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创新：从材料大国到材料强国的最优路径 |
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| http://cn.newmaker.com
5/31/2006 11:04:00 AM
佳工机电网
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原始创新成就强国梦想
“‘十五’期间，我们这个领域在微电子材料技术、光电子材料与器件技术、高清晰度平板显示期间、功能陶瓷材料、高温超导材料及应用技术、特种功能材料、纳米材料、生物医用材料等前沿高新技术领域，取得10余项原创性成果，获得发明专利300项左右，发明专利授权总数1022项，包括国外授权59项，形成了自主知识产权体系，在人工晶体材料和全固态激光器、新型平板显示技术、纳米材料技术和高性能结构材料等前沿领域取得的创新性成果，使我国走在了国际前列。”“十五”863计划新材料领域专家委员会主任黄伯云院士说。
文章开头提到的肝炎、艾滋病快速诊断技术是其中一例。由云南大学、吉林大学及昆明云大生物技术有限公司共同研制的改性金乙肝诊断试纸、改性金HIV-1/2抗体诊断试纸、纳米磁乙肝诊断试纸和纳米磁HIV-1/2抗体诊断试纸，其准确性均在99％以上。
目前，建成了自主创新的集纳米晶批量制备、抗原/抗体的制备及批量生产、纳米晶与抗原/抗体的高效偶联及纳米晶免疫试纸研发生产的技术体系，已形成年产3000万条乙肝诊断试纸的生产能力。
该成果在基于纳米晶标记的免疫层析检测试纸研制生产方面为我国创立了一套具有自主知识产权的技术平台，在该领域达到国际领先水平。
记者得知，“十五”期间，新材料领域还在国际上首次研制成功新型深紫外非线性光学晶体KBBF和全固态激光器，并应用于超高分辨率光电子谱仪，其分辨率比普通光源光谱仪提高5倍；成功开发出了国际上最大功率的红绿蓝全固态激光器，在此基础上完成了全固态激光全色显示和60英寸激光家庭影院原理性演示，获得了高色彩饱和度的DVD动态图像；“十五”取得的这些创新性成果，进一步巩固了我国人工晶体和全固态激光器在国际上的领先地位。
具有自主知识产权的34英寸荫罩式等离子体(SM-PDP)显示技术的成功研制，为我国在发展低成本PDP的国际竞争中提供了一个赶超的机会。该技术在技术路线上有重大创新和突破，与国际上目前流行的“障壁式结构等离子体平板显示”技术相比，SM-PDP技术具有成本低的特点。
在高温超导材料及应用方面，突破了高温超导带材产业化的关键技术，建成了年产能力300公里的铋系线材生产线，产品性能达到国际先进水平，并销往韩、美、欧等国。拥有多项自主核心技术，突破了发达国家的技术垄断，为我国超导应用技术发展提供了材料基础。开发完成了适合我国移动通信系统的超导滤波器子系统，在中国联通唐山分公司的CDMA移动通信基站上得到成功应用，实测通话距离是常规的1.7倍，系统已连续稳定运行超过1年，各项关键技术指标达到国际先进水平，使我国成为继美国之后、第二个拥有此类实用核心技术的国家。
同时，在纳米材料与技术方面，在国际上首次设计并制备出具有新型结构的锂离子电池纳米复合负极材料。
关键技术突破传统产业极限
除取得一系列重大原创成果之外，“十五”新材料领域在钢铁、有色、建材、石化等传统材料产业的提升方面，突破一系列关键技术，大幅度提升了我国传统材料产业的技术竞争力，发展了高性能和高附加值的新型结构材料，促进了材料工业结构调整，为我国实现从“材料大国”转变成为“材料强国”的目标奠定了坚实的技术基础。
钢铁行业算得上传统行业的代表，“十五”期间，新材料领域采用高新技术提高了传统钢铁产品质量、促进了钢材品种的更新换代，提升了我国钢铁产业的整体技术水平。针对碳素钢采用成分设计和工艺优化得到细晶组织，将200MPa级普碳钢提高到400－500MPa碳素结构钢，实现性能翻一番，批量工业生产获得成功，2005年10月累计生产超级钢超过340万吨，产值超过100亿元，大幅度超额完成了计划目标。
在建材行业，研制成功纳米复合功能薄膜的浮法在线制备技术，并开发了无光污染节能镀膜玻璃、彩色阳光控制镀膜玻璃和低辐射节能镀膜玻璃等一系列新型节能镀膜玻璃。该技术打破了国际上玻璃强国对我国浮法在线镀膜玻璃技术的封锁和产品的垄断，提高了我国玻璃在国际市场上的竞争力，促进了玻璃工业的结构调整和技术升级。
针对我国水泥行业能耗大污染严重的问题，开发了低环境负荷型水泥及胶凝材料关键制备技术，按吨水泥计，与目前42.5等级普通硅酸盐水泥对比，低环境负荷型水泥的石灰石用量减少20%%—38%%，煤耗减少20%%—35%%，二氧化碳排放减少30%%—36%%，相关的技术指标达到国际先进水平，在新型高效分解—预烧炉系统、水泥熟料煅烧循环预烧工艺及装置、新型高效低污染水泥工业用燃烧器等多项技术上取得了突破性进展，该技术已在4条生产线上得到应用，可使水泥的生产成本降低80元/吨左右，课题转化共创产值5亿元人民币。
