先进有色金属材料、碳纤维及其复合材料、高温合金等材料国家重点关注

日期: 2020-12-22
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      先进有色金属材料、碳纤维及其复合材料、高温合金、高端装备用特种合金、稀土新材料等方面介绍了国家重点需求关键材料的发展现状、需求情况和发展重点。

      针对先进有色金属材料,我国在轻合金材料方面存在产品结构低端、自主创新基础薄弱、部分高端应用领域自主保障能力严重不足的现状。对此,我们应聚焦先进民用飞机、海洋石油工程等高端装备的应用需求,攻克高性能轻合金材料设计、冶金质量及组织调控、残余应力表征及控制,以及产品一致性、稳定性和可靠性控制等关键技术。在新型钛合金方面,我国目前已形成高温钛合金(350摄氏度~600摄氏度)等5种合金体系,另有宇航用钛合金、阻燃钛合金、钛基复合材料、低成本钛合金、功能钛合金等5种合金体系正在逐步发展中。


先进有色金属材料、碳纤维及其复合材料、高温合金等材料国家重点关注


     碳纤维及其复合材料是材料革命的排头兵。随着下游行业快速发展,预计到2030年我国碳纤维需求量约为15万吨,其复合材料约为25万吨,涉及高强、高强中模、高强高模、高强高模高韧系列产品。与国外先进水平相比,国产碳纤维总体发展水平差距在10年~15年,复合材料落后一代以上。我国当前碳纤维及其复合材料的发展重点包括碳纤维及其复合材料前沿创新技术、系列碳纤维规模化稳定制备技术、国产碳纤维增强复合材料技术、国产碳纤维复合材料应用技术等。

     高温合金是航空发动机、燃气轮机和重载火箭发动机中热端部件不可替代的核心材料。“高温合金在先进航空发动机中的用量占到40%~60%。随着国家高质量发展的不断深入,预计到2030年,我国航空发动机及燃机制造、大修换件对高温合金的年需求量将达到10万余吨。”干勇指出,我国高温合金还需在提高产品成分一致性和组织均匀性、掌握复杂形体空心叶片单晶体生长控制技术、彻底解决粉末高温合金变形化技术的夹杂物困扰等方面下功夫。


先进有色金属材料、碳纤维及其复合材料、高温合金等材料国家重点关注


     高端装备用特种合金是我国制造业‘空心化’的突出代表。高端耐热合金、耐蚀合金、特种钢/合金及其关键零部件严重依赖进口,受制于人问题突出。在重大能源、海洋工程和重大交通工程等国家战略支柱产业方面,亟待自主研制我国高端装备用特种合金及相关部件。其中,深海资源的开采高度依赖海工装备,而我国只掌握了海工装备核心技术的20%,制造“心脏”部位的特种合金匮乏,存在高端空白、低端不能用的尴尬局面,亟待建立起深海特种材料体系;高端轴承几乎100%需要引进,且引进量很大,如高铁每年要引进50万套高端轴承。


先进有色金属材料、碳纤维及其复合材料、高温合金等材料国家重点关注


      稀土是我国具有重大国际话语权的战略资源。除了在军事、轨道交通、电子电器等领域应用广泛,稀土新材料在汽车产业升级换代上也起着重要的支撑作用。高端汽车中需使用稀土的部件高达100件以上。未来,我国还需在高性能稀土磁性材料、高性能稀土光功能材料、新一代稀土催化材料、高能量密度稀土储氢材料、超高纯稀土材料绿色制备及其相应的应用技术上持续发力。


      总的来看,我国需构建促进新材料发展的政策体系,创建材料自主创新体系,坚持材料研发生产和应用的可持续发展、实施知识产权战略,形成我国新材料产业发展路径,以全面突破高端新材料核心技术,为社会经济发展做出更大贡献。



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