新材料的特點

　　與傳統材料相比，新材料具有四大特點，即：高性能、多功能、智能化和低成本。下面以幾種新材料為例，對新材料的特點作一個簡要說明：

　　1、高性能

　　高性能既是新材料的特點，又是新材料的發(fā)展方向。從歷史上看，80年代先進復合材料大多采用T300類型的碳纖維和環(huán)氧樹脂件作為基體，這類材料的抗拉強度只有3000－ 3530MPa，無法滿足新一代戰(zhàn)斗機和新一代戰(zhàn)略核武器的要求。隨著時間的推移，性能更好的碳纖維象T800、T1000不斷研究開發(fā)成功，并投入市場。相對于T300而言，T800或T1000 在零度方向的抗拉強度可提高74％到100％，從而大幅度地提高復合材料的性能。預計將來還會有更多的新材料出現并取代現有的材料，從而推動材料性能的進一步提高和材料工業(yè)的進一步發(fā)展。

　　2、多功能

　　高技術的發(fā)展要求材料不再是單一的結構材料或功能材料，如航天高技術的發(fā)展要求由一種材料承擔多種功能，包括：防熱、抗核、承載、吸波、透波、隱身、減震、降噪等。因此材料發(fā)展中的一種新趨勢是結構材料和功能材料的互相滲透，即結構材料的功能化（如結構吸收材料）和功能材料的結構化（如熱結構材料），這就是材料發(fā)展中的綜合集成。

　　21世紀的復合材料將往復合化、多功能的方向發(fā)展，復合材料將成為具備兩種或兩種以上功能的材料，如隱身／結構、防熱／結構、防熱／抗核、阻尼／結構、防熱／抗核／結構、防熱／抗核／隱身等。

　　3、智能化

　　由材料、結構和電子互相融合而構成的智能材料與結構，是當今材料與結構高新技術發(fā)展的方向。智能材料的特點與實質在于能夠對外界環(huán)境變化做出適時、靈敏和恰當的響應，它具備傳感、控制和驅動的功能，即具有獲取、識別、處理和執(zhí)行的能力，可以自動調解，并具備自診斷、自適應、自修復能力。智能材料與結構已被許多國家確認為必須重點發(fā)展的一門新技術，并將成為21世紀新材料的重要發(fā)展方向。

　　4、低成本

　　碳纖維目前被劃分為宇航級和工業(yè)級兩類，也被稱為小絲束和大絲束。90年代以來碳纖維材料開始向土木建筑、橋梁、交通運輸、汽車工業(yè)、能源等領域發(fā)展，經濟可承受性成為決定該材料能否應用的關鍵。國際市場上每磅工業(yè)級大絲束碳纖維售價在8美元－10美元，而宇航級碳纖維每磅售價在15美元－20美元，價格相差近一倍，而超高模量的碳纖維，每磅價格高達上百美元甚至數百美元，是工業(yè)級大絲束碳纖維的十倍甚至幾十倍。由于價格是開發(fā)碳纖維市場的關鍵因素，因此工業(yè)級大絲束碳纖維是今后碳纖維發(fā)展的方向。

　　為此，國內外大力開展了低成本碳纖維材料技術的研究，這種低成本技術已成為近年來碳纖維材料研究的重點。低成本的碳纖維技術可以把生產周期縮短幾倍到幾百倍，大幅度降低材料成本，使該材料在民用工業(yè)中大量應用成為可能。

　　行業(yè)特點

　　新材料行業(yè)包括新材料及其相關產品和技術裝備。與傳統材料行業(yè)相比，新材料行業(yè)具有三個特點：

　　1、技術與投資高度密集

　　技術密集是指新材料在研制和制造過程中技術的多樣性、邊緣性和綜合性。新材料行業(yè)涉及自然科學和工程技術，多學科交叉滲透，知識和技術高度密集，如利用計算機實現材料設計、先進加工和制造技術進行新材料的生產、先進的儀器設備進行新材料的檢測和評價等。

　　投資密集指研究開發(fā)和生產新材料產品要求有一定的投資強度。新材料行業(yè)的放大技術復雜，行業(yè)裝備一次性投入大，尤其是在工程化研究以及建立規(guī)模經濟生產線時，更要求比較大的投資。

　　2、高風險、高收益

　　從風險的角度看，首先，由于應用領域的進步，對新材料的技術要求進一步提高，研發(fā)風險提高；其次，新材料品種多，大批量產品相對較少，由于工藝集成度加大，生產流程縮短，知識轉化為技術和產品的效率提高，存在行業(yè)風險；第三，由于高新技術迅猛發(fā)展，新材料本身更新換代速度加快，生命周期縮短，產品風險加大。

　　從收益的角度看，一般傳統材料行業(yè)的附加值不過幾倍，個別達到幾十倍，新材料行業(yè)的附加值可達到百倍或更高，如有些生物醫(yī)用材料每千克的市場價格高達十幾萬美元，幾乎可以稱得上“一本萬利”。

　　3、行業(yè)創(chuàng)新效應明顯

　　新材料的應用從軍事工業(yè)（航空航天、核武器等）開始，逐漸轉向軍用工業(yè)（電子、化工、汽車等）和向人民生活直接消費品（醫(yī)療器械、家用電器、體育娛樂等），應用領域越來越廣。新材料的產品門類品種繁多，其應用滲透到各個行業(yè)部門，它的發(fā)展既是各行業(yè)發(fā)展的推動力，又強烈地依賴于各行業(yè)的支撐作用。

　　新材料是其他高新技術行業(yè)發(fā)展的支撐和先導，新材料行業(yè)的創(chuàng)新往往帶動其他高新技術行業(yè)的突破和發(fā)展。以信息材料為例，20世紀50年代單晶硅材料的出現，使半導體晶體管從鍺向硅發(fā)展，進一步硅集成電路的研制成功，導致了電子工業(yè)革命，促使微電子技術和計算機技術得到了飛速發(fā)展；70年代初，石英光纖維材料和砷化鎵等化合物半導體激光材料的出現，促進了光導纖維通信技術迅速發(fā)展，并逐步形成高技術產業(yè)。

　　行業(yè)發(fā)展現狀與前景

　　新材料行業(yè)涉及多個工業(yè)領域，目前世界上沒有對整個新材料行業(yè)規(guī)模的統計數據。但是，從近年來某些新材料單項的產值和銷售收入，可以看出新材料行業(yè)的發(fā)展速度：

　　1994年世界汽車工業(yè)用先進復合材料產值約250億美元，石油工業(yè)用先進金屬材料產值約為130億美元；

　　1995年世界上信息功能陶瓷材料及其制品的銷售收入約210億美元，預計2010年將達到800億美元；

　　1995年全球釹鐵硼稀土永磁材料的產值為8億美元，預計2010年產值將達到83億美元；

　　1996年世界多晶硅產量為12450噸，1997年約為17950噸，2000年將增產5倍；

　　1995年世界超導材料的年銷售額為10美元－20億美元，2000年預計為80美元－120 億美元，2010年的銷售額預計將達到600美元－900億美元；

　　1995年世界生物醫(yī)用材料的產值約為600億美元（占醫(yī)療器械總產值的50％左右），2000 年將達到1000億美元。

　　美國預測，到2000年，12項新興技術行業(yè)在世界市場的銷售額約為1萬億美元，其中新材料約為4000億美元，約占40％；日本預測，2000年其國內新材料的市場達到95000－126000億日元。