近年來,全球化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展整體步入高技術(shù)、產(chǎn)品迭代速度快、產(chǎn)業(yè)規(guī)模和需求不斷擴(kuò)大的階段。從全球來看,美國、日本、歐洲等國家和地區(qū)的新材料發(fā)展較為。陶氏化學(xué)、??松梨凇退狗?、三菱化學(xué)等國際公司在核心技術(shù)、市場(chǎng)占有率等方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)。新材料作為我國新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,在發(fā)展的要求下仍然有較大的提升空間。
陶氏化學(xué)、??松梨?、巴斯夫等國際大公司之所以能成為全球化工新材料行業(yè)的執(zhí)牛耳者,關(guān)鍵在于出奇制勝的新材料業(yè)務(wù)策略,概括起來包括以下幾個(gè)方面。
一是原料成本相對(duì)較低且進(jìn)行全生命周期評(píng)價(jià)。陶氏化學(xué)、埃克森美孚充分發(fā)揮北美地區(qū)乙烷原料資源優(yōu)勢(shì),降低乙烯等基礎(chǔ)化工原料和下游新材料的生產(chǎn)成本;同時(shí)對(duì)新材料的原料來源、合成過程、加工設(shè)計(jì)、使用過程、廢棄回收、循環(huán)利用等全生命周期進(jìn)行評(píng)價(jià),將綠色低碳技術(shù)融入其中,為客戶提供的化工新材料可持續(xù)發(fā)展方案。
二是保持技術(shù)與全鏈條服務(wù)策略。陶氏化學(xué)、??松梨凇退狗?、三菱化學(xué)都能在自己的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域持續(xù)強(qiáng)化研發(fā)創(chuàng)新,形成具有國際競(jìng)爭(zhēng)力的代表性技術(shù),在全球保持地位。陶氏化學(xué)通過搭建聚烯燒業(yè)務(wù)包裝大師網(wǎng)絡(luò)、聚氨酯業(yè)務(wù)舒適科技實(shí)驗(yàn)室以及汽車用材料業(yè)務(wù)平臺(tái),與全球各地的科學(xué)家、品牌商、加工商、包裝設(shè)計(jì)師密切協(xié)作,鏈接整個(gè)包裝價(jià)值鏈,按客戶需求提供從產(chǎn)品生產(chǎn)、加工應(yīng)用到技術(shù)服務(wù)全鏈條的整體解決方案。
三是注重產(chǎn)品全系列化、品牌化。各大公司普遍重視開發(fā)性能、用途各異的新材料,形成豐富的差異化產(chǎn)品組合,打造產(chǎn)品品牌,不斷拓展市場(chǎng)份額。巴斯夫?qū)⑵?00多個(gè)牌號(hào)的聚酰胺產(chǎn)品(尼龍)匯聚在Ultramid品牌旗下,可為用戶提供全系列的尼龍樹脂及其改性產(chǎn)品,成為全球尼龍產(chǎn)品的主要供應(yīng)商。該公司致力于為用戶量身定制系統(tǒng)解決方案或功能性材料,每年可向市場(chǎng)推出300款以上的新產(chǎn)品。
由于市場(chǎng)擴(kuò)展快,節(jié)節(jié)攀升的市場(chǎng)需求使化工新材料產(chǎn)業(yè)具有較高的利潤率,而相對(duì)于石油化工項(xiàng)目,化工新材料項(xiàng)目的裝置投資規(guī)模要小得多,即進(jìn)入的資金門檻低,因而大量企業(yè)爭(zhēng)先恐后進(jìn)入化工新材料基本產(chǎn)品領(lǐng)域,造成除少數(shù)產(chǎn)品外,大部分基本產(chǎn)品的生產(chǎn)集中度很低,企業(yè)相應(yīng)的生產(chǎn)規(guī)模普遍較小,密集于低端市場(chǎng),既難以形成規(guī)模 經(jīng)濟(jì) ,又無法提高技術(shù)水平,也容易形成惡性競(jìng)爭(zhēng)。由于許多企業(yè)紛紛準(zhǔn)備進(jìn)入,已經(jīng)進(jìn)入的企業(yè)準(zhǔn)備擴(kuò)大產(chǎn)能,以至于有機(jī)硅、環(huán)氧樹脂等不少化工新材料產(chǎn)品已經(jīng)存在短期內(nèi)因盲目投資而出現(xiàn)產(chǎn)能過剩的危險(xiǎn)。
(三)企業(yè)形成三個(gè)梯隊(duì)的格局,各梯隊(duì)之間差距較大
