¿Qué son los materiales nuevos?
Introducción Los materiales nuevos se refieren a materiales nuevos o en desarrollo que tienen excelentes propiedades y funciones especiales que los materiales tradicionales no tienen o se utilizan materiales nuevos (procesos, equipos) para mejorar el rendimiento de los materiales tradicionales. han mejorado significativamente o han producido nuevas funciones; en general se cree que algunos materiales clave que satisfacen las necesidades de desarrollo de las industrias de alta tecnología también pertenecen a la categoría de nuevos materiales.
Industria de nuevos materiales (1) Industria textil; (2) Industria del petróleo y coquización; (3) Industria de materias primas y productos químicos; (4) Industria de fibras químicas (5) Industria de productos de caucho; 6 ) Industria de productos plásticos; (7) Industria de productos minerales no metálicos; (8) Industria de fundición y laminación de metales no ferrosos; (11) Industria de materiales y productos metálicos; industria de productos; (12) Industria de equipos eléctricos y componentes electrónicos, etc.
Nuevos materiales de clasificación de materiales Los materiales y productos de información electrónica respaldan las industrias modernas de alta tecnología, como las comunicaciones modernas, las computadoras, las redes de información, los sistemas inteligentes micromecánicos, la automatización industrial y los electrodomésticos. La industria de materiales de información electrónica y el nivel tecnológico, desempeña una posición estratégica importante en la economía nacional y es el campo de materiales con la innovación tecnológica más intensa y la competencia internacional. Los materiales microelectrónicos seguirán siendo los materiales de información más básicos en los próximos 10 a 15 años. , y los materiales optoelectrónicos se convertirán en los materiales de información más prometedores y de más rápido crecimiento se pueden dividir principalmente en las siguientes categorías: circuitos integrados y materiales semiconductores: con materiales de silicio como cuerpo principal, nuevos materiales semiconductores compuestos y una nueva generación de. los materiales semiconductores de alta temperatura también son componentes importantes, incluidos reactivos químicos de alta pureza y materiales electrónicos especiales: materiales láser, materiales para detectores de infrarrojos, materiales para pantallas de cristal líquido, materiales para diodos emisores de luz de alto brillo, materiales de fibra óptica y otros. Nuevos materiales de componentes electrónicos: materiales magnéticos, materiales cerámicos electrónicos, materiales de transistores piezoeléctricos, materiales de detección de información y materiales de embalaje de alto rendimiento, etc. Los puntos de investigación y las fronteras tecnológicas actuales incluyen materiales semiconductores de tercera generación representados por materiales semiconductores de banda ancha como, por ejemplo, transistores flexibles, cristales fotónicos, SiC, GaN y ZnSe, materiales de visualización orgánicos y diversos materiales nanoelectrónicos, etc. Materiales energéticos El consumo de energía sigue creciendo a nivel mundial y el 80% de la energía proviene de combustibles fósiles. A largo plazo, se generará nueva energía. Se necesitan fuentes libres de contaminación y sostenibles para reemplazar todos los combustibles fósiles. En el futuro, la energía limpia incluye la energía del hidrógeno, la energía solar, la energía eólica, la energía de fusión nuclear, etc. La clave para resolver los problemas energéticos es el avance de los materiales energéticos. Ya sea mejorando la eficiencia de la combustión para reducir el consumo de recursos o desarrollando nueva energía y utilizando energía renovable, está estrechamente relacionado con los materiales. La relación es necesaria para la energía tradicional: principalmente para mejorar la eficiencia de utilización de la energía y desarrollar la generación de energía de vapor supercrítica. unidades y tecnología de ciclo combinado de gasificación integrada de carbón. Estas tecnologías tienen altos requisitos en cuanto a materiales, como cerámicas de ingeniería, nuevos materiales de canal, etc. Energía de hidrógeno y pilas de combustible: materiales y tecnologías necesarios para la producción, almacenamiento y utilización de energía del hidrógeno, pilas de combustible. materiales, etc.; baterías secundarias verdes: nuevos materiales como baterías de hidruro metálico de níquel, baterías de iones de litio y baterías de polímero de alto rendimiento: silicio policristalino, silicio amorfo, baterías de película delgada y otros materiales de energía nuclear; Los nuevos materiales energéticos incluyen principalmente películas especiales, electrolitos poliméricos, catalizadores y electrodos, materiales optoelectrónicos avanzados, plásticos y recubrimientos de espectro especial, nanotubos de carbono, lodos de hidruros metálicos, materiales superconductores de alta temperatura, civiles de bajo costo y baja energía. Materiales de ingeniería, materiales aislantes livianos, baratos y eficientes, materiales estructurales compuestos livianos y fuertes, aleaciones de temperatura ultraalta, cerámicas