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報(bào)告綜述：

新材料按產(chǎn)業(yè)階段劃分成先進(jìn)基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料、前沿新材 料三大類別。 先進(jìn)基礎(chǔ)材料主要包括鋼鐵、有色、石化、建材、輕 工、紡織等基礎(chǔ)材料中的高端產(chǎn)品，關(guān)鍵戰(zhàn)略材料主要包括高端裝 備用特種合金、高性能纖維及其復(fù)合材料、新型能源材料、稀土功 能材料、先進(jìn)半導(dǎo)體材料、新型顯示材料等高性能新材料，前沿新 材料包括3D 打印材料、超導(dǎo)材料、智能仿生與超材料、石墨烯等。液態(tài)金屬具有高強(qiáng)度、高硬度，極強(qiáng)的耐磨性和耐腐蝕性，非常好 的散熱性、電磁屏蔽性以及自驅(qū)動(dòng)性。目前液態(tài)金屬可用于散熱器 和電子增材制造領(lǐng)域，但憑著其優(yōu)越的性能，液態(tài)金屬在未來(lái)還有 非常廣闊的應(yīng)用空間。 3D 打印用合金粉末可以分為鐵基合金、鈦及鈦基合金、鎳基合金、 鈷鉻合金、鋁合金、銅合金等。由于3D 打印技術(shù)的市場(chǎng)前景十分 廣闊，打印用的材料合金粉末也相應(yīng)擁有了更大的需求空間。目前 我國(guó)高端3D 打印用合金粉末也開始從實(shí)驗(yàn)室走向了產(chǎn)業(yè)化階段。 超導(dǎo)材料具有零電阻和完全抗磁性的特點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域有輸電電纜、 超導(dǎo)發(fā)電機(jī)、超導(dǎo)磁體、超導(dǎo)限流器等。目前國(guó)內(nèi)超導(dǎo)材料主要從 美國(guó)和日本進(jìn)口，成本昂貴，超導(dǎo)行業(yè)發(fā)展必將產(chǎn)生對(duì)超導(dǎo)材料大 量的需求，因此，超導(dǎo)行業(yè)要發(fā)展壯大，超導(dǎo)材料必須國(guó)產(chǎn)化。高溫合金具有較高的高溫強(qiáng)度、斷裂韌性、抗氧化、抗熱腐蝕和熱 疲勞性能。主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域和能源領(lǐng)域。高溫合金作為航 空發(fā)動(dòng)機(jī)投入的重點(diǎn)材料，未來(lái)增速較為可觀。中長(zhǎng)期來(lái)看，核電、 工業(yè)、艦船等領(lǐng)域突破性需求也帶來(lái)高端合金行業(yè)的需求。稀土按功能劃分為稀土永磁材料、稀土催化材料、稀土儲(chǔ)氫材料、稀土 發(fā)光材料、稀土超拋光材料五大類。不同種類稀土都有自己獨(dú)特的 性能和應(yīng)用領(lǐng)域。我國(guó)是稀土資源大國(guó)，資源拉動(dòng)了我國(guó)稀土功能 材料的快速發(fā)展。 我們認(rèn)為新材料企業(yè)不同于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)擁有未來(lái)巨大流量變現(xiàn)的 可能，P/S 的方法并不試用，此外P/B 的方法更適用于強(qiáng)周期的 重資產(chǎn)行業(yè)，EV/EBITDA 的估值方法適用于資本密集型企業(yè)。考慮 到新材料行業(yè)屬于成長(zhǎng)型行業(yè)同時(shí)天花板較高，PEG 是一種合理的 方法，但新材料行 業(yè)的盈利增速并不穩(wěn)定，盈利增速的 方差較大， 如果僅憑個(gè)別年份 的高增長(zhǎng)就給予較高的估值，很可能在下一個(gè)年 份就遭遇戴維斯雙殺，因此我們認(rèn)為結(jié)合合理P/E 的PEG 方法更適 合 用 于 給新材料板塊 進(jìn)行估值。

報(bào)告內(nèi)容：

1、 國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)政策梳理

1.1 新 材 料 的基本概念

新材料是指新出現(xiàn) 的具有優(yōu)異性能和特殊功能的材料 ，或是傳統(tǒng)材料改進(jìn)后性能 明 顯 提 高 和 產(chǎn) 生 新 功 能 的 材 料 。新 材 料 產(chǎn) 業(yè) 是 材 料 工 業(yè) 發(fā) 展 的 先 導(dǎo)，是 重 要 的 戰(zhàn) 略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，在建設(shè)制造強(qiáng) 國(guó)、鞏固國(guó)防軍工中占 據(jù)重要地位?！耙淮?材料造就一代新裝備，一代新裝備 需要一代新材料”，每 個(gè)工業(yè)強(qiáng)國(guó)的崛起，都 需要雄厚的材料工業(yè)作為堅(jiān)強(qiáng)支柱。

新材料作為基礎(chǔ)性和支柱性戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，是高新技術(shù)的先導(dǎo)。世界各國(guó)高度重視， 紛紛出臺(tái)政策大力扶持產(chǎn)業(yè)發(fā)展。我國(guó)政府更是如此，《中國(guó)制造2025》將新材 料確定為十大重點(diǎn)領(lǐng)域之一，并在隨后公布的《<中國(guó)制造2025>重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù) 路線圖(2015 版)》中，明確產(chǎn)業(yè)需求、目標(biāo)、重點(diǎn)產(chǎn)品及關(guān)鍵技術(shù)，確立新材 料產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線。

進(jìn)入“十三五”后，為促進(jìn)新材料 產(chǎn)業(yè)發(fā)展更上一層樓，相關(guān)政策頻頻加碼。從 發(fā)布《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興 產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確加 快新材料等戰(zhàn)略新興產(chǎn) 業(yè)發(fā)展，到成立國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā) 展領(lǐng)導(dǎo)小組;從發(fā)布《 新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》 到為中國(guó)制造2025 增添百億專項(xiàng)基金，不斷在政策上為新材料產(chǎn)業(yè)提供支持。 根據(jù)《<中國(guó)制造2025>重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖》及《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》，新材 料產(chǎn)業(yè)總體分為先進(jìn)基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料和前沿新材料三個(gè)重點(diǎn)方向。

1.2 國(guó) 家 發(fā) 展新材料產(chǎn)業(yè) 的重要意義

新材料作為國(guó)民經(jīng) 濟(jì)的先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)和高端制造及國(guó)防工 業(yè)發(fā)展等的關(guān)鍵保障，是 各國(guó)戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的焦 點(diǎn)。“一代材料、一代產(chǎn)業(yè)”，從材料的應(yīng)用歷程可以看出，每 一次生產(chǎn)力的發(fā)展都伴隨著材料的進(jìn)步。新材料的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和應(yīng)用推廣與技術(shù) 革命和產(chǎn)業(yè)變革密不可分。在全球新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命興起的大背景下，歐美 韓日俄等全球20 多個(gè)主要國(guó)家紛紛制定了與新材料有關(guān)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，啟動(dòng) 了100 多項(xiàng)專項(xiàng)計(jì)劃，大力促進(jìn)本國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)起 步晚、底子薄、總體發(fā)展慢，仍處于培育發(fā)展階段。新材料產(chǎn) 業(yè)發(fā)展的滯后，已成為制約制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)的重要瓶頸。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)需求的百余種 關(guān)鍵材料中，目前約有1/3 國(guó)內(nèi)完全空白，約有一半性能穩(wěn)定性較差，部分產(chǎn)品 受到國(guó)外嚴(yán)密控制。當(dāng)前，我國(guó)正處在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和結(jié)構(gòu)提升的關(guān)鍵期，加快發(fā)展 新材料，對(duì)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，支撐產(chǎn)業(yè)升級(jí)，建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)具有重要戰(zhàn)略意義。

1.3 國(guó) 家 新 材料產(chǎn)業(yè)政策 梳理1.3.1 國(guó) 家 新 材料產(chǎn)業(yè)政策 脈絡(luò)

1.3.2 重 點(diǎn) 新 材料相關(guān)政策 文件摘要

(1)《中國(guó)制造2025》

《中國(guó)制造2025》，是我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)。

新 材 料 是 十 個(gè) 重 點(diǎn) 建 設(shè) 領(lǐng) 域 之 一 。以 特 種 金 屬 功 能 材 料 、高 性 能 結(jié) 構(gòu) 材 料 、功 能 性高分子材料、特種無(wú)機(jī)非金屬材料和先進(jìn)復(fù)合材料為發(fā)展重點(diǎn)，加快研發(fā)先進(jìn) 熔煉、凝固成型、氣相沉積、型材加工、高效合成等新材料制備關(guān)鍵技術(shù)和裝備， 加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和體系建設(shè)，突破產(chǎn)業(yè)化制備瓶頸。積極發(fā)展軍民共用特種新材料， 加快技術(shù)雙向轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，促進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)軍民融合發(fā)展。高度關(guān)注顛覆性新材料 對(duì)傳統(tǒng)材料的影響，做好超導(dǎo)材料、納米材料、石墨烯、生物基材料等戰(zhàn)略前沿 材料提前布局和研制。加快基礎(chǔ)材料升級(jí)換代。

(2)《有色金屬工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020 年)》

以加強(qiáng)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和擴(kuò)大市場(chǎng)需求為主線，以質(zhì)量和效益為核心，以技術(shù) 創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)力，以高端材料、綠色發(fā)展、兩化融合、資源保障、國(guó)際合作等為重 點(diǎn)，加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，拓展行業(yè)發(fā)展新空間，到2020 年底我國(guó)有色金屬工業(yè) 邁入世界強(qiáng)國(guó)行列。

(3)《稀土行業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020 年)》

以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)為導(dǎo)向，持續(xù)推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，加強(qiáng)稀土戰(zhàn)略資源保護(hù)，規(guī)范 稀土資源開采生產(chǎn)秩序，有效化解冶煉分離和低端應(yīng)用過剩產(chǎn)能，提升智能制造 水平，擴(kuò)大稀土高端應(yīng)用，提高行業(yè)發(fā)展質(zhì)量和效益，充分發(fā)揮稀土戰(zhàn)略價(jià)值和 支撐作用。

(4)《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》

提高新 材料基礎(chǔ)支撐能力 。 順應(yīng)新材料高性能化、多功能化、綠色化發(fā)展趨勢(shì)， 推動(dòng)特色資源新材料可持續(xù)發(fā)展，加強(qiáng)前沿材料布局，以戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和重大 工程建設(shè)需求為導(dǎo)向，優(yōu)化新材料產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用環(huán)境，加強(qiáng)新材料標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)， 提高新材料應(yīng)用水平，推進(jìn)新材料融入高端制造供應(yīng)鏈。到2020 年，力爭(zhēng)使若 干新材料品種進(jìn)入全球供應(yīng)鏈，重大關(guān)鍵材料自給率達(dá)到70%以上，初步實(shí)現(xiàn)我 國(guó)從材料大國(guó)向材料強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變。

推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)提 質(zhì)增效。面向航空航天、軌道交通、電力電子、新能源汽車等 產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，擴(kuò)大高強(qiáng)輕合金、高性能纖維、特種合金、先進(jìn)無(wú)機(jī)非金屬材料、 高品質(zhì)特殊鋼、新型顯示材料、動(dòng)力電池材料、綠色印刷材料等規(guī)?；瘧?yīng)用范圍，逐步進(jìn)入全球高端制造業(yè)采購(gòu)體系。

以 應(yīng) 用 為 牽 引 構(gòu) 建 新 材 料 標(biāo) 準(zhǔn) 體 系 。圍 繞 新 一 代 信 息 技 術(shù) 、高 端 裝 備 制 造 、節(jié) 能 環(huán)保等產(chǎn)業(yè)需求，加強(qiáng)新材料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與下游行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范的銜接配套，加快制 定重點(diǎn)新材料標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)修訂老舊標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)推廣應(yīng)用，加強(qiáng)前沿新材 料標(biāo)準(zhǔn)預(yù)先研究，提前布局一批核心標(biāo)準(zhǔn)。加快新材料標(biāo)準(zhǔn)體系國(guó)際化進(jìn)程，推 動(dòng)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化。

促進(jìn)特色資源新材 料可持續(xù)發(fā)展。推動(dòng)稀土、鎢鉬、釩鈦、鋰、石墨等特色資源 高質(zhì)化利用，加強(qiáng)專用工藝和技術(shù)研發(fā)，推進(jìn)共伴生礦資源平衡利用，支持建立 專業(yè)化的特色資源新材料回收利用基地、礦物功能材料制造基地。在特色資源新 材料開采、冶煉分離、深加工各環(huán)節(jié)，推廣應(yīng)用智能化、綠色化生產(chǎn)設(shè)備與工藝。 發(fā)展海洋生物來(lái)源的醫(yī)學(xué)組織工程材料、生物環(huán)境材料等新材料。

