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報告綜述：

新材料按產(chǎn)業(yè)階段劃分成先進基礎材料、關鍵戰(zhàn)略材料、前沿新材 料三大類別。 先進基礎材料主要包括鋼鐵、有色、石化、建材、輕 工、紡織等基礎材料中的高端產(chǎn)品，關鍵戰(zhàn)略材料主要包括高端裝 備用特種合金、高性能纖維及其復合材料、新型能源材料、稀土功 能材料、先進半導體材料、新型顯示材料等高性能新材料，前沿新 材料包括3D 打印材料、超導材料、智能仿生與超材料、石墨烯等。液態(tài)金屬具有高強度、高硬度，極強的耐磨性和耐腐蝕性，非常好 的散熱性、電磁屏蔽性以及自驅動性。目前液態(tài)金屬可用于散熱器 和電子增材制造領域，但憑著其優(yōu)越的性能，液態(tài)金屬在未來還有 非常廣闊的應用空間。 3D 打印用合金粉末可以分為鐵基合金、鈦及鈦基合金、鎳基合金、 鈷鉻合金、鋁合金、銅合金等。由于3D 打印技術的市場前景十分 廣闊，打印用的材料合金粉末也相應擁有了更大的需求空間。目前 我國高端3D 打印用合金粉末也開始從實驗室走向了產(chǎn)業(yè)化階段。 超導材料具有零電阻和完全抗磁性的特點，應用領域有輸電電纜、 超導發(fā)電機、超導磁體、超導限流器等。目前國內(nèi)超導材料主要從 美國和日本進口，成本昂貴，超導行業(yè)發(fā)展必將產(chǎn)生對超導材料大 量的需求，因此，超導行業(yè)要發(fā)展壯大，超導材料必須國產(chǎn)化。高溫合金具有較高的高溫強度、斷裂韌性、抗氧化、抗熱腐蝕和熱 疲勞性能。主要應用于航空航天領域和能源領域。高溫合金作為航 空發(fā)動機投入的重點材料，未來增速較為可觀。中長期來看，核電、 工業(yè)、艦船等領域突破性需求也帶來高端合金行業(yè)的需求。稀土按功能劃分為稀土永磁材料、稀土催化材料、稀土儲氫材料、稀土 發(fā)光材料、稀土超拋光材料五大類。不同種類稀土都有自己獨特的 性能和應用領域。我國是稀土資源大國，資源拉動了我國稀土功能 材料的快速發(fā)展。 我們認為新材料企業(yè)不同于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)擁有未來巨大流量變現(xiàn)的 可能，P/S 的方法并不試用，此外P/B 的方法更適用于強周期的 重資產(chǎn)行業(yè)，EV/EBITDA 的估值方法適用于資本密集型企業(yè)?？紤] 到新材料行業(yè)屬于成長型行業(yè)同時天花板較高，PEG 是一種合理的 方法，但新材料行 業(yè)的盈利增速并不穩(wěn)定，盈利增速的 方差較大， 如果僅憑個別年份 的高增長就給予較高的估值，很可能在下一個年 份就遭遇戴維斯雙殺，因此我們認為結合合理P/E 的PEG 方法更適 合 用 于 給新材料板塊 進行估值。

報告內(nèi)容：

1、 國家新材料產(chǎn)業(yè)政策梳理

1.1 新 材 料 的基本概念

新材料是指新出現(xiàn) 的具有優(yōu)異性能和特殊功能的材料 ，或是傳統(tǒng)材料改進后性能 明 顯 提 高 和 產(chǎn) 生 新 功 能 的 材 料 。新 材 料 產(chǎn) 業(yè) 是 材 料 工 業(yè) 發(fā) 展 的 先 導，是 重 要 的 戰(zhàn) 略性、基礎性產(chǎn)業(yè)，在建設制造強 國、鞏固國防軍工中占 據(jù)重要地位?！耙淮?材料造就一代新裝備，一代新裝備 需要一代新材料”，每 個工業(yè)強國的崛起，都 需要雄厚的材料工業(yè)作為堅強支柱。

新材料作為基礎性和支柱性戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，是高新技術的先導。世界各國高度重視， 紛紛出臺政策大力扶持產(chǎn)業(yè)發(fā)展。我國政府更是如此，《中國制造2025》將新材 料確定為十大重點領域之一，并在隨后公布的《<中國制造2025>重點領域技術 路線圖(2015 版)》中，明確產(chǎn)業(yè)需求、目標、重點產(chǎn)品及關鍵技術，確立新材 料產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線。

進入“十三五”后，為促進新材料 產(chǎn)業(yè)發(fā)展更上一層樓，相關政策頻頻加碼。從 發(fā)布《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興 產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確加 快新材料等戰(zhàn)略新興產(chǎn) 業(yè)發(fā)展，到成立國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā) 展領導小組;從發(fā)布《 新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》 到為中國制造2025 增添百億專項基金，不斷在政策上為新材料產(chǎn)業(yè)提供支持。 根據(jù)《<中國制造2025>重點領域技術路線圖》及《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》，新材 料產(chǎn)業(yè)總體分為先進基礎材料、關鍵戰(zhàn)略材料和前沿新材料三個重點方向。

1.2 國 家 發(fā) 展新材料產(chǎn)業(yè) 的重要意義

新材料作為國民經(jīng) 濟的先導性產(chǎn)業(yè)和高端制造及國防工 業(yè)發(fā)展等的關鍵保障，是 各國戰(zhàn)略競爭的焦 點?！耙淮牧?、一代產(chǎn)業(yè)”，從材料的應用歷程可以看出，每 一次生產(chǎn)力的發(fā)展都伴隨著材料的進步。新材料的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和應用推廣與技術 革命和產(chǎn)業(yè)變革密不可分。在全球新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命興起的大背景下，歐美 韓日俄等全球20 多個主要國家紛紛制定了與新材料有關的產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，啟動 了100 多項專項計劃，大力促進本國新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

我國新材料產(chǎn)業(yè)起 步晚、底子薄、總體發(fā)展慢，仍處于培育發(fā)展階段。新材料產(chǎn) 業(yè)發(fā)展的滯后，已成為制約制造強國建設的重要瓶頸。在國民經(jīng)濟需求的百余種 關鍵材料中，目前約有1/3 國內(nèi)完全空白，約有一半性能穩(wěn)定性較差，部分產(chǎn)品 受到國外嚴密控制。當前，我國正處在經(jīng)濟轉型和結構提升的關鍵期，加快發(fā)展