y materiales compuestos, materiales resistentes a la radiación, materiales de baja actividad, materiales resistentes a la corrosión y resistentes a la corrosión por presión, materiales mecánicos y de plasma. Los materiales resistentes a la corrosión son puntos calientes de investigación y fronteras tecnológicas que incluyen materiales de almacenamiento de hidrógeno de alta energía, materiales de baterías poliméricas, materiales de electrolitos de celdas de combustible de óxido sólido de temperatura media, materiales de células solares de película delgada policristalinas, etc. Biomateriales Los biomateriales son materiales que se combinan con sistemas vivos. para diagnosticar, reemplazar tejidos corporales o mejorar sus funciones involucra materiales, medicina, física, bioquímica y alta tecnología moderna. Se han utilizado muchos tipos de materiales. en la salud, que incluye principalmente metales y aleaciones, cerámicas, materiales poliméricos (como tuberías de polietileno polimérico), materiales compuestos y biomasa. Los biomateriales poliméricos son el campo más activo de los biomateriales metálicos y siguen siendo los materiales para implantes de carga más utilizados; en aplicaciones clínicas. La investigación y el desarrollo del titanio y sus aleaciones y las aleaciones con memoria de forma de Ni-Ti son un punto importante. Los biomateriales inorgánicos están atrayendo cada vez más atención. Las principales direcciones de la investigación y el desarrollo de biomateriales a nivel internacional son: en primer lugar, la biomimética. o diseño y función funcional simulando la composición, estructura y función de los tejidos duros y blandos, la sangre, etc. humanos; en segundo lugar, dando a los materiales una excelente biocompatibilidad, bioactividad o actividad vital. En términos de materiales específicos, incluyen principalmente materiales de liberación controlada. materiales de ingeniería de tejidos, materiales biomiméticos, nanobiomateriales, materiales bioactivos, diagnósticos y materiales intervencionistas, biomateriales degradables y absorbibles, nueva sangre artificial, artificial, etc. Materiales automotrices Los materiales automotrices representan una pequeña proporción de todo el mercado de materiales, pero son tres: productos de alta calidad con altos requisitos técnicos, alto contenido técnico y alto valor agregado, que representan el nivel más alto de la industria del automóvil. La demanda de materiales muestra las siguientes características: el peso ligero y la protección del medio ambiente son las principales direcciones de desarrollo de la demanda; Los materiales en los automóviles están cambiando, y las principales tendencias cambiantes son el acero de alta resistencia y el acero de ultra alta resistencia, las aleaciones de aluminio, las aleaciones de magnesio, el plástico y
El uso de materiales compuestos aumentará significativamente y los materiales estructurales de la carrocería de los automóviles tenderán hacia el diseño de múltiples materiales. Al mismo tiempo, el reciclaje de materiales de automóviles también ha recibido más atención y el desarrollo y desarrollo de materiales especiales para vehículos eléctricos. vehículos de combustible alternativo y materiales funcionales para automóviles Se continúa fortaleciendo el trabajo de aplicación Nanomateriales y tecnología Los nanomateriales y la tecnología se convertirán en la tecnología dominante para promover el rápido desarrollo de diversos campos sociales y económicos en los primeros 20 años del siglo XXI. Será un período crítico para el desarrollo de los nanomateriales y la tecnología. La nanoelectrónica reemplazará a la microelectrónica, los nanomateriales reemplazarán a los materiales micrométricos y la nanobiotecnología reemplazará a la biotecnología a escala micrométrica. Esta es una ley objetiva que no depende de la voluntad humana. La investigación y el desarrollo de nanomateriales y tecnología se encuentran en la etapa de investigación básica, como campos de alto riesgo como la nanoelectrónica y los dispositivos, la nanobiología, etc., que aún no han formado industrias a gran escala. Sin embargo, los nanomateriales y las tecnologías tendrán cada vez más aplicaciones. en la industria de la información electrónica, la industria de la biomedicina, la industria energética, la protección del medio ambiente, etc. Impacto generativo. Materiales y tecnología superconductores Los materiales y la tecnología superconductores son tecnologías altas y nuevas de importancia estratégica en el siglo XXI. Se utilizan ampliamente en campos importantes como. Como la energía, el transporte, la investigación científica y la industria militar y de defensa nacional, la aplicación de materiales superconductores depende principalmente del rendimiento del material en sí y del desarrollo de su tecnología. Los materiales superconductores de baja temperatura han alcanzado el nivel práctico. La tecnología de industrialización de materiales superconductores de alta temperatura también ha logrado avances importantes. Pronto se desarrollarán cintas superconductoras de alta temperatura y subsistemas de filtro superconductores de alta temperatura para comunicaciones móviles.
