2011-10-12 來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞：新材料產(chǎn)業(yè) 合金材料 高性能纖維 復(fù)合材料
近幾年，哈爾濱市將謀劃產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型的目光瞄準(zhǔn)了以新材料產(chǎn)業(yè)為代表的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。在《哈爾濱市新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和實(shí)施意見》中，明確提出重點(diǎn)發(fā)展5個(gè)新材料領(lǐng)域。規(guī)劃實(shí)施后已初見成效，今年1至8月，全市規(guī)模以上77戶新材料企業(yè)共實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值74億元，同比增長(zhǎng)25.4%；實(shí)現(xiàn)銷售收入72億元，同比增長(zhǎng)22.8%。圖為首屆中國(guó)國(guó)際新材料產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)現(xiàn)場(chǎng)。
編者按作為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，新材料在支撐整個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，保障國(guó)家重大工程建設(shè)等方面都具有重要的戰(zhàn)略意義。抓住機(jī)遇、大力發(fā)展新材料和先進(jìn)制造技術(shù)，加快推進(jìn)材料產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，積極發(fā)展先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料、功能材料和復(fù)合材料，成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的迫切需求。新材料的黃金增長(zhǎng)期即將到來(lái)。
產(chǎn)品向高端需求發(fā)展
化工新材料產(chǎn)業(yè)是化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。如今，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為化工新材料產(chǎn)業(yè)提供了市場(chǎng)空間。今后，該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一方面需提高市場(chǎng)自給率，另一方面需擴(kuò)大產(chǎn)值規(guī)模。
“十二五”期間，我國(guó)化工新材料產(chǎn)值規(guī)模將達(dá)3498億元，年均增長(zhǎng)率約為16%，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)自給率將提高到大約81%。石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院院長(zhǎng)史獻(xiàn)平在第一屆中國(guó)國(guó)際新材料產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)化工新材料發(fā)展交流會(huì)上透露。
化工新材料是指那些具有特殊優(yōu)異性能的化工合成材料，一般包括特種橡膠、工程塑料、功能性膜材料、高性能氟硅材料、高性能纖維等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年我國(guó)化工新材料產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值約為1700億元，產(chǎn)業(yè)體系初步建立，但總量供應(yīng)仍不足，2009年，化工新材料的國(guó)內(nèi)自給率僅為60%，產(chǎn)品也以低檔為主，難以滿足高端市場(chǎng)要求。
為滿足國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整需求，史獻(xiàn)平認(rèn)為要擴(kuò)大我國(guó)化工新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模，一方面要提高市場(chǎng)自給率，另一方面要擴(kuò)大產(chǎn)值規(guī)模。
中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)副會(huì)長(zhǎng)周竹葉建議，化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展要調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。對(duì)通用型、中低端產(chǎn)品，如有機(jī)硅單體、聚甲醛等，要提高產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入門檻，遏制低水平重復(fù)建設(shè)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)改造，提高產(chǎn)品的附加值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，要在產(chǎn)業(yè)化示范取得成功的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展高附加值、環(huán)境友好型高端產(chǎn)品，替代進(jìn)口，滿足內(nèi)需。鼓勵(lì)優(yōu)勢(shì)企業(yè)開展兼并重組，推進(jìn)上下游產(chǎn)業(yè)鏈一體化、規(guī)模化、大型化協(xié)調(diào)發(fā)展和化工新材料園區(qū)建設(shè)，提高產(chǎn)業(yè)集中度。