梯隊(duì),主要由為數(shù)不多的外資(包括臺(tái)資)企業(yè)構(gòu)成。其特點(diǎn)是,產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)完整、裝置普遍規(guī)模大、技術(shù)水平高、銷售能力強(qiáng)、產(chǎn)品鏈較為匹配、戰(zhàn)略清晰并運(yùn)作規(guī)范,通常以較的基本產(chǎn)品和改性產(chǎn)品占據(jù)著高、中端市場(chǎng),因而往往是市場(chǎng),獲得較為豐厚的利潤。第二梯隊(duì),是以中國化工集團(tuán)公司藍(lán)星集團(tuán)為代表的國有企業(yè),也有少量中石化集團(tuán)所屬的中小型國有企業(yè)。其特點(diǎn)是,進(jìn)入市場(chǎng)較早、積累起一定產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)完整、裝置有一定規(guī)模、有較強(qiáng)的技術(shù)積累和人才儲(chǔ)備、產(chǎn)品鏈較為完整、運(yùn)作和管理規(guī)范但機(jī)制不靈活,多數(shù)產(chǎn)品進(jìn)入中端市場(chǎng),部分產(chǎn)品還處于低端,所獲利潤不夠穩(wěn)定,一些企業(yè)仍在一定程度上受到傳統(tǒng)國有企業(yè)弊端的困擾。第三梯隊(duì),是數(shù)量眾多的民營中小型化工企業(yè)。其基本特點(diǎn)是,產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較弱、裝置規(guī)模不大、技術(shù)水平普遍不高、產(chǎn)品鏈不完整、經(jīng)營靈活多變、對(duì)市場(chǎng)變化靈敏、行為短期化、進(jìn)入市場(chǎng)快,少數(shù)規(guī)模較大、技術(shù)基礎(chǔ)較強(qiáng)的企業(yè)處于基本產(chǎn)品低端市場(chǎng),多數(shù)企業(yè)則分布于廣泛的、分散的終端產(chǎn)品市場(chǎng)。這一梯隊(duì)中一些企業(yè)投機(jī)性很強(qiáng),利潤高時(shí)快速進(jìn)入市場(chǎng),參與分享高額利潤,利潤低時(shí)立即退出;一些企業(yè)在地方政策保護(hù)下生存,利用資源或能源、忽視環(huán)保和質(zhì)量、
當(dāng)前世界新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向主要集中于生物醫(yī)用材料、新能源材料、航空航天材料、生態(tài)環(huán)境材料、納米材料、超導(dǎo)材料等領(lǐng)域,在發(fā)展高新技術(shù)、改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、增強(qiáng)綜合國力和實(shí)力等方面起著越來越重要的作用。
為推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,相關(guān)政策更是密集發(fā)布。
2010年10月,發(fā)布了《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》,將包括新材料產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的七個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),提出要以我國在納米、超導(dǎo)、稀土等材料科學(xué)技術(shù)研究方面的優(yōu)勢(shì)為基礎(chǔ),以滿足國家重大工程建設(shè)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)為目標(biāo),鞏固學(xué)科研究優(yōu)勢(shì),大力發(fā)展新材料制備技術(shù)和裝備,大力推進(jìn)新型材料產(chǎn)業(yè)化,大力推進(jìn)大宗材料規(guī)?;a(chǎn)應(yīng)用。
2012年12月,工業(yè)和信息化部出臺(tái)《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,提出了六大領(lǐng)域、20個(gè)發(fā)展方向,從研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)應(yīng)用等環(huán)節(jié)對(duì)每一個(gè)的發(fā)展途徑、發(fā)展方向、主要產(chǎn)品、關(guān)鍵應(yīng)用等進(jìn)行了詳細(xì)安排。
