新材料范文

2022-11-04 版权声明

新材料

新材料篇1

复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。这种新材料既保留原组成材料的重要特色,又通过复合效应获得原组分所不具备的性能。

纤维复合材料是复合材料按照结构分类中的一种,是以一种纤维材料为基体,另一种纤维材料为增强体,将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成的新材料。各种组成纤维材料在性能上能互相取长补短,产生协同效应,使纤维复合材料的综合性能优于原组成材料,从而满足各种不同需求。例如:玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。其中就玻璃纤维而言,由于高强度玻璃纤维性价比较高,因此增长率也比较快,年增长率达到10%以上。其应用范围也不仅局限于军用方面,民用产品也有广泛应用,如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品,各类耐高温制品以及轮胎帘子线等。

迄今为止,我国高强度玻璃纤维已达到国际先进水平,且拥有自主知识产权,形成了小规模产业,现阶段年产可达500吨。碳纤维复合材料具有强度高、模量高、耐高温、导电等一系列性能,首先在航空航天领域得到广泛应用,近年来在运动器具和体育用品方面也广泛采用。土木建筑、交通运输、汽车、能源等领域将会大规模采用工业级碳纤维。

在纤维复合材料主要应用领域中,由于它与传统材料相比有很多优点:比强度和比模量高;抗疲劳性好;减振能力好;高温性能好;破损安全性好;性能的各向异性及可设计性强等,使得在桥梁和房屋补强、隧道工程以及大型储仓修补和加固中市场前景看好。

碳纤维复合材料研究

项目简介:碳纤维及其复合材料具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和膨胀系数小等一系列优异性能。既可作为结构材料承载重荷,又可作为功能材料发挥作用。目前几乎没有什么材料具有这样多方面特性。因此,碳纤维复合材料属先进复合材料,是典型高新技术产品。碳纤维复合材料的基体可用树脂、炭、金属和无机材料等。

所处阶段:成熟应用阶段

玻璃纤维复合材料制品及其耐久性研究

项目简介:该项目研制了玻纤水泥材料(GRC)拱形弦波屋盖。该产品用短切玻纤与网格布的双重增强,全截面均匀受力,充分发挥复合材料的力学潜能,承载能力比同等厚度的平板提高近20倍,板厚仅为10mm的屋面板其极限跨度可达到7.2m,实现了结构安全性与经济性的良好统一。

所处阶段:中期阶段

意义:该产品可与屋面建筑功能与结构承重融为一体,自承重、自防水;强度高、韧性好、造型优美;重量轻、造价低、施工简便。产品可广泛应用于体育活动中心、展览中心、仓储中心、集贸市场、工业厂房等工程建设中,安全可靠,市场前景良好。

纤维复合材料加固建筑结构研究

项目简介:该课题研究内容包括配制粘贴玻纤片材的粘结用胶,计算分析粘贴纤维复合材料对地基沉降引起砖砌体裂缝所起的作用。自行研制的配套用于粘贴玻璃纤维的配套胶粘结剂基本达到碳纤维片材加固混凝土结构技术规程《CECS146:2003》的性能指标。研制了配套用于粘贴玻璃纤维的底层涂料、修平腻子和配套胶粘结剂,用自制的胶进行了钢筋混凝土梁的抗剪加固。进行了砖墙加固理论计算分析和钢筋混凝土梁粘贴玻璃纤维抗剪加固试验。

所处阶段:成熟应用阶段

碳纤维复合材料在石油开采中应用

项目简介:高强度高柔韧性碳纤维复合材料抽油杆,解决了长期以来抽油杆综合性能难于提高的难题。该抽油杆由碳纤维增强树脂基复合材料组成,接头为专门设计的高强度专用接头,安全可靠。高的模量、耐腐蚀和耐磨性;抗疲劳性能好,疲劳实验后,剩余强度90%;重量轻,千米碳纤维抽油杆重量仅180公斤;柔韧性好,最小曲率半径为350毫米,可盘绕生产和运输;截面积小,仅为钢制抽油杆的五分之一;碳纤维的减磨特性,极大地保护了套管;机械化操作;实际应用节电三分之一以上,提高产油量三分之一以上,生产无污染,废杆可回收再利用。

