钢铁研究总院赵栋梁共43页PPT资料

应用第一 占世界的60 %
稀土材料产业状况分析
新材料应用比例已上升到应用总量的53％， 新材料应用中的64％为稀土永磁，9%为稀土储氢合金 稀土永磁材料已成为稀土应用领域中发展最快和最大的产业。
稀土功能材料：稀土永磁
NdFeB磁体产量/产值分布图
2019年全球NdFeB磁体产量分布图
1% 16%
主要内容
一、功能材料简介 二、功能材料产业现状和发展趋势
功能材料
具有特殊物理、化学和生
材
物性能的材料
信息、生物、能源及 先进制造等高新技术 领域和国防建设的重 要基础材料
功能材料
料
结构材料
材料划分为两 大类：结构材 料和功能材料
大量的材料科学基础 问题和材料技术基础 问题急待解决
集中体现了材料科学涉及物理学、 化学、数学、力学、光学、信息科 学、生物学、医学、微机械学、微 加工学等多学科领域的特征
一、稀土功能材料
稀土在新材料中的应用
磁性材料
发光材料
催化材料
稀土材料
国防军工 航空航天 汽车家电
生物材料
信息材料
储氢材料
信息通信 绿色能源
稀土功能材料
发达国家：将稀土列为重要战略资源 稀土新材料研究和相关应用产业作为重点发展领域
资源第一 占世界的35%
生产第一 占世界的95%
出口第一 占国外用量的90%
节能环保、信息技术、装备制造、新能源
规划
《决定》中关于新材料产业的论述
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
发展重点
2.产业规模不断壮大
“十五”、“十一五”期间，产业发展迅速，部分材料产能居世界前列
3.部分关键技术取得重大突破
非晶合金、取向硅钢等达到或接近国际水平
4.创新能力弱、保障能力差
产业现状及发展趋势
发展趋势：
1.新技术的融合：
纳米技术、生物技术、信息技术等与新材料技术的融合
2.结构与功能一体化 3.功能材料智能化 4.战略性新型产业需求
品；我国生产的磁体磁能积+矫顽力在56-65之间，在耐高温及超 高矫顽力NdFeB磁体（磁能积+矫顽力≥70）的产业化生产上仍存 在一定差距。在高技术领域对永磁材料提出更为全面的技术指标 要求。
我国烧结NdFeB研发和产业回顾
“十五”、“十一五”期间，在“863”等国家 项目的支持下，我国高性能烧结钕铁硼的研发及 产业化取得了一系列可喜的进步。
益好。
(5) 发展迅速，更新换代快。
功能材料
作用和地位：
(1) 功能材料在信息时代起到基础和核心作用。 (2) 是现代国防的坚强后盾，是决定武器装备是否先进的
基础，是决胜的关键因素之一 (3) 是国民经济水平的反映，是国民经济收入的主要成分
之一。 (4) 应用广泛、在许多现代装备系统中，起着大脑、心脏
和经络传输等功能。
功能材料
功能材料分类：
精密合金：软磁、永磁、弹性、膨胀、热双金属、电阻合金 新型功能材料：能源储存与转换材料、超导材料、半导体材料、……
功能材料结构化—结构材料功能化
结构功能一体化
金属功能材料
磁性材料
软磁材料 永磁材料
金属软磁材料 软磁铁氧体
永磁铁氧体 稀土永磁 铝镍钴等
半硬磁材料 特种磁性材料
4.其它功能材料： 高磁感取向硅钢、铁基非晶合金带材、超细超纯铜合金
5.关键装备
重大工程（专项工程）
1.高强轻型合金材料专项工程 2.高性能钢铁材料专项工程 3.稀土及稀有金属功能材料专项工程 4.碳纤维低成本化与高端创新示范工程 5.高性能膜材料专项工程 6.先进电池材料专项工程 7.新型节能绿色建材示范应用专项工程 8.电子信息功能材料专项工程 9.生物医用材料专项工程 10.新材料创新能力建设专项工程
中国已超过世界总产量的83％
日本占16％
欧美不到1％
83%
中国
日本
欧洲
2019年全球NdFeB磁体产值分布图
2%
从产值上来说，
34%
中国占64％，
日本占34％，
64%
欧美2％。
中国
日本
欧洲
钕铁硼产品结构
核磁共振,1% 其它, 5% 音圈电机 , 4% 磁传动, 4%
磁化, 5%
电声器件 , 32%
重点解决 产业化各环节关键技术 产业化技术装备和工艺
提升了 稀土永磁产品档次 国家稀土永磁产业的国际竞争力
掌握N55系列高档烧结钕铁硼磁体制备技术
解决了千吨级高性能钕铁硼永磁生产线中存在 的共性问题，提升了我国烧结钕铁硼产业水平。
高技术产业群，广阔的潜在 市场、极为重要的战略意义
功能材料发展趋势
三维
传统
宏观多体材源自材料向微学
料向
向人
观纳
科
低维
工设
米发
交
材料
计材
展
叉
发展
料
高性能化、多功能化、复合化、 智能化和低成本化方向发展。
主要特点
功能材料
(1) 功能特殊、性能优异、不可取代 (2) 知识密集、技术密集、属高新科技材料，难度大，保密性强。 (3) 品种规格多、形状差异大、尺寸精度高。 (4) 单件用量少、生产规模小，产品价格较贵，经济效益和社会效
磁分离, 19%
通信, 12%
电机 , 18%
日本钕铁硼产品结构
电声器件, 2%
磁传动, 5%
其它, 2%
我国钕铁硼产品结构
通信, 11% 核磁共振, 13%
音圈电机, 44%
电机, 23%
NdFeB产业存在的问题
1.专利许可 2.产业分散 3.缺乏向元器件和整机一体化发展 4.高端产品占有率较低，仅为37%左右，而日本几乎全部为高端产
磁致伸缩材料 磁阻抗材料
磁光材料
电工钢 电磁纯铁 铁镍合金 非晶微晶合金 特种软磁合金
功能材料的应用状况
新能源
电力
信息 生物
航天
交通运输
功能 材料 应用
军事
电子 通信 仪表
家用电器 科学研究
产业现状及发展趋势
产业现状：
1.产业体系初步建立
形成了研发、设计、生产和应用，品种和门类较为齐全的产业体系
特种功能材料：
1.稀土金属功能材料： 提高性能、扩大高端应用、增加产品附加值，发挥资源优势，壮大产业规 模。大力发展稀土永磁、发光、储氢、催化、抛光材料产业。
2.稀有金属材料： 高纯稀有金属靶材、钨钼、铼等及合金制品，硬质合金、原子能级锆材等
3.半导体材料： 高纯度、大尺寸、低缺陷、高性能、低成本。电子级多晶硅、大尺寸单晶 硅、抛光片、外延片等材料，开发GaN、GaAs、SiC、InP等半导体， CuInGaSn、CuInS、CdTe等光伏薄膜材料