中国工程院院士干勇:制造业强国新材料发展战略
2019-07-24 10:56:09 作者:本网整理 来源: iVacuum真空聚焦 分享至:

2019年6月29-30日,第二十一届中国科协年会在哈尔滨隆重举行。在这一科技盛会前夕的6月28日,召开了“国际新材料科技发展论坛”(科协年会分会场)。论坛邀请了中国科协先进材料学会联合体主席团主席干勇院士为领衔科学家,近10位两院院士及多名国内外知名材料专家、学者作了学术报告。


下面是干勇院士以《制造业强国新材料发展战略》为题的主旨报告中的精彩内容。

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前 ?言

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材料技术发展趋

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势材料技术向高性能、纳米化、复合化和集成化发展,制造技术向智能化、全球化、集聚化和极限化发展。


制造强国战略研究——“三步走”战略“

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制造强国战略研究”是中国工程院会同工业和信息化部、国家质检总局等多个部门,于2013年联合组织开展的重大长期咨询项目,目前正在开展第三期研究。


基于制造强国指数研究结果,提出了我国跨入制造强国行列的“三步走”战略:


第一步:到2025年中国制造业进入世界第二方阵,迈入制造强国行列。


第二步:到2035年中国制造业进入第二方阵前列,我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平。


第三步:到2045年中国制造业进入第一方阵,我国制造业大国地位更加巩固,综合实力进入世界制造强国前列。


制造强国发展指数-评测结果

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规模发展指数:中国表现突出,位居各国首位。此外,得益于上游行业持续升温,2017年中国此项指数涨幅(4.66)为2012年以来最高。


质量效益指数:美国绝对优势依旧明显,指数值遥遥领先,中国此项指数较低,与美国差距较大。高质量发展任重道远。

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2017年各国制造强国发展指数(结构优化指数 & 持续发展指数)

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结构优化指数:美国、德国领先众国,日本排名第三。中国在结构优化方面具有一定国际竞争力,但与美德日之间依然存在较大差距。


持续发展指数:美国和日本并驾齐驱,其次为德国、韩国。中国虽与英国、法国指数接近,但整体仍偏弱,与印度、巴西比优秀也不明显。

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我国十个重点领域可分为四个方面

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十三五新材料规划与形势

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基础材料与形势

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时至今日,我国已有钢铁、有色金属、稀土金属、水泥、玻璃、化学纤维等百余种材料产量达到世界第一位;材料产业成为我国国民经济的重要性组成部分,占我国GDP的22.8%左右,占城镇就业人口15%左右。

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问题与挑战

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我国新材料技术发展的使命依然艰巨,科技支撑能力需进一步提升,领域发展依然面临诸多挑战:


基础原材料整体技术水平不高,物耗能耗排放高;核心技术、工艺及装备依赖进口或者受制于国外;配套与工程化能力较弱,高端产品产业化程度低;新兴产业市场巨大,需求明确,但国际竞争激烈;国家重大工程和国防建设对部分新材料需求强烈;产业竞争力不强,利润率低,部分行业产能严重过剩。


高端新材料是重大工程成功的保障

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材料是国民经济建设、社会进步和国防安全的物质基础,是实现产业结构优化升级和提升装备制造业的保证,也是发展新兴产业的先导。


基础性、先导性、前瞻性强新材料是许多相关领域技术变革的基础和导引:


-微/光电子材料与器件→现代信息技术

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-纳米材料→生物技术与医疗技术

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-超导材料与技术→能源技术-碳纤维、高温合金等→航空航天技术显示度差(一般不是最终产品)

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结构材料和功能材料需要高端新材料核心技术全面突破的时代已经到来!

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十三五部分新材料发展目标、指标体系及重点任务

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01 ?重点基础材料

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重点任务

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面向量大面广的基础材料产业,促结构调整与产业升级;解决产品同质化、低值化;兼顾环境、能源、资源、效率;攻克设计开发、制造流程、工艺优化等关键技术,提升国产化装备制造水平;实现重点基础材料高性能和高附加值、绿色高效低碳生产。


钢铁材料(流程、高性能钢材、特种钢材等)

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有色金属材料(铝合金、镁合金、钛合金、稀贵等)

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纺织材料(化工柔性化高效制备技术、再生纤维等)

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石化材料(化工过程强化、催化剂、润滑油等)

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轻工材料(聚烯烃寿效同步技术、表面活性剂等)

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建筑材料(水泥、混凝土、特种玻璃、陶瓷灯)