2015年5月8日,正式印發(fā)《中國制造2025》,新材料作為“中國制造2025”
規(guī)劃鎖定的領(lǐng)域之一,迎來更強(qiáng)勁的發(fā)展機(jī)遇。
辦公廳今年2月18日發(fā)布的《關(guān)于加快眾創(chuàng)空間發(fā)展服務(wù)實(shí)體經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的指導(dǎo)意見》提出,在制造業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域強(qiáng)化企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和高校的協(xié)同創(chuàng)新,加快建設(shè)一批眾創(chuàng)空間。新材料作為該《意見》涵蓋的產(chǎn)業(yè)之一赫然在列。
新材料(new material)是指新近發(fā)展或正在發(fā)展的具有性能的結(jié)構(gòu)材料和有特殊性質(zhì)的功能材料。結(jié)構(gòu)材料主要是利用它們的強(qiáng)度、韌性、硬度、彈性等機(jī)械性能。如新型陶瓷材料,非晶態(tài)合金 (金屬玻璃) 等。功能材料主要是利用其所具有的電、光、聲、磁、熱等功能和物理效應(yīng)。世界上研究、發(fā)展的新材料主要有新金屬材料,精細(xì)陶瓷和光纖等等。
倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保,用以節(jié)約現(xiàn)有能源消耗量,提倡環(huán)保型新能源開發(fā),造福社會(huì)。要了解我們?nèi)粘I钪心茉春馁M(fèi)到底在哪里?污染在哪里?針對(duì)主要問題,應(yīng)提高節(jié)能環(huán)保效率,減少不必要的能源浪費(fèi)
“新興信息產(chǎn)業(yè)”又稱新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè),包括下一代通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合、新型平板顯示、集成電路和軟件。
生物產(chǎn)業(yè)
生物產(chǎn)業(yè)指以生命科學(xué)理論和生物技術(shù)為基礎(chǔ),結(jié)合信息學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、工程控制等理論和技術(shù)手段,通過對(duì)生物體及其細(xì)胞、亞細(xì)胞和分子的組分、結(jié)構(gòu)、功能與作用機(jī)理開展研究并制造產(chǎn)品,或改造動(dòng)物、植物、微生物等并使其具有所期望的品質(zhì)特性。生物產(chǎn)業(yè)可以為社會(huì)提供商品和服務(wù)的行業(yè)的統(tǒng)稱,包括生物醫(yī)藥(服務(wù)產(chǎn)業(yè))、生物農(nóng)業(yè)(資源產(chǎn)業(yè))、生物能源、生物環(huán)保等,以及生物工業(yè)(生物制造產(chǎn)業(yè)),微生物工業(yè)為早的生物工業(yè)。
新能源
新能源,又稱非常規(guī)能源,指?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式。指剛開始開發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源,如太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。
特種金屬功能材料。積極推動(dòng)高屬及靶材、稀貴金屬、儲(chǔ)能材料、新型半導(dǎo)體材料、新一代非晶材料、精細(xì)合 金等標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作,成套、成體系制定并發(fā)布稀土永磁、發(fā)光等功能材料標(biāo)準(zhǔn),抓緊研制材料性能測(cè)試、成分分 析、標(biāo)準(zhǔn)樣品等基礎(chǔ)和方法標(biāo)準(zhǔn)。完成催化材料、靶材等40項(xiàng)新材料標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作,提出 80項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)研制計(jì) 劃,開展5 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究。