前 瞻 布 局 前 沿 新 材 料 研 發(fā) 。突 破 石 墨 烯 產(chǎn) 業(yè) 化 應(yīng) 用 技 術(shù) ，拓 展 納 米 材 料 在 光 電 子 、 新能源、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域應(yīng)用范圍，開發(fā)智能材料、仿生材料、超材料、低成本 增材制造材料和新型超導(dǎo)材料，加大空天、深海、深地等極端環(huán)境所需材料研發(fā) 力度，形成一批具有廣泛帶動(dòng)性的創(chuàng)新成果。

(5)《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》

《指南》提出，“十三五”要深入 推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革 ，堅(jiān)持需求牽引和戰(zhàn)略 導(dǎo)向，推進(jìn)材料先行、產(chǎn)用結(jié)合，以滿足傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā) 展和重大技術(shù)裝備急需為主攻方向，著力構(gòu)建以企業(yè)為主體、以高校和科研機(jī)構(gòu) 為支撐、軍民深度融合、產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同促進(jìn)的新材料產(chǎn)業(yè)體系，著力突破一批新 材料品種、關(guān)鍵工藝技術(shù)與專用裝備，不斷提升新材料產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力?！吨改稀?從突破重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域急需的新材料、布局一批前沿新材料、強(qiáng)化新材料產(chǎn)業(yè)協(xié)同 創(chuàng)新體系建設(shè)、加快重點(diǎn)新材料初 期市場(chǎng)培育、突破關(guān)鍵 工藝與專用裝備制約、 完善新材料產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系、實(shí)施“ 互聯(lián)網(wǎng)+”新材料行動(dòng) 、培育優(yōu)勢(shì)企業(yè)與人才 團(tuán)隊(duì)、促進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)特色集聚發(fā) 展等九個(gè)方面提出了重 點(diǎn)任務(wù)。《指南》作為“十三五”時(shí)期指導(dǎo)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專項(xiàng)指南，將引導(dǎo)新材料產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā) 展。

(6)《“十三五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》

依據(jù)國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)、國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)和面臨的挑戰(zhàn)，緊密結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)的重大需求，重 點(diǎn) 凝 練七個(gè)任務(wù) 方向。

一是重點(diǎn)基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)升級(jí)，著力解決基礎(chǔ)材料產(chǎn)品同質(zhì)化、低值化， 環(huán)境負(fù)荷重、能源效率低、資源瓶頸制約等重大共性問題，突破基礎(chǔ)材料的設(shè)計(jì) 開發(fā)、制造流程、工藝優(yōu)化及智能化綠色化改造等關(guān)鍵技術(shù)和國(guó)產(chǎn)化裝備，開展 先進(jìn)生產(chǎn)示范。

二是戰(zhàn)略性先進(jìn)電子材料，以第三代半導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體照明、新型顯示為核心， 以大功率激光材料與器件、高端光電子與微電子材料為重點(diǎn)，推動(dòng)跨界技術(shù)整合， 搶占先進(jìn)電子材料技術(shù)的制高點(diǎn)。

三是材料基因工程關(guān)鍵技術(shù)與支撐平臺(tái)，構(gòu)建高通量計(jì)算、高通量實(shí)驗(yàn)和專用數(shù) 據(jù)庫(kù)三大平臺(tái)，研發(fā)多層次跨尺度 設(shè)計(jì)、高通量制備、高 通量表征與服役評(píng)價(jià)、 材料大數(shù)據(jù)四大關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)新材料研發(fā)周期縮短一半、研發(fā)成本降低一半的 目標(biāo)。

四是納米材料與器件，研發(fā)新型納米功能材料、納米光電器件及集成系統(tǒng)、納米 生物醫(yī)用材料、納米藥物、納米能源材料與器件、納米環(huán)境材料、納米安全與檢 測(cè)技術(shù)等，突破納米材料宏量制備及器件加工的關(guān)鍵技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)示范應(yīng)用。

五是先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料，以高性能纖維及復(fù)合材料、高溫合金為核心，以輕質(zhì) 高強(qiáng)材料、金屬基和陶瓷基復(fù)合材料、材料表面工程、3D 打印材料為重點(diǎn)，解 決材料設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)調(diào)控的重大科學(xué)問題，突破結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料制備及應(yīng)用的關(guān)鍵 共性技術(shù)，提升先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料的保障能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

六是新型功能與智能材料，以稀土功能材料、先進(jìn)能源材料、高性能膜材料、功 能陶瓷等戰(zhàn)略新材料為重點(diǎn)，大力提升功能材料在重大工程中的保障能力;以超導(dǎo)材料、智能/仿生/超材料、極端環(huán)境材料等前沿新材料為突破口，搶占材料前 沿制高點(diǎn)。

七是材料人才隊(duì)伍建設(shè)，通過機(jī)制與制度創(chuàng)新，加強(qiáng)材料領(lǐng)域人才隊(duì)伍建設(shè)，形 成材料領(lǐng)域核心領(lǐng)軍人才、研究開發(fā)人才、工程技術(shù)人才和技能人才組成的材料 人才體系及其評(píng)價(jià)機(jī)制，提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才隊(duì)伍的整體素質(zhì)和水平，滿足材料領(lǐng) 域發(fā)展的需求。

(7)《新材料標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)航行動(dòng)計(jì)劃(2018-2020 年)》

計(jì)劃的目標(biāo)為:到2020 年，完成制修訂600 項(xiàng)新材料標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建完善新材料產(chǎn) 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，重點(diǎn)制定100 項(xiàng)“領(lǐng)航”標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范和引領(lǐng)新材料產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展; 新材料標(biāo)供給結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，基于自主創(chuàng)新技術(shù)制定的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)顯著 增多;建立3-5 個(gè)新材料領(lǐng)域國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新基地，形成科研、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè) 同步推進(jìn)的新機(jī)制新模式;建設(shè)一批新材料產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化試點(diǎn)示范企業(yè)和園區(qū)，促 進(jìn)新材料標(biāo)準(zhǔn)有效實(shí)施和廣泛應(yīng)用;提出30 項(xiàng)新材料國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提案，助力新材 料品種進(jìn)入全球高端供應(yīng)鏈。

1.3.3 不 同 地 區(qū)新材料產(chǎn)業(yè) 政策布局解讀：略

……

1.3.4 國(guó) 家 新 材料總體政策 導(dǎo)向小結(jié)

通過梳理和分析國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)相關(guān)的政策脈絡(luò)及相關(guān)核心文件精神，我們可以 看出，國(guó)家發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)的核心目標(biāo)是:提升新材料的基礎(chǔ)支撐能力，實(shí)現(xiàn)我 國(guó)從材料大國(guó)到材料強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變。

具體而言，我國(guó)發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)有四個(gè)方面的核心任務(wù)要求:一是聚焦國(guó)家重大 戰(zhàn)略亟需和產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸，提升關(guān)鍵戰(zhàn)略材料的保障能力;二是推動(dòng)生產(chǎn)過程的 智能化和綠色化改造，提高先進(jìn)基礎(chǔ)材料國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力;三是加快布局前沿新材料， 搶占全球新材料產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的制高點(diǎn);四是推動(dòng)稀土、鎢鉬、釩鈦、鋰、石墨 等特色資源新材料可持續(xù)發(fā)展。其中，前三個(gè)任務(wù)要求是圍繞關(guān)鍵戰(zhàn)略材料、先 進(jìn)基礎(chǔ)材料和前沿新材料三大方向展開，第四個(gè)核心任務(wù)要求則是結(jié)合我國(guó)在新 材料領(lǐng)域的特色資源優(yōu)勢(shì)，提出的有針對(duì)性的發(fā)展要求。

2、 新材料的分類與概況

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā) 展，人們?cè)趥鹘y(tǒng)材料的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)代科技的研究成果，開 發(fā)出新材料。新材料按產(chǎn)業(yè)階段劃分成先進(jìn)基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料、前沿新材 料三大類別。

新材料作為國(guó)民經(jīng) 濟(jì)先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和高端制造及國(guó)防工業(yè)的 重要保障，未來(lái)將成為各 國(guó)戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。當(dāng)前在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革大勢(shì)下，全球新材料產(chǎn)業(yè) 格局發(fā)生重大調(diào)整。新材料與信息 、能源、生物等高技術(shù) 加速融合，互聯(lián)網(wǎng)+、 材料基因組計(jì)劃、增材制造等新技術(shù)新模式蓬勃興起，新材料創(chuàng)新步伐持續(xù)加快， 國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。

在此大背景下，歐美日俄韓等全球20 多個(gè)主要國(guó)家紛紛制定了與新材料相關(guān)的 產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，啟動(dòng)了100 多項(xiàng)專項(xiàng)計(jì)劃，大力促進(jìn)本國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。相對(duì) 而言，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)起步晚、底子薄，材料先行戰(zhàn)略沒有得到落實(shí)，核心技術(shù) 與專用裝備水平相對(duì)落后，關(guān)鍵材料保障能力不足，整體仍處于培育發(fā)展階 段 。

2.1 先進(jìn)基礎(chǔ)材料

(一)先進(jìn)鋼鐵材料:鋼鐵是鐵與碳、硅 、錳、磷、硫以及少量的其他元素所組 成的合金。其中鐵外，碳的含量對(duì)鋼鐵的機(jī)械性能起著主要作用，故統(tǒng)稱為鐵碳 合金。它是工程技術(shù)中最重要、也是最主要的，用量最大的金屬材料。先進(jìn)鋼鐵 材料的含義是在環(huán)境性、經(jīng)濟(jì)性、資源性的約束下，采用先進(jìn)制造技術(shù)生產(chǎn)具有 高潔凈度、高均勻度、超細(xì)晶粒特征的鋼材，強(qiáng)度和韌度比傳統(tǒng)鋼材有很大提高， 鋼材使用壽命增加滿足21 世紀(jì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要。

(二)先進(jìn)有色金屬材料:有色金 屬狹義的有色金屬又稱 非鐵金屬，是鐵、錳、 鉻以外的所有金屬的統(tǒng)稱。廣義的有色金屬還包括有色合金。有色金屬材料是經(jīng) 濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性材料，是國(guó)防軍工和新科技革命的戰(zhàn)略性材料，人類社會(huì)對(duì) 有色金屬的需求有著很大空間。有色金屬工業(yè)是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，是 實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)的重要支撐。

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)有色金屬工業(yè)發(fā)展迅速，基本滿足了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)防 科技工業(yè)建設(shè)的需要。但與世界強(qiáng) 國(guó)相比，在技術(shù)創(chuàng)新、 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、質(zhì)量效益、 綠色發(fā)展、資源保障等方面仍有一 定差距。堅(jiān)持綠色發(fā)展 理念。嚴(yán)格準(zhǔn)入條件， 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，嚴(yán)格控制資源、能源、環(huán)境容量不具備條件地區(qū)的冶煉產(chǎn)能。大 力推廣安全高效、能耗物耗低、環(huán)保達(dá)標(biāo)、資源綜合利用效果好的先進(jìn)生產(chǎn)工藝， 強(qiáng)化從源頭防控金屬污染。由高耗能向綠色、低碳轉(zhuǎn)變。

(三)先進(jìn)化工材料:化工新材料是新材料產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要分支，是基礎(chǔ)化學(xué)工 業(yè)最具活力和發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域。發(fā) 展化工新材料產(chǎn)業(yè)在突 破國(guó)內(nèi)資源“瓶頸”， 環(huán)境保護(hù)、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，保持石油和化學(xué)工業(yè)平穩(wěn)、較快和可持續(xù)發(fā)展方面“大 有可為”。

堅(jiān)持以安全環(huán)保、集約發(fā)展為重點(diǎn)，升級(jí)和調(diào)整傳統(tǒng)化工，加快培育化工新材料 及其基礎(chǔ)原料，鞏固發(fā)展高性能聚烯烴、高端工程塑料、特種合成橡膠等先進(jìn)高 分子材料;提高化工新材料整體自 給率，加快精細(xì)化工的 綠色工藝和產(chǎn)品開發(fā)， 重點(diǎn)突破高端表面活性劑、微電子行業(yè)的各類化學(xué)用劑等特種功能化學(xué)品。

