新型材料是指最近發(fā)展或正在發(fā)展之中的具有傳統(tǒng)材料無法比擬的特殊功能和效用或優(yōu)異性能的材料，或采用新技術(shù)(工藝、裝備)，使傳統(tǒng)材料性能有明顯提高或產(chǎn)生新功能的材料。一般認(rèn)為滿足高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的一些關(guān)鍵材料也屬于新材料的范疇。其是建立在新思路、新概念、新工藝、新檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上，以材料的優(yōu)異性能、高品質(zhì)、高穩(wěn)定性參與競爭，屬于高新技術(shù)的一部分。新材料作為七大新興產(chǎn)業(yè)之一，特征是投資強度較高、更新?lián)Q代快、風(fēng)險性大、知識和技術(shù)密集程度高。
新型材料的種類繁多，按照材料的用途，可將新型材料分為結(jié)構(gòu)新型材料和功能新型材料兩大類，主要包括新型金屬材料、有機高分子化合物合成材料、復(fù)合材料、新型無機化合物非金屬材料和光電子材料。前沿新型材料領(lǐng)域發(fā)展重點及發(fā)展方向主要包括3D打印用材料、超導(dǎo)體、智能仿生材料、石墨烯材料等。新材料為中國航空航天、能源交通、工程建設(shè)、資源節(jié)約及環(huán)境治理等領(lǐng)域一系列國家重大工程的實施提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)和保障。
目前，中國新型材料產(chǎn)業(yè)已形成了全球門類最全、規(guī)模第一的材料產(chǎn)業(yè)體系。建成了涵蓋金屬、高分子、陶瓷等結(jié)構(gòu)與功能材料的研發(fā)和生產(chǎn)體系。
產(chǎn)業(yè)
(1)紡織業(yè)；
(2)石油加工及煉焦業(yè)；
(3)化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)；
(4)化學(xué)纖維制造業(yè)；
(5)橡膠制品業(yè)；
(6)塑料制品業(yè)；
(7)非金屬礦物制品業(yè)；
(9)有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)；
(10)金屬制品業(yè)；
(11)醫(yī)用材料及醫(yī)療制品業(yè)；
(12)電工器材及電子元器件制造業(yè)等。
分類
信息材料
電子信息材料及產(chǎn)品支撐著現(xiàn)代通信，計算機，信息網(wǎng)絡(luò)，微機械智能系統(tǒng)，工業(yè)自動化和家電等現(xiàn)代高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。電子信息材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模和技術(shù)水平，在國民經(jīng)濟中具有重要的戰(zhàn)略地位，是科技創(chuàng)新和國際競爭最為激烈的材料領(lǐng)域。微電子材料在未來10～15年仍是最基本的信息材料，光電子材料將成為發(fā)展最快和最有前途的信息材料。信息材料主要可以分為以下幾大類:
集成電路及半導(dǎo)體材料：以硅材料為主體，新的化合物半導(dǎo)體材料及新一代高溫半導(dǎo)體材料也是重要組成部分，也包括高純化學(xué)試劑和特種電子氣體；光電子材料：激光材料，紅外探測器材料，液晶顯示材料，高亮度發(fā)光二極管材料，光纖材料等領(lǐng)域；新型電子元器件材料：磁性材料，電子陶瓷材料，壓電晶體管材料，信息傳感材料和高性能封裝材料等.
當(dāng)前的研究熱點和技術(shù)前沿包括柔性晶體管，光子晶體,碳化硅,GaN,ZnSe等寬禁帶半導(dǎo)體材料為代表的第三代半導(dǎo)體材料，有機顯示材料以及各種納米電子材料等.
能源材料
全球范圍內(nèi)能源消耗在持續(xù)增長,80%的能源來自于化石燃料，從長遠(yuǎn)來看，需要沒有污染和可持續(xù)發(fā)展的新型能源來代替所有化石燃料，未來的清潔能源包括氫能，太陽能，風(fēng)能，核聚變能等。解決能源問題的關(guān)鍵是能源材料
的突破，無論是提高燃燒效率以減少資源消耗，還是開發(fā)新能源及利用再生能源都與材料有著極為密切的關(guān)系.
