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纳米新材料概念股有哪些?纳米新材料概念股解析
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  纳米概念股有哪些?纳米新材料概念股解析。具体详细内容请看以下报道。
  据科技部网站18日消息,近日,在北京市科委支持下,清华大学李亚栋院士团队在世界上首次成功制备出单原子层纳米铑片,相关成果发表在国际权威学术期刊《自然-通讯(行情 专区)》上。
  自发现以来,科学界对含离域大P键的单层材料(行情 专区)的研究集中在具有层状结构相关材料体系方面。由于金属键无方向性而易于形成三维的紧密堆积结构,迄今为止具有离域电子特性的单原子层的金属结构未见报道。清华大学李亚栋院士团队利用弱配体聚乙烯吡咯烷酮(PVP)稳定的甲醛还原金属铑,成功制备出世界上第一例单原子层厚度的纳米金属铑片,球差电镜和同步辐射研究均证实了这一新颖的单原子层金属结构。理论研究发现,单原子层铑片中存在着一种新型的离域大化学键,有助于稳定其单层金属结构。该项研究进展为进一步推动金属纳米与团簇、丰富发展重金属元素的化学成键理论研究具有重要意义,为探索金属原子单层结构与性能研究提供了重要启示。
  A股上市公司中,国瓷材料(行情 股吧 买卖点)、长江润发(行情 股吧 买卖点)、紫光股份(行情 股吧 买卖点)、长盈精密(行情 股吧 买卖点)、爱建股份(行情 股吧 买卖点)、拓邦股份(行情 股吧 买卖点)、和佳股份(行情 股吧 买卖点)、中国宝安(行情 股吧 买卖点)、南风(行情 股吧 买卖点)、紫光股份、欧菲光(行情 股吧 买卖点)等纳米概念股值得关注。
  长江润发:导轨主业献业绩,纳米印刷给空间
  研究:宏源证券(行情 股吧 买卖点)日期:
  公司是国内电梯导轨的龙头企业。公司目前拥有18万吨电梯导轨产能,份额全球第三;公司还在加快投入,将新增电梯导轨产能10万吨,总产能达到28万吨,进一步巩固市场领先地位。
  电梯销量稳步增长带动电梯导轨销量攀升。近年来,受益于房地产(行情 专区)新开工、轨道交通建设、电梯使用密度提升以及净出口增加,我国电梯销量一直维持在两位数以上的增幅:电梯销量的增长同步拉动电梯导轨的销量同步攀升。
  电梯导轨采用成本加成定价,利润率稳定。电梯导轨的核心原材料是钢坯和卷板,其成本占比达到75-80%,基本采用成本加成(定向开发另加开发费用)的定价方式,原材料价格波动可以比较流畅地向下游传递,利润率相对稳定。
  公司2300万元参股中科纳新11.33%股权。中科纳新从事纳米印刷的制版业务,是突破传统“减法”制版工艺的“加法”制版技术,属于省却冲洗环节的绿色制版技术。中科纳新的纳米印刷制版本质上是喷墨CTP制版技术,拥有、成本、性能的综合(行情 专区)相对优势。未来有望在每年接近100亿元的CTP制版市场中,占据一席之地。
  大股东二级市场增持,反映其对公司前景的信心。公司控股股东长江润发集团有限公司及其一致行动人(郁霞秋、郁全和、邱其琴、黄忠和)计划在未来12个月内,累计增持不超过公司总股本2%股份。
  盈利预测。预计13-15年EPS0.27/0.32/0.38元,首次给予增持。
  国瓷材料:纳米复合氧化锆投产,打开长期增长空间
  研究机构:招商证券(行情 股吧 买卖点)日期:
  国瓷材料公告公司自主研发的新产品纳米级复合氧化锆于近期通过客户验证,即将投产,初步设计产能为200吨/年;在前期凭借陶瓷墨水强势进军3D打印材料领域之后又推出新产品纳米氧化锆,我们认为这一系列动作基本上消除了市场对于公司“增长天花板”的质疑,我们看好公司未来的多业务协同发展。
  纳米氧化锆市场空间广阔,应用广泛。纳米氧化锆的主要成分是二氧化锆,添加元素以及其他氧化物构成,具体应用包括(行情 专区)尾气处理(铈锆复合催化剂,用于空气净化,契合当前环保要求,在中国以及全球领域都具有广阔的应用前景)、光电子以及齿科材料等,国内市场规模预计在7000吨左右,且未来具有较大的增长潜力;由于技术门槛较高,国内市场严重依赖进口,该产品的生产商主要集中在欧美和日本,譬如日本的东曹(TOSOH),第一稀(土)元素、共立以及欧洲的圣戈班和罗地亚(RODIA;是纳米氧化锆产品的技术源)等。
  目标市场为进口替代,争做细分行业龙头。公司在氧化锆领域的探索已经持续多年,从2010年正式立项至今也已历时三年,本次200吨的生产线投资总额估计在2000万元-3000万,目标为进口替代;纳米氧化锆产业在欧美市场已经趋于成熟,上述大型厂商的产能均已超过千吨,而国内厂商产能规模大多低于百吨,且产品稳定性较差,因此公司计划以光纤插件、齿科材料为切入点,争做细分行业龙头,等技术成熟竞争力提升之后,计划将部分产品用于出口。
  乐观测算,该项目投产后将增厚净利润超过1000万元。目前日本同类产品的售价超过100万元/吨,公司产品定位进口替代因此其产品在性价比上必须体现出一定优势,公司产品平均售价预计在30-40万/吨之间,按14年150吨销量测算预计贡献收入超过5000万元,假设净利润率20%(公司前三季度综合净利润率27%),则新业务贡献的净利润也将超过1000万元。
  维持“强烈推荐-A”投资评级:公司“增长天花板”的问题一直饱受投资者质疑,我们认为,新项目的投产很好的回应了关于“增长天花板”的诸多质疑,我们看好公司未来多业务协同发展前景,暂维持此前的盈利预测不变,预计13-15年公司EPS分别为0.66、0.83和1.11元/股,目前对应14年38倍PE,维持“强烈推荐-A”的投资评级,目标价40元。
  风险提示:新产品性能稳定不及预期、后续市场拓展情况低于预期。
  中国宝安负极材料三星通过欧菲光纳米银量产
  涉及纳米材料的上市公司共有12家,总市值71.6亿,周报重点关注中国宝安、欧菲光、安泰科技(行情 股吧 买卖点)。
  纳米新材料,对于大众而言,并不是一种陌生的物质,而新材料的价值,正是根植于应用领域的创新。
  据悉,一种3D纹理电池明年将在国际空间站进行实验测试,届时国际空间站每天可出现16次“日出”,因此能够充分接收太阳光线的照射。
  将进入太空的这种新型太阳能电池,是由碳纳米管(一种纳米新材料)制成,其外表覆盖一层光吸收材料。碳纳米管是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级,轴向尺寸可达微米量级)的一维量子材料,具有典型的层状中空结构特征,一般管的两端有端帽封口。碳纳米管可以只有一层,也可以有多层,分别称为单层碳纳米管和多层碳纳米管,其直径一般为2-20nm,构成碳纳米管的层片之间的间距约为0.34nm.