(四)先進(jìn)無(wú)機(jī)非金屬材料:無(wú)機(jī) 非金屬材料是以某些元 素的氧化物、碳化物、 氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質(zhì)組成 的材料。是除有機(jī)高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統(tǒng)稱。

無(wú)機(jī)非金屬材料的提法是20 世紀(jì)40 年代以后，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展從傳統(tǒng) 的硅酸鹽材料演變而來(lái)的。無(wú)機(jī)非金屬材料是與有機(jī)高分子材料和金屬材料并列 的三大材料之一。新型無(wú)機(jī)非金屬材料是20 世紀(jì)中期以后發(fā)展起來(lái)的,具有特殊 性能和用途的材料。它們是現(xiàn)代新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造、現(xiàn)代國(guó)防 和生物醫(yī)學(xué)所不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)。

(五)其他材料:

(1)稀有金屬:稀有金屬涂層材料、高純銦。

(2)高性能靶材:積極發(fā)展高純 稀有金屬及靶材、原子 能級(jí)鋯材、高端鎢鉬材 料及制品等，加快推進(jìn)高純硅材料、新型半導(dǎo)體材料、磁敏材料、高性能膜材料 等產(chǎn)業(yè)化。

(3)其他:包括鈦合金加工用超 細(xì)硬質(zhì)合金高端棒材、 新型硬質(zhì)合金材料、反 應(yīng)堆中子吸收體材料、熱縮型耐溫耐磨材料、高性能極細(xì)徑納米晶微鉆棒材、核 電燃料元件用鎳基合金材料、高純氧化鋁生產(chǎn)用固體鋁酸鈉。

2.2 關(guān)鍵戰(zhàn)略材料

(一)高性能纖維及復(fù)合材料:高性能纖維是國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部 分，是發(fā)展國(guó)防軍工重要的基礎(chǔ)原材料?！吨袊?guó)制造 2025》明確提出，新材料產(chǎn) 業(yè)是需要突破發(fā)展的十大重點(diǎn)領(lǐng)域之一。工信部發(fā)布的《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用 示范指導(dǎo)目錄(2017 版)》中，也將碳纖維、玄武巖纖維、連續(xù)碳化硅纖維列為“關(guān)鍵戰(zhàn)略材料”。

我國(guó)高性能纖維復(fù)合材料行業(yè)面臨一個(gè)新的大發(fā)展時(shí)期，如城市化進(jìn)程中大規(guī)模 的市政建設(shè)、新能源的利用和大規(guī)模開發(fā)、環(huán)境保護(hù)政策的出臺(tái)、汽車工業(yè)的發(fā) 展、大規(guī)模的鐵路建設(shè)、大飛機(jī)項(xiàng)目等。在巨大的市場(chǎng)需求牽引下，高性能纖維 復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有很廣闊的發(fā)展空間。

(二)稀土功能材料:推動(dòng)國(guó)產(chǎn)高端產(chǎn)品在先進(jìn)裝備制造、新能源汽車、節(jié)能環(huán) 保、高性能醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域的應(yīng)用。發(fā)展重點(diǎn):擴(kuò)大高性能粘結(jié)稀土永磁材料產(chǎn) 量，提高燒結(jié)型稀土永磁材料、稀土催化材料、稀土發(fā)光材料和稀土激光材料性 能。重點(diǎn)發(fā)展工業(yè)脫硝、機(jī)動(dòng)車尾氣凈化等用稀土催化材料，多領(lǐng)域用高性能稀 土永磁材料、高光效稀土發(fā)光材料和高功率、大尺寸摻釹激光玻璃、特種光纖激 光器等產(chǎn)品。

(三)先進(jìn)半導(dǎo)體材料和新型顯示材料:先進(jìn)半導(dǎo)體材料的發(fā)展目標(biāo)是形成第三 代半導(dǎo)體材料構(gòu)建襯底、外延、器件及應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈，著力開發(fā)襯底及外延、 芯片及封裝、系統(tǒng)集成及可靠性評(píng)價(jià)等關(guān)鍵技術(shù)，大力推進(jìn)功率器件、射頻器件 與光電器件產(chǎn)業(yè)化，推動(dòng)4G 通信及下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展。

新型顯示材料的發(fā)展目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn) 能利用率保持合理水平 ，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化， 行業(yè)資源環(huán)境效率顯著提高。發(fā)展重點(diǎn):印刷顯示方面，重點(diǎn)發(fā)展小分子OLED 和高分子OLED;柔性顯示方面，重點(diǎn)發(fā)展關(guān)鍵發(fā)光材料，注入層、傳輸層等有 機(jī)物。全面掌握有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管(AMOLED)技術(shù) ，在全息、激光、柔性 等顯示技術(shù)以及新型顯示材料領(lǐng)域取得部分技術(shù)突破。

(四)新型能源材料:新能源是降低碳排放、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的 重要途徑，新能源材料是引導(dǎo)和支撐新能源發(fā)展的重要基礎(chǔ)，對(duì)新能源的發(fā)展發(fā) 揮了重要作用。一些新能源材料的發(fā)明催生了新能源系統(tǒng)的誕生，一些新能源材 料的應(yīng)用提高了系能源系統(tǒng)的效率，新能源材料的使用也直接影響著新能源系統(tǒng) 的投資與運(yùn)行成本。新能源材料主 要包括硅碳負(fù)極材料、 新能源復(fù)合金屬材料、 鋰離子電池電解液、鋰離子電池電解液等。

2.3 前沿新材料

(一)石墨烯:石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的 二維碳納米材料。石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加 工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是一種未來(lái) 革命性的材料。石墨烯的具體應(yīng)用 分類為:石墨烯改性防 腐涂料、石墨烯薄膜、 石墨烯潤(rùn)滑油、石墨烯導(dǎo)靜電輪胎、石墨烯增強(qiáng)銀基電接觸功能復(fù)合材料、石墨 烯導(dǎo)電發(fā)熱纖維及石墨烯發(fā)熱織物。

(二)液態(tài)金屬及其電子漿料:液態(tài)金屬是在常溫下呈液態(tài)的一大類多金屬合金 材料，擁有極佳的流動(dòng)性和物化穩(wěn)定性，易于成型，是超越銅、銀、鋁等傳統(tǒng)材 料的顛覆性新材料，是人類開發(fā)利用金屬材料的第二次革命。液態(tài)金屬具有許多 獨(dú)特的性能，如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性 、高的強(qiáng)度、硬度和韌性等。由于 它的性能優(yōu)異、工藝簡(jiǎn)單，從80 年代開始成為國(guó)內(nèi)外材料科學(xué)界的研究開發(fā)重 點(diǎn)。

(三)3D 打印用合金粉末:用于3D 打印的材料，3D 打印金屬材料可以分為鐵 基合金、鈦及鈦基合金、鎳基合金、鈷鉻合金、鋁合金、銅合金等。

(四)超導(dǎo)材料:超導(dǎo)材料具有零電阻、抗磁性以及宏觀量子效應(yīng)等特殊物理性 質(zhì)，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。在電工學(xué)領(lǐng)域，超導(dǎo)材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括超導(dǎo)電纜、 超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)磁懸浮、醫(yī)療核磁共振成像、超導(dǎo)儲(chǔ)能以及超導(dǎo)電機(jī)等。目前 各國(guó)研究人員研發(fā)和生產(chǎn)的重點(diǎn)是YBCO 超導(dǎo)材料(也可稱為第二代高溫超導(dǎo)材 料)，并認(rèn)為其是未來(lái)超導(dǎo)材料發(fā)展的主要方向。

3、 重點(diǎn)材料解讀

3.1 石墨烯

是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。石墨 烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué) 、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和 藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是一種未來(lái)革命性的材料。

3.1.1 石 墨 烯 的特點(diǎn)與性質(zhì)

(1)導(dǎo)電性

石墨烯穩(wěn)定的晶格 結(jié)構(gòu)使碳原子具有優(yōu)秀的導(dǎo)電性。石墨烯中的電子在軌道中移 動(dòng)時(shí)，不會(huì)因晶格缺陷或引入外來(lái) 原子而發(fā)生散射。由于 原子間作用力十分強(qiáng)， 在常溫下，即使周圍碳原子發(fā)生擠撞，石墨烯中電子受到的干擾也非常小。

(2)熱性能

石墨烯具有非常好的熱傳導(dǎo)性能。純的無(wú)缺陷的單層石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/mK，是目前為止導(dǎo)熱系數(shù)最 高的碳材料，高于單 壁碳納米管(3500W/mK)和多壁碳納米管(3000W/mK)。當(dāng)它作為載體時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)也可達(dá)600W/mK。此 外，石墨烯的彈道熱導(dǎo)率可以使單位圓周和長(zhǎng)度的碳納米管的彈道熱導(dǎo)率的下限 下移。

(3)光學(xué)特性

石墨烯具有非常良好的光學(xué)特性，在較寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)吸收率約為2.3%，看上去 幾乎是透明的。在幾層石墨烯厚度范圍內(nèi)，厚度每增加一層，吸收率增加2.3%。 大面積的石墨烯薄膜同樣具有優(yōu)異的光學(xué)特性，且其光學(xué)特性隨石墨烯厚度的改 變而發(fā)生變化。這是單層石墨烯所具有的不尋常低能電子結(jié)構(gòu)。室溫下對(duì)雙柵極 雙層石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管施加電壓，石墨烯的帶隙可在0~0.25eV 間調(diào)整。施加 磁場(chǎng)，石墨烯納米帶的光學(xué)響應(yīng)可調(diào)諧至太赫茲范圍。

(4)飽和吸收

當(dāng)輸入的光波強(qiáng)度 超過閾值時(shí)，這獨(dú)特的吸收 性質(zhì)會(huì)開始變得飽和。這種非線性 光學(xué)行為稱為可飽和吸收，閾值稱為飽和流暢性。給予強(qiáng)烈的可見光或近紅外線 激發(fā)，因?yàn)槭┑恼w光波吸收和零能隙性質(zhì)，石墨烯很容易就變得飽和。石 墨烯可以用于光纖激光器的鎖模運(yùn)作。用石墨烯制備成的可飽和吸收器能夠達(dá)成 全頻帶鎖模。由于這特殊性質(zhì)，在超快光子學(xué)里，石墨烯有很廣泛的應(yīng)用空 間 。

(5)自旋傳輸

科學(xué)家認(rèn)為石墨烯會(huì)是理想的自旋電子學(xué)材料，因?yàn)槠渥孕?軌道作用很小，而 且碳元素幾乎沒有核磁矩。使用非局域磁阻效應(yīng)，可以測(cè)量出，在室溫狀況，自 旋注入于石墨烯薄膜的可靠性很高，并且觀測(cè)到自旋相干長(zhǎng)度超過1 微米。使用 電閘，可以控制自旋電流的極性。

(6)電子的相互作用

石墨烯中電子間以 及電子與蜂窩狀柵格間均存在著強(qiáng)烈 的相互作用?？茖W(xué)家借助 了美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的“先進(jìn)光源(ALS)”電子同步加速器。這個(gè)加 速器產(chǎn)生的光輻射亮度相當(dāng)于醫(yī)學(xué)上X 射線強(qiáng)度的1 億倍。科學(xué)家利用這一強(qiáng)光 源觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，石墨烯中的電子不僅與蜂巢晶格之間相互作用強(qiáng)烈，而且電子和電 子之間也有很強(qiáng)的相互作用。

3.1.2 石 墨 烯 的優(yōu)點(diǎn)

(1)強(qiáng)度非常高

石墨烯是已知強(qiáng)度最高的材料之一，同時(shí)還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達(dá)1.0TPa，固有的拉伸強(qiáng)度為130GPa。而利用氫等離子改性 的還原石墨烯也具有非常好的強(qiáng)度，平均模量可大0.25TPa。由石墨烯薄片組成 的石墨紙擁有很多的孔，因而石墨紙顯得很脆，然而，經(jīng)氧化得到功能化石墨烯， 再由功能化石墨烯做成石墨紙則會(huì)異常堅(jiān)固強(qiáng)韌。

(2) 如橡膠般具有延展性

石墨烯具有一定的延展性，能夠伸展20%。也就是說，石墨烯實(shí)際上是一種柔性 材質(zhì)，與橡膠類似。三星公司一直 在研究石墨烯晶體管， 從而生產(chǎn)出柔性屏幕。 另外，石墨烯也有一定的耐水性，有望應(yīng)用在新一代的防水設(shè)備上。