在化工行业，形成了5个万吨级工业规模高分子新材料制备技术。采用茂金属和后过渡金属催化剂制备新型聚烯烃材料，并成功地完成了万吨级装置上的工业试验；在原位共混聚丁二烯橡胶和稀土顺丁橡胶新产品开发上，实现了万吨级工业化试验，批量生产出有自主知识产权的橡胶新产品，具有低生热、低滚动阻力、抗湿滑的轮胎用橡胶材料，正在规模进入应用领域并出口海外；采用自主开发的生产装置建立了2万吨级无机物高填充聚合物材料生产线并规模生产，同时正在筹建年产20万吨级的生产线。
还有，纳米技术在汽车、纺织、建材、化工等领域中的应用技术开发，促进我国传统行业的技术改造和产品的升级换代。其中，通过纳米技术改性的润滑油，已经实现了产业化，采用纳米技术改性的纤维具有了冬暖夏凉的特性。
新兴技术孕育新的经济增长点
“十五”新材料领域加强了成果的转化和产业化，在超大规模集成电路配套材料、高温超导材料及应用、高清晰度平板显示、半导体照明材料与器件、稀土永磁功能材料、低成本高能量锂离子电池、新一代高性能片式元件材料、新型镁合金，高可靠性陶瓷材料、特种工程塑料等方面，突破了一系列产业化关键技术，加快了一批高质量成果的转化和产业化，形成了新材料产业发展新的经济增长点，实现了产业的跨越式发展。
研究人员攻克了直径12英寸硅单晶抛光片成套制备、大直径SOI材料制备、大直径SiGe/Si外延材料制备、直径6英寸半绝缘砷化镓单晶制备、先进封装COF配套材料、超净高纯化学试剂制备、ULSI电路封装用聚酰亚胺和液体环氧底填料制备等一系列关键技术，一批配套材料实现了产业化，建成了月产10000片12英寸硅抛光片中试生产线，4—6英寸SOI圆片年生产规模已达30000片，5—6英寸SiGe/Si外延材料达到月产100片能力，一条年产5000片6英寸半绝缘砷化镓单晶抛光片生产线初步建成。通过“十五”863计划的实施，初步形成了我国集成电路配套材料体系雏形，为改变我国高端集成电路配套材料长期依赖进口和受制于人的被动局面，支撑我国超大规模集成电路产业的发展奠定了基础。
高清晰度平板显示终端的关键技术研究和产业化，打破了国外的技术垄断，带动了相关的原材料、机械、化学等基础工业企业的发展，建立了我国自主的高清晰度电视体系和数字电子产品产业，增强了我国显示器件产业在全球的竞争力。
在半导体照明材料与器件方面，攻克了一系列半导体照明光源产业化所需的关键技术，GaN外延片、白光LED器件、蓝光激光器以及GaN基础材料与装备方面取得了显著进展，蓝光LED产业化关键技术、大功率、高效率LED芯片、白光LED封装技术和荧光粉技术等成果实现了转化和产业化，吸引了数亿元的社会资金，创建了数家高新技术企业，初步形成了半导体白光照明的产业链，正在培育一个新兴的半导体照明产业。
同时，“十五”计划的实施使我国稀土永磁材料的产能占世界的比例由立项初期45%%上升到70%%，产值由20%%升至40%%，已成为全球最大的稀土永磁材料产业基地。
在新能源材料方面，围绕开发低成本、高能量锂离子电池，开发出了低钴含量的新型锂离子电池正极材料钴镍锰酸锂，成本仅为钴酸锂的50%%，性能达到世界领先水平；突破日本有关技术专利限制，使正极材料锰酸锂的可逆容量达到107mAh/g；在国际上首次提出采用元宵结构的纳米复合负极材料，实现了高容量、长寿命和高效率，而且原材料和制造成本低。建成了钴镍锰酸锂和锰酸锂中试线和生产线，为我国高性能低成本锂离子电池产业的发展奠定了基础。
围绕“十五”总体目标，材料领域的组织实施突出强调六大战略：
获取创新成果战略
在微电子材料技术、光电子材料与器件技术、高清晰度平板显示期间、功能陶瓷材料、高温超导材料及应用技术、特种功能材料、纳米材料、生物医用材料等前沿高新技术领域，取得10余项原创性成果，获得发明专利300项左右，形成自主知识产权，在国际上产生较大影响；
提升传统产业战略
8—10种具有国际先进水平的关键新材料应用于促进国家传统产业和支柱产业的提升和改造，如高性能低成本钢铁材料、高性能新型镁合金材料、高性能复合材料和高性能聚烯烃材料等；
促进成果转化战略
一批具有中国资源优势和技术优势的关键新材料取得重大突破，实现规模化生产。通过新型稀土永磁材料的研究开发与应用，镁合金开发与应用，信息功能陶瓷与新型电子元器件开发与应用等项目实施，引导和促进形成3-5个年产值达数十亿元的大型新材料产业或产业集团，明显提高我国新材料在国际市场上的占有率；
培育经济新增长点战略
12英寸Si晶片、高清晰度平板显示器件、人工晶体与全固态激光器、半导体照明等40项左右关键新材料技术及其应用步入国际先进行列；在光电子材料、微电子材料、新型功能材料、高性能结构材料等领域，培育一批新兴产业生长点，建设20个左右新材料研究开发基地;
保障国家重点工程战略
促进可持续性发展，为“西部大开发”、“奥运工程”、“三峡工程”、“西气东输工程”等重大建设工程项目提供50项左右关键新材料；
培养创新人才战略
培育出若干名在国际上有重要影响的材料科学与工程学术带头人和战略专家，上百名既懂新材料技术，又懂管理的骨干专家，造就一支由上千人组成的精干、高效、具有开拓创新能力，能承担国家重大任务的新材料研究开发队伍。
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