傳統(tǒng)能源所需材料：主要是提高能源利用效率，要發(fā)展超臨界蒸汽發(fā)電機組和整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)技術(shù)上，這些技術(shù)對材料的要求高，如工程陶瓷，新型通道材料等；氫能和燃料電池：氫能生產(chǎn)，儲存和利用所需的材料和技術(shù)，燃料電池材料等；綠色二次電池：氫電池，鋰離子電池以及高性能聚合物電池等新型材料；太陽能電池：多晶硅，非晶硅，薄膜電池等材料；核能材料：新型核電反應(yīng)堆材料.
新能源材料就材料種類主要包括專用薄膜，聚合物電解液，催化劑和電極，先進光電材料，特制光譜塑料和涂層，碳納米管，金屬氫化物漿料，高溫超導(dǎo)材料，低成本低能耗民用工程材料，輕質(zhì)，便宜，高效的絕緣材料，輕質(zhì)，堅固，復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，超高溫合金，陶瓷和復(fù)合材料，抗輻射材料，低活性材料，抗腐蝕及抗壓力腐蝕裂解材料，機械和抗帶電粒子腐蝕材料。當(dāng)前研究熱點和技術(shù)前沿包括高能儲氫材料，聚合物電池材料，中溫固體氧化物燃料電池電解質(zhì)材料，多晶薄膜太陽能電池材料等.
生物材料是和生命系統(tǒng)結(jié)合，用以診斷，治療或替換機體組織，器官或增進其功能的材料。它涉及材料，醫(yī)學(xué)，物理，生物化學(xué)及現(xiàn)代高技術(shù)等諸多學(xué)科領(lǐng)域，已成為21世紀(jì)主要支柱產(chǎn)業(yè)之一.
很多類型的材料在健康治療中都已得到應(yīng)用，主要包括金屬和合金，陶瓷，高分子材料(如高分子聚乙烯管）,復(fù)合材料和生物質(zhì)材料。有機高分子化合物生物材料是生物醫(yī)用材料中最活躍的領(lǐng)域；金屬生物材料仍是臨床應(yīng)用最廣泛的承力植入材料，醫(yī)用鈦及其合金，以及Ni-Ti形狀記憶合金的研究與開發(fā)是一個熱點；無機化合物生物材料越來越受到重視.
國際生物醫(yī)用材料研究和發(fā)展的主要方向，一是模擬人體硬軟組織，器官和血液等的組成，結(jié)構(gòu)和功能而開展的仿生或功能設(shè)計與制備，二是賦予材料優(yōu)異的生物相容性，生物活性或生命活性。就具體材料來說，主要包括藥物控制釋放材料，組織工程材料，仿生材料，納米生物材料，生物活性材料，介入診斷和治療材料，可降解和吸收生物材料，新型人造器官，人造血液等.
汽車材料
汽車用材在整個材料市場中所占的比例很小，但是屬于技術(shù)要求高，技術(shù)含量高，附加值高的三高產(chǎn)品，代表了行業(yè)的最高水平.
汽車材料的需求呈現(xiàn)出以下特點：輕量化與環(huán)保是主要需求發(fā)展方向；各種材料在汽車上的應(yīng)用比例正在發(fā)生變化，主要變化趨勢是高強度鋼和超高強度鋼，鋁合金，鎂合金，塑料和復(fù)合材料的用量將有較大的增長，汽車車身結(jié)構(gòu)材料將趨向多材料設(shè)計方向。同時汽車材料的回收利用也受到更多的重視，fcv，代用燃料汽車專用材料以及汽車功能材料的開發(fā)和應(yīng)用工作不斷加強.
納米材料與技術(shù)
納米材料及技術(shù)將成為第5次推動社會經(jīng)濟各領(lǐng)域快速發(fā)展的主導(dǎo)技術(shù),21世紀(jì)前20年將是納米材料與技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵時期。納電子代替微電子學(xué)，納加工代替微加工，納米材料代替微米材料，納米生物技術(shù)代替微米尺度的生物技術(shù)，這已是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的客觀規(guī)律
納米材料與科技的研究開發(fā)大部分處于基礎(chǔ)研究階段，如納米電子與器件，納米生物等高風(fēng)險領(lǐng)域，還沒有形成大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。但納米材料及技術(shù)在電子信息產(chǎn)業(yè)，生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)，能源產(chǎn)業(yè)，環(huán)境保護等方面，對相關(guān)材料的制備和應(yīng)用都將產(chǎn)生革命性的影響..