金屬結(jié)構(gòu)材料。研制高溫合金及耐蝕合金、耐 蝕鋼、特種不銹鋼、工模具鋼、軸承鋼、齒輪鋼,軌道交通 用鋁合金、特種鎂合金及鈦合金等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步完善金 屬材料超聲探傷、無損檢測(cè)、力學(xué)試驗(yàn)等配套基礎(chǔ)和方法標(biāo)準(zhǔn)。完成核電用鋼、耐蝕合金、鈦合金等30項(xiàng)新材料標(biāo) 準(zhǔn)制修訂工作,提出40項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)研制計(jì)劃。
高分子材料。制定發(fā)布丁基橡膠等特種橡膠及助劑、聚酰胺等工程塑料及制品、電池隔膜、光學(xué)功能薄膜、 特種分離膜及組件、環(huán)境友好型涂料以及功能性化學(xué)品等一 批產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),完成測(cè)定方法、通用技術(shù)條件、應(yīng)用規(guī)范 等配套標(biāo)準(zhǔn)制修訂。完成功能薄膜、特種橡膠等領(lǐng)域65項(xiàng)重 點(diǎn)新材料標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作,提出110項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)研制計(jì)劃。
新型無機(jī)非金屬材料。研制電光陶瓷、壓電陶瓷、碳化硅陶瓷等陶瓷,微晶玻璃、高純石英玻璃及原 料,閃爍晶體、激光晶體等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),加快材料雜質(zhì)檢測(cè)、 試驗(yàn)方法等配套標(biāo)準(zhǔn)制修訂步伐,強(qiáng)化配套標(biāo)準(zhǔn)研制。完成 特種玻璃、氮化硅陶瓷材料等領(lǐng)域50項(xiàng)新材料標(biāo)準(zhǔn)制修 訂工作,提出 30項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)研制計(jì)劃, 開展5 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)預(yù) 研究。
是指那些易于磁化并可反復(fù)磁化的材料,但當(dāng)磁場(chǎng)去除后,磁性即隨之消失。這類材料的特性標(biāo)志是:磁導(dǎo)率(μ=B/H)高,即在磁場(chǎng)中很容易被磁化,并很快達(dá)到高的磁化強(qiáng)度;但當(dāng)磁場(chǎng)消失時(shí),其剩磁很小。這種材料在電子技術(shù)中廣泛應(yīng)用于高頻技術(shù)。如磁芯、磁頭、存儲(chǔ)器磁芯;在強(qiáng)電技術(shù)中可用于制作變壓器、開關(guān)繼電器等。常用的軟磁體有鐵硅合金、鐵鎳合金、非晶金屬。
Fe-(3%~4%)Si的鐵硅合金是常用的軟磁材料,常用作低頻變壓器、電動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)的鐵芯;鐵鎳合金的性能比鐵硅合金好,典型代表材料為坡莫合金(Permalloy),其成分為79%Ni-21%Fe,坡莫合金具有高的磁導(dǎo)率(磁導(dǎo)率μ為鐵硅合金的10~20倍)、低的損耗;并且在弱磁場(chǎng)中具有高的磁導(dǎo)率和低的矯頑力,廣泛用于電訊工業(yè)、電子計(jì)算機(jī)和控制系統(tǒng)方面,是重要的電子材料;非晶金屬(金屬玻璃)與一般金屬的不同點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)為非晶體。它們是由Fe、Co、Ni及半金屬元素B、Si 所組成,其生產(chǎn)工藝要點(diǎn)是采用極快的速度使金屬液冷卻,使固態(tài)金屬獲得原子無規(guī)則排列的非晶體結(jié)構(gòu)。非晶金屬具有非常優(yōu)良的磁性能,它們已用于低能耗的變壓器、磁性傳感器、記錄磁頭等。另外,有的非晶金屬具有優(yōu)良的耐蝕性,有的非晶金屬具有強(qiáng)度高、韌性好的特點(diǎn)。