(3)輕特性

石墨烯出色的延展性，還能夠讓其十分輕，足夠拉伸到到透明的程度。這就意味 著，如果手機(jī)廠商可以使用這種材質(zhì)，不僅能夠讓手機(jī)更耐用、防水，還可以變 得更輕。

(4)非常長(zhǎng)的電池壽命

石墨烯極有可能在未來(lái)取代鋰電池，成為新一代的電池標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)西北大學(xué)的研 究人員已經(jīng)成功研發(fā)出石墨烯和硅材質(zhì)的電池，充電15 分鐘可以實(shí)現(xiàn)約一周的 續(xù)航能力。

(5)與人類的身體互聯(lián)

石墨烯具有與生物互聯(lián)的特點(diǎn)，這對(duì)健康檢測(cè)類可穿戴設(shè)備具有非常積極的影響。 使用石墨烯作為傳感器，將可以監(jiān)測(cè)和掃描人類的神經(jīng)系統(tǒng)，未來(lái)有可能會(huì)出現(xiàn)“精神健康”類的監(jiān)測(cè)設(shè)備及應(yīng)用。

3.1.3 石 墨 烯 的應(yīng)用領(lǐng)域

(1)傳感器

石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使它對(duì)周圍的環(huán)境非常敏感，具有表面吸附性、巨大的表 面積等特性，可以制做電化學(xué)傳感器、氣體傳感器、生物傳感器等。與傳統(tǒng)的傳 感器相比具有體積小，表面積大，靈敏度高，響應(yīng)速度快，石墨烯在傳感器領(lǐng)域 應(yīng)用具有廣闊的前景。

石墨烯因其獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)在傳感 器中有廣泛的應(yīng)用，具 有體積小、表面積大、 靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間快、電子傳遞快、易于固定蛋白質(zhì)并保持其活性等特點(diǎn)，能 提升傳感器的各項(xiàng)性能。主要用于氣體、生物小分子、酶和DNA 電化學(xué)傳感器 的制作。新加坡南洋理工大學(xué)開發(fā)出了敏感度是普通傳感器1000 倍的石墨烯光 傳感器;美國(guó)倫斯勒理工學(xué)院研制 出性能遠(yuǎn)超現(xiàn)有商用氣 體傳感器的廉價(jià)石墨烯 海綿傳感器。

(2)新能源電池

新能源電池也是石墨烯最早商用的一大重要領(lǐng)域。美國(guó)麻省理工學(xué)院已石墨烯基 超級(jí)電容 器結(jié)構(gòu)與 不同電 壓下的 石墨烯 理論能 量密度石 墨烯基 超級(jí)電 容器結(jié)構(gòu) 與不同電 壓下的石 墨烯理 論能量 密度成 功研制 出表面附 有石墨 烯納米 涂層的柔 性光伏電池板，可極大降低制造透明可變形太陽(yáng)能電池的成本，這種電池有可能 在夜視鏡、相機(jī)等小型數(shù)碼設(shè)備中應(yīng)用。另外，石墨烯超級(jí)電池的成功研發(fā)，也 解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時(shí)間長(zhǎng)的問題，極大加速了新能源電 池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這一系列的研究成果為石墨烯在新能源電池行業(yè)的應(yīng)用鋪就了道 路。

石墨烯在鋰離子電池中的應(yīng)用比較多元化，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的是用在正極材 料中作為導(dǎo)電添加劑，來(lái)改善電極 材料的導(dǎo)電性能，提高 倍率性能和循環(huán)壽命。 目前比較成熟的應(yīng)用是將石墨烯制成導(dǎo)電漿料用于包覆磷酸鐵鏗等正級(jí)材料。正 極用包覆漿料目前主要包括石墨漿料、碳納米管漿料等，隨著石墨烯粉體、石墨 烯微片粉體量產(chǎn)、成本持續(xù)降低的 情況下，石墨烯漿料將 呈現(xiàn)更好的包覆性能。 石墨烯漿料將隨鋰電池增長(zhǎng)而穩(wěn)步上升。鋰離子電池主要應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電 腦、攝像機(jī)等便攜式電子器件等方面，并積極地向電動(dòng)力汽車等新能源汽車領(lǐng)域 擴(kuò)展，具有長(zhǎng)期發(fā)展前景。

(3)晶體管

石墨烯可以用來(lái)制作晶體管，由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性，這種晶體管在接近 單個(gè)原子 的尺度上 依然能 穩(wěn)定地 工作。 相比之 下，目前 以硅為 材料的 晶體管在10 納米左右的尺度上就會(huì)失去穩(wěn)定性。石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性可以用來(lái)制作 晶體管，這種晶體管在接近單個(gè)原子的尺度上依然能穩(wěn)定地工作。電子在石墨烯 中的傳輸速度比硅快100 倍，使得由它制成的晶體管可以達(dá)到極高的工作頻率， 石墨烯晶體管的工作頻率可超過100GHz。

(4)柔性顯示屏

消費(fèi)電子展上可彎曲屏幕備受矚目，成為未來(lái)移動(dòng)設(shè)備顯示屏的發(fā)展趨勢(shì)。柔性 顯示未來(lái)市場(chǎng)廣闊，作為基礎(chǔ)材料的石墨烯前景也被看好。韓國(guó)研究人員首次制 造出了由多層石墨烯和玻璃纖維聚酯片基底組成的柔性透明顯示屏。韓國(guó)三星公 司和成均館大學(xué)的研究人員在一個(gè)63 厘米寬的柔性透明玻璃纖維聚酯板上，制 造出了一塊電視機(jī)大小的純石墨烯。他們表示，這是迄今為止“塊頭”最大的石 墨烯塊。隨后，他們用該石墨烯塊制造出了一塊柔性觸摸屏。研究人員表示，從 理論上來(lái)講，人們可以卷起智能手機(jī)，然后像鉛筆一樣將其別在耳后。石墨烯是 一種非常好的材料，它有很多很好的優(yōu)點(diǎn)，比如說，它的透光率比傳統(tǒng)材料的透 光率更高，所以石墨烯顯示屏的顯示更加清晰，另外，石墨烯的電阻率比傳統(tǒng)材 料電阻率更低，所以石墨烯顯示屏觸控起來(lái)更加靈敏。

(5)防腐涂料

石墨烯作為關(guān)鍵材料在涂層中能起到物理隔絕作用，阻礙海水、腐蝕性離子等向 金屬基材滲透，形成大面積保護(hù)層，與樹脂緊密結(jié)合在很大程度上提高涂層的機(jī) 械性能，其特殊的物理結(jié)構(gòu)與表面特性可以大大提升涂料的防腐性能。石墨烯作 為一種納米結(jié)構(gòu)的二維不透膜，通過“迷宮式”的物理屏障作用能夠有效地在環(huán) 境介質(zhì)和基體之間架起屏障，從而延緩了金屬基體的腐蝕，極大地提高了金屬的 耐腐蝕能力，顯示了石墨烯復(fù)合防腐涂料在腐蝕防護(hù)領(lǐng)域的廣闊前景。另外，經(jīng) 導(dǎo)電高分子改性的石墨烯，可以有效避免石墨烯因長(zhǎng)期浸泡發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而加 速金屬腐蝕的現(xiàn)象。

3.1.4 石 墨 烯 的市場(chǎng)空間

石墨烯的研究與應(yīng)用開發(fā)持續(xù)升溫，石墨和石墨烯有關(guān)的材料廣泛應(yīng)用在電池電 極材料、半導(dǎo)體器件、透明顯示屏、傳感器 、電容器、晶體管等方面。鑒于石墨 烯材料優(yōu)異的性能及其潛在的應(yīng)用價(jià)值，在化學(xué)、材料、物理 、生物、環(huán)境、能 源等眾多學(xué)科領(lǐng)域已取得了一系列重要進(jìn)展。研究者們致力于在不同領(lǐng)域嘗試不 同方法以求制備高質(zhì)量、大面積石墨烯材料。并通過對(duì)石墨烯制備工藝的不斷優(yōu) 化和改進(jìn)，降低石墨烯制備成本使其優(yōu)異的材料性能得到更廣泛的應(yīng)用，并逐步 走向產(chǎn)業(yè)化。

石墨烯有望在諸多應(yīng)用領(lǐng)域中成為新一代器件，為了探尋石墨烯更廣闊的應(yīng)用領(lǐng) 域，還需繼續(xù)尋求更為優(yōu)異的石墨烯制備工藝，使其得到更好的應(yīng)用。石墨烯雖 然從合成和證實(shí)存在到今天只有短短十幾年的時(shí)間，但是已成為今年學(xué)者研究的 熱點(diǎn)。其優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué) 、熱學(xué)性質(zhì)促使研究人 員不斷對(duì)其深入研究， 隨著石墨烯的制備方法不斷被開發(fā)，石墨烯必將在不久的將來(lái)被更廣泛的應(yīng)用到 各領(lǐng)域中。

3.1.5 石 墨 烯 的產(chǎn)業(yè)階段

處于產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期 ，具有重大產(chǎn)業(yè)化前景 。石墨烯產(chǎn)業(yè)化還處于初創(chuàng)期，一些應(yīng)用 還不足以體現(xiàn)出石墨烯的多種“理想”性能，而世界上很多科研人員正在探索“殺 手锏級(jí)”的應(yīng)用，未來(lái)在檢測(cè)及認(rèn)證方面需要面對(duì)太多挑戰(zhàn)，有待在手段及方法 上不斷創(chuàng)新。雖然石墨烯的理論性能優(yōu)異，功能應(yīng)用范圍很廣。但是目前石墨烯 產(chǎn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)或接近其理論應(yīng)用，還有非常大的距離。

3.1.6 石 墨 烯 的主要上市企 業(yè)情況

以石墨烯的生產(chǎn)和銷售為主營(yíng)業(yè)務(wù)的上市企業(yè)有四家，分別為第六元素、二維碳 素、凱納股份、華高墨稀。

3.1.7 石 墨 烯 的發(fā)展制約因 素

(1)國(guó)內(nèi)石墨烯企業(yè)還未找到盈利模式

從企業(yè)盈利情況來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)石墨烯生產(chǎn)企業(yè)的總體盈利能力很弱。 一些宣 稱具備百噸年產(chǎn)能的生產(chǎn)企業(yè)， 企業(yè)產(chǎn)值和盈利能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有預(yù)期的高，多數(shù) 企業(yè)處于虧損狀態(tài)。從2017 上半年的營(yíng)收情況來(lái)看，4 家企業(yè)規(guī)模均不大。營(yíng) 業(yè)收入最多的第六元素也僅有1175 余萬(wàn)元，最小的華高墨烯2017 上半年?duì)I業(yè)收 入僅有44 余萬(wàn)元。由于主營(yíng)的石墨烯產(chǎn)品均未實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)和銷售，4 家公 司業(yè)績(jī)?nèi)刻幱谔潛p狀態(tài)。

(2) 上下游結(jié)合待突破，石墨烯時(shí)代還未到來(lái)

目前，石墨烯產(chǎn)業(yè)最大的瓶頸在于沒有形成完整的、成熟的產(chǎn)業(yè)鏈上下游，石墨 烯研發(fā)制備企業(yè)和下游應(yīng)用企業(yè)脫節(jié)。目前石墨烯仍處于產(chǎn)業(yè)化初期，善未完全 實(shí)現(xiàn)石墨烯的規(guī)模化應(yīng)用，對(duì)石墨烯產(chǎn)品最大的需求市場(chǎng)仍然是科研院校和少量 生產(chǎn)廠商。由于下游應(yīng)用需求未起，大部分石墨烯企業(yè)目前仍無(wú)法找到穩(wěn)定的商 業(yè)模式和盈利模式。

(3) 高端應(yīng)用技術(shù)有待突破

石墨烯最具前景、高附加值的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在電子信息、動(dòng)力電池、醫(yī)療健 康等新興產(chǎn)業(yè)，但上述領(lǐng)域應(yīng)用多處于技術(shù)攻關(guān)和儲(chǔ)備期，離產(chǎn)業(yè)化仍有較長(zhǎng)距 離。在集成電路、光電器件、傳感 器、信息存儲(chǔ)等領(lǐng)域的 石墨烯應(yīng)用研究偏弱， 技術(shù)儲(chǔ)備、基礎(chǔ)配套不足，取得產(chǎn)業(yè)突破尚需時(shí)日。

