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lô đề hôm nay(www.vng.app):金属新材料应用场景广阔,有哪些金属新材料技术已闯出“名堂”?

admin2022-11-228新2开户

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阵列不断扩大、性能更显精准的金属新材料正逐步打破现有材料领域存在的诸多困局。高性能金属新材料不断涌现,成为各个产业领域能级提升的关键要素。但金属新材料发展仍需闯过“创新关”“成本关”“应用关”,才能助力相关产业深度拓掘出高附加值。


金属材料应用范围广泛、历史悠久,如何提高金属材料的强度、韧性和塑性一直是研究领域的热门课题,金属新材料是全球新材料产业发展的重要方向之一。力、热、电磁、光、声等指标左右着金属新材料的应用领域变化,制造业转型升级需要金属新材料方面的科技创新与成果转化的支持。


应用场景广阔的金属新材料


金属新材料的应用场景广阔。先进合金是能源、海洋和交通等高端装备不可或缺的关键结构材料,铝、镁等轻合金是装备轻量化的关键因素。快速发展的电子产品对合金材料的导电、导热、强度、应力松弛等性能指标上都提出更高要求。性能更加优异、生物可降解的新型医用金属材料是健康产业的突破点之一,抗菌医用金属、生物功能化金属、生物可降解金属等都是可发力的细分方向,其耐蚀性能、耐磨损性能、生物相容性、生物活性等方面的指标均有待深研进而提高。“双碳”目标也带动了新能源领域金属新材料的需求增加,新能源汽车的锂电池、风电与核电设备等都需要应用大量的金属新材料。



近年来,国内供给侧改革和能耗管控、疫情影响和贸易摩擦等外生扰动、新老产业加快替代等因素,致使新材料领域加速变革。对于工业金属领域来说,行业发展逻辑已经从需求端转向供给端。产业升级进程中,衍生出了众多材料方面供给需求的短期错配和长期矛盾,这在很大程度上决定了金属新材料领域的发展走向。综合市场需求和技术演进程度,业界提出,在产业链前端,可面向关键金属资源需求,提升冶金产业创新效率。在产业链中端,可将制造过程中的工艺难题转移到材料上,通过材料与结构方面的创新解决产品制造过程中的问题,突破成型工艺、应力匹配等技术环节。在产业链终端,根据产业链延伸需要定制符合相关指标的产品,最终应用于大功率微波通信、工业控制功率电子模块、5G/6G基站电子模块、高速列车控制器、电力系统功率模块等高精尖产品。


新材料产业的发展可赋能其他产业的快速跃进,按此思路,跨行业协同式创新将为金属新材料领域的发展指明路径。金属新材料领域的行业壁垒呈日渐加深的态势,高端金属材料迭代升级加速,中低端金属材料在成本线上反复,对不具备资源优势和技术优势的我国企业影响较大。在高温合金、高性能合金、高品质特殊钢、高纯稀有金属材料、高端稀土功能材料等高端金属新材料方面,我国尚处于不断追赶国际水平的过程中,随着产业升级和战略转型,国产化和进口替代的需求迅速放大因而压力较大;中低端金属材料则以价格战的形式掩盖了行业壁垒的本质,对下游终端应用的相关产业造成困扰。


节约化、增值化和循环利用等实现稀贵金属高效利用的关键方向对于金属新材料同样适用,可通过精细化制备技术创新,大力发展高分散、高致密、高纯化、高取向等精细化制备技术,在保证金属新材料的功能属性前提下,最大程度地节约原料,获取更高、更稳定的产品性能。此外,金属新材料的研发存在研发周期过长、研发投入过大的问题,使用AI赋能金属新材料的研发被视为目前的最优解,但我国相当部分的AI产业资源偏向消费类,专研制造类的不多。


当前,有哪些金属新材料技术已经闯出了点“名堂”呢?


液态金属走入生活,闯出发展新路


“包裹感很好,很轻巧。固定时,哪里不对还可以矫正,拆卸下来可继续使用。”贵州省27岁的孔先生第一次知晓液态金属,并与之亲密“接触”,就被它的神奇折服。


据孔先生介绍,他因手臂受伤骨折,到云南省宣威市第一人民医院治疗。手术后,先用传统石膏固定手臂,举止不便。看到医生为其他患者更换了用液态金属制作的骨科外固定支具(又称“外骨骼”),十分好奇,要求也使用“外骨骼”,效果果然不错。


宣威市第一人民医院骨一科主任阚树文说,医院今年才引进“外骨骼”,目前已试用数十例,使用起来很便利,塑形和透气性较好,也可戴着照X光,影像很清晰。


负责该产品产业化实施的云南迈特力医疗技术有限公司技术总监张勇说,“外骨骼”克服了相关材料笨重、易折断、不透气、易引起皮肤干痒等缺点,不仅固定和支撑作用好,而且轻巧便捷、低温塑形、贴合度高、舒适透气、穿戴方便,特别是它能多次软化塑形、重复使用,避免传统采用打石膏固定的患者在换药或特殊检查时需破坏性拆除,并再次或多次打石膏固定的问题,降低了患者的使用成本。


记者体验液态金属“外骨骼”发现,加热前,绒布包裹着的板材俨然一块硬钢板。加热几分钟后,钢板变得可以随意揉捏,就像玩具彩泥。戴在手腕关节处捏紧压实,几分钟后又恢复了硬度,把手腕关节裹得严严实实,就像戴着一个加大号的运动护腕。