超導(dǎo)體與技術(shù)
超導(dǎo)材料與技術(shù)是21世紀(jì)具有戰(zhàn)略意義的高新技術(shù)，廣泛用于能源，醫(yī)療，交通，科學(xué)研究及國防軍工等重大領(lǐng)域。超導(dǎo)材料的應(yīng)用主要取決于材料本身性能及其制備技術(shù)的發(fā)展.
低溫超導(dǎo)材料已經(jīng)達到實用水平，高溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)化技術(shù)也取得重大突破，高溫超導(dǎo)帶材和移動通訊用高溫超導(dǎo)濾波子系統(tǒng)將很快進商業(yè)化階段。
稀土材料
稀土材料是利用ree優(yōu)異的磁，光,電等特性開發(fā)出的一系列不可取代的，性能優(yōu)越的新材料。稀土材料被廣泛應(yīng)用于冶金機械，石油化工，輕工農(nóng)業(yè)，電子信息，能源環(huán)保，國防軍工等多個領(lǐng)域，是當(dāng)今世界各國改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展高新技術(shù)和國防尖端技術(shù)不可缺少的戰(zhàn)略物資。
具體包括：稀土永磁材料（如磁性襯板）:其是發(fā)展最快的稀土材料，包括NdFeB,SmCo等，廣泛應(yīng)用于電機，電聲，醫(yī)療設(shè)備，磁浮列車及軍事工業(yè)等高技術(shù)領(lǐng)域；貯氫合金：主要用于動力電池和燃料電池；稀土發(fā)光材料：有新型高效節(jié)能環(huán)保光源用稀土發(fā)光材料，高清晰度，數(shù)字化彩色電視機和計算機顯示器用稀土發(fā)光材料，和特種或極端條件下應(yīng)用的稀土發(fā)光材料等；稀土催化材料：發(fā)展重點是替代貴金屬，降低催化劑的成本，提高抗中毒性能和穩(wěn)定性能；稀土在其他新材料中的應(yīng)用：如精密陶瓷，光學(xué)玻璃，稀土刻蝕劑，稀土無機化合物顏料等方面也正在以較高的速度增長，如稀土功能陶瓷，稀土無機顏料等.
新型鋼鐵材料
鋼鐵材料是重要的基礎(chǔ)材料，廣泛應(yīng)用于能源開發(fā)，交通運輸，石油化工，機械電力，輕工紡織，醫(yī)療衛(wèi)生，建筑建材，家電通訊，國防建設(shè)以及高科技產(chǎn)業(yè)，并具有較強的競爭優(yōu)勢.
新型鋼鐵材料發(fā)展的重點是高性鋼鐵材料。其方向為高性能，長壽命，在質(zhì)量上已向組織細(xì)化和精確控制，提高鋼材潔凈度和高均勻度方面發(fā)展.
新型有色金屬合金材料
主要包括鋁，鎂,鈦等輕金屬合金以及粉末冶金材料，高純金屬材料等.
鋁合金：包括各種新型高強高韌，高比強高比模，高強耐蝕可焊，耐熱耐蝕鋁合金材料，如Al-Li合金等；鎂合金：包括鎂合金和鎂-基復(fù)合材料，超輕高塑性Mg-李姓X系合金等；鈦合金材料：包括新型醫(yī)用鈦合金，高溫鈦合金，高強鈦合金，低成本鈦合金等；粉末冶金材料：產(chǎn)品主要包括鐵基，銅基汽車零件，難熔金屬，鎢鋼等；高純金屬及材料：材料的純度向著更純化方向發(fā)展，其雜質(zhì)含量達ppb級，產(chǎn)品的規(guī)格向著大型化方向發(fā)展.
新型建筑材料
新型建筑材料主要包括新型墻體材料，化學(xué)建材，新型保溫隔熱材料，建筑裝飾裝修材料等。國際上建材的趨勢正向環(huán)保，節(jié)能，多功能化方向發(fā)展.