Materiales de tierras raras Los materiales de tierras raras son una serie de nuevos materiales irreemplazables con un rendimiento superior desarrollados mediante la utilización de las excelentes propiedades magnéticas, ópticas, eléctricas y de otro tipo de los elementos de tierras raras que se utilizan ampliamente en maquinaria metalúrgica. , industria petroquímica, industria ligera, agricultura, información electrónica, energía y protección ambiental, defensa nacional e industria militar y muchos otros campos, es un material estratégico indispensable para que los países de todo el mundo transformen las industrias tradicionales y desarrollen alta tecnología y corte. Tecnología de vanguardia para la defensa nacional.
Incluyen específicamente: materiales magnéticos permanentes de tierras raras (como placas de revestimiento magnético): son los materiales de tierras raras de más rápido crecimiento, incluidos NdFeB, SmCo, etc., que se utilizan ampliamente en motores, electroacústica y equipos. , trenes maglev y campos militares de alta tecnología, como la industria; aleaciones de almacenamiento de hidrógeno: se utilizan principalmente en baterías eléctricas y pilas de combustible. Materiales luminiscentes de tierras raras: existen nuevos materiales luminiscentes de tierras raras de alta eficiencia, que ahorran energía y son respetuosos con el medio ambiente; Fuentes, televisores digitales en color y monitores de computadora de alta definición y materiales luminiscentes de tierras raras utilizados en condiciones especiales o extremas. Materiales catalíticos de tierras raras: el objetivo del desarrollo es reemplazar los metales preciosos, reducir el costo de los catalizadores y mejorar la lucha contra el envenenamiento. rendimiento y estabilidad de la aplicación de tierras raras en otros materiales nuevos: como cerámica de precisión, óptica. El vidrio, grabadores de tierras raras, pigmentos inorgánicos de tierras raras, etc., también están creciendo a un ritmo elevado, como la cerámica electrónica de tierras raras y las tierras raras. pigmentos inorgánicos, etc. Nuevos materiales de acero Los materiales de acero son materiales básicos importantes y se utilizan ampliamente en el desarrollo de energía, transporte, industria petroquímica, maquinaria y electricidad, industria ligera y textil, salud, materiales de construcción y construcción, electrodomésticos y comunicaciones, defensa nacional. Industrias de la construcción y de alta tecnología, y tiene fuertes ventajas competitivas. El enfoque del desarrollo de nuevos materiales de acero son los materiales de acero de alto rendimiento. Su dirección es el alto rendimiento, la larga vida y la calidad se han desarrollado hacia el refinamiento organizacional y el control preciso, mejorando. La limpieza y alta uniformidad del acero. Los nuevos materiales de aleaciones de metales no ferrosos incluyen principalmente aluminio, magnesio, titanio y otras aleaciones de metales ligeros y materiales de pulvimetalurgia, materiales metálicos de alta pureza, etc. Aleaciones de aluminio: incluidas varias nuevas de alta resistencia y alta. -materiales de aleación de aluminio de tenacidad, alta resistencia y módulo de alta relación, alta resistencia, resistentes a la corrosión y soldables, resistentes al calor y a la corrosión, como aleaciones de Al-Li, etc.: incluidas las aleaciones de magnesio y; Materiales compuestos a base de magnesio, aleaciones de la serie Mg-Li-X ultraligeras y de alta plasticidad, etc. Materiales de aleación de titanio: incluidas nuevas aleaciones de titanio, aleaciones de titanio de alta temperatura, aleaciones de titanio de alta resistencia y aleaciones de titanio de bajo costo. , etc.; materiales de pulvimetalurgia: los productos incluyen principalmente piezas de automóviles a base de hierro, metales refractarios, carburo cementado, etc.: la pureza de los materiales se está desarrollando hacia una dirección más pura, su contenido de impurezas; alcanza el nivel de ppb y las especificaciones del producto se están desarrollando hacia gran escala. Nuevos materiales de construcción Los nuevos materiales de construcción incluyen principalmente nuevos materiales para paredes, materiales de construcción químicos, nuevos materiales de aislamiento térmico, materiales de decoración de edificios, etc. la dirección de protección ambiental, ahorro de energía y multifuncionalidad Entre ellos, la tendencia de desarrollo del vidrio es hacia el desarrollo funcional en cinco direcciones: tipo, practicidad, decoración, seguridad y protección ambiental, incluida la modificación de la superficie o el tratamiento fino del original. vidrio, vidrio de película de baja radiación que ahorra energía (Low-E) y control de la luz solar (Sun-E), etc., también incluye nuevos materiales de construcción que ahorran energía y son respetuosos con el medio ambiente, y series especiales de cementos que satisfacen las necesidades especiales de los proyectos Nuevos materiales químicos Los materiales químicos juegan un papel