所处阶段:成熟应用阶段

竹纤维复合材料结构、性能

及制备工艺研究

项目简介:该项目首次以竹材加工废弃物和木材为原料,加工成竹、木纤维;按适当比例制造竹木复合中密度纤维板,经过系统研究和生产性实验,科学地确定了竹,木纤维的合理比例,研究了温度、压力、时间之间的关系,确定了最佳工艺,为竹、木复合中密度纤维板生产提供了科学依据,成果达到国内同类研究的领先水平。产品经国家竹木产品质量监督检验中心检测,所检项目符合GB/T11718-1999标准要求。

所处阶段:初期阶段

意义:该项目的研制成功,使竹构加工厂废弃物得到综合利用,并创造了可观的经济效益和无法估量的生态效益。

碳纤维复合材料加固钢筋混凝土受弯构件试验研究

项目简介:该项目采用碳纤维复合材料,对不同强度等级、不同配筋率的混凝土受弯构件进行加固,经试验分析,取得了斜截面抗剪和正截面抗弯破坏特征,构件抗剪、抗弯能力增强规律,工作机理,材料的作用发挥(允许极限变形),二次受力的影响。给出了该项加固技术的设计计算方法、施工工艺、构造措施、检验和验收及施工安全注意事项等,并在此研究报告基础上,在国内首次编制了《碳纤维复合材料加固混凝土受弯构件技术规程》,在工程建设中广泛推广应用。

所处阶段:成熟应用阶段

高阻燃性新型酚醛复合材料的研制

项目简介:该课题研制了一种具有高阻燃性、能够常温固化的酚醛树脂,应用于玻璃纤维增强树脂复合材料,得到具有高阻燃性的酚醛复合材料。

课题利用金属盐络合催化制备出高临位、高反应活性的浅色酚醛树脂;另采用间苯二酚与甲醛反应形成初期树脂,利用间苯二酚更高反应活性的特点,并添加催化剂形成起快速固化作用的组份。这样的双组份树脂具有常温固化的特点,可用于玻璃钢的手糊制作。树脂具有低色泽、低气味,常温固化的特点,其固化产物和用该树脂手糊制作的玻璃钢板的燃烧性能如下:氧指数:树脂为50.4;玻璃纤维板为72.1;玻璃纤维板的烟密度为5.4。无论树脂还是玻璃纤维复合材料均具有优良的阻燃性能和防火效果。使用该树脂手糊制备的玻璃纤维复合材料的弯曲强度可达140MPa以上,弯曲弹性模量可大于14GPa,拉伸强度达到260MPa,其具有良好的机械性能,可满足需要用于结构材料。

所处阶段:初期阶段

意义:该种材料作为结构材料能够广泛应用于建筑、交通、矿山等领域,同时起到防火作用。

高性能高附加值木

纤维复合工程材料开发

项目简介:利用该技术生产的木纤维/合成纤维复合材料是以木材或各种短纤维植物材料为原料,大规模生产制造各种形状复杂的高强度工程产品。该技术解决了单纯木质材料压延变形功能差,不能象塑料那样通过一定的工艺过程形成具有复杂形状结构工程产品的问题。另一方面又解决了单纯塑料制品在使用过程中热稳定性差、不易自然降解等问题。因此,该技术产品在轿车内饰件,异型包装材料、建筑装饰材料、以及家具等方面有广泛用途。极大地扩展了木材及其制品的应用领域。

所处阶段:中期阶段

意义:木纤维/合成纤维复合工程材料生产技术是人造板技术和纺织工业的无纺织技术嫁结而形成的新型技术路线,属于国内首创。

三维编织纤维增强医用聚合物复合材料应用基础理论研究

项目简介:该项目创造性的提出了将航空航天领域应用的三维编织复合材料应用于生物医学骨科领域的理论构想。首先对该复合材料在骨植入方面的应用进行了系统的基础性研究,包括三维编织复合材料界面理论研究、成型理论研究、疲劳机理探索、吸湿理论和混杂效应等的研究。在理论研究的基础上,设计和制造出力学和生物学性能最适合骨愈合的特性要求的三维编织纤维复合材料。