(4) 傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用效果不突出

目前石墨烯應(yīng)用主要是以“添加劑”形式對(duì)涂料、改性纖維、熱管理器件等傳統(tǒng) 產(chǎn)品的性能進(jìn)行改進(jìn)，而現(xiàn)階段石墨烯對(duì)這些傳統(tǒng)材料的性能并沒有“質(zhì)”的提 升，如“石墨烯”涂料防腐性能以及潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑效果沒有大數(shù)量級(jí)的提高。石 墨烯在強(qiáng)度、光學(xué)、電學(xué)等方面的超優(yōu)異性能并未在產(chǎn)品中體現(xiàn)，“殺手锏”級(jí)、 顛覆性的石墨烯應(yīng)用技術(shù)和產(chǎn)品尚未出現(xiàn)。

(5) 標(biāo)準(zhǔn)缺失導(dǎo)致概念混淆

目前國(guó)家層面石墨烯材料標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺(tái)，部份企業(yè)與地方政府將石墨與石墨烯的 概念混為一談，學(xué)術(shù)界與企業(yè)界對(duì)石墨烯層數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)判定也存在爭(zhēng)議。如一些企 業(yè)宣稱實(shí)現(xiàn)石墨烯量產(chǎn)，但多是晶格缺陷高、多層堆疊的類石墨烯產(chǎn)品，井非真 正單層石墨烯;一些企業(yè)將"類石 墨烯”產(chǎn)品甚至是純石 墨產(chǎn)品宣傳為石墨烯產(chǎn) 品，混淆市場(chǎng)。

3.2 液態(tài)金屬

液態(tài)金屬是指一種不定型金屬，液態(tài)金屬可看作由正離子流體和自由電子氣組成 的混合物。液態(tài)金屬也是一種不定型、可流動(dòng)液體的金屬。

3.2.1 液 態(tài) 金 屬的特點(diǎn)與性 質(zhì)

(1)高強(qiáng)度、高硬度。液態(tài)金屬的強(qiáng)度是鋁、鎂合金的10 倍以上，不銹鋼、鈦 合金的1.5 倍以上。在輕合金中，液態(tài)金屬的比強(qiáng)度也是最高的。

(2)極強(qiáng)的耐磨性和耐腐蝕性。

(3)液態(tài)金屬在散熱性、電磁屏 蔽性方面均在輕合金中 出類拔萃，而且在加熱 條件下不易變形、不易導(dǎo)熱。

(4)自驅(qū)動(dòng)性。液態(tài)金屬可在吞 食少量物質(zhì)后以可變成 機(jī)器形態(tài)，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間 高速運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)需外部電力的自主運(yùn)動(dòng)。

3.2.2 液 態(tài) 金 屬的優(yōu)點(diǎn)

(1)精度

液態(tài)金屬工藝，最終成型的產(chǎn)品在尺寸精度和可重復(fù)性上是可以和機(jī)加工工藝相 媲美，沒有附加的成本和廢棄材料。LM105 的液態(tài)金屬合金模具成型工藝，其縮 水率非常小，僅有0.4%。

(2)抗腐蝕性

獨(dú)特的LM105 液態(tài)金屬合金對(duì)比其他材料，如316 不銹鋼這種通常被認(rèn)為可以廣 泛應(yīng)用于腐蝕環(huán)境中的材料，具有驚人的抗腐蝕性。液態(tài)金屬合金的這種優(yōu)越的 抗腐蝕性在工業(yè)應(yīng)用中更加有利。潛在應(yīng)用包括:汽車裝飾件和在苛刻條件下應(yīng) 用的產(chǎn)品:防護(hù)產(chǎn)品、牙科領(lǐng)域產(chǎn)品、工業(yè)設(shè)備、食品加工設(shè)備組件、航海領(lǐng)域 產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備、戶外運(yùn)動(dòng)設(shè)備組件等等。

(3)表面處理

液態(tài)金屬材料可以將粗糙度做到0.05Ra μm 以下，這是相當(dāng)優(yōu)異的性能。對(duì)其 他任何工藝來(lái)說，如果不做例如超精加工、研磨或拋光等二次加工，都如法達(dá)到 這種效果。在一些應(yīng)用領(lǐng)域，反光性能是非常重要的，液態(tài)金屬合金的產(chǎn)品表面 光潔度可以達(dá)到高光反射效果。不僅如此，液態(tài)金屬合金還可以進(jìn)行拋光，其獨(dú) 特的拋光效果取決于它的非晶組織。液態(tài)金屬合金沒有其他金屬一樣的晶體結(jié)構(gòu)， 同樣材料內(nèi)部也沒有類似晶界的組織，不會(huì)影響產(chǎn)品的反射性能。使用液態(tài)金屬 合金，表面光潔度的要求不需要犧牲其他的性能。

(4)彈性、強(qiáng)度及硬度

LM105 液態(tài)金屬合金與其他不同工藝的材料進(jìn)行對(duì)比，其性能均優(yōu)于其他合金。LM105 液態(tài)金屬合金的另一個(gè)獨(dú)特優(yōu)勢(shì)是具有高彈性(彈性形變1.8%)。這個(gè)特 性可以應(yīng)用于其他金屬不能滿足的特定領(lǐng)域，包括:要求在壓力下彎曲，且不能屈服變形的醫(yī)療設(shè)備;可以反復(fù)彎曲，且不能出現(xiàn)塑性變形或者硬化的壓力傳感 器;每當(dāng)壓縮到固定尺寸都能達(dá)到一個(gè)特定的力的精密彈簧。

(5)磁性

液態(tài)金屬合金被分類為無(wú)磁性材料，表現(xiàn)為順磁性。液態(tài)金屬合金不能加磁，與 其他磁性物體接觸也不會(huì)保留任何磁性。電磁開關(guān)的外殼，核磁共振設(shè)備的組件， 或者高射頻功率的應(yīng)用領(lǐng)域，使用液態(tài)金屬的這個(gè)特性會(huì)更合適。

3.2.3 液 態(tài) 金 屬的應(yīng)用領(lǐng)域

(1)散熱器

液態(tài)金屬散熱技術(shù)一種合金介質(zhì)技術(shù)，真正稱之為的液態(tài)金屬散熱技術(shù)，應(yīng)該是 安全的合金介質(zhì)組成?；诘腿埸c(diǎn)金屬獨(dú)特的熱物理性質(zhì)，液態(tài)金屬不僅可在高 性能服務(wù)器、臺(tái)式機(jī)、工控機(jī)、筆記本電腦以及通訊基站的芯片熱管理中獲得廣 泛應(yīng)用，而且還將在諸多關(guān)鍵領(lǐng)域扮演不可或缺的角色，如:先進(jìn)能源領(lǐng)域(工 業(yè)余熱利用、太陽(yáng)能熱發(fā)電、聚焦光電池冷卻、燃料電池等)、航空熱控領(lǐng)域(衛(wèi) 星、熱防護(hù))、光電器件領(lǐng)域(如投影儀、功率電子設(shè)備等)、LED 照明領(lǐng)域以及 近年來(lái)發(fā)展迅速的微/納電子機(jī)械 系統(tǒng)、生物芯片以及電 動(dòng)汽車等，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià) 值巨大。

(2)電子增材制造

液態(tài)金屬 電子增材 制造技 術(shù)應(yīng)用 及產(chǎn)業(yè) 化項(xiàng)目 團(tuán)隊(duì)在國(guó) 內(nèi)外首 創(chuàng)了液 態(tài)金屬電 子增材制造技術(shù)，通過液態(tài)金屬電 子墨水直接快速制造出 柔性可拉伸電子電路， 且個(gè)性化程度高，可實(shí)時(shí)定制。作為先進(jìn)制造領(lǐng)域的一種從材料體系到制造系統(tǒng) 全過程的全新變革性技術(shù)，該技術(shù)高度貼合了當(dāng)前及今后個(gè)性化、柔性化電子快 速制造及功能器件直接3D 打印的需求。

3.2.4 液 態(tài) 金 屬的市場(chǎng)空間

(1)電子電路打印

液態(tài)金屬做“墨水”，直接生成電 子電路，助推定制化電 路生產(chǎn)模式。用液態(tài)金 屬電子電路打印機(jī)，10 分鐘就能把電腦中的電路圖清晰打印出來(lái)，插上電源還 能顯示電路走向。其突破了傳統(tǒng)打印電路需在平面進(jìn)行的空間限制，可以在任意 弧度、曲向面上以及柔性材質(zhì)上打印電路。液態(tài)金屬打印可應(yīng)用于電子邏輯單元 構(gòu)筑、軟體機(jī)器人組裝、智能家居、智能服飾、生物醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域。

(2)修復(fù)斷裂神經(jīng)

液態(tài)金屬“搭橋”，建立信號(hào)通道 ，人體神經(jīng)功能快速重 建成為可能。因?yàn)樯窠?jīng) 功能主要是通過電信號(hào)的傳輸和響應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，基于這一考慮，首次提出了具有 突破性意義的液態(tài)金屬神經(jīng)連接與修復(fù)技術(shù)，旨在迅速建立切斷神經(jīng)之間的信號(hào)通路及生長(zhǎng)空間，從而提高神經(jīng)再生效率并降低肌肉功能喪失的風(fēng)險(xiǎn)。

(3)柔性機(jī)器人

自驅(qū)動(dòng)可變形、能跑、會(huì)跳的液態(tài)金屬，為研發(fā)柔性機(jī)器人提供了思路。柔性機(jī) 器、可變形機(jī)器在材料學(xué)和機(jī)器學(xué)中是一個(gè)非常重要的領(lǐng)域，而柔性正是液態(tài)金 屬特有的行為。另一個(gè)有意思的地方是“液態(tài)金屬機(jī)器”在運(yùn)動(dòng)中遇到拐彎時(shí)會(huì) 有停頓，好似略作思索后繼續(xù)行進(jìn);在遇到比“身體”小一點(diǎn)的縫隙時(shí)，甚至?xí)皵D過去”。因此自驅(qū)動(dòng)、柔性、可變性是這項(xiàng)技術(shù)的三大特點(diǎn)。

(4)新一代計(jì)算機(jī)

液態(tài)金屬構(gòu)建計(jì)算邏輯單元，有望發(fā)展出靈活、智能、可控的計(jì)算系統(tǒng)。傳統(tǒng)計(jì) 算機(jī)以順序執(zhí)行指令的方式運(yùn)行，液態(tài)金屬構(gòu)建的計(jì)算機(jī)，由于能通過多種方式 同時(shí)進(jìn)行編程，一次可同時(shí)執(zhí)行多個(gè)指令，具有高度并行性的特點(diǎn)，因此運(yùn)算速 度上可能更快。液態(tài)金屬也具有更好的散熱性能，發(fā)熱量更小。此外，液態(tài)金屬 還兼具流體的柔性、可任意變形的特征，能夠制作柔性的液體電子乃至半導(dǎo)體單 元。

3.2.5 液 態(tài) 金 屬的產(chǎn)業(yè)階段

處于產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期 ，具有重大產(chǎn)業(yè)化前景 。液態(tài)金屬是一種高新技術(shù)材料，具有卓 越的物理、化學(xué)和力學(xué)性能，是電力、電子、計(jì)算機(jī)、通訊等高新技術(shù)領(lǐng)域的關(guān) 鍵材料，市場(chǎng)需求大，產(chǎn)業(yè)化前景非常廣闊，而且它的發(fā)展和應(yīng)用可帶動(dòng)一批相 關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和協(xié)同發(fā)展。在電子技術(shù)中，液態(tài)金屬以其高效、低損耗、高 導(dǎo)磁等優(yōu)異的物理性能有力促進(jìn)了電子元器件向高頻、高效、節(jié) 能、小型化方 向的發(fā)展，并可部分替代傳統(tǒng)的硅鋼、坡莫合金和鐵氧體等材料?？梢灶A(yù)測(cè)，在 未來(lái)的電子技術(shù)中液態(tài)金屬將占據(jù)十分重要的位置。

3.2.6 液 態(tài) 金 屬的主要上市 企業(yè)情況：略

3.2.7 液 態(tài) 金 屬的發(fā)展制約 因素

(1)應(yīng)用研發(fā)不足，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程緩慢; (2)扶持政策缺乏，規(guī)?；?yīng)不明顯; (3)產(chǎn)業(yè)體系不完善，發(fā)展后勁不足。3.3 3D 打印用合金粉末

3.3.1 3D 打印用合金粉末分類及其特點(diǎn)與應(yīng)用

為了滿足3D 打印的工藝需求，金屬粉末必須滿足一定的要求。粉末的流動(dòng)性是 粉末的重要特性之一，若流動(dòng)性太 差會(huì)造成打印精度降低 甚至打印失敗。此外， 為了獲得更致密的零件，一般希望粉體的松裝密度越高越好，采用級(jí)配粉末比采 用單一粒徑分布的粉末更容易獲得高的松裝密度。