importante en la economía nacional y se utilizan en la industria aeroespacial, de maquinaria, petróleo, agricultura, construcción, automóviles, electrodomésticos, electrónica, industrias biológicas, etc. todos juegan un papel importante, incluidos principalmente materiales de flúor orgánico, materiales de silicio orgánico, fibras de alto rendimiento, materiales nanoquímicos, materiales funcionales inorgánicos, etc., son puntos críticos de investigación. Se han convertido en importantes tendencias de desarrollo en la industria de materiales químicos. Materiales ecoambientales Los materiales ecoambientales son importantes cuando los humanos se dan cuenta de la importante importancia estratégica de la protección ambiental ecológica y los países de todo el mundo buscan el desarrollo sostenible. Generalmente se cree que los materiales ecológicos son materiales que tienen un rendimiento satisfactorio y están dotados de una excelente coordinación ambiental. Las características de este tipo de materiales son que consumen menos recursos y energía y tienen poca contaminación ecológica y ambiental. es alto, y todo el proceso de vida desde el material, el uso, la eliminación hasta la regeneración y el reciclaje está coordinado con el entorno ecológico. Incluye principalmente: materiales compatibles con el medio ambiente, como materiales naturales puros (madera, piedra, etc.), materiales biónicos (. huesos artificiales, órganos artificiales, etc.), materiales de embalaje ecológicos (bolsas de embalaje verdes, contenedores de embalaje), materiales de construcción ecológicos (materiales decorativos no tóxicos, etc.) materiales ambientalmente degradables (plásticos biodegradables, etc.); , como materiales de restauración ambiental, materiales de purificación ambiental (tamices moleculares, materiales de tamiz iónico), materiales alternativos ambientales (aditivos para detergentes para ropa sin fósforo), etc. Los puntos críticos de investigación y las direcciones de desarrollo de materiales ecológicos y ambientales incluyen el diseño de polímeros reciclados. (plásticos) y la evaluación de la compatibilidad ambiental de los materiales Sistemas teóricos, nuevos procesos, nuevas tecnologías y nuevos métodos para reducir la carga ambiental de los materiales, etc. Nuevos materiales militares Los materiales militares desempeñan un papel importante en la promoción de la ciencia y la tecnología de la defensa nacional, la fuerza de las fuerzas de defensa nacional y el desarrollo de la economía nacional. Son la base material y la tecnología de las armas y equipos. El liderazgo es un factor importante para determinar el rendimiento de las armas y equipos. También es un factor clave para ampliar nuevas funciones de las armas y. equipos y reducir el costo del ciclo de vida de las armas y equipos.
Es la fuerza impulsora detrás de la obtención y mantenimiento de la ventaja competitiva de armas y equipos. Con el rápido desarrollo de armas y equipos, el desarrollo de la tecnología de materiales de apoyo muestra las siguientes tendencias: Primero, la composición: mejora en gran medida las propiedades de los materiales mediante la combinación. los niveles micro, mesoscópico y macro rendimiento integral; el segundo es la multifuncionalidad: a través del diseño optimizado y el control preciso de la composición, organización y estructura del material, un solo material puede tener múltiples funciones para simplificar el diseño estructural de armas y equipos. lograr miniaturización y alta confiabilidad; el tercero es alto rendimiento: las propiedades integrales de los materiales se optimizan constantemente, sentando una base material para mejorar el rendimiento de las armas y equipos; cuarto, bajo costo: la tecnología de bajo costo es una tecnología de alta tecnología; en el campo de los materiales, que tiene gran importancia para el desarrollo y producción de armas y equipos. Desempeñando un papel cada vez más importante en el Plan de Desarrollo. El 18 de octubre de 2012, el Consejo de Estado emitió la "Decisión sobre la aceleración del cultivo y desarrollo de estrategias emergentes". Industries", señalando que la industria de nuevos materiales aspirará a convertirse en el año 2020 en la industria líder de la economía nacional.
Desarrollar activamente materiales estructurales avanzados, como materiales magnéticos, materiales de tuberías de polietileno de peso molecular ultraalto resistentes al desgaste, nuevos materiales de aleaciones y la investigación y producción de productos de soporte relacionados.
Para promover el desarrollo de nuevos materiales de alta tecnología, se incluyen tecnologías de vanguardia en el plan temático 863, industrias emergentes estratégicas en el plan principal 863 e industrias clave en el plan temático 863. plano de apoyo.
El plan 863 recibió la misma cantidad de apoyo financiero que las industrias clave, y la política prestó la misma atención al desarrollo de nuevos materiales y a la transformación y mejora de las industrias tradicionales.