  理财周报记者发现,在“十二五”规划的重点产品目录当中,纳米材料重点包括了纳米碳管及纳米碳管纤维、富勒烯、纳米环境材料以及纳米粉体材料。
  其中,纳米碳管运用于高强度复合结构材料,纳米结构电子器件,热电材料,电池电极材料,低温高灵敏度传感器,生物分子载体,催化剂载体,下游领域广泛,用途广。“一是它的用途广,其他材料无可替代;二是目前正在进一步开发,成本比之前大大降低了,在国内已经实现产量化。”浙江纳米材料开发应用协会秘书长关君正秘书长曾告诉记者。
  在涉足纳米新材料领域的上市公司当中,涉及纳米材料的上市公司共有12家,总市值71.6亿,理财周报重点关注中国宝安、欧菲光、安泰科技。
  欧菲光纳米银触摸屏进入量产
  立足于享有“创新之城”美誉的大都会――深圳,欧菲光是一家国内领先的精密光电薄膜元器件制造商,以拥有自主产权的精密光电薄膜镀膜技术为依托,长期从事精密光电薄膜元器件的研发、生产和销售。
  主要产品包括红外截止滤光片及镜座组件和纯平触摸屏,其他产品和业务包括光纤头镀膜、光学低通滤波器、保护玻璃、光学读取头薄膜元件、分光棱镜等。广泛应用于手机、数码相机、摄像机、投影仪、DVD设备等消费类电子产品领域,以及监控系统、光等其他领域。
  在纳米新材料相关的项目中,值得关注的是欧菲光的纳米银金属网栅透明导电膜触摸屏。
  2013年欧菲光中报表明,在研发上,公司设有触摸屏研发中心、镀膜研发中心、强化玻璃研发中心、CCM研发中心和纳米银研发中心,重点开发低方阻ITO柔性导电薄膜技术、超薄Film触摸屏技术、感光银触摸屏技术、大尺寸触摸屏与显示模组集成技术、metalmesh触摸屏技术、高像素摄像技术、2.5D3D强化玻璃等技术,形成较完整的生产工艺技术,并在不同产品领域进行了项目储备。
  而截至报告期末,该公司已申请了695项专利、37项PCT,已获授权173项专利和软件着作权。
  据近期公司公告称,2013年11月,该公司完全自主知识产权的纳米银金属网栅透明导电膜触摸屏生产线,正式进入量产阶段,初期产能1.5KK/月。
  “这产品是公司自主研发的成果,主要应用于电脑、手机等电子产品。市场总体反馈不错,公司对未来的市场需求看好,具体的情况还得看订单。”该公司证券部人士告诉记者。
  据了解,目前,联想、惠普、戴尔、华硕、宏、三星等全球前六大PC品牌,合计已经有超过60款机型在该公司开样,并开始部分批量生产。
  “这60款开样目前只有一部分上市,全部开样明年推广。公司目前主要响应触摸屏的订单量,还得扩产,公司目前还没有往汽车、医疗器械领域挖掘市场的打算。”公司上述人士表示。
  据该公司公告表明,纳米银金属网栅透明导电膜触摸屏相比较其他同类技术路线的触摸屏有较大的优势,具体体现在以下几点:1。触控感应层超低方阻(阻抗低),触摸屏灵敏度高,响应速度快,可覆盖触摸屏的尺寸大,从5-65寸全覆盖。2。触摸屏强度优于OGS产品。3。纳米银金属网栅透明导电膜触摸屏具有良好的成本优势,材料成本低,制程工艺简单,流程短,生产线弹性高。4。纳米银金属网栅透明导电膜触摸屏产品柔性好,可弯曲,可完全支持即将到来的柔性显示触控一体化的新型消费电子产业的需求。
  “目前LG也在做这方面的产品,欧菲光的产品覆盖面大,从5寸到65寸的产品都有。而该产品最明显的用户体验是反应速度快、灵敏度高。”上诉人士告诉记者。
  而天相投资有关师提醒,该公司也有可能会遭遇触屏产品价格下降过快的风险。
  据悉,纳米银金属网栅触控技术又称纳米银metal mesh触控技术,被公认为是目前中大尺寸触摸屏最领先的技术。触控行业最大企业宸鸿科技在今年8月半年报业绩说明会上称,中大尺寸触摸屏投资重点从OGS转向纳米银,此外全球从事纳米银研究的厂家还有LG、界面、日本NISSHA等。
  纳米银金属网栅透明导电膜触摸屏产品柔性好,可弯曲,可完全支持即将到来的柔性显示触控一体化的新型消费电子产业的需求,也就是俗称的可穿戴设备。
  在纳米材料研发方面的投入,除了自主研发的项目,欧菲光也重视与科研机构的联袂。
  该公司承建了广东省精密光电薄膜工程中心和江西省精密镀膜工程研究中心两个省级工程中心,与中国科学院纳米技术与纳米仿生研究所达成合作共建“欧菲光?中科院柔性光电技术联合实验室”。
  而中科院苏州纳米所印刷电子中心自2009年创建以来,在国内开辟了基于柔性基底与低成本印刷技术的电子与光电技术全新领域。印刷电子中心经过近3年的发展,已经形成30余人的科研团队,建立了先进的实验室,承担了多项国家与地方科研项目,成为国内印刷电子领域名副其实的领军团队。
  “柔性光电技术联合实验室”由中科院纳米所提供研发团队与研发设施,双方互派研发人员,共同研究开发基于柔性材料的发光、与印刷电子技术。联合实验室在中科院纳米所与欧菲光在南昌的生产基地共同挂牌。中科院纳米所将向欧菲光集团输送人才,协助建立联合实验室在南昌的研发基地。
  中国宝安6大全资子公司
  覆盖纳米新材料
  在理财周报材料科学实验室库中,涉及纳米材料的上市公司共有12家,总市值71.6亿,其中9家公司2012年净利润同比增长率均为负数,中国宝安(000009.SZ)涉足石墨烯,2012年净利润同比增长率为259%,成为行业内的佼佼者。
  贝特瑞是中国宝安的全资子公司,主要生产经营锂离子电池正极材料和负极材料,产品主要包括天然石墨负极材料、人造石墨负极材料等,并积极开发纳米负极材料、SI-C复合纳米材料等新型材料,产品主要出口韩国、日本等国家。