進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新則是行業(yè)內(nèi)專家共同的建議。周竹葉建議以工程化技術(shù)為重點(diǎn)，構(gòu)建產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系，促進(jìn)工程設(shè)計(jì)、裝備制造和技術(shù)工藝的配套協(xié)調(diào)，加快科技成果的轉(zhuǎn)化。史獻(xiàn)平建議加大研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入，提高創(chuàng)新能力。他提出，重點(diǎn)企業(yè)研發(fā)投入占銷售收入的比重要達(dá)到5%以上；到2015年使我國(guó)化工新材料的整體技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距縮小到10年以內(nèi)，擁有一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。
高性能纖維及復(fù)合材料——
尖端材料先將基礎(chǔ)做好
目前，國(guó)際上先進(jìn)的高性能纖維及復(fù)合材料正向著制造技術(shù)先進(jìn)化、低成本化、材料高性能化、多功能化和應(yīng)用擴(kuò)大化的方向發(fā)展。而高性能纖維及復(fù)合材料不僅是新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要材料，還是提高建筑工程安全性和節(jié)能經(jīng)濟(jì)性的有效手段，甚至也成為帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的途徑。
近日舉辦的中國(guó)國(guó)際化纖會(huì)議上，高性能纖維及復(fù)合材料再次成為業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)�！秶�(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2010)》中曾提出要重點(diǎn)研究開發(fā)滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的高性能復(fù)合材料及大型、超大型復(fù)合部件制備技術(shù)；《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》中也提出了“提升碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維等高性能纖維及復(fù)合材料發(fā)展水平”的具體目標(biāo)。參照目前國(guó)內(nèi)高性能纖維及復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，與會(huì)人士認(rèn)為需進(jìn)一步加大對(duì)該領(lǐng)域的研發(fā)和投入力度，推進(jìn)國(guó)內(nèi)高性能纖維及復(fù)合材料的發(fā)展。
據(jù)了解，高性能纖維包括有機(jī)高性能纖維和無(wú)機(jī)高性能纖維，與普通纖維相比，高性能纖維具有質(zhì)量輕、強(qiáng)力高、耐沖擊、耐高溫、耐腐蝕等特點(diǎn)。其中，近年來(lái)發(fā)展迅速的碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)成為先進(jìn)復(fù)合材料的主流增強(qiáng)體。據(jù)了解，歐美等國(guó)家一直將復(fù)合材料技術(shù)列為國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)和國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)予以優(yōu)先發(fā)展，談到目前國(guó)內(nèi)高性能纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，中國(guó)科學(xué)院化纖研究所相關(guān)研究人員認(rèn)為，基本可以概括為作用重大、規(guī)模較小、技術(shù)創(chuàng)新難度大及全球市場(chǎng)被日美壟斷等四點(diǎn)。
目前，發(fā)展高性能纖維及復(fù)合材料還存在以下主要問(wèn)題。首先是若干關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題模糊不清，直接導(dǎo)致纖維和復(fù)合材料的性能不穩(wěn)定、成本居高不下、應(yīng)用無(wú)法拓展等問(wèn)題。二是高性能纖維品種單一、產(chǎn)量小、應(yīng)用面窄。比如，碳纖維材料種類單一、高端碳纖維品種缺乏、自主品牌系列建設(shè)進(jìn)展緩慢。三是先進(jìn)裝備缺乏，自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)。
針對(duì)上述問(wèn)題，在纖維研發(fā)方面，應(yīng)加強(qiáng)新配方、新工藝、新方法等原創(chuàng)性研究和探索，突破國(guó)際專利保護(hù)壁壘；在復(fù)合材料方面，國(guó)際專利保護(hù)重點(diǎn)已由制造領(lǐng)域向應(yīng)用領(lǐng)域轉(zhuǎn)移，應(yīng)用技術(shù)和行業(yè)發(fā)展日新月異，新的應(yīng)用領(lǐng)域可以說(shuō)為國(guó)內(nèi)和國(guó)外相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了均等的機(jī)會(huì)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)加強(qiáng)復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，爭(zhēng)取國(guó)際話語(yǔ)權(quán)。