所处阶段:中期阶段

明胶/蒙脱土杂化纳米

复合材料

项目简介:将二维片层状增强材料―蒙脱土引入到生物相容性、降解性良好的生物材料―明胶中,使其高性能化。本论文首次将插层技术应用到生物材料上,扩大了蒙脱土的应用范围,对明胶等蛋白质材料的性能改善探索了新的途径,使其作为结构生物材料具有潜在的应用前景。制备了明胶/蒙脱土杂化纳米复合材料,并通过DSC、TGA、SEM和拉伸性能测试等手段,考察了复合材料的热性能和机械性能。结果表明,制得的复合材料为插层型或部分剥离型纳米复合材料,其性能得到了显著提高。复合材料DSC曲线中的高温Tg峰值消失,热失重和热分解速率明显降低。在不同的蒙脱土含量和明胶基体pH值的情况下,复合材料的拉伸强度和杨氏模量均明显 提高。同时SEM照片显示,由于蒙脱土的插层作用,明胶断口表面呈现塑化的趋势。

意义:该项目应用前景广阔。

纤维复合材料抗环境研究

项目简介:纤维复合材料由于强度高、耐腐蚀等优异性能而被广泛用于许多特殊场合,但其抗环境性能与许多因素有关,研究这些因素对纤维复合材料影响对材料的应用具有重要意义。本项目采用玻璃纤维增强复合材料,用于对圆柱形水泥混泥土进行增强,对这一增强系统在不同的热湿条件下进行处理,并对其抗压性能进行了测试,探讨了复合条件、热湿等外界条件对增强系统性能的影响。

意义:本研究结果对水泥混泥土结构增强补强具有一定的参考价值;可应用于纤维复合材料、水泥混泥土结构增强补强领域;在金属材料易被腐蚀的场合采用纤维增强复合材料,可产生明显的经济效益。

壳聚糖-明胶网络/羟基磷灰石复合材料支架的研究-成骨细胞培养

项目简介:将原代培养大鼠颅骨成骨细胞第3代,种植于孔隙率分别为85.20%、90.40%和95.80%的支架材料中,结果大鼠颅骨成骨细胞在孔隙率为90.40%和95.80%的支架材料中生长良好,增殖较快,周围分泌有大量细胞外基质,3周时局部已出现骨样组织,且细胞/支架结构物有利于钙质沉积,表明此壳聚糖-明胶网络/羟基磷灰石复合材料支架有望成为培养自体成骨细胞的材料,以重建新的骨组织。

成果类型:基础理论

植物纤维增强热塑性塑料

复合材料研究开发

项目简介:该项目研究的技术水平达到国际先进。项目以热磨机械浆(TMP)等植物纤维为增强材料,以尼龙、聚丙烯等热塑性塑料为基体,通过复合工艺制成新型材料。该复合材料制备工艺路线合理,技术先进,植物纤维与基体之间产生良好的界面粘合作用,其主要性能指标比基体提高0.2~2.0倍。其主要创新是通过分子设计成功开发出蜡状相容剂、攻克了植物纤维复合材料研制中TMP强度低、基体加工温度高易导致纤维发生热降解等技术难题。产品具有质轻、价廉、材料的收缩与扭曲小、机械性能高、加工性好、能耗小、对生产设备磨损小等优点;产品性能价格比高,且国内尚未见此类产品问世;加工过程不仅可以采用传统的通过粒子原料成型,而且可以采用增强剂与基体直接复合成型。

所处阶段:成熟应用阶段

纤维复合材料(FRP)在混凝土输水洞(管)修复加固中应用

项目简介:该课题针对钢筋混凝土输水洞(管)在有压水流、有害介质、脉动压力作用下,造成混凝土碳化、裂缝、渗水、漏水、钢筋腐蚀等病害,采用高新纤维材料(FRP),并自主开发研制了适用于潮湿条件的专用结构胶及相应的混凝土修补材料,研究出一种新型有效的粘贴补强加固技术。