  中国宝安属下共有深圳贝特瑞纳米科技有限公司、鸡西贝特瑞石墨产业园有限公司、萝北贝特瑞矿产资源有限公司、鹤岗宝安有限公司、天津市贝特瑞新能源科技有限公司、惠州市贝特瑞新材料科技有限公司等6家全资子公司,它们均涉足新材料的制造项目及投资。
  目前,贝特瑞公司的新型负极材料――硅碳复合负极材料已获得三星认证通过,目前正在筹备扩大生产规模。
  据该公司人士介绍,从2010年开始,贝特瑞实现在锂电负极材料领域市场占有率全球第一,其客户包括国外的三星、LG、松下、三洋,以及国内的ATL、BYD、BAK、天津力神等。2012年其负极材料约占全球市场份额的35%。
  随着产业链也出现新一轮的投资热潮,中国宝安开始“重金加码”自己最领先的负极材料产业,并期待在负极材料方面能实现“二次腾飞”。该公司人士曾表示过,前几年,传统负极材料各大厂商都在扩产,但直到目前也受制于新能源汽车、储能电站的发展;而新型材料则能起到替代作用。
  安泰科技4大项目尚未投产
  安泰科技以先进金属材料及制品的研发和生产销售为主业,主要产品为高速工具钢、焊接材料、非晶材料、难溶材料、粉末冶金材料和金刚石工具等6大类。
  该公司“十二五”首期启动的四个重大投资项目,尚未正式投产,由于2010年公司所投资8.5亿元建设的这四个项目预计将会在2013年投入生产,达产周期预计为3年。而其中与纳米新材料有有关的项目是“高性能纳米晶超薄带及制品产业化项目”。
  据该公司2013年中报显示,该项目承诺投资20652万,截至期末投资进度为60.57%,目前状态为尚未投产。
  据公司近期公告,安泰科技收购了北京安泰生物医用材料有限公司全部权益。
  北京安泰生物医用材料有限公司专业从事生物医用材料的研发、生产和制造。该公司现有员工105名,其中博士4人,硕士11人,本科10人,大专学历人员11人。其中技术人员19人,专业包括金属材料、高分子材料、无机非金属材料、机电和生物化学专业等。公司作为从事生物医用材料的研发、生产与经营的专业公司,拥有“口腔数字化医疗技术和材料”国家工程实验室、“北京市口腔材料工程技术研究中心”资质。据悉,该公司的冠脉支架产业化研究项目、口腔纳米生物相容材料研究项目也被列入收购的评估范围。
  期待的是,安泰科技的收购行为――纳米技术和生物医用材料的结合,将会摩擦出新的火花。
  拓邦股份:“纳米磷酸铁锂动力电池及电池管理系统项目”通过验收
  拓邦股份(月16日公告, 拓邦股份日收到深圳市科技创新委员会签发的《深圳市科技创新委员会验收合格证书》(证书编号:深科技创新验字A2013230):公司“纳米磷酸铁锂动力电池及电池管理系统项目”(简称“锂动力电池项目”)成功通过深圳市科技创新委员会验收。 2012年6月公司收到深圳科技创新委员会对“锂动力电池项目”的250万元资助资金。 鉴于公司“锂动力电池项目”已成功通过“深圳市科技创新委员会”验收,从2014年开始公司将收到的250万元政府资助资金按项目资产使用年限逐期转入营业外收入。因此,该笔资助资金对公司2013年业绩没有影响,对公司2014年及以后年度的经营业绩会产生一定的积极影响,具体的财务处理仍须以会计师年度审计确认后的结果为准。
  深圳惠程(行情 股吧 买卖点):控股子公司江西先材聚酰亚胺(PI)纳米纤维电池隔膜产品项目进展
  深圳惠程(月9日公告, 日公司控股子公司江西先材纳米纤维科技有限公司接到南昌高新技术产业开发区管委会下发的《关于同意江西先材纳米纤维科技有限公司年产2亿平方米PI纳米纤维电池隔膜产品(一期)项目备案变更的通知》(洪高新管字【2014】7号),现将变更后的备案内容予以公告。
  根据日最新备案情况,江西先材拟于日在南昌高新技术产业开发区管委会举行《信息发布会》并推动项目正式开工建设,届时当地政府领导将出席相关仪式。如果项目建设实施顺利,公司预期在项目建成两年内可以逐步实现PI纳米纤维电池隔膜4000万平方米产能;项目在建设期间不会对公司业绩产生直接影响。
  欧菲光:进军摄像头领域打造光学产业龙头
  研究机构:德邦证券日期:
  公司是触摸屏行业的领军企业:欧菲光公司成立于2001年,是当前国内产销量最大的触摸屏生产制造企业。公司触摸屏产品基本涵盖所有外挂式触摸屏的技术路线,其中包括GG、GF、G1F、GF2、OGS等多种技术路线,公司在GF技术路线中引领着整体行业的发展。
  公司GF触屏路线具备较强的商业竞争优势:经过公司研发,GF类触摸屏与其他触摸屏产品在性能上差异已较小。但在生产工艺上,由于GF触摸屏的生产线具备柔性化的生产特性,因此较OGS、GG等固定生产工艺相比,在生产小批量,多批次的产品上有着天然的商业竞争优势。当前公司的覆盖含苹果外的国内外一二线品牌,如三星、中兴、联想、华为、酷派等,未来伴随着下游厂商智能手机出货量的提升,公司触屏产量有望进一步提升。
  Metalmash技术在中大屏市场具有较强竞争力:公司新研发的Metalmash技术使用纳米银金属网栅取代ITO镀膜,MM技术可以使得传感器电阻下降一个数量级,因此在灵敏度、响应度上大幅提升。但由于Metalmash技术对透光率上有一定影响,因此在中大尺寸产品上更为适用,当前MM技术产品比OGS产品价格低约3~5%。目前公司已经与下游公司如联想、惠普、戴尔、华硕、宏基等进行一体机以及超极本的研发合作,未来预计随着下游公司相关产品的上市放量,公司Metalmash技术产品销量也会迎来新的提升。
