史新剛
恒大集團有限公司
新材料發展趨勢和重點發展方向研究
史新剛
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在當今社會的發展情況下,新材料產業的發展具有較好的發展潛力,并對未來社會的發展產生較大的影響。本文簡述了新材料的含義及其技術的戰略意義,分析了當前新材料產業面臨的歷史機遇與發展挑戰,并對新材料未來發展的趨勢與重點進行了探討。
新材料;發展趨勢;發展重點
材料在社會變革與進步中具有重要的作用,不僅是其物質基礎,還是社會進一步發展的先導。在現代化科學技術的發展中,新材料技術得到較好的發展。并且,傳統產業技術的發展與完善,也需要新材料的支持。我國對新材料的研究比較重視,在科技發展的規劃中均得到體現。新材料的發展能夠為我國的國民經濟與社會的發展提供堅實的基礎,因此需要對新材料發展重點進行詳細的分析,以便促進其發展。
新材料主要指的是新出現的,并且具有較高的性能與特殊功能的材料,與傳統材料相比,其性能更優,應用范圍更廣。在新材料科技研究中,需要對新技術、新方法以及原理等進行綜合運用,而新材料的科技發展能夠有效的推動社會與經濟的發展。
新材料是指新出現的具有優異性能和特殊功能的材料,或是由于成分或工藝改進而性能明顯提高或具有新功能的材料,其研發及工程化應用依賴于新原理、新方法、新技術、新工藝以及新裝備的綜合運用。在人類發展史中,新材料技術推動了3次工業革命。第1次工業革命始于18世紀60年代,以蒸汽機的發明作為代表,取代了體力勞動;第2次工業革命發生在約19世紀70年代,電力技術的發明和應用推動了人類文明的革命性進程;第3次工業革命是從20世紀四五十年代到現在,繼蒸汽機技術革命和電力技術革命之后材料科學技術和集成應用的又一次劃時代革命,第3次工業革命是以原子能、電子計算機、空間技術和生物工程的發明和應用為標志,極大地推動了人類社會經濟、政治、文化領域的變革,影響了人類生活方式和思維方式。所以,新材料技術確確實實對人類的文明發展進程起到了非常重大的推動作用,是人類發展的重要物質基礎,對國民經濟和國家安全起著關鍵的支撐和保障作用。新材料技術極大地支撐了我國戰略性新興產業的發展,同時新材料產業本身也是高速發展的一類戰略性新興產業。
當前,新一輪的全球科技革命和產業大變革時代也正在孕育興起,也有人在說本世紀有可能會催生第4次工業革命。關于第4次工業革命,大家看法不一,但是總的來看是以3D打印、互聯網技術為基礎,與人工智能機器相協調的智能生產,也可以叫智慧生產。
目前的核心要務就是著力攻克新一代信息技術、生物技術、新材料技術、新能源技術和智能制造技術等核心關鍵技術,并借助核心關鍵技術的突破解決我國在農業、能源、資源、環境、制造業、城鎮化、海洋、國防等核心領域面臨的瓶頸制約問題,走出一條后發國家趕超發達國家的中國式創新發展之路。
全球新材料產業迅速發展,研發格局全球化趨勢日趨顯著。從制造業整體看,美、日、德、英等國均把“再工業化”、“制造業升級(智慧或智能生產)”作為國家戰略重點加速推進。美國政府先后推出“先進制造業伙伴關系計劃”、“材料基因組計劃”,歐盟投入了8 000億歐元啟動了“地平線2020”,其中180億歐元用于新材料,德國全面啟動“工業制造4.0”,英國也已推動實施“先進材料戰略”。我國也在布局“中國制造2025”和“新材料專項”規劃,提出“創新驅動、質量優先、綠色發展、結構優化”的制造業強國戰略方針,大力推動制造業“由大到強”的轉型發展。
新材料的重點發展方向是解決國民經濟發展和國家安全的當務之急,重點針對航空航天、海洋工程、運載裝備及高端制造設備的發展需求,實施先進基礎材料、關鍵戰略材料、前沿新材料3個優先方向。重點針對清潔能源、智能電網、智能制造及新一代信息技術的發展需求,發展一批關鍵戰略材料;針對傳統材料升級改造,發展一批先進基礎材料;為搶占制造業戰略制高點,發展超導、納米材料、石墨烯、3D打印等前沿新材料。
先進基礎材料主要涉及先進鋼鐵材料、先進有色金屬材料、先進石化材料、先進建筑材料和先進輕工材料和紡織材料等。關鍵戰略材料對我國國民經濟發展和國家安全起著關鍵支撐和保障作用,是實現創新驅動發展戰略的重要物質基礎。優先發展關鍵戰略材料,將極大引領和支撐高新技術及戰略性新興產業的發展,也是破除國外壟斷瓶頸、提升自主支撐保障能力的必由途徑。關鍵戰略材料主要涉及高端裝備用特種合金、高性能分離膜材料、高性能纖維及復合材料、新型能源材料、新一代生物醫用材料、先進陶瓷和人工晶體、稀土功能材料、先進半導體材料、先進顯示材料等。
無機非金屬新材料基本上屬高新技術產業, 同時它又反過來促進、提高新技術產業的發展。比如,導彈頭部要求能承受大氣摩擦所引起的超高溫, 尾氣管材料要能承受高速燃氣流的強大壓力和沖利。在這些方面,傳統的金屬材料是無能為力的,而無機非金屬新材料及其復合材料就是最好的使用材料。而對于通訊方面,光導纖維也已經進入實用階段,它正在引起信息的傳輸和通訊方式的革命。
在國外,無機非金屬新材料的發展,大都經歷了從國防軍工及高技術領域向民用領城轉移的過程。如最初在火箭導彈上也已經應用, 現在來說已廣泛應用于船舶、建筑和化工等等方面,隨著電子產業的發展,無機非金屬材料中壓電水晶,在鐘表、彩電和電子玩具等民用領域的用途逐漸增加。
綜上所述,我國新材料的研究與發展在環境、能源、交通運輸、國防等多個領域中均得到較好的發展與應用,新材料產業仍然處于發展成長期,需要對新材料技術水平進行不斷的提升,根據其發展要求適當的擴大發展空間。并且需要對其發展重點領域進行分析,對特色領域的應用進行細致的分析,對新材料發展進行深入的探究,以便提高新材料發展水平。
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