所处阶段:成熟应用阶段

新型复合增强纤维摩阻材料

项目简介:该项技术不采用金属材料,而是采用性能优良的复合纤维和耐热性能优越的粘合剂混合制成的刹车片,它具有成本低、密度小;耐温、耐磨、耐环境性能好等特点。这类摩阻材料具有稳定的摩擦性能,且耐高温技术指标均达到或超过国家标准,在潮湿、酸性气体环境中不腐蚀生锈、不发生力学衰退,在高温时的磨损率远低于国标GB5763-1998的要求。从90年代初期至今,曾开发了诸如碳纤维增强、Kevlaar纤维等摩阻材料。目前国内市场上除少数采用非金属材料外,绝大多数采用半金属摩阻材料。

制砖用植物纤维镁质复合材料技术

项目简介:产品特性:抗裂、抗震性;不返卤;保温隔热性;轻质、强度;防水性与水泥粘附性;能钉、能切割、易加工;施工方便;价格便宜。由于材料的差异轻质加气植物纤维复合砖尽管比较廉价,但与传统粘土砖相比价格略高,需要在大规模生产中注意降低成本。

所处阶段:中期阶段

新材料篇2

未来新材料的发展应注意多学科交叉,各大类材料之间的交叉借鉴和互补促进。

我们的汽车为什么不行?除了汽车工业的设计、制造工艺以外,很重要的是我们材料工作者给汽车工业所提供的各种材料的性能不行。因此,国产汽车比国外的要重、性能要差。

国际社会公认,材料、能源和信息是人类社会的三大支柱,新材料技术已经成为当代和下世纪最重要、发展最快的科学技术之一。信息技术、生物技术和新材料技术又被认为是当代高技术群体的3个标志。所以,新材料技术对其他高技术和传统工业起着带动、渗透和相互支撑作用,同时其他高基础领域和工业发展,也推动新技术的发展。

纵观历史,第一次工业革命是以蒸汽机为标志,以钢铁材料的出现为基础和先导。第二次工业革命的基础,是单晶硅和其他半导体材料的出现,为IC集成电路的发展,提供了核心的基础的先导性的材料,才有了现在的信息社会。

众多迹象表明,各个国家都把新材料研制、新材料产业的发展,作为一个国家高技术发展的技术和先导。所以,各个国家制订的所有计划里面,在国家关键技术、优先发展领域里面,居于首位的都是新材料。

德国一个研究单位公布的一个调查报告显示,他们对全球9项重大领域,80个课题进行了评估,认为在今后发展的9大领域里面,新材料发展居首位。

早在2000年,全世界12个高技术领域总共的产值已经将近一万亿美元,在当时新材料已经占4000万美元,也就是40%是由新材料技术及其产业占有的。

以生物应用材料为例,当代生物材料科学正处在从传统的无生命活力的材料向可重建有生命活力的组织和器官的材料发展时期。在这样一个重大变革时期,最基本的研究方向,就是了解合成物质与生物组织之间的相互作用,满足临床需要。

现在生物应用材料的发展是一个很大的产业。据了解,美国1998年,生物应用材料及其制品的产值是360亿美元,而在2000年美国的生物应用材料产值达到了650亿美元,这和半导体工业的产值相当,是国民经济当中最活跃、出口最大的几个产业之一。

美国最大的6个出口产业,其中一个就是生物应用材料。目前,我国生物应用材料发展比较慢,在国际市场上的地位还较低,但是我们是人口最多的国家,每年用在换器官、解决创伤问题、修复、整形和药物控制所花的钱是大量的,但95%的市场是外国人所占领的,现在外商和外来的制品已经基本上垄断了我们生物医药材料市场和器件。

因此,我们要大力发展生物医用材料。它的大量材料都是一种新型材料,是以聚合物为主体,并不需要以造成很大污染的传统长流程进行生产,且以高附加值为获取利润的核心。所以,我们要从现在着手考虑生物应用材料的技术和产业,在原有的基础上,研发出一些新的生产工艺。

未来材料领域的发展趋势是什么?我们要抓住3个方向。一个就是发展新材料,积极研究开发新材料、高技术材料,适应我们国家高技术、高附加值产业的发展。第二个就是在积极发展高技术新材料及其产业的同时,重视和加强用高技术来改造和更新现有材料,从而带动和促进传统产业的改造和升级。