  公司募投项目进军摄像头领域:公司当前公告上市以来的第二轮增发方案,预计募投40亿资金。其中20亿资金投向摄像头领域,预计产能投放后,欧菲光摄像头产能将超过舜宇光学,跃居全国第一,冲击全球前三。回顾历史我们发现,公司曾经是全球最大的CF厂商,在光学领域具有深厚的积累。包括公司后续进入触摸屏领域都是以一个光学专家角度来做产品的。摄像头是另一个光学技术要求比较高的电子领域,因此依靠公司对光学技术积累与理解,我们认为如果公司能顺利进军摄像头领域,公司未来有望成为光学电子元器件的产业龙头。
  投资建议:综合行业景气及公司情况,我们预计公司15年EPS分别为1.23/1.78/2.55元。公司当前股价44.92元,对应13/14/15年36/25/17倍PE。未来伴随着下游产品的销量提升以及募投项目的逐步达产,公司股价有进一步的成长空间,我们认为公司未来6个月到1年合理估值应为2014年35倍PE,对应目标价为62.3元,给予公司“买入”评级。
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(责任编辑:梦谣)
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新材料是指新近发展或正在发展的具有优异性能的结构材料和有特殊性质的功能材料。结构材料主要是利用它们的强度、韧性、硬度、弹性等机械性能。如新型陶瓷材料,非晶态合金 (金属玻璃) 等。功能材料主要是利用其所具有的电、光、声、磁、热等功能和物理效应。近几年,世界上研究、发展的新材料主要有新金属材料,精细陶瓷和光纤等等。
新材料重点任务
按照关于加快培育和发展战略性的总体部署,为贯彻落实新材料产业“十二五”发展规划,做好新材料产业标准化工作,建立完善新材料产业标准体系,促进新材料产业发展,特制订《新材料产业标准化工作三年行动计划》。
(一)加大重点新材料领域标准制修订力度
特种金属。积极推动高纯金属及靶材、稀、储能材料、新型、新一代、精细合 金等重点标准制修订工作,成套、成体系制定并发布、等功能材料标准,抓紧研制材料性能测试、成分分 析、标准样品等基础和方法标准。完成材料、等40项重点新材料标准制修订工作,提出 80项重点标准研制计 划,开展5 项重点标准预研究。  高端金属。重点研制及、耐 蚀钢、特种、、、,轨道交通 用、特种及等产品标准,进一步完善金 属材料、、等配套基础和方法标准。完成核电用钢、耐蚀合金、等30项重点新材料标 准制修订工作,提出40项重点标准研制计划。
先进。制定发布等特种及专用、等及、、光学功能、 特种分离膜及、环境友好型以及等一 批重点,完成测定方法、通用技术条件、应用规范 等配套标准制。完成功能薄膜、特种橡胶等领域65项重 点新材料标准制修订工作,提出110项重点标准研制计划。  新型。重点研制、、等,、高纯及专用原 料,、等产品标准,加快材料杂质检测、 试验方法等配套标准制修订步伐,强化配套标准研制。完成 特种玻璃、氮化硅陶瓷材料等领域50项重点新材料标准制修 订工作,提出 30项重点标准研制计划, 开展5 项重点标准预 研究。  高性能。制定完善、等高性 能纤维标准,加快制定发布相关标准,积极研制基、制品标准,研究复合材料分 类方法标准、性能测试标准、专用原料标准等配套标准。完 成高端玻璃增强纤维等10项重点新材料标准制修订工作,提出30项重点标准研制计划,开展10项标准预研究。  前沿新材料。及时开展前沿领域标准预研究工作,协调、优化关键技术指标,重点围绕、、超导 材料及、及、等产品,完成 5 项重点新材料标准研制工作,提出10项重点标准研制计划,开展3 0 项标准预研究,紧密跟踪国际新材料技术标准发展趋 势,提前做好标准布局。  (二)积极开展重点新材料标准应用示范  以、功能性膜材料、、材料、、等领域标准为枢纽,面向电子信息、 高端装备等领域对新材料的需求,构建上下游联合、优势互补、良性互动的标准制修订与实施机制,提高新材料标准适 用性,充分发挥标准对产业发展的支撑和引领作用。  选择重点新材料领域,在部分有条件的地区,开展重点新材料标准应用示范专项工程。依托部省合作机制,积极推 动地方新材料标准化工作,以新材料标准为依据,探索开展 新材料产品认定达标工作。  (三)加快推进新材料产业国际标准化工作  紧密结合“十二五”规划重点,抓紧开展新材料产业国际标准以及国外先进标准对比分析研究,寻找我国新材料产业标准与国际标准、国外先进标准的差距。围绕新材料产业 和应用需求,结合我国实际情况,加快转化先进、适用的国际标准和国外先进标准,提升我国新材料产业标准的技术水平。  加强新材料产业国际标准化发展趋势与动态分析,开展新材料产业国际标准化工作技术储备,建设新材料国际标准 提案项目库,推动自主新材料技术标准走向国际。鼓励有实 力的企业或单位参与新材料产业国际标准化工作,建立国际 标准沟通平台,争取新材料产业国际标准化工作主动权,提升我国新材料产业国际竞争力。
新材料发展
世界材料产业的产值以每年约30%的速度增长,化工新材料、微电子、光电子、新能源成了研究最活跃、发展最快、最为投资者所看好的新材料领域,材料创新已成为推动人类文明进步的重要动力之一,也促进了技术的发展和产业的升级。