曾有紡織產(chǎn)業(yè)人士表示，目前國(guó)內(nèi)的高性能纖維性能很好，但價(jià)格昂貴、用量有限。成本的居高不下，與關(guān)鍵技術(shù)、市場(chǎng)開發(fā)及應(yīng)用拓展均有關(guān)聯(lián)。從世界范圍來(lái)看，高性能纖維材料是國(guó)際研究與競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)所在。開拓尖端材料，既需要包括生化技術(shù)、納米技術(shù)、信息技術(shù)等在內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)的整合及再創(chuàng)新，也要注重高性能纖維及復(fù)合材料的技術(shù)集成與應(yīng)用示范。與此相應(yīng)，在科研方面，包括新機(jī)理、新技術(shù)、新工藝、新裝備、新應(yīng)用在內(nèi)的知識(shí)創(chuàng)新也需跟上需求。
有色金屬新材料——
合金材料占據(jù)主流
在第一屆中國(guó)國(guó)際新材料產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上，工業(yè)和信息化部原材料司對(duì)即將發(fā)布的《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》的解讀中透露，“十二五”期間我國(guó)將實(shí)施新材料十大工程，其中包括了高強(qiáng)輕型合金材料專項(xiàng)工程、稀土及稀有金屬功能材料專項(xiàng)工程、先進(jìn)電池材料專項(xiàng)工程等，這些將是有色金屬新材料施展才能的舞臺(tái)。
電子信息材料、新能源材料、高端裝備結(jié)構(gòu)材料、特殊功能材料……在國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的新材料產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)方向中，有色金屬新材料占有重要地位。
由工業(yè)和信息化部、黑龍江省人民政府、中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)鋁業(yè)公司主辦，北京安泰科信息開發(fā)有限公司承辦的“2011中國(guó)有色金屬新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展峰會(huì)”上，也透露出有色金屬新材料的一些發(fā)展動(dòng)向。
中國(guó)工程院院士何季麟認(rèn)為，國(guó)家鼓勵(lì)新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)于曾經(jīng)處于配套發(fā)展位置的稀有金屬來(lái)說(shuō)，是個(gè)好的發(fā)展機(jī)會(huì)。航空航天、新能源、新能源汽車等不斷出現(xiàn)的產(chǎn)業(yè)需求，需要新的高性能材料，這就給很多具有良好特性的稀有金屬提供了“用武之地”。他以鉭、鈮為例，這兩種稀有金屬擁有熔點(diǎn)高、抗液態(tài)金屬腐蝕能力強(qiáng)、超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度高等特點(diǎn)，可以成為高溫合金、電容元件、化工工業(yè)的重要材料，通過(guò)深入研究和性能開發(fā)，可以在航空航天、高能物理、光學(xué)領(lǐng)域有不少新的應(yīng)用。
大多數(shù)新材料的本質(zhì)是合成材料。隨著科技不斷向前發(fā)展，單一的金屬品種已經(jīng)難以滿足需求，只有通過(guò)不同金屬元素的組合及配比，盡可能地發(fā)揮出各元素的特性，才能在超導(dǎo)、極限溫度、極限強(qiáng)度等方面滿足愈來(lái)愈苛刻的要求。而這些組合及配比的成果就是合金。使汽車邁向輕量化的鎂合金，廣泛應(yīng)用于航空航天、交通、電子等行業(yè)的鋁合金，制造精密切削工具的硬質(zhì)合金，在醫(yī)療器械、海洋工程等廣泛領(lǐng)域應(yīng)用的新材料鈦合金等，多種合金材料正在成為有色金屬新材料的主要發(fā)展方向。
隨著現(xiàn)今全球發(fā)展綠色可再生能源的熱潮，新能源材料成為有色金屬新材料的又一個(gè)熱點(diǎn)。以半導(dǎo)體硅為例，原北京有色金屬研究總院教授張椿介紹，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的爆炸式增長(zhǎng)，為滿足太陽(yáng)能級(jí)多晶硅的需要，極大地激發(fā)了多晶硅的飛速增長(zhǎng)，2007年全球多晶硅的產(chǎn)量約為3.5萬(wàn)噸，到2010年產(chǎn)量猛增至16萬(wàn)噸，僅僅3年的時(shí)間多晶硅產(chǎn)量增加了4.5倍多。我國(guó)太陽(yáng)能級(jí)多晶硅的產(chǎn)量更是以驚人的速度增長(zhǎng)，2005年產(chǎn)量只有80噸，2010年產(chǎn)量就達(dá)到4.5萬(wàn)噸，5年間產(chǎn)量增加了562.5倍。這在材料工業(yè)發(fā)展史上增長(zhǎng)速度之快，是空前的。目前世界各國(guó)紛紛新建或擴(kuò)建多晶硅廠，同時(shí)不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝和研發(fā)新工藝，探求生產(chǎn)廉價(jià)的太陽(yáng)能級(jí)多晶硅，以滿足太陽(yáng)能電池的發(fā)展和推廣應(yīng)用。