材料科學(xué)與工程學(xué)導(dǎo)論—第五章—國內(nèi)外材料領(lǐng)域發(fā)展新(編輯修改稿)
2025-01-26 04:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 展態(tài)勢分析 新能源材料 世界新型功能材料發(fā)展態(tài)勢 鋰 質(zhì) 子 交 換 膜 固 體 氧 化 物 電 池 中國鈷酸鋰 4000噸 /年，占世界 50％ 深圳比亞迪為亞洲最大的電池制造商 世界光伏裝機(jī)容 量超 1500MW； 2023年多晶硅轉(zhuǎn) 換效率達(dá) 18％， 成本 1美元。 太陽能電池 固體氧化物燃料電池在 800℃ 功率最大可達(dá) 。 05年中國無錫尚德太陽能公司在紐約上市，市 值達(dá) ，進(jìn)入世界光伏產(chǎn)業(yè) 5強(qiáng)。 世界新材料技術(shù)發(fā)展態(tài)勢分析 生物醫(yī)用材料 世界新型功能材料發(fā)展態(tài)勢 生物陶瓷 氧化鋁、氧化鋯、 磷酸鈣、碳素 醫(yī)用金屬及合金 醫(yī)用不銹鋼 醫(yī)用鈷基合金 醫(yī)用鈦及鈦合金 醫(yī)用高分子 醫(yī)用聚乙烯、 聚氨酯、聚硅氧烷 生物衍生材料 豬心瓣膜、再生膠原、 殼聚糖、凝膠 醫(yī)用復(fù)合材料 羥基磷石灰增強(qiáng)聚乙烯 碳纖維增強(qiáng)聚乳酸 目前全球生物醫(yī)用材料產(chǎn)值達(dá) 800億美元，預(yù)計(jì) 2023年 超過 4000億美元。 世界新材料技術(shù)發(fā)展態(tài)勢分析 世界新型功能材料發(fā)展態(tài)勢 智能材料 智能材料通常指具有感知刺激、對之進(jìn)行分析、處理、 判斷，并采取一定措施適度響應(yīng)的材料，一般由基體材料、 敏感材料、驅(qū)動材料和信息處理器四部分組成。 未來飛機(jī)將無須操作機(jī) 翼就能自動拐彎，可減 少拉力和降低油耗。 形狀記憶合金－ 飛船網(wǎng)狀自展天線 會發(fā)電的 網(wǎng)球拍 世界新材料技術(shù)發(fā)展態(tài)勢分析 世界新型功能材料發(fā)展態(tài)勢 智能材料研究 納米智能材料 06年 11月 ,大眾公司推出 由納米智能材料設(shè)計(jì)的 概念車 Nanospyder 。 該車車身由智能納米材料組成。利用納米材料構(gòu)成直徑小 于 ，組成了極為堅(jiān)固的車身結(jié)構(gòu)，并且 在車輛受到撞擊后，納米材料能夠改變排列形式，讓堅(jiān)固 的車身轉(zhuǎn)化為可以吸收能量的軟性材料。 單 硅基材料 晶 硅 芯 片 世界新材料技術(shù)發(fā)展態(tài)勢分析 世界電子信息材料發(fā)展態(tài)勢 微電子、光電子外延材料 光電子材料 新型元器件材料 微電子、光電子外延材料 美、德、日的六大硅片公司 銷售量占世界 90％以上；預(yù)計(jì) 2023年單 晶硅和外延片產(chǎn)量達(dá)到 寸。 16 〃 、 18〃單晶硅的制備工藝和 設(shè)備已取得顯著進(jìn)展， 18〃單晶硅及其 拋光片將在 2023年大規(guī)模使用。 世界新材料技術(shù)發(fā)展態(tài)勢分析 微電子、光電子外延材料 世界電子信息材料發(fā)展態(tài)勢 SIO材料： Silicononinsulator, 絕緣體硅片 50％ 10％ 2023 2023 SIO占世界硅市場比例 IBM公司年消耗 8 〃 SOI外延片 36萬片，正投資 50億美元 興建 12 〃 SIO生產(chǎn)線。國內(nèi)僅有四、五家參與 SIO研究， 目前僅能生產(chǎn) 4－ 6 〃的 SOI外延片。 世界新材料技術(shù)發(fā)展態(tài)勢分析 微電子、光電子外延材料 世界電子信息材料發(fā)展態(tài)勢 SiGe/Si外延材料的發(fā)展將為新一代器件奠定基礎(chǔ) 硅鍺材料作為新一代的硅基半導(dǎo)體材料，其頻率特性優(yōu)于 硅。國際上的 SiGe/Si以 6－ 8 〃為主。中國有四、五家單位 參加研究，清華微電子所具有 1萬片 / 年的生產(chǎn)能力。 