化工新材料是国家重点扶持的低碳经济领域新兴产业之一,根据《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》和《新材料产业“十二五”发展规划》,化工新材料产业成为国民经济的先导产业;《石油和化工“十二五”科技发展规划纲要》提出力争到2015年,国内高端化工新材料整体技术水平与发达国家的差距缩小到10年左右,达到本世纪初国际先进水平;《石化和化学工业“十二五”发展规划》提出“十二五”化工新材料发展重点包括:特种合成橡胶、工程塑料、高性能纤维、氟硅材料、可降解材料、功能性膜材料、功能高分子材料及复合材料等领域。
国内化工新材料市场存在巨大的市场缺口,进口量占据国内大部分市场份额,国内化工新材料整体自给率在56%左右,其中新领域的化工新材料自给率仅为52%,工程塑料和特种橡胶自给率仅为35%和30%。
化工新材料产品都会经历产品毛利率波动和进口替代率不断上升的过程。在化工新材料进口替代过程中,多数产品供大于求的矛盾不突出,部分产品供不应求,掌握核心技术的企业产能扩张即能获得与投资成正比的利润,多数企业能实现持续快速增长。高壁垒带来高的回报,尖端化工新材料产品毛利率在70%以上,远远超过大宗化学品15%左右的行业平均利润。
新材料简介
随着科学技术发展,人们在传统材料的基础上,根据现代科技的研究成果,开发出新材料。新材料按组分为金属材料、无机非金属材料(如陶瓷、砷化镓半导体等)、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材料性能分为结构材料和功能材料。结构材料主要是利用材料的力学和理化性能,以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能要求;功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光热等效应, 以实现某种功能,如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料等。新材料在国防建设上作用重大。例如,超纯硅、砷化镓研制成功,导致大规模和超大规模集成电路的诞生,使计算机运算速度从每秒几十万次提高到每秒百亿次以上;航空发动机材料的工作温度每提高100℃,推力可增大24%;隐身材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射,使敌方探测系统难以发现等等。
21世纪科技发展的主要方向之一是新材料的研制和应用。新材料的研究,是人类对物质性质认识和应用向更深层次的进军。
新材料类型
复合新材料
复合新材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代,因航空工业的需要,发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢),从此出现了复合材料这一名称。50年代以后,陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合,构成各具特色的复合材料。
超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一,尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性,许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩,大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力,在国内思嘉新材料开发的复合新材料代表了国内的较高水平。除在军事领域,在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域超高分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的极大兴趣和重视。
有些材料当温度下降至某一临界温度时,其电阻完全消失,这种现象称为超导电性,具有这种现象的材料称为超导材料。超导体的另外一个特征是:当电阻消失时,磁感应线将不能通过超导体,这种现象称为抗磁性。
一般金属(例如:铜)的电阻率随温度的下降而逐渐减小,当温度接近于0K时,其电阻达到某一值。而1919年荷兰科学家昂内斯用液氦冷却水银,当温度下降到4.2K(即-269℃)时,发现水银的电阻完全消失,
超导电性和抗磁性是超导体的两个重要特性。使超导体电阻为零的温度称为临界温度(TC)。超导材料研究的难题是突破“温度障碍”,即寻找高温超导材料。
以NbTi、Nb3Sn为代表的实用超导材料已实现了商品化,在核磁共振人体成像(NMRI)、超导磁体及大型加速器磁体等多个领域获得了应用;SQUID作为超导体弱电应用的典范已在微弱电磁信号测量方面起到了重要作用,其灵敏度是其它任何非超导的装置无法达到的。但是,由于常规低温超导体的临界温度太低,必须在昂贵复杂的液氦(4.2K)系统中使用,因而严重地限制了低温超导应用的发展。
高温氧化物超导体的出现,突破了温度壁垒,把超导应用温度从液氦( 4.2K)提高到液氮(77K)温区。同液氦相比,液氮是一种非常经济的冷媒,并且具有较高的热容量,给工程应用带来了极大的方便。另外,高温超导体都具有相当高的磁性能,能够用来产生20T以上的强磁场。