其中玻璃的發(fā)展趨勢是向著功能型，實用型，裝飾型，安全型和環(huán)保型五個方向發(fā)展，包括對玻璃原片進行表面改性或精加工處理，節(jié)能的低輻射(Low—E)和陽光控制低輻射(Sun-E)膜玻璃等；此外，還包括節(jié)能，環(huán)保的新型房建材料，以及滿足工程特殊需要的特種系列水泥等.
新型化工材料
化工材料在國民經(jīng)濟中有著重要地位，在航空航天，機械，石油工業(yè)，農(nóng)業(yè)，建筑業(yè)，汽車，家電，電子，生物醫(yī)用行業(yè)等都起著重要的作用.
新型化工材料主要包括有機材料，有機硅材料，高性能纖維，納米化工材料，無機功能材料等；納米化工材料和特種化工涂料研究熱點。精細(xì)化，專用化，功能化成了化工材料工業(yè)的重要發(fā)展趨勢
生態(tài)環(huán)境材料是在人類認(rèn)識到生態(tài)環(huán)境保護的重要戰(zhàn)略意義和世界各國紛紛走可持續(xù)發(fā)展道路的背景下提出來的，一般認(rèn)為生態(tài)環(huán)境材料是具有滿意的使用性能同時又被賦予優(yōu)異的環(huán)境協(xié)調(diào)性的材料.
這類材料的特點是消耗的資源和能源少，對生態(tài)和環(huán)境污染小，再生利用率高，而且從材料制造，使用，廢棄直到再生循環(huán)利用的整個壽命過程，都與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)。主要包括：環(huán)境相容材料，如純天然材料(木材，石材等),仿生物材料(人工骨，人工器臟等),綠色包裝材料(綠色包裝袋，包裝容器),生態(tài)建材(無毒裝飾材料等);環(huán)境降解材料(生物降解塑料等);環(huán)境工程材料，如環(huán)境修復(fù)材料，環(huán)境凈化材料(分子篩，離子篩材料),環(huán)境替代材料(無磷洗衣粉助劑)等.
生態(tài)環(huán)境材料研究熱點和發(fā)展方向包括再生聚合物(塑料)的設(shè)計，材料環(huán)境協(xié)調(diào)性評價的理論體系，降低材料環(huán)境負(fù)荷的新工藝，新技術(shù)和新方法等.
軍工新材料
軍工材料對國防科技，國防力量的強弱和國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要推動作用，是武器裝備的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導(dǎo)，是決定武器裝備性能的重要因素，也是拓展武器裝備新功能和降低武器裝備全壽命費用，取得和保持武器裝備競爭優(yōu)勢的原動力.
隨著武器裝備的迅速發(fā)展，起支撐作用的材料技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出以下趨勢：一是復(fù)合化：通過微觀，介觀和宏觀層次的復(fù)合大幅度提高材料的綜合性能；二是多功能化：通過材料成分，組織，結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計和精確控制，使單一材料具備多項功能，達到簡化武器裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)小型化，高可靠的目的；三是高性能化：材料的綜合性能不斷優(yōu)化，為提高武器裝備的性能奠定物質(zhì)基礎(chǔ)；四是低成本化：低成本技術(shù)在材料領(lǐng)域是一項高科技含量的技術(shù)，對武器裝
備的研制和生產(chǎn)具有越來越重要的作用.
發(fā)展規(guī)劃
2012年10月18日，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，指出力爭到2020年新型材料產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟的先導(dǎo)智能產(chǎn)業(yè)。積極發(fā)展磁性材料、超高分子量聚乙烯耐磨管道材料、新型合金材料等先進結(jié)構(gòu)材料，以及相關(guān)配套產(chǎn)品的研究和生產(chǎn)。為促進新型高新材料的發(fā)展，前沿技術(shù)列入863主題計劃，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)列入863重大計劃，重點產(chǎn)業(yè)列入支撐計劃。國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃獲得的財政支持與重點產(chǎn)業(yè)等量，政策對于發(fā)展新型材料和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級同等重視。
參考資料 >
中國工程院發(fā)布:面向2035的新材料強國戰(zhàn)略研究.中國鋼鐵新聞網(wǎng).2024-03-13