按照材料種類劃分，3D 打印金屬材料可以分為鐵基合金、鈦及鈦基合金、鎳基 合金、鈷鉻合金、鋁合金、銅合金等。

(1)鐵基合金

鐵基合金是3D 打印金屬材料中研究較早、較深入的一類合金，較常用的鐵基合 金有工具鋼、316L 不銹鋼、M2 高速鋼、H13 模具鋼和15-5PH 馬氏體時(shí)效鋼等。 鐵基合金使用成本較低、硬度高、韌性好，同時(shí)具有良好的機(jī)械加工性，特別適 合于模具制造。3D 打印隨形水道模具是鐵基合金的一大應(yīng)用，傳統(tǒng)工藝異形水 道難以加工，而3D 打印可以控制冷卻流道的布置與型腔的幾何形狀基本一致， 能提升溫度場(chǎng)的均勻性，有效降低產(chǎn)品缺陷并提高模具壽命。

(2)鈦及鈦合金

鈦及鈦合金以其顯著的比強(qiáng)度高、耐熱性好、耐腐蝕、生物相容性好等特點(diǎn)，成 為醫(yī)療器械、化工設(shè)備、航空航天及運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域的理想材料。然而鈦合金屬 于典型的難加工材料，加工時(shí)應(yīng)力大、溫度高，刀具磨損嚴(yán)重，限制了鈦合金的 廣泛應(yīng)用。而3D 打印技術(shù)特別適合鈦鈦合金的制造，一是3D 打印時(shí)處于保護(hù) 氣氛環(huán)境中，鈦不易與氧、氮等元素發(fā)生反應(yīng)，微區(qū)局部的快速加熱冷卻也限制 了合金元素的揮發(fā);二是無(wú)需切削加工便能制造復(fù)雜的形狀，且基于粉材或絲材 材料利用率高，不會(huì)造成原材料的浪費(fèi)，大大降低了制造成本。目前3D 打印鈦 及鈦合金的種類有純Ti、Ti6A14V(TC4)和Ti6A17Nb，可廣泛應(yīng)用于航空航天零 件及人工植入體(如骨骼，牙齒等)。

(3)鎳基合金

鎳基合金是一類發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的高溫合金，其在650~1000°C 高溫下有 較高的強(qiáng)度和一定的抗氧化腐蝕能力，廣泛用于航空航天、石油化工、船舶、能 源等領(lǐng)域。例如，鎳基高溫合金可以用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片與渦輪盤。常用 的3D 打印鎳基合金牌號(hào)有Inconel 625、Inconel718 及Inconel 939 等。

(4)鈷基合金

鈷基合金也可作為高溫合金使用，但因資源缺乏，發(fā)展受限。由于鈷基合金具有 比鈦合金更良好的生物相容性，目前多作為醫(yī)用材料使用，用于牙科植入體和骨 科植入體的制造。目前常用的3D 打印鈷基合金牌號(hào)有Co212、Co452、Co502 和CoCr28Mo6 等。

(5)鋁合金

鋁合金密度低，耐腐蝕性能好，抗疲勞性能較高，且具有較高的比強(qiáng)度、比剛度， 是一類理想的輕量化材料。3D 打印中使用的鋁合金為鑄造鋁合金，常用牌號(hào)有AlSi10Mg、AlSi7Mg、AlSi9Cu3 等。韓國(guó)通信衛(wèi)星Koreasat-5A 及Koreasat-7 使用了SLM 制造的AlSi7Mg 輕量化部件(圖4)，不僅由原來(lái)的多個(gè)零件合成一個(gè) 整體制造，零件重量比原設(shè)計(jì)降低22%，制造成本降低30%，生產(chǎn)周期縮短1—2 個(gè)月。

(6)銅合金

銅合金的導(dǎo)熱性能良好，可以制造模具的鑲塊或火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室。NASA 采用3D 打印技術(shù)制造了由GRCop-84 銅合金內(nèi)壁和鎳合金外壁構(gòu)成的燃燒室[52]，內(nèi) 壁采用SLM 工藝制造，再以電子束熔絲沉積完成外壁的制造。該燃燒室經(jīng)過全功 率點(diǎn)火測(cè)試后，仍然保持良好的形狀，證明了3D 打印工藝在節(jié)約大量時(shí)間和工 藝成本的基礎(chǔ)上，取得了與傳統(tǒng)工藝同樣的效果。

3.3.2 3D 打印用合金粉末的市場(chǎng)空間

從產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，3D 打印主要包括打印設(shè)備、打印材料和服務(wù)三大類，市場(chǎng)份額 占比分別為39%、37%和24%。相比國(guó)外，我國(guó)3D 打印行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模較小、產(chǎn)業(yè) 鏈發(fā)展滯后，多數(shù)企業(yè)產(chǎn)能主要集中在3D 打印機(jī)設(shè)備生產(chǎn)環(huán)節(jié)，而打印原材料、 圖像處理以及下游市場(chǎng)應(yīng)用環(huán)節(jié)較薄弱。目前，我國(guó)高端3D 打印原材料仍然依 賴進(jìn)口，未來(lái)具有較大的進(jìn)口替代空間。

3D 打印機(jī)可分為消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)。其中，消費(fèi)級(jí)3D 打印機(jī)主要面對(duì)消費(fèi)型、娛 樂型以及對(duì)產(chǎn)品精度要求不高的產(chǎn)品;而工業(yè)級(jí)3D 打印機(jī)主要面對(duì)質(zhì)量精度要 求較高的航空航天、醫(yī)療器械、汽車、模具開發(fā)等下游市場(chǎng)。數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái) 全球3D 打印下游行業(yè)應(yīng)用中，汽車行業(yè)應(yīng)用規(guī)模占比較大，達(dá)到30%左右;其 次是消費(fèi)品行業(yè)，占比達(dá)20%。

3.3.3 3D 打印用合金粉末的產(chǎn)業(yè)階段

處于產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期，具有重大產(chǎn)業(yè)化前景。3D 打印用合金粉末的制造由實(shí)驗(yàn)室研 究走向產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)攻關(guān)。逐步將實(shí)驗(yàn)室研究成果落地產(chǎn)業(yè)化，盡早擺脫我國(guó)在高 端球形鈦合金粉末領(lǐng)域受制于國(guó)外的被動(dòng)局面。

3D 打印用金屬粉末材料包括鈦合金、鋁合金、青銅合金、鎳合金等，鈦合金粉 末在金屬零件3D 打印產(chǎn)業(yè)鏈中是最重要的一環(huán)，也是最大的價(jià)值所在。鈦及鈦 合金球形粉末制備技術(shù)一直為美、德、英等西方發(fā)達(dá)國(guó)家所壟斷。隨著金屬3D 打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，球形鈦合金粉體材料的制備技術(shù)將進(jìn)一步完善及產(chǎn)業(yè)化，老一 代技術(shù)將得到大幅度更新?lián)Q代，新的制備技術(shù)及工藝也將不斷涌現(xiàn)。

3.3.4 3D 打印用合金粉末企業(yè)情況

目前國(guó)內(nèi)以3D 打印金屬粉末的研發(fā)、生產(chǎn)為主營(yíng)業(yè)務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)均沒有上 市，下面介紹幾家發(fā)展規(guī)模較大的重點(diǎn)粉末研發(fā)生產(chǎn)公司。

3.3.5 3D 打印用合金粉末的發(fā)展制約因素

金屬3D 打印市場(chǎng)潛力無(wú)限，但因金屬粉末材料技術(shù)壁壘較高、生產(chǎn)困難，導(dǎo)致 市場(chǎng)產(chǎn)量不足。目前，金屬3D 打印僅能打印十幾種金屬，主要包括鋁合金、鈦 合金、模具鋼、鈷鉻合金、不銹鋼、鐵鎳合金和銅合金等。

金屬3D 打印技術(shù)不能有效推廣的主要原因是，材料的種類少及其制備還未能滿 足設(shè)計(jì)要求，并且國(guó)內(nèi)金屬3D 打印材料大部分依賴進(jìn)口，價(jià)格昂貴。開發(fā)專用 的、廉價(jià)的金屬3D 打印原材料，是推動(dòng)金屬3D 打印發(fā)展的必然因素。

3D 打印對(duì)打印用粉的成分、粒度、形貌等都有嚴(yán)格要求，而國(guó)內(nèi)采用簡(jiǎn)單的物 理破碎制粉工藝生產(chǎn)的粉末，無(wú)法滿足3D 打印條件。小裝置小批量的生產(chǎn)模式， 也導(dǎo)致各種球形金屬粉末產(chǎn)量低、生產(chǎn)不連續(xù)、成本高等諸多問題，嚴(yán)重制約了3D 打印技術(shù)的發(fā)展。

3.4 超導(dǎo)材料

定義:是指具有在一定的低溫條件下呈現(xiàn)出電阻等于零以及排斥磁力線的性質(zhì)的 材料?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有28 種元素和幾千種合金和化合物可以成為超導(dǎo)體。目前研究 人員發(fā)現(xiàn)具有超導(dǎo)特性的材料已有數(shù)千種，包括金屬、合金、化合物以及有機(jī)物 等。

但是在電工學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域，達(dá)到或接近實(shí)用價(jià)值的超導(dǎo)材料僅6 種， 分別為NbTi、Nb3Sn、BSCCO、MgB2、ReBCO(Re 為稀土元素)和鐵基超導(dǎo)體。其中NbTi 和Nb3Sn 占電工應(yīng)用超導(dǎo)材料的90%，BSCCO 和MgB2 處于應(yīng)用示范階段，ReBCO 涂層超 導(dǎo)體開始實(shí)現(xiàn)批量制備。鐵基超導(dǎo)體具有較高的上臨界磁場(chǎng)和不可逆磁場(chǎng)，在強(qiáng) 磁場(chǎng)應(yīng)用方面有很大的潛力。

3.4.1 超 導(dǎo) 材 料的特點(diǎn)與性 質(zhì)

(1) 零電阻。導(dǎo)體在溫度下降到某一值時(shí)，電阻會(huì)突然消失，即零電阻，這一 現(xiàn)象稱為“超導(dǎo)現(xiàn)象”，具有超導(dǎo)性的物質(zhì)，稱為超導(dǎo)體，超導(dǎo)體如鈦、鋅、鉈、 鉛、汞等，在超導(dǎo)狀態(tài)，當(dāng)溫度降至溫度(超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度)時(shí)，皆顯現(xiàn)出某些共 同特征。一個(gè)超導(dǎo)體環(huán)移去電源之后，還能保持原有的電流。

(2) 完全抗磁性。超導(dǎo)材料的溫度低于臨界溫度而進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)以后，只要外加磁 場(chǎng)不超過一定值，該超導(dǎo)材料便把磁力線排斥體外，因此其體內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度總 是零。超導(dǎo)材料最獨(dú)特的性能是電能在輸送過程中幾乎不會(huì)損失:近年來(lái)，隨看 材料科學(xué)的發(fā)展，超導(dǎo)材料的性能不斷優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的臨界溫度越來(lái)越高。20世紀(jì)末，科學(xué)家合成了在室溫下具有超導(dǎo)性能的復(fù)合材料，室溫超導(dǎo)材料的研制 成功使超導(dǎo)的實(shí)際應(yīng)用成為可能。

3.4.2 超 導(dǎo) 材 料的應(yīng)用領(lǐng)域

(1)輸電電纜

傳統(tǒng)電纜在進(jìn)行電力輸送時(shí)，有6%-8%的電能在輸送時(shí)以熱能的形式損耗。如 將高溫超導(dǎo)帶材應(yīng)用于輸電電纜(稱為高溫超導(dǎo)電纜)，則其系統(tǒng)整損耗僅相當(dāng)于 傳統(tǒng)輸電電纜的40%，且傳輸容量數(shù)倍于傳統(tǒng)電纜，有效地提高了電能的利用 率，降低了占地空間。

(2) 超導(dǎo)發(fā)電機(jī)

超導(dǎo)線圈磁體可以將發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)強(qiáng)度提高，超導(dǎo)發(fā)電機(jī)的單機(jī)發(fā)電容量比常規(guī) 發(fā)電機(jī)提高一倍，而體積卻減小二分之一，整機(jī)重量減少三分之一，發(fā)電效率提 高百分之五十。

(3) 超導(dǎo)磁體

與常規(guī)磁體相比，超導(dǎo)磁體的優(yōu)點(diǎn)是其耗能小，可以達(dá)到較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度。如 用傳統(tǒng)方法產(chǎn)生的磁場(chǎng)，其耗電功 率近，每分鐘需冷卻水 ，技術(shù)上也比較困難， 但是使用超導(dǎo)磁體，其耗電功率僅為幾百瓦。