超导材料最诱人的应用是发电、输电和储能。利用超导材料制作超导发电机的线圈磁体,可以将发电机的磁场强度提高到5~6万高斯,而且几乎没有能量损失,与常规发电机相比,超导发电机的单机容量提高5~10倍,发电效率提高50%;超导输电线和超导变压器可以把电力几乎无损耗地输送给用户,据统计,铜或铝导线输电,约有15%的电能损耗在输电线上,在中国每年的电力损失达1000多亿度,若改为超导输电,节省的电能相当于新建数十个大型发电厂;超导磁悬浮列车的工作原理是利用超导材料的抗磁性,将超导材料置于永久磁体(或磁场)的上方,由于超导的抗磁性,磁体的磁力线不能穿过超导体,磁体(或磁场)和超导体之间会产生排斥力,使超导体悬浮在上方。利用这种磁悬浮效应可以制作高速超导磁悬浮列车,如上海浦东国际机场的高速列车;用于超导计算机,高速计算机要求在集成电路芯片上的元件和连接线密集排列,但密集排列的电路在工作时会产生大量的热量,若利用电阻接近于零的超导材料制作连接线或超微发热的超导器件,则不存在散热问题,可使计算机的速度大大提高。
能源材料主要有太阳能电池材料、储氢材料、固体氧化物电池材料等。
太阳能电池材料是新能源材料,IBM公司研制的多层复合太阳能电池,转换率高达40%。
氢是无污染、高效的理想能源,氢的利用关键是氢的储存与运输,美国能源部在全部氢能研究经费中,大约有50%用于储氢技术。氢对一般材料会产生腐蚀,造成氢脆及其渗漏,在运输中也易爆炸,储氢材料的储氢方式是能与氢结合形成氢化物,当需要时加热放氢,放完后又可以继续充氢的材料。储氢材料多为金属化合物。如LaNi5H、Ti1.2Mn1.6H3等。
固体氧化物燃料电池的研究十分活跃,关键是电池材料,如固体电解质薄膜和电池阴极材料,还有质子交换膜型燃料电池用的有机质子交换膜等。
智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,是现代高技术新材料发展的重要方向之一。国外在智能材料的研发方面取得很多技术突破,如英国宇航公司的导线传感器,用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况;英国开发出一种快速反应形状记忆合金,寿命期具有百万次循环,且输出功率高,以它作制动器时、反应时间仅为10分钟;形状记忆合金还已成功在应用于卫星天线等、医学等领域。
另外,还有压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料、电流变液和磁流变液等智能材料驱动组件材料等功能材料。
磁性材料可分为软磁材料和硬磁材料二类。
1.软磁材料
是指那些易于磁化并可反复磁化的材料,但当磁场去除后,磁性即随之消失。这类材料的特性标志是:磁导率(μ=B/H)高,即在磁场中很容易被磁化,并很快达到高的磁化强度;但当磁场消失时,其剩磁很小。这种材料在电子技术中广泛应用于高频技术。如磁芯、磁头、存储器磁芯;在强电技术中可用于制作变压器、开关继电器等。常用的软磁体有铁硅合金、铁镍合金、非晶金属。
Fe-(3%~4%)Si的铁硅合金是最常用的软磁材料,常用作低频变压器、电动机及发电机的铁芯;铁镍合金的性能比铁硅合金好,典型代表材料为坡莫合金(Permalloy),其成分为79%Ni-21%Fe,坡莫合金具有高的磁导率(磁导率μ为铁硅合金的10~20倍)、低的损耗;并且在弱磁场中具有高的磁导率和低的矫顽力,广泛用于电讯工业、电子计算机和控制系统方面,是重要的电子材料;非晶金属(金属玻璃)与一般金属的不同点是其结构为非晶体。它们是由Fe、Co、Ni及半金属元素B、Si 所组成,其生产工艺要点是采用极快的速度使金属液冷却,使固态金属获得原子无规则排列的非晶体结构。非晶金属具有非常优良的磁性能,它们已用于低能耗的变压器、磁性传感器、记录磁头等。另外,有的非晶金属具有优良的耐蚀性,有的非晶金属具有强度高、韧性好的特点。
2.永磁材料(硬磁材料)
永磁材料经后,去除外磁场仍保留磁性,其性能特点是具有高的剩磁、高的矫顽力。利用此特性可制造永久磁铁,可把它作为磁源。如常见的指南针、仪表、微电机、电动机、录音机、电话及医疗等方面。永磁材料包括铁氧体和金属永磁材料两类。
铁氧体的用量大、应用广泛、价格低,但磁性能一般,用于一般要求的永磁体。
金属永磁材料中,最早使用的是高碳钢,但磁性能较差。高性能永磁材料的品种有铝镍钴(Al-Ni-Co)和铁铬钴(Fe-Cr-Co);稀土永磁,如较早的稀土钴(Re-Co)合金(主要品种有利用粉末冶金技术制成的SmCo5和Sm2Co17)广泛采用的钕铁硼(Nd-Fe-B)稀土永磁,钕铁硼磁体不仅性能优,而且不含稀缺元素钴,所以成为高性能永磁材料的代表,已用于高性能扬声器、电子水表、核磁共振仪、微电机、汽车启动电机等。
纳米本是一个尺度,纳米科学技术是一个融科学前沿的高技术于一体的完整体系,它的基本涵义是在纳米尺寸范围内认识和改造自然,通过直接操作和安排原子、分子创新物质。纳米科技主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学七个方面。
纳米材料是纳米科技领域中最富活力、研究内涵十分丰富的科学分支。用纳米来命名材料是20世纪80年代,纳米材料是指由纳米颗粒构成的固体材料,其中纳米颗粒的尺寸最多不超过100纳米。纳米材料的制备与合成技术是当前主要的研究方向,虽然在样品的合成上取得了一些进展,但至今仍不能制备出大量的块状样品,因此研究纳米材料的制备对其应用起着至关重要的作用。