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02 ?战略性先进电子材料

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目标

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瞄准全球技术和产业制高点,抓住我国“换道超车”的历史性发展机遇,以第三代半导体材料与半导体照明、新型显示为核心,以大功率激光材料与器件、高端光电子与微电子材料为重点,通过体制机制创新、跨界技术整合,构建基础研究及前沿技术、重大共性关键技术、典型应用示范的全创新链,并进行一体化组织实施。


指标体系

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到2020年,研发出四大类、百种以上新型电子材料与器件,在照明、显示、移动通信、激光加工等领域实现规模应用,推动和支撑产业规模超过万亿,年节电3400亿度,减少二氧化碳排放3亿吨,形成专利1200项,制定标准和规范100项,培养领军型创新创业人才500名。


重点任务

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聚焦新一代信息技术、智能制造、节能环保等重大需求;重点研发支撑战略性新兴产业发展,国民经济可持续发展不可或缺的关键材料;满足“创新驱动发展”国家战略需求,抢占未来产业发展制高点。


第三代半导体与半导体照明技术(GaN、SiC、LED 等)新型显示技术(OLED、激光显示、印刷显示等)功能晶体与激光技术(晶体、紫外、超短脉冲、大功率激光器等)高端光电子与微电子材料(光电子、微电子、磁电子、SAW等)

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03 ?先进结构与复合材料

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目标

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重点研究高性能纤维及复合材料、高温合金、高端装备用特种合金、海洋工程用关键结构材料、轻质高强材料、高性能高分子结构材料、材料表面工程技术,以及3D打印材料与粉末冶金近终成形技术、金属基复合材料与金属层状符合材料等关键材料和技术,实现我国高性能结构材料研究与应用的跨越发展。


指标体系

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建立我国先进结构与复合材料完善的科学体系,建立相关的材料数据库、设计数据库、工艺数据库和应用数据库;建立20个“产-学-研-用”联盟,建成材料设计、开发和应用平台;攻克20项具有重大战略应用背景的产品、系统和成套技术;形成20项自主知识产权的原创技术与核心成果。


重点任务

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保障国家经济发展和国家安全;支撑航空航天、高铁、海洋工程、核电装备等重大工程发展;改变我国高端结构材料长期落后、受制于人的局面,大力突破瓶颈技术。


高性能纤维及其复合材料(碳纤维、有机纤维、SiC等)高温合金(“一材多用”,大型、薄壁成形技术等)海洋工程材料(耐蚀钢、混凝土、防污涂层等)高性能高分子结构材料(聚芳醚酮、聚苯硫醚等)轻质高强材料与减量化技术材料表面工程技术3D打印材料及粉末冶金近终成形技术金属基复合材料与金属层状符合材料

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04 ?新型功能与智能材料

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目标

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亚博娱乐平台注册围绕航空航天、轨道交通、船舶车辆、海洋工程、清洁能源等高端装备以及新一代信息技术、智能制造与机器人、精准医疗等战略性新兴产业对新型功能与智能材料的迫切需求,通过基础前沿、重大共性关键技术到应用示范进行全链条设计和一体化组织实施;突破新型稀土功能材料、智能/仿生与超材料、新一代生物医用材料、先进能源材料、高性能分离膜材料、生态环境材料、重大装备与工程用特种功能材料的基础科学问题以及产业化、应用集成关键技术和高效成套装备技术。


指标体系

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形成一批具有国际影响力的功能与智能材料创新和应用示范基地,培育100家以上拥有核心发明专利和自主关键技术的高成长型科技企业,带动万亿级产业群的形成。


重点任务

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支撑信息、新能源、生物与健康、智能制造等战略性新兴产业发展;提高稀土材料产品质量和档次,解决高端不足的问题;重点开发节能减排、惠及民生发展的关键功能材料技术,带动产业发展;重点研发未来高端装备、物联网产业发展的智能材料核心技术。


稀土新材料与应用(磁性、发光、储氢、催化材料等)智能、仿生与超材料(仿生材料、超材料等)先进能源材料(含储能材料、超导材料等)高性能膜材料(水处理膜、气体分离膜、特种分离膜等)新一代生物医用材料(体内植入材料、载药材料等)生态环境材料重大装备与工程用特种功能材料


05 ?纳米材料与器件

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重点任务

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催生变革性产业,引领科技进步,推动我国实现跨越式发展;提升核心竞争力,关键技术达到国际领先水平。


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