(4) 超導(dǎo)限流器

使用超導(dǎo)限流器不只可以對(duì)電網(wǎng)過流進(jìn)行有效抑制，還具有主動(dòng)復(fù)位功能，有助 于提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

3.4.3 超 導(dǎo) 材 料的市場(chǎng)空間

從產(chǎn)品類型來(lái)看，超導(dǎo)分為低溫超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)。其中，低溫超導(dǎo)應(yīng)用范圍最廣 泛。隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，高溫超導(dǎo)需求將不斷增加。從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，磁共振 成像將成為應(yīng)用需求最多的一個(gè)領(lǐng)域。另外，電子電氣將成為超導(dǎo)技術(shù)需求增速 最快的領(lǐng)域。

超導(dǎo)材料具有在較高磁場(chǎng)下有較大臨界電流密度、高的臨界磁場(chǎng)以及磁損耗較小 等特性。目前，技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛、商業(yè)化程度最高的超導(dǎo)材料是BSCCO 高溫超導(dǎo)材料，各國(guó)研發(fā)和生產(chǎn)重點(diǎn)超導(dǎo)材料是YBCO 高溫超導(dǎo)材料，YBCO 第二 代超導(dǎo)材料是未來(lái)超導(dǎo)材料發(fā)展的方向。而國(guó)內(nèi)超導(dǎo)材料主要是依賴于美國(guó)和日 本進(jìn)口，價(jià)格昂貴，占應(yīng)用產(chǎn)品的50%左右成本。超導(dǎo)行業(yè)發(fā)展必將產(chǎn)生對(duì)超導(dǎo) 材料大量的需求，因此，超導(dǎo)行業(yè)要發(fā)展壯大，超導(dǎo)材料必須國(guó)產(chǎn)化。

根據(jù)2017 年Stratistics MRC 公布的調(diào)查預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，2015 年全球超導(dǎo)產(chǎn) 品市場(chǎng)規(guī)模為8.2 億美元，到2022 年該市場(chǎng)規(guī)模將擴(kuò)大至27.1 億美元，復(fù)合 年均增長(zhǎng)率(CAGR)達(dá)到18.6%。從整條超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值的角度來(lái)分析，超導(dǎo)材

料可占超導(dǎo)設(shè)備成本的40%-50%。從產(chǎn)業(yè)鏈盈利能力的角度來(lái)分析，超導(dǎo)材料的 盈利能力最強(qiáng)，毛利率可達(dá)50% 左右。據(jù)國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會(huì) 分析師稱，“目前國(guó)內(nèi)超導(dǎo)材料主 要從美國(guó)和日本進(jìn)口， 成本昂貴，約占超導(dǎo)應(yīng) 用產(chǎn)品成本的50% 左右”。

根據(jù)2017 年Business Wire 公布的數(shù)據(jù)顯示，2017 年全球超導(dǎo)產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模 高達(dá)61 億美元，2022 年將達(dá)到88 億美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率(CAGR)約為7.5%。 在超導(dǎo)材料應(yīng)用領(lǐng)域，高溫超導(dǎo)材料的市場(chǎng)份額將會(huì)逐步擴(kuò)大。據(jù)美國(guó)能源部預(yù) 測(cè)到2020 年低溫超導(dǎo)材料應(yīng)用市場(chǎng)將達(dá)到45%，高溫超導(dǎo)材料市場(chǎng)占55%;到2030 年低溫超導(dǎo)材料應(yīng)用市場(chǎng)將達(dá)到31.3%，高溫超導(dǎo)材料市場(chǎng)占68.7%。

3.4.4 超 導(dǎo) 材 料的產(chǎn)業(yè)階段

處于產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期，具有重大產(chǎn)業(yè)化 前景。目前我國(guó)已經(jīng)全面突破了實(shí)用化低溫超 導(dǎo)線材制備技術(shù)，已具備批量制備千米級(jí)實(shí)用化MgB2 超導(dǎo)線材的能力。我國(guó)第 一代高溫超導(dǎo)帶材(BSCCO-2223)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距已經(jīng)大大縮小，關(guān)鍵技 術(shù)指標(biāo)基本達(dá)到了實(shí)用化的要求，已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段。在第二代高溫超導(dǎo) 帶材(YBCO)方面，我國(guó)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距迅速縮小。上海和蘇州等地均以 企業(yè)形式制備出了千米級(jí)的YBCO 二代帶材，而且已經(jīng)有一定量的銷售和使用。

3.4.5 超 導(dǎo) 材 料的主要上市 企業(yè)情況：略

3.4.6 超 導(dǎo) 材 料的發(fā)展制約 因素

超導(dǎo)的缺點(diǎn)為現(xiàn)有的高溫超導(dǎo)體還處于必須用液態(tài)氮來(lái)冷卻的狀態(tài)。這種情況是 比較難大規(guī)模做到，在整條通訊線路上采取這樣的技術(shù)是不太實(shí)際的。

3.5 高溫合金

定義:高溫合金是指在650°C以上,具有一定力學(xué)性能和抗氧化、耐腐蝕性能的 合金,或指以鐵、鎳、鈷為基,能在600°C以上的高溫及一定應(yīng)力作用下長(zhǎng)期工作 的一類金屬材料。

3.5.1 高 溫 合 金的特點(diǎn)與優(yōu) 點(diǎn)

具有較高的高溫強(qiáng)度、斷裂韌性、抗氧化、抗熱腐蝕和熱疲勞性能。

3.5.2 高 溫 合 金的應(yīng)用領(lǐng)域

(1) 航空航天領(lǐng)域

我國(guó)發(fā)展自主航空航天產(chǎn)業(yè)研制先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，將帶來(lái)市場(chǎng)對(duì)高端和新型高溫合金 的需求增加。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)被稱為“工業(yè)之花”， 是航空工業(yè)中技術(shù)含量 最高、難度最大的部件 之一。作為飛機(jī)動(dòng)力裝置的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，特別重要的是金屬結(jié)構(gòu)材料要具備輕質(zhì)、 高強(qiáng)、高韌、耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等性能，這幾乎是結(jié)構(gòu)材料中最高的性能 要求。

高溫合金是能夠在600°C以上及一定應(yīng)力條件下長(zhǎng)期工作的金屬材料。高溫合金 是為了滿足現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)材料的苛刻要求而研制的，至今已成為航空發(fā)動(dòng)機(jī) 熱端部件不可替代的一類關(guān)鍵材料。目前，在先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，高溫合金用 量所占比例已高達(dá)50%以上。

在現(xiàn)代先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，高溫合金材料用量占發(fā)動(dòng)機(jī)總量的40%~60%。在航 空發(fā)動(dòng)機(jī)上，高溫合金主要用于燃燒室、導(dǎo)向葉片、渦輪葉片和渦輪盤四大熱段 零部件;此外，還用于機(jī)匣、環(huán)件、加力燃燒室和尾噴口等部件。

(2) 能源領(lǐng)域

高溫合金在能源領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。煤電用高參數(shù)超超臨界發(fā)電鍋爐中，過 熱器和再過熱器必須使用抗蠕變性能良好，在蒸汽側(cè)抗氧化性能和在煙氣側(cè)抗腐 蝕性能優(yōu)異的高溫合金管材;在氣電用燃?xì)廨啓C(jī)中，渦輪葉片和導(dǎo)向葉片需要使 用抗高溫腐蝕性能優(yōu)良和長(zhǎng)期組織穩(wěn)定的抗熱腐蝕高溫合金;在核電領(lǐng)域中，蒸 汽發(fā)生器傳熱管必須選用抗溶液腐蝕性能良好的高溫合金;在煤的氣化和節(jié)能減 排領(lǐng)域，廣泛采用抗高溫?zé)岣g和抗高溫磨蝕性能優(yōu)異的高溫合金;在石油和天 然氣開采，特別是深井開采中，鉆具處于4-150°C的酸性環(huán)境中，加之CO2，H2S 和泥沙等的存在，必須采用耐蝕耐磨高溫合金。

我國(guó)上海電氣、東方電氣、哈爾濱汽輪機(jī)廠等大型發(fā)電設(shè)備制造集團(tuán)在生產(chǎn)規(guī)模 和生產(chǎn)技術(shù)等方面近年來(lái)有了較大 提高，拉動(dòng)了對(duì)發(fā)電設(shè) 備用的渦輪盤的需求。 正在進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化研制的新一代發(fā)電裝備-大型地面燃機(jī)(也可作艦船動(dòng)力)取得 了顯著進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)后將帶動(dòng)對(duì) 高溫合金的需求。同時(shí) ，核電設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化， 也將拉動(dòng)對(duì)國(guó)產(chǎn)高溫合金的需求。

(3) 汽車用高溫合金

汽車渦輪增壓器、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、內(nèi)燃機(jī)的閥座、鑲塊 、進(jìn)氣閥、密封彈簧、火 花塞、螺栓以及熱發(fā)生器等裝置零部件需要高的高溫力學(xué)性能，因此這部分也是 高溫合金材料重要的應(yīng)用領(lǐng)域，其中汽車渦輪增壓器又是最主要的車用高溫合金應(yīng)用領(lǐng)域。渦輪增壓器是高端乘務(wù)車、重型卡車及特種裝備車輛(攪拌車、吊車、 高空車等)中必備的部件，由于渦輪端工作溫度高，均采用高溫合金。目前國(guó)內(nèi) 大量使用的增壓渦輪材料是自行研制的K213，K418，K419 和K4002 等鑄造高溫 合金，國(guó)外用于增壓渦輪的材料有Inconel713C，GMR235，MAR-M247，MAR-M246，X40 等。

此外，高溫合金材料在玻璃制造、冶金、醫(yī)療器械等領(lǐng)域也有廣泛的用途。在玻 璃工業(yè)中應(yīng)用高溫合金零件多大十幾種，如:生產(chǎn)玻璃棉的離心頭和火焰噴吹坩 堝，平板玻璃生產(chǎn)用的轉(zhuǎn)向輥拉管大軸、端頭和通氣管等。

3.5.3 高 溫 合 金的市場(chǎng)空間

目前全球高溫合金年產(chǎn)量約30 萬(wàn)噸，其中美國(guó)產(chǎn)量超過10 萬(wàn)噸，日本和德國(guó)接 近5 萬(wàn)噸，我國(guó)年產(chǎn)量1 萬(wàn)噸。

高溫合金市場(chǎng)受航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)重大專項(xiàng)驅(qū)動(dòng)較為明顯?？紤]政府直接投 入以及帶動(dòng)地方及社會(huì)專項(xiàng)投入，預(yù)計(jì)投資總金額將達(dá)到 3000 億元。高溫合金 作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)投入的重點(diǎn)材料，未來(lái)增速較為可觀。中長(zhǎng)期來(lái)看，核電、工業(yè)、 艦船等領(lǐng)域突破性需求也帶來(lái)高端合金行業(yè)的需求。

根據(jù)中國(guó)金屬學(xué)會(huì)高溫材料分會(huì)測(cè)算，我國(guó)目前高溫合金材料年生產(chǎn)量約1 萬(wàn)噸 左右，每年需求可達(dá)2 萬(wàn)噸以上，市場(chǎng)容量超過80 億元。我國(guó)高溫合金生產(chǎn)能 力與需求之間存在較大缺口，在航天航空、燃?xì)廨啓C(jī)、核電等領(lǐng)域的高溫合金主 要還依賴進(jìn)口。隨著兩機(jī)專項(xiàng)的推進(jìn)以及航空航天工業(yè)、油氣開采以及燃?xì)廨啓C(jī) 等高效能源新興領(lǐng)域的快速發(fā)展，《中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》中預(yù)計(jì)2030 年我 國(guó)高溫合金需求可達(dá)到10 萬(wàn)噸。從高溫合金的需求結(jié)構(gòu)來(lái)看，全球航空航天需 求超55%。

3.5.4 高 溫 合 金的產(chǎn)業(yè)階段

處于產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期 ，具有重大產(chǎn)業(yè)化前景 。高溫合金行業(yè)具有很高的進(jìn)入壁壘。高 溫合金產(chǎn)品具有很高技術(shù)含量，要求一定的技術(shù)儲(chǔ)備和研發(fā)實(shí)力，能夠進(jìn)入該領(lǐng) 域的企業(yè)數(shù)量十分有限。材料產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步需要逐代技術(shù)積累，目前我國(guó)在高溫材 料和產(chǎn)品方面尚未有完整的產(chǎn)業(yè)體系，技術(shù)積累較為缺乏，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵高溫用材上還需依賴國(guó)外進(jìn)口。