第三个重要方向是重视材料在制备、使用、废弃全寿命周期当中和生态环境的协调,也就是发展生态环境材料,研究节约资源能源、能够再生循环和环境保护的材料技术,使人类可以持续发展。

国外从上世纪90年代初期便倡导一种环境材料,也就是追求能耗资源消耗最少、环境友好,而且可以再生的材料,否则人类将会被三气以及三废所包围。

此外,未来新材料的发展应注意多学科交叉,各大类材料之间的交叉借鉴和互补促进。也就是说,要逐步淡化金属材料、有机材料和无机材料之间的界限。

材料最终会向着高性能化、多功能复合化、智能化和经济实用化发展。高性能的结构材料仍然是未来开发的重点,而新型功能材料是热点,它们的动力都是来自于需求和对材料自身的认识。

与此同时基础研究也不容忽视。在古代人类是凭经验进行研发,后来可以在显微镜下观察,而现在我们可以看到原子、分子和电子,我们可以人工组装原子。如今人类完全可以轻松地把这个原子取出,换成另外一种元素的原子,用原子这样一个自主装置工程,来考虑材料的设计和性能的预见,可以体现出研发实力的进步。

新材料的发展十分依赖基础研究。为什么希望大家搞产学研,就是希望捕捉到现有的高校和研究院所的新技术,我认为这是一个路子。

新材料的产业化问题,是高新技术本身必然要走的路子,如果不能够把高技术变成一个产业,在一定程度上,它很难说是高技术。因此,在产业这个问题上,我们要把握住它规模小、品种多、更新换代快、价格昂贵、保密性强、依赖技术创新等特点。

任何新材料产品的发展都取决于市场拉动和技术推动,技术推动源于发现,市场拉动源于竞争。价格低廉、快速供应、绿色生产,新材料研制关键还是投入问题,并且投入还要及时和足够。因为新材料的特点是周期性短,那个时候它是新材料,过了这个时间也许就不是新材料了。因此,要快速抓住发展机遇,发展几年之后,可能就会有更新的技术涌现。

目前,政府对新材料产业化的推动作用是决定性的,要制定国家发展战略,引导高技术、新材料向预定的目标努力。应该制定促进高技术新材料发展的相关政策,要加大国家的投入,并积极引导和吸引金融、企业投资的积极性,形成多元的投资体系、严格可行的评价体系、有效的知识产权保护体系、强有力的风险投资渠道。

新材料篇3

2010年10月18日,国务院《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》确定“十二五”期间重点发展的七大战略性新兴产业,新材料产业被定性为国民经济的先导产业。新材料产业作为产业升级发展的基础,它的发展直接影响航空航天、信息技术、国防等一系列战略重点产业的进步。新材料被列为“七大战略新兴行业”之一,足见国家的重视程度。政策扶持令这个目前规模有限、未来前景可观的产业显现出诱人商机。各种新材料概念也将是市场持续关注的热点。

“新材料”升级为先导产业

新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。新材料涵盖电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、生态环境材料、生物医用材料、智能材料、高性能结构材料、新型功能材料、化工新材料、新型建筑材料和先进陶瓷材料12个主要类型,广泛应用于航空航天、国防、汽车、通讯、家电、IT行业以及房地产、交通运输、城市建设等领域。

新材料产业在“十二五”期间被例为材料工业发展的先导,是重要的战略性新兴产业。加快培育和发展新材料产业,对于支撑战略性新兴产业发展,保障国家重大工程建设,促进传统产业转型升级,构建国际竞争新优势具有重要的战略意义。

“同时,新材料产业重点积极发展特种金属功能材料、高端金属结构材料、先进高分子材料、新型无机非金属材料、高性能复合材料和前沿新材料,组织实施一批重大工程和重点项目,促进产学研用一体化,推动材料升级换代。

目前,石化、钢铁、有色金属、建材和新材料产业等“十二五”发展规划均已形成框架思路并完成初稿。据记者向工信部了解,日前工信部召开的全国原材料工业座谈会上指出,新材料产业等“十二五”发展规划均已形成框架思路并完成初稿,正在广泛征求各界意见。