1.纳米材料的性能
物化性能 纳米颗粒的熔点和晶化温度比常规粉末低得多,这是由于纳米颗粒的表面能高、活性大,熔化时消耗的能量少,如一般铅的熔点为600K,而20nm的铅微粒熔点低于288K;纳米金属微粒在低温下呈现电绝缘性;钠米微粒具有极强的吸光性,因此各种纳米微粒粉末几乎都呈黑色;纳米材料具有奇异的磁性,主要表现在不同粒径的纳米微粒具有不同的磁性能,当微粒的尺寸高于某一临界尺寸时,呈现出高的矫顽力,而低于某一尺寸时,矫顽力很小,例如,粒径为85nm的镍粒,矫顽力很高,而粒径小于15nm的镍微粒矫顽力接近于零;纳米颗粒具有大的比表面积,其表面化学活性远大于正常粉末,因此原来化学惰性的金属铂制成纳米微粒(铂黑)后却变为活性极好的催化剂。
扩散及烧结性能 纳米结构材料的扩散率是普通状态下晶格扩散率的倍,是晶界扩散率的102~104倍,因此纳米结构材料可以在较低的温度下进行有效的掺杂,可以在较低的温度下使不混溶金属形成新的合金相。扩散能力提高的另一个结果是可以使纳米结构材料的烧结温度大大降低,因此在较低温度下烧结就能达到致密化的目的。
力学性能 纳米材料与普通材料相比,力学性能有显著的变化,一些材料的强度和硬度成倍地提高;纳米材料还表现出超塑性状态,即断裂前产生很大的伸长量。
2.纳米材料的应用
纳米金属:如纳米铁材料,是由6纳米的铁晶体压制而成的,较之普通铁强度提高12倍,硬度提高2~3个数量级,利用纳米铁材料,可以制造出高强度和高韧性的特殊钢材。对于高熔点难成形的金属,只要将其加工成纳米粉末,即可在较低的温度下将其熔化,制成耐高温的元件,用于研制新一代高速发动机中承受超高温的材料。
“纳米球”润滑剂:全称 “原子自组装纳米球固体润滑剂”,是具有二十面体原子团簇结构的铝基合金 成分并采用独特的纳米制备工艺加工而成的纳米级润滑剂。采用高速气流粉碎技术,精确控制添加剂的颗粒粒度,可在摩擦表面形成新表面,对机车发动机产生修复作用。其成分设计及制备工艺具有创新性,填补了润滑油合金基添加剂的空白技术。在机车发动机加入纳米球,可以起到节省燃油、修复磨损表面、增强机车动力、降低噪音、减少污染物排放、保护环境的作用。
纳米陶瓷:首先利用纳米粉末可使陶瓷的烧结温度下降,简化生产工艺,同时,纳米陶瓷具有良好的塑性甚至能够具有超塑性,解决了普通陶瓷韧性不足的弱点,大大拓展了陶瓷的应用领域。
纳米碳管 纳米碳管的直径只有1.4nm,仅为计算机微处理器芯片上最细电路线宽的1%,其质量是同体积钢的1/6,强度却是钢的100倍,纳米碳管将成为未来高能纤维的首选材料,并广泛用于制造超微导线、开关及纳米级电子线路。
纳米催化剂 由于纳米材料的表面积大大增加,而且表面结构也发生很大变化,使表面活性增强,所以可以将纳米材料用作催化剂,如超细的硼粉、高铬酸铵粉可以作为炸药的有效催化剂;超细的铂粉、碳化钨粉是高效的氢化催化剂;超细的银粉可以为乙烯氧化的催化剂;用超细的Fe3O4微粒做催化剂可以在低温下将CO2分解为碳和水;在火箭燃料中添加少量的镍粉便能成倍地提高燃烧的效率。
量子元件 制造量子元件,首先要开发量子箱。量子箱是直径约10纳米的微小构造,当把电子关在这样的箱子里,就会因量子效应使电子有异乎寻常的表现,利用这一现象便可制成量子元件,量子元件主要是通过控制电子波动的相位来进行工作的,从而它能够实现更高的响应速度和更低的电力消耗。另外,量子元件还可以使元件的体积大大缩小,使电路大为简化,因此,量子元件的兴起将导致一场电子技术革命。人们期待着利用量子元件在21世纪制造出16GB(吉字节)的DRAM,这样的存储器芯片足以存放10亿个汉字的信息。
中国已经研制出一种用纳米技术制造的乳化剂,以一定比例加入汽油后,可使像桑塔纳一类的轿车降低10%左右的耗油量;纳米材料在室温条件下具有优异的储氢能力,在室温常压下,约2/3的氢能可以从这些纳米材料中得以释放,可以不用昂贵的超低温液氢储存装置。
新材料热点问题
中国复合新材料的发展
中国复合材料发展潜力很大,但须处理好以下热点问题。
复合材料创新
复合材料创新包括复合材料的技术发展、复合材料的工艺发展、复合材料的产品发展和复合材料的应用,具体要抓住树脂基体发展创新、增强材料发展创新、生产工艺发展创新和产品应用发展创新。到2007年,亚洲占世界复合材料总销售量的比例将从18%增加到25%,亚洲人均消费量仅为0.29kg,而美国为6.8kg,亚洲地区具有极大的增长潜力。
聚丙烯腈基纤维发展
中国碳纤维工业发展缓慢,从CF发展回顾、特点、国内碳纤维发展过程、中国PAN基CF市场概况、特点、“十五”科技攻关情况看,发展聚丙烯腈基纤维既有需要也有可能。
玻璃纤维结构调整
中国玻璃纤维70%以上用于增强基材,在国际市场上具有成本优势,但在品种规格和质量上与先进国家尚有差距,必须改进和发展纱类、机织物、无纺毡、编织物、缝编织物、复合毡,推进玻纤与玻钢两行业密切合作,促进玻璃纤维增强材料的新发展。
开发能源、交通用复合材料市场
一是清洁、可再生能源用复合材料,包括风力发电用复合材料、烟气脱硫装置用复合材料、输变电设备用复