2.永磁材料(硬磁材料)
永磁材料經(jīng)磁化后,去除外磁場(chǎng)仍保留磁性,其性能特點(diǎn)是具有高的剩磁、高的矯頑力。利用此特性可制造磁鐵,可把它作為磁源。如常見的指南針、儀表、微電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、錄音機(jī)、電話及醫(yī)療等方面。永磁材料包括鐵氧體和金屬永磁材料兩類。
物化性能 納米顆粒的熔點(diǎn)和晶化溫度比常規(guī)粉末低得多,這是由于納米顆粒的表面能高、活性大,熔化時(shí)消耗的能量少,如一般鉛的熔點(diǎn)為600K,而20nm的鉛微粒熔點(diǎn)低于288K;納米金屬微粒在低溫下呈現(xiàn)電絕緣性;鈉米微粒具有的吸光性,因此各種納米微粒粉末幾乎都呈黑色;納米材料具有奇異的磁性,主要表現(xiàn)在不同粒徑的納米微粒具有不同的磁性能,當(dāng)微粒的尺寸某一臨界尺寸時(shí),呈現(xiàn)出高的矯頑力,而低于某一尺寸時(shí),矯頑力很小,例如,粒徑為85nm的鎳粒,矯頑力很高,而粒徑小于15nm的鎳微粒矯頑力接近于零;納米顆粒具有大的比表面積,其表面化學(xué)活性遠(yuǎn)大于正常粉末,因此原來化學(xué)惰性的金屬鉑制成納米微粒(鉑黑)后卻變?yōu)榛钚缘拇呋瘎?br />
擴(kuò)散及燒結(jié)性能 納米結(jié)構(gòu)材料的擴(kuò)散率是普通狀態(tài)下晶格擴(kuò)散率的1014~1020倍,是晶界擴(kuò)散率的102~104倍,因此納米結(jié)構(gòu)材料可以在較低的溫度下進(jìn)行有效的摻雜,可以在較低的溫度下使不混溶金屬形成新的合金相。擴(kuò)散能力提高的另一個(gè)結(jié)果是可以使納米結(jié)構(gòu)材料的燒結(jié)溫度大大降低,因此在較低溫度下燒結(jié)就能達(dá)到致密化的目的。
力學(xué)性能 納米材料與普通材料相比,力學(xué)性能有顯著的變化,一些材料的強(qiáng)度和硬度成倍地提高;納米材料還表現(xiàn)出超塑性狀態(tài),即斷裂前產(chǎn)生很大的伸長量。
河北清速再生資源回收有限公司回收化工新材料,回收化工原料,回收量子元件 制造量子元件,要開發(fā)量子箱。量子箱是直徑約10納米的微小構(gòu)造,當(dāng)把電子關(guān)在這樣的箱子里,就會(huì)因量子效應(yīng)使電子有異乎尋常的表現(xiàn),利用這一現(xiàn)象便可制成量子元件,量子元件主要是通過控制電子波動(dòng)的相位來進(jìn)行工作的,從而它能夠?qū)崿F(xiàn)更高的響應(yīng)速度和更低的電力消耗。另外,量子元件還可以使元件的體積大大縮小,使電路大為簡(jiǎn)化,因此,量子元件的興起將導(dǎo)致一場(chǎng)電子技術(shù)革命。人們期待著利用量子元件在21世紀(jì)制造出16GB(吉字節(jié))的DRAM,這樣的存儲(chǔ)器芯片足以存放10億個(gè)漢字的信息。
中國已經(jīng)研制出一種用納米技術(shù)制造的乳化劑,以一定比例加入汽油后,可使像桑塔納一類的轎車降低10%左右的耗油量;納米材料在室溫條件下具有的儲(chǔ)氫能力,在室溫常壓下,約2/3的氫能可以從這些納米材料中得以釋放,可以不用昂貴的低溫液氫儲(chǔ)存裝置。
新材料技術(shù)是按照人的意志,通過物理研究、 材料設(shè)計(jì)、材料加工、試驗(yàn)評(píng)價(jià)等一系列研究過程,創(chuàng)造出能滿足各種需要的新型材料的技術(shù)。新材料按材料的屬性劃分,有金屬材料、無機(jī)非金屬材料(如陶瓷、砷化鎵半導(dǎo)體等)、有機(jī)高分子材料、復(fù)合材料四大類。按材料的使用性能性能分,有結(jié)構(gòu)材料和功能材料。結(jié)構(gòu)材料主要是利用材料的力學(xué)和理化性能,以滿足高強(qiáng)度、高剛度、高 硬度、耐高溫、耐磨、耐蝕、抗輻照等性能要求。隱身材料能吸收電磁波或降低武器裝備的紅外輻射,使敵方探測(cè)系統(tǒng)難以發(fā)現(xiàn), 新材料技術(shù)被稱為“發(fā)明之母”和“產(chǎn)業(yè)糧食”。