会议提出,“十二五”时期是原材料工业转型升级的关键时期,要立足国内需求,严格控制总量,着力推进兼并重组、淘汰落后、节能减排、技术改造、布局优化和资源保障,加快培育发展新材料产业;要以提高新材料产业自主创新能力为重点,以战略性新兴产业发展和国家重大工程建设亟需的关键材料为突破口,加快推进产业规模化发展,不断提高保障水平。

此次规划明确,力争到2015年,建立起具备一定自主创新能力、规模较大、产业配套齐全的新材料产业体系,突破一批国家建设急需、引领未来发展的关键材料和技术,培育一批创新能力强、具有核心竞争力的骨干企业,形成一批布局合理、特色鲜明、产业集聚的新材料产业基地,为新材料产业持续快速发展奠定坚实基础。

会议指出,原材料工业基础雄厚,规模巨大,影响广泛,是当前和今后相当一个时期内国家宏观调控的重点和难点,“十二五”期间,要切实把工作重心转移到调整结构、转变方式上来,转移到提高质量、增加效益上来,推动实现原材料工业由大到强的转变。

受益政策渐显诱人商机

去年,国务院了《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,表示将大力发展稀土功能材料、高性能膜材料、特种玻璃、功能陶瓷、半导体照明材料等新型功能材料,积极发展高品质特殊钢、新型合金材料、工程塑料等先进结构材料,提升碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等高性能纤维及其复合材料发展水平,开展纳米、超导、智能等共性基础材料研究。新材料产业被列入重点发展领域。而稀土作为重要的战略资源,我国限制稀土出口将对相关拥有资源优势的上市企业和新材料企业带来资产重估的机会。

新材料的发展应用不仅是技术革命与创新的基础,也成为社会经济可持续发展的前提保证。随着国内经济社会的发展,我国对新材料需求的种类和数量都大大增加。据统计,目前全球新材料市场规模已超过4000亿美元。我国的新材料产业发展起步较晚,目前大约10%左右的领域国际领先,60%-70%处于追赶状态,还有20%-30%存在相当的差距。然而,加上目前一些高科技产业和基础设施建设都需要新材料的支撑,比如计算机、通讯、半导体专用新材料、磁性材料、生物医用材料、纳米技术产业以及我国正在推进的大飞机、高速列车、电动汽车等重点工程,此外电子信息、节能环保等领域,都离不开一系列核心新材料技术的突破。从相关规划草案显示看,到2015年,我国化工新材料及配套的助剂、加工机械和模具制造等将形成2600亿产值的体系,届时化工新材料满足率争取达65%。因此可以看出,我国新材料行业具有广阔的发展空间,而这也为相关个股提供了未来股价的上涨空间,建议持续关注。

业内分析人士指出,拥有关键技术的上市公司市场空间将大幅提升。

其中,电子信息材料领域包括永太科技、诚志股份、福晶科技、亨通光电等,新能源材料领域包括中材科技、特变电工、嘉宝集团等;新能源汽车电池材料领域包括当升科技、新宙邦、杉杉股份、中钜高新等;稀土材料领域包括包钢稀土、厦门钨业、中科三环、横店东磁等;有色金属合金材料包括矿业、东方钽业;新型钢铁材料领域包括钢研高纳、斯米克、瑞泰科技;新型化工材料领域包括硅宝科技、烟台氨纶等企业,其外还有生物医用材料、生态环境材料等领域相关上市企业。

国际贸易和化工新材料双业务的江苏国泰负责人表示:“规划指出新材料领域的广阔空间,公司正积极布局锂离子电池正极材料领域。”

据了解,新材料产业的下游产业涉及广泛,包括汽车、航空设备、通讯设备、家电、IT行业以及房地产、交通运输、城市建设等诸多领域。

行业分析人士指出:“新材料投资空间广阔,制造业物质基础的新材料正处在高速发展时期,未来几年我国新材料产业市场的年增长速度将保持在20%以上,资金介入胜算较大,未来一段时间保持快速扩张期。”