LED外延材料將推進(jìn)半導(dǎo)體照明材料的發(fā)展 美國投資 5億美元－ “國家半導(dǎo)體照明計(jì)劃” （ 2023－ 2023） 北京工業(yè)大學(xué)智源科技 GaN基藍(lán)色 LED 發(fā)展有限責(zé)任公司 世界新材料技術(shù)發(fā)展態(tài)勢分析 光電子材料 世界電子信息材料發(fā)展態(tài)勢 紅外探測器材料開發(fā)受到世界各國高度重視 紅外探測器中的 LnP單晶的實(shí)用化水平為直徑 2〃；未來的紅 外探測材料將是大面積高均勻性的 HgCdTe外延薄膜及 ZnCdTe襯底材料。 預(yù)計(jì) 06年美國紅外探測器產(chǎn)值達(dá) 130億美元。 LnP單晶 HgCdTe薄膜 世界新材料技術(shù)發(fā)展態(tài)勢分析 光電子材料 世界電子信息材料發(fā)展態(tài)勢 LCD（液晶顯示器件）材料的發(fā)展孕育巨大市場 Liquid Crystal Display TFT( Thin Film Transistor, 薄膜晶體管型 )LCD用高檔硼硅玻璃市場達(dá) 3000萬 m2，已成為 21世紀(jì)最有發(fā)展前景的顯示技術(shù)之一。 2023年 LCD全球市場收入達(dá) 550億美元，其中 TFTLCD占 87％。 未來發(fā)展主要集中在高速度、優(yōu)質(zhì)畫面和三維顯示等。 數(shù)碼相機(jī) 電腦顯示屏 三維顯示液晶屏 世界新材料技術(shù)發(fā)展態(tài)勢分析 光電子材料 高亮度 OLED材料成研發(fā)熱點(diǎn) 世界電子信息材料發(fā)展態(tài)勢 Organic Light Emitting Diodes 有機(jī)電致發(fā)光顯示器 (OLED)在通訊器材等領(lǐng)域應(yīng)用前景十分廣闊； 目前國際上與 OLED相關(guān)的專利已經(jīng)超過 1400份； 05年 1月，韓國三星開發(fā)了全球最大的 21 〃的 OLED顯示屏。 OLED原理 OLED應(yīng)用 世界新材料技術(shù)發(fā)展態(tài)勢分析 光電子材料 世界電子信息材料發(fā)展態(tài)勢 激光晶體材料發(fā)展逐漸成熟，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬 Nd:YAG成為最廣泛的激光晶體，直徑可達(dá) 100mm； Nd:YVO4市場份額逐漸增大 ； Nd:YLF， Ho:YAG ， Er:YVO4也已形成商品 ； 激光晶體材料向著大尺寸、高功率、寬帶可調(diào)譜、新波長方向發(fā)展。 Nd:YAG Nd:YVO4 Nd:YLF Ho:YAG 世界新材料技術(shù)發(fā)展態(tài)勢分析 光電子材料 世界電子信息材料發(fā)展態(tài)勢 無機(jī)非線性光學(xué)晶體－中國處于世界領(lǐng)先水平 發(fā)明偏硼酸鋇、三硼酸鋰、摻鎂鈮酸鋰等光學(xué)晶體 實(shí)現(xiàn)熔劑法制備磷酸鈦氧鉀（ KTP）晶體產(chǎn)業(yè)化 發(fā)明 KBBF（ KBe2BO3F2）并實(shí)現(xiàn) 197193nm、 200 170nm 激光的有效輸出，為第四代光存儲光源奠定了基礎(chǔ)。 偏硼酸鋇 三硼酸鋰 磷酸鈦氧鉀 KBBF 北工大材料學(xué)院晶體材料研究室 世界新材料技術(shù)發(fā)展態(tài)勢分析 光電子材料 世界電子信息材料發(fā)展態(tài)勢 世界光纖及光纜材料出現(xiàn)新趨勢 美、日、歐盟在光纖及光纜領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先位置 04年全球光纖需求量為 Km，累計(jì)光纖總量為 9億 Km 發(fā)展大直徑拉絲光纖預(yù)制棒成為降低成本的主要措施 光纖預(yù)制棒生產(chǎn)工藝 光纖 世界新材料技術(shù)發(fā)展態(tài)勢分析 新型元器件材料 世界電子信息材料發(fā)展態(tài)勢 電子陶瓷材料發(fā)展備受關(guān)注 日、美在介質(zhì)陶瓷材料領(lǐng)域處于國際領(lǐng)先位置，我國產(chǎn)量僅 次于日，美，但高端產(chǎn)品不多，如微波介質(zhì)陶瓷、熱敏電阻、 AlN陶瓷等方面存在相當(dāng)差距。 介質(zhì)陶瓷將向著小型化、集成化、智能化、無害化和易回收 等方向發(fā)展。 無鉛陶瓷 AlN陶瓷 世界新材料技術(shù)發(fā)展態(tài)勢分析
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