张勇表示,颈椎、肩关节、腰椎、指骨等许多部位发生骨折,都可使用“外骨骼”,“外骨骼”是液态金属走向应用的一次飞跃。


“2021年末,相关产品已进入全国50余家医院试用,完成临床试用1200余例。”中宣公司副总经理徐文志说。


杨应宝说,“外骨骼”是中国科学家在液态金属生物医学材料方面取得的原创性突破,已研发生产出130多个规格类型产品。


“外骨骼”只是液态金属应用的一个代表。3D电子手写笔、电子油墨、导热片、芯片散热器、液态金属光伏叠瓦组件、液态金属LED智能玻璃屏……在中宣公司液态金属科技馆,液态金属制作的展品琳琅满目,许多产品的性能令参观者啧啧称奇。


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提到液态金属,绕不过刘静。


刘静是清华大学教授、中国科学院理化技术研究所双聘研究员。他带领中科院理化技术研究所和清华大学组成的联合科研团队,经过近20年坚持不懈的努力,发现液态金属一系列全新的科学现象、基础效应和变革性应用途径。


“液态金属领域的基础与应用研究已从最初的冷门,发展成当前备受世界范围广泛关注的国际重大科技前沿,影响范围甚广。”刘静说。


今年52岁的杨应宝和液态金属结缘,最早可追溯到2007年。“我认识了同是宣威人的刘静,那时他正在研究液态金属。听刘静介绍了液态金属的神奇特性后,我非常激动,觉得这种材料可以改变时代。如果干不成,就当为科学研究作贡献。”杨应宝说。


2012年,当刘静把一杯液态金属放在杨应宝面前时,他毅然决定投身液态金属领域,大干一场。


2013年,宣威市政府和中科院理化所签订协议,宣威市在用地、政策等方面给予支持并全力推动,杨应宝成为当地第一个吃螃蟹的人,正式开始他的“液态金属生涯”。


作为一项原创新技术,产品没有检测标准,也没有评审专家组,液态金属产品难以获得认证走向市场。中宣公司与联合团体先后组织举办数届中国液态金属产业技术高峰论坛,普及和推动液态金属前沿技术研发与应用,这些引领性努力引发业界关注,也引起有关部门重视。2015年6月,中宣公司下线首批次液态金属应用产品。


2016年,液态金属产业被列入《云南省“十三五”科技创新规划》《云南省“十三五”新材料产业发展规划》及《新材料产业发展指南》。


2017年,液态金属被列入国家《重点新材料首批次应用示范指导目录(2017年版)》,2018年又被纳入国家《战略性新兴产业分类目录》。


几年来,中宣公司累计投入逾3.4亿元,建成年产200吨的液态金属系列产品生产线,拥有200多个液态金属配方和300多项专利。2021年,液态金属产业产值突破5亿元。公司先后被评为云南省“金种子”企业、国家级专精特新“小巨人”企业、2021民营企业科技创新100强。


正威宝鸡项目:打造更完整、优质、尖端的金属新材料产业链


随着机器飞转,一根根细密的铜丝从机器中生产而出。近日,在宝鸡正威新材料科技城项目铜基新材料产业园年产10万吨精密铜线生产车间里,工人们一派比拼争先、加紧生产的繁忙景象。当前,全市上下深入学习宣传贯彻党的二十大精神,正威宝鸡项目紧抓机遇,加快推进项目建设步伐,全力以赴稳增长、攻坚冲刺四季度。


日前,宝鸡正威新材料科技城项目团队成功研制出0.08毫米铬锆铜合金丝。比头发丝还细的铬锆铜合金丝,却具有高强高导性能,能广泛运用于新能源汽车、电子通讯、航天等领域,成功打破了此前这一材料九成以上依靠国外进口的局面,实现了材料的国产替代,加强了我国上游材料的创新能力和自主可控性。



宝鸡正威新材料科技城项目负责人表示,学习宣传贯彻党的二十大精神是当前和今后一个时期的首要政治任务,对于企业来说,检验学习成果最好的衡量标准便是加快发展。最近一段时间,正威宝鸡项目全力以赴攻难关、解难题、破瓶颈,加快推进当前各项重点工作,全力冲刺年度目标任务,以实干实绩推动党的二十大精神落地落实。


“铬锆铜合金丝试生产成功,填补了西北市场空白,在宝鸡市金属新材料产业转型升级、制造业高端智能化发展及核心竞争力提升等方面贡献了正威智慧和力量。”正威宝鸡项目负责人表示,正威宝鸡项目将持续加大研发力度,生产更多引领型、支撑型产品,通过不断补链、强链、延链,打造更完整、优质、尖端的金属新材料产业链,进一步增强企业竞争力和影响力,以科技创新助力宝鸡高质量发展。


今年以来,宝鸡正威新材料科技城项目面对市场重重考验,不断加压奋进,迎难而上,从宝鸡市规上工业企业排名900名跃升至18名,年产25万吨精密导体项目施工进度年底达到80%的突破。下一步,宝鸡正威新材料科技城项目将继续紧盯“2023 2023”数据化目标,围绕产值、营收、投资、进出口、就业、税收等经营目标精准发力。二期25万吨精密导体项目加快建设,投产达效;三期钛项目早日启动建设,力争年内投产。企业将增强人才工作“向心力”,坚持引培并举,筑牢人才储备“蓄水池”,积极践行“振兴民族精神,实现产业报国”的企业使命。




来源:观剡财经,新华社,宝鸡新闻网

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