3.5.6 高 溫 合 金行業(yè)發(fā)展前 景

高溫合金是航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的難點(diǎn)和瓶頸，而航空航天技術(shù)是一個(gè)綜合國(guó)力 的體現(xiàn)，同時(shí)也是保證國(guó)家安全的戰(zhàn)略關(guān)鍵。因此，我國(guó)全面啟動(dòng)“兩機(jī)”專項(xiàng)， 旨在航天航空領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主可控，追趕上世界先進(jìn)水平。可以判斷，高溫合金的 中期驅(qū)動(dòng)主要來(lái)自“兩機(jī)”專項(xiàng)帶動(dòng)的需求增長(zhǎng)。

對(duì)于高溫合金高端產(chǎn)品要達(dá)到世界先進(jìn)水平，其技術(shù)需要經(jīng)過逐代積累，政策資 金投入起到了加速這一過程的效果，但最終時(shí)間很難判斷，可能是一個(gè)較為漫長(zhǎng) 的過程。

3.6 稀土功能材料

定義:稀土是15 種鑭系元素(鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、 鉺、銩、鐿、镥)以及與鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相似的鈧、釔共17 種稀有元素的統(tǒng) 稱。稀土新材料約占稀土材料的6 成，按功能劃分為稀土永磁材料、稀土催化材 料、稀土儲(chǔ)氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土超拋光材料五大類。其中，稀土永磁材 料占比超過63%，是稀土功能材料中規(guī)模最大、增速最快的種類，主要公司包括 中科三環(huán)、寧波韻升、銀河磁體等。

3.6.1 稀 土 功 能材料分類及 其特點(diǎn)與應(yīng)用

稀土永磁材料:稀土永磁材料是將釤、釹混合稀土金屬與過渡金屬(如鈷、鐵等) 組成的合金，用粉末冶金方法壓型燒結(jié)，經(jīng)磁場(chǎng)充磁后制得的一種磁性材料。土 永磁材料是現(xiàn)在已知的綜合性能最高的一種永磁材料，它比十九世紀(jì)使用的磁鋼 的磁性能高100 多倍，比鐵氧體、鋁鎳鈷性能優(yōu)越得多，比昂貴的鉑鈷合金的磁 性能還高一倍。

由于稀土永磁材料的使用，不僅促進(jìn)了永磁器件向小型化發(fā)展，提高了產(chǎn)品的性 能，而且促使某些特殊器件的產(chǎn)生，所以稀土永磁材料一出現(xiàn)，立即引起各國(guó)的 極大重視，發(fā)展極為迅速。我國(guó)研制生產(chǎn)的各種稀土永磁材料的性能已接近或達(dá) 到國(guó)際先進(jìn)水平。

稀土催化材料:輕稀土鑭、鈰和鐠等元素具有獨(dú)特的4f 電子層結(jié)構(gòu),在化學(xué)反應(yīng) 中具有良好的助催化性能,因此被 用作優(yōu)良的催化材料。 目前已進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)的 稀土催化材料包 括分子篩稀土催化材料、稀土鈣鈦礦催化材料、以及鈰鋯固溶 體催化材料等,主要應(yīng)用于石油催化裂化(FCC 催化劑)、機(jī)動(dòng)車尾氣凈化、工業(yè) 有機(jī)廢氣凈化、催化燃燒和固體氧化物燃料電池等方面。

稀土儲(chǔ)氫材料:人們很早就發(fā)現(xiàn)，稀土金屬與氫氣反應(yīng)生成稀土氫化物REH2， 這種氫化物加熱到1000°C以上才會(huì)分解。而在稀土金屬中加入某些第二種金屬 形成合金后，在較低溫度下也可吸放氫氣，通常將這種合金稱為貯氫合金。在已 開發(fā)的一系列貯氫材料中，稀土系貯氫材料性能最佳，應(yīng)用也最為廣泛。其應(yīng)用 領(lǐng)域已擴(kuò)大到能源、化工、電子、宇航、軍事及民用各個(gè)方面。用于化學(xué)蓄熱和 化學(xué)熱泵的稀土貯氫合金可以將工廠的廢熱等低質(zhì)熱能回收、升溫，從而開辟出

了人類有效利用各種能源的新途徑 。利用稀土貯氫材料釋 放氫氣時(shí)產(chǎn)生的壓力， 可以用作熱驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力，采用稀土貯氫合金可以實(shí)現(xiàn)體積小、重量輕、輸出功率 大，可用于制動(dòng)器升降裝置和溫度傳感器。

稀土發(fā)光材料:稀土發(fā)光材料是由稀土4f 電子在不同能級(jí)間躍出而產(chǎn)生的，因 激發(fā)方式不同，發(fā)光可區(qū)分為光致發(fā)光、陰極射線發(fā)光、電致發(fā)光、放射性發(fā)光、X 射線發(fā)光、摩擦發(fā)光、化學(xué)發(fā)光和生物發(fā)光等。稀土發(fā)光具有吸收能力強(qiáng)，轉(zhuǎn) 換效率高，可發(fā)射從紫外線到紅外光的光譜，特別在可見光區(qū)有很強(qiáng)的發(fā)射能力 等優(yōu)點(diǎn)。稀土發(fā)光材料已廣泛應(yīng)用在顯示顯像、新光源、X 射線增光屏等各個(gè)方 面。

稀土超拋光材料:稀土拋光材料作為研磨拋光材料以其粒度均勻、硬度適中、拋 光效率高、拋光質(zhì)量好、使用壽命長(zhǎng)以及清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于光學(xué) 玻璃、液晶玻璃基板以及觸摸屏玻璃蓋板的拋光。特別是近年來(lái)隨著液晶顯示器 的產(chǎn)業(yè)的興起與不斷壯大，高性能液晶拋光粉得到了快速發(fā)展。

我國(guó)稀土拋光材料行業(yè)在眾多稀土材料應(yīng)用領(lǐng)域中，跨越了從普通玻璃制造行業(yè) 轉(zhuǎn)向光電子顯示行業(yè)，由傳統(tǒng)應(yīng)用到光電子高技術(shù)提升的過程。稀土拋光材料以 其獨(dú)特、靈活的使用特性，已經(jīng)成為當(dāng)今世界光電子傳輸顯示行業(yè)必不可少的材 料。目前，我國(guó)稀土拋光材料被廣泛應(yīng)用于液晶玻璃、手機(jī)面板、光學(xué)玻璃等器 件的拋光。

3.6.2 稀 土 功 能材料的市場(chǎng) 空間

新能源汽車快速拉動(dòng)高端稀土磁材需求。2017 年，我國(guó)新能源汽車?yán)塾?jì)銷量達(dá)77.7 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)53%;2018 年1-10 月，新能源汽車?yán)塾?jì)銷量達(dá)86 萬(wàn)輛， 同比增長(zhǎng)76%。根據(jù)國(guó)家新能源汽車發(fā)展規(guī)劃，2020 年新能源汽車產(chǎn)能將達(dá)到200 萬(wàn)輛。隨著海外汽車品牌紛紛加入新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)，預(yù)計(jì)全球2020 年新能 源汽車將達(dá)到300-400 萬(wàn)輛。

伴隨新能源汽車在全國(guó)大范圍的推廣，行業(yè)景氣度不斷提升，稀土磁材行業(yè)受益 明顯。2016 年中國(guó)新能源汽車消耗釹鐵硼磁材2300 噸左右，產(chǎn)值9.66 億元。 預(yù)計(jì)到2020 年，將消耗釹鐵硼磁材近萬(wàn)噸，產(chǎn)值達(dá)到40 億元左右。根據(jù)智研咨 詢對(duì)釹鐵硼主要的7 個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域需求量拆分，新能源汽車是應(yīng)用前景最好、增速 最快的領(lǐng)域，風(fēng)力發(fā)電、變頻家電和節(jié)能電梯是應(yīng)用較大的低碳工業(yè)領(lǐng)域，傳統(tǒng) 汽車EPS、工業(yè)機(jī)器人和智能手機(jī)需求增長(zhǎng)相對(duì)較小。綜合來(lái)看，未來(lái)三年國(guó)內(nèi) 對(duì)高性能釹鐵硼永磁材料需求增長(zhǎng)約15%左右。因此，國(guó)內(nèi)主要磁材生產(chǎn)企業(yè)擴(kuò) 產(chǎn)意愿強(qiáng)烈。

長(zhǎng)期來(lái)看，隨著新能源、航空航天、原子能工業(yè) 、結(jié)構(gòu)陶瓷、生物醫(yī)療、磁性材 料、電學(xué)、冶金機(jī)械及石油化工等高技術(shù)領(lǐng)域不斷發(fā)展，稀土深加工及應(yīng)用的結(jié) 構(gòu)升級(jí)，稀土功能材料的市場(chǎng)容量和附加值也將進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.6.3 稀 土 功 能材料的產(chǎn)業(yè) 階段

目前稀土產(chǎn)業(yè)已處 于產(chǎn)業(yè)成熟期，增速較為穩(wěn)定。我國(guó)稀土儲(chǔ)量占世界的36.67%， 產(chǎn)量占比83%，均居世界第一，在全球稀土產(chǎn)業(yè)鏈上具有舉足輕重的地位。2007-2017 年我國(guó)稀土行業(yè)總產(chǎn)值從287.6 億元增長(zhǎng)至840 億元，其中，2011 年工業(yè)產(chǎn)值為852.4 億元，同比增加127.0%，達(dá)到歷史峰值，主要源于2011 年 以來(lái)我國(guó)稀土行業(yè)市場(chǎng)和政策方面出現(xiàn)重大變化，主要稀土品種的價(jià)格在2011 年出現(xiàn)較大漲幅。之后稀土價(jià)格回調(diào)較大，但行業(yè)總產(chǎn)值基本保持平穩(wěn)，產(chǎn)業(yè)附 加值得到提升。

3.6.4 稀 土 功 能材料的企業(yè) 情況：略

3.6.5 稀 土 功 能材料的發(fā)展 制約因素

(一)稀土資源開采方式粗放，資源浪費(fèi)與環(huán)境污染并存

由于利益的誘惑，我國(guó)一些地方小企業(yè)在開采稀土資源時(shí)采用粗放的開采方式 ， 不惜以破壞生態(tài)環(huán)境為代價(jià)，換取短期 利益 ，造成稀土礦產(chǎn)濫采濫挖 、采富 棄貧 、資源回收利用率低等現(xiàn)象。

此外，稀土礦產(chǎn)和冶煉生產(chǎn)過程中，也對(duì)周圍居民生活環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，造 成了地下水污染 ，農(nóng)作物絕收，嚴(yán)重影響了周圍居民的正常生活和生產(chǎn)。

(二)稀土產(chǎn)品附加值低，產(chǎn)業(yè)缺乏核心技術(shù)

而我國(guó)一直處于稀土產(chǎn)業(yè)鏈的低端，主要集中在稀土開采、冶煉分離等環(huán)節(jié)，造 成稀土產(chǎn)品科技含量不高、產(chǎn)品附加值較低。衡量稀土產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)之一是稀土 專利。雖然我國(guó)已經(jīng)成為全球申報(bào)稀土專利數(shù)量最多的國(guó)家，但是就專利質(zhì)量而 言還有較大的差距。

(三)稀土產(chǎn)業(yè)政策不完善，行業(yè)監(jiān)管困難

我國(guó)政府近年來(lái)在稀土資源開采、稀土行業(yè)準(zhǔn)入條件等方面，出臺(tái)了一系列相關(guān) 政策。正是由于出臺(tái)了限制出口、開采總量控制等政策，導(dǎo)致稀土前端企業(yè)經(jīng)營(yíng) 績(jī)效良好，這說明政策調(diào)控對(duì)前端企業(yè)發(fā)揮了比較明顯的調(diào)控效用。但是在增強(qiáng) 高端產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)研發(fā)能力、培養(yǎng) 高科技人才、發(fā)展稀土 產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)等方面，

未制定具體的專項(xiàng)政策。我國(guó)稀土礦山大多位于偏遠(yuǎn)山區(qū)，而監(jiān)管機(jī)構(gòu)設(shè)置在市 區(qū)，造成了執(zhí)法部門監(jiān)管困難 。

4、 科創(chuàng)板新材料公司估值方法討論：略

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（報(bào)告來(lái)源：財(cái)通證券；分析師：李帥華）