新材料行业发展前景预测
水泥 2001-03-23
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新材料的特点
与传统材料相比，新材料具有四大特点，即：高性能、多功能、智能化和低成本。下面以几种新材料为例，对新材料的特点作一个简要说明：
1、高性能
高性能既是新材料的特点，又是新材料的发展方向。从历史上看，80年代先进复合材料大多采用T300类型的碳纤维和环氧树脂件作为基体，这类材料的抗拉强度只有3000－ 3530MPa，无法满足新一代战斗机和新一代战略核武器的要求。随着时间的推移，性能更好的碳纤维象T800、T1000不断研究开发成功，并投入市场。相对于T300而言，T800或T1000 在零度方向的抗拉强度可提高74％到100％，从而大幅度地提高复合材料的性能。预计将来还会有更多的新材料出现并取代现有的材料，从而推动材料性能的进一步提高和材料工业的进一步发展。
2、多功能
高技术的发展要求材料不再是单一的结构材料或功能材料，如航天高技术的发展要求由一种材料承担多种功能，包括：防热、抗核、承载、吸波、透波、隐身、减震、降噪等。因此材料发展中的一种新趋势是结构材料和功能材料的互相渗透，即结构材料的功能化（如结构吸收材料）和功能材料的结构化（如热结构材料），这就是材料发展中的综合集成。
21世纪的复合材料将往复合化、多功能的方向发展，复合材料将成为具备两种或两种以上功能的材料，如隐身／结构、防热／结构、防热／抗核、阻尼／结构、防热／抗核／结构、防热／抗核／隐身等。
3、智能化
由材料、结构和电子互相融合而构成的智能材料与结构，是当今材料与结构高新技术发展的方向。智能材料的特点与实质在于能够对外界环境变化做出适时、灵敏和恰当的响应，它具备传感、控制和驱动的功能，即具有获取、识别、处理和执行的能力，可以自动调解，并具备自诊断、自适应、自修复能力。智能材料与结构已被许多国家确认为必须重点发展的一门新技术，并将成为21世纪新材料的重要发展方向。
4、低成本
碳纤维目前被划分为宇航级和工业级两类，也被称为小丝束和大丝束。90年代以来碳纤维材料开始向土木建筑、桥梁、交通运输、汽车工业、能源等领域发展，经济可承受性成为决定该材料能否应用的关键。国际市场上每磅工业级大丝束碳纤维售价在8美元－10美元，而宇航级碳纤维每磅售价在15美元－20美元，价格相差近一倍，而超高模量的碳纤维，每磅价格高达上百美元甚至数百美元，是工业级大丝束碳纤维的十倍甚至几十倍。由于价格是开发碳纤维市场的关键因素，因此工业级大丝束碳纤维是今后碳纤维发展的方向。
为此，国内外大力开展了低成本碳纤维材料技术的研究，这种低成本技术已成为近年来碳纤维材料研究的重点。低成本的碳纤维技术可以把生产周期缩短几倍到几百倍，大幅度降低材料成本，使该材料在民用工业中大量应用成为可能。
行业特点
新材料行业包括新材料及其相关产品和技术装备。与传统材料行业相比，新材料行业具有三个特点：
1、技术与投资高度密集
技术密集是指新材料在研制和制造过程中技术的多样性、边缘性和综合性。新材料行业涉及自然科学和工程技术，多学科交叉渗透，知识和技术高度密集，如利用计算机实现材料设计、先进加工和制造技术进行新材料的生产、先进的仪器设备进行新材料的检测和评价等。
投资密集指研究开发和生产新材料产品要求有一定的投资强度。新材料行业的放大技术复杂，行业装备一次性投入大，尤其是在工程化研究以及建立规模经济生产线时，更要求比较大的投资。
2、高风险、高收益
从风险的角度看，首先，由于应用领域的进步，对新材料的技术要求进一步提高，研发风险提高；其次，新材料品种多，大批量产品相对较少，由于工艺集成度加大，生产流程缩短，知识转化为技术和产品的效率提高，存在行业风险；第三，由于高新技术迅猛发展，新材料本身更新换代速度加快，生命周期缩短，产品风险加大。
从收益的角度看，一般传统材料行业的附加值不过几倍，个别达到几十倍，新材料行业的附加值可达到百倍或更高，如有些生物医用材料每千克的市场价格高达十几万美元，几乎可以称得上“一本万利”。
3、行业创新效应明显
新材料的应用从军事工业（航空航天、核武器等）开始，逐渐转向军用工业（电子、化工、汽车等）和向人民生活直接消费品（医疗器械、家用电器、体育娱乐等），应用领域越来越广。新材料的产品门类品种繁多，其应用渗透到各个行业部门，它的发展既是各行业发展的推动力，又强烈地依赖于各行业的支撑作用。
新材料是其他高新技术行业发展的支撑和先导，新材料行业的创新往往带动其他高新技术行业的突破和发展。以信息材料为例，20世纪50年代单晶硅材料的出现，使半导体晶体管从锗向硅发展，进一步硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命，促使微电子技术和计算机技术得到了飞速发展；70年代初，石英光纤维材料和砷化镓等化合物半导体激光材料的出现，促进了光导纤维通信技术迅速发展，并逐步形成高技术产业。
行业发展现状与前景
新材料行业涉及多个工业领域，目前世界上没有对整个新材料行业规模的统计数据。但是，从近年来某些新材料单项的产值和销售收入，可以看出新材料行业的发展速度：
1994年世界汽车工业用先进复合材料产值约250亿美元，石油工业用先进金属材料产值约为130亿美元；
1995年世界上信息功能陶瓷材料及其制品的销售收入约210亿美元，预计2010年将达到800亿美元；
1995年全球钕铁硼稀土永磁材料的产值为8亿美元，预计2010年产值将达到83亿美元；
1996年世界多晶硅产量为12450吨，1997年约为17950吨，2000年将增产5倍；
1995年世界超导材料的年销售额为10美元－20亿美元，2000年预计为80美元－120 亿美元，2010年的销售额预计将达到600美元－900亿美元；
1995年世界生物医用材料的产值约为600亿美元（占医疗器械总产值的50％左右），2000 年将达到1000亿美元。
美国预测，到2000年，12项新兴技术行业在世界市场的销售额约为1万亿美元，其中新材料约为4000亿美元，约占40％；日本预测，2000年其国内新材料的市场达到95000－126000亿日元。
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