽命高性能混凝土、特種玻璃、先進陶瓷、環(huán)保節(jié)能非金屬礦物等材料，滿足國家重大基礎(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，帶動建材行業(yè)技術(shù)提升和升級換代。

（7）特色資源礦產(chǎn)的高效開發(fā)和利用。加強稀土、稀有金屬、鋰等特色資源的有效保護和高質(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，堅持原始創(chuàng)新，加強前瞻性研究，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?、分級、改性新技術(shù)及面向高性能器件（光電、微電子、光學(xué)、儲能、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，加強超材料在衛(wèi)星天線、公共 Wi-Fi、先進通信設(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)和實際應(yīng)用。

（3）超導(dǎo)材料。低溫超導(dǎo)材料，包括 ITER（國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆）用 NbTi 和 Nb3Sn 超導(dǎo)線材的規(guī)?；苽浼夹g(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，包括千米級基帶的無接觸拋光技術(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)，實現(xiàn) MgB2 千米長線的規(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 20年左右產(chǎn)業(yè)的主體，有必要提前布局。

應(yīng)加強基礎(chǔ)科學(xué)機理的研究，包括可誘導(dǎo)組織再生及智能生物材料的設(shè)計和分子機制、先進的制造方法學(xué)、通過體外或短期體內(nèi)試驗評價材料長期生物相容性與有效性的研究；同時加強前沿支撐技術(shù)的突破，包括生物 3D打印技術(shù)、生物材料基因組平臺、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)展中國新材料產(chǎn)業(yè)的建議

未來有必要面向信息、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，在機制體制方面給予新材料產(chǎn)業(yè)更有力度的支撐，進一步加強新材料產(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，加快實現(xiàn)中國從材料大國向材料強國的轉(zhuǎn)變。

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

加強國家對新材料基礎(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)展的工程化問題，提高新材料的基礎(chǔ)支撐能力。加快完善有利于推動新材料產(chǎn)業(yè)進步的政策和法規(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“誰投資、誰負(fù)責(zé)”的原則，加強對國有資本投資回報率的監(jiān)管；突出國家對重點行業(yè)的聚焦支持，防止出現(xiàn)“投資碎片化”。 加強國家各類研發(fā)計劃與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的銜接，鼓勵民營資本投資新材料產(chǎn)業(yè)，深化加快出臺混合所有制企業(yè)改革的政策，積極營造新材料產(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. 加強新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐基礎(chǔ)

進一步加大對新材料制備和檢測自動化設(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）、材料試驗體系標(biāo)準(zhǔn)（與指標(biāo)對應(yīng)）以及材料評價體系標(biāo)準(zhǔn)（試驗有效性評價、材料性能評價、服役評價）的三大體系，形成具有系統(tǒng)性、多元性、先進性、適用性及動態(tài)性等特點鮮明、國際一流的材料與試驗標(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)的知識產(chǎn)權(quán)體系，加強知識產(chǎn)權(quán)保護，鼓勵新材料研發(fā)中的原始創(chuàng)新與集成創(chuàng)新，逐步形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的材料牌號與體系，建立新材料結(jié)構(gòu)設(shè)計 / 制造 /評價共享數(shù)據(jù)庫，開展協(xié)同應(yīng)用試點示范，搭建協(xié)同應(yīng)用平臺，推進新材料產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級換代。

3. 推進新材料融入全球高端制造業(yè)供應(yīng)鏈

抓住中國工業(yè)化進程加速的歷史機遇，培育、拓展新材料消費市場，特別是中高端市場，以需求帶動發(fā)展，促進企業(yè)上檔次、上規(guī)模，推動供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革；擴大與國際制造企業(yè)的全方位合作，推動新材料快速融入全球高端制造供應(yīng)鏈。加快營造新材料相關(guān)企業(yè)自主經(jīng)營、公平競爭的市場環(huán)境，以企業(yè)為投資主體和成果應(yīng)用主體，加強產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合，充分發(fā)揮市場配置資源的基礎(chǔ)性作用，提高資源配置效率和公平性。推動優(yōu)勢企業(yè)實施強強聯(lián)合、跨地區(qū)兼并重組、境外并購和投資合作，提高產(chǎn)業(yè)集中度，加快發(fā)展具有國際競爭力的企業(yè)集團，集中力量培育和塑造中國名牌新材料產(chǎn)品。

4. 積極培養(yǎng)和引進創(chuàng)新人才

實施創(chuàng)新人才發(fā)展戰(zhàn)略，支持企業(yè)加強創(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)展的激勵和競爭機制。同時，鼓勵新材料企業(yè)積極開展國際合作與交流，引進國外先進技術(shù)和管理經(jīng)驗，不斷提升中國新材料企業(yè)管理水平。充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會、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)定期對國內(nèi)外新材料研發(fā)和應(yīng)用需求進行調(diào)研與評估，發(fā)揮思想庫作用，就新材料發(fā)展和需要關(guān)注的重點問題提供咨詢意見。

來源：選自《2017 中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》

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