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深度分析!2021 年全球新材料产业技术现状及发展

时间:2021-06-17 13:52 作者:admin 点击:

  新材料作为全球 工业 4.0 高新技术的先导,近年来各国纷纷推进国内新材料技术研发,全球新材料技术不断突破。目前美日欧新材料技术处于全球领先地位,OLED 显示材料、锂电池材料、光固化材料、碳纤维、特种塑料等新材料技术近年突破迅速。未来,新材料技术将会与信息技术融合,轻量化、智能化也将成为新材料技术发展潮流。

  新材料是指新出现的具有优异性能或特殊功能的材料,或是传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料。

  先进基础材料主要包括先进钢铁材料、有色金属材料、先进石化材料、先进建筑材料、先进轻工材料等,关键技术主要包括洁净化治炼技术、绿色制备关键技术、生物基橡胶合成技术、建材工业智能化制造技术等。

  关键战略材料主要包括高端装备用特种合金、高性能分离膜材料、高性能纤维及复合材料、新能源材料等,关键技术主要包括高温合金的低成本规模化生产技术、粉末、单晶、点阵材料等新一代高温合金关键技术、深海工程用特种钢和蚀合金部件自主制造技术等。

  前沿新材料关键技术主要包括 3D 打印材料、超导材料、智能仿生材料、石墨烯材料等,关键技术主要为成本钛合金粉末的制备技术、3D 打印球形金属粉末雾化制粉技术、高性能低成本超导线材集束拉拔塑形加工技术、仿生生物粘附调控与分离材料的大面积制备与涂层黏合技术、石墨烯的规模制备技术等。

  近年来,全球主要国家和地区均积极布局新材料产业,重视新材料技术研发,尤其是美国、日本、俄罗斯、韩国等。我国也积极推动本土新材料技术研发,在制定的《中国制造 2025》将新材料确定为战略重点领域,提出要加快新材料制备关键技术和装备技术的研发。

  但是,整体来看,目前全球新材料技术领先企业大多集中在美国、日本和欧洲,这三大国家和地区新材料技术处于全球领先地位,位于第一梯队。韩国、俄罗斯和我国在新材料某些特定领域处于全球领先地位,位于第二梯队。第三梯队为巴西、印度等国家,目前处于奋力追赶的状态。

  从细分产品技术发展上看,目前多晶硅材料、改性塑料、稀土荧光材料等新材料技术已经成熟,技术进一步突破空间较少。半导体材料、水处理膜、玻璃纤维等新材料技术相对成熟。

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  而自修复材料、超材料、液态金属、记忆合金、石墨烯等新材料技术目前处在概念期 ; 生物材料、超导材料、3D 打印材料、气凝胶等新材料技术处在导入期 ; 而 OLED 显示材料、锂电池材料、光固化材料、碳纤维、特种塑料等新材料技术近年来不断实现突破,目前处在成长期。

  2020 年全球疫情并未影响全球新材料产业技术实现突破。入选 2020 年全球新材料产业十大技术突破 主要来源于美国、俄罗斯、瑞士,突破的技术包括超宽禁带半导体氧化镓、碳硫化氢材料、超级钢等。具体情况如下:

  多研究成果表明,机器学习、量子计算等先进信息技术能够带来科研范式的巨大变革,使新材料研发速度提升百倍、千倍。未来,随着 AI 技术、大数据、超级计算机、量子计算等先进信息技术的迅速发展,未来新材料将会进一步与信息技术融合。

  与此同时,在全球 碳中和 的大背景下,轻量化也将成为新材料技术发展的趋势之一。2020 年美国 4M 碳纤维公司与西班牙 Montefibre 公司合作生产低成本工业级碳纤维。

  此外,随着物联网、工业互联网、万物互联等产业落地,新材料技术也将往智能化方向发展,自修复材料、自适应材料、新型传感材料、4D 打印材料等智能材料技术将会大量涌现。

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