合材料和天然气、氢气高压容器;二是汽车、城市轨道交通用复合材料,包括汽车车身、构架和车体外覆盖件,轨道交通车体、车门、座椅、电缆槽、电缆架、格栅、电器箱等;三是民航客机用复合材料,主要为碳纤维复合材料。热塑性复合材料约占10%,主要产品为机翼部件、垂直尾翼、机头罩等。中国未来20年间需新增支线飞机661架,将形成民航客机的大产业,复合材料可建成新产业与之相配套;四是船艇用复合材料,主要为游艇和渔船,游艇作为高级娱乐耐用消费品在欧美有很大市场,由于中国鱼类资源的减少、渔船虽发展缓慢,但复合材料特有的优点仍有发展的空间。
新材料技术
技术是按照人的意志,通过物理研究、 材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程,创造出能满足各种需要的新型材料的技术。新材料按材料的属性划分,有金属材料、无机非金属材料(如、砷化镓半导体等)、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材料的使用性能性能分,有结构材料和功能材料。结构材料主要是利用材料的力学和理化性能,以满足高强度、高刚度、高 硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能要求。隐身材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射,使敌方探测系统难以发现, 新材料技术被称为“发明之母”和“产业粮食”。
新材料应用
随着科学技术的进步,产业用纺织品新材料不断地呈现发展趋势,用途也不断向多种领域扩展。一些具有特殊功能的纤维如芳纶、聚苯硫醚、碳纤维等,虽然价格较贵,但在环境保护、节能减排、阻燃耐高温等领域仍被市场看好。
新材料作为高新技术的基础和先导,应用范围极其广泛,它同信息技术、生物技术一起成为二十一世纪最重要和最具发展潜力的领域。同传统材料一样,新材料可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类,不同的分类之间相互交叉和嵌套,一般按应用领域和当今的研究热点把新材料分为以下的主要领域:
电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料(含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等)、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工新材料等。
建筑与纺织的联姻是最近几年才有的。将纤维放入混凝土中,起到增强建筑强力、抗老化的效果,已经取得了成效,在奥运场馆的建设中,这样的实例不少。但是,作为建筑行业使用的防火、阻燃材料纺织品,还没有引起足够的重视。日央视配楼的火灾人们仍然记忆犹新。这场大火,给国家和人民群众的生命财产安全带来了严重危害。媒体披露了失火原因系大楼外墙易燃材料——挤塑板遇燃放的烟花引燃起火。挤塑板虽然环保,但是具有易燃性,过火极快。使用这种易燃材料,一旦遇到火星,造成的损失就不可避免。在建筑工程领域,为了减少由此造成的损失,世界各国对阻燃材料的研究格外重视。一些高性能及高阻燃性的聚合物,包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯砜(PPSU)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)和改性聚苯醚(PPO)等浮出水面。
目前中国生产和使用最多的是阻燃剂整理织物,包括纯棉、纯涤纶、纯毛、涤棉和各种混纺的耐久性阻燃织物和纯棉、粘胶、纯涤纶非耐久性洗涤阻燃织物,有识人士指出,随着人民生活与环境条件的不断改善,人们对阻燃纺织品性能要求越来越高,应投入人力和资金,加大开发尺寸稳定性、耐化学品性和耐磨性的阻燃纤维产品,扩大应用范围。中国在研制阻燃材料方面投入了大量人力物力,其中产业用纺织品中阻燃、耐高温材料受到格外关注,并成为阻燃纤维发展的方向和趋势。2009年,一项重大科研成果——芳纶1313与耐高温绝缘纸制备关键技术及产业化通过了中国纺织工业协会组织的专家鉴定,此项成果还获得中国纺织工业协会科学技术一等奖。
全世界芳纶产量在3.1万吨,其中美国杜邦公司产量最大,为2.5万吨,其次是日本帝人公司,年产2500吨左右。中国生产芳纶1313的企业主要有烟台氨纶、圣欧集团和广东彩艳股份公司等,年产总量在5000吨~6000吨之间,远不能满足市场的需要。中国产业用纺织品行业协会高级工程师张艳博士介绍说,国家出台的建材下乡政策,产业用纺织品可以助一臂之力。一些高性能纤维用于建筑材料,可以起到增强、防火、阻燃的功效。如果可以把这些高性能纤维纳入建材下乡的范围,就可以扩大产业用纺织品用途,扩大产业用纺织品市场。
环保低碳是当今世界主流,减少碳排放是国家长期目标。由于聚苯硫醚(PPS)纤维具有耐磨损、高熔点(200度不熔化)和稳定性的特征,为工业除尘首选材料,在中国煤炭、电力、水泥行业被广泛使用,充当减排的“尖兵”。有资料显示,中国燃煤电力、燃煤锅炉袋式除尘设备占到除尘设备总量不到10%。随着国家环保力度加大,对袋式除尘技术优势的认识也逐步提高,PPS纤维的年需求量将以每年30%以上的速度增长,市场前景十分广阔。另外,PPS纤维在城市垃圾焚烧、汽车尾气除尘、保温材料、材料、化工过滤材料等其它方面的应用也十分广阔,需求量也逐年加大。
解读词条背后的知识
何盛明. 财经大辞典: 中国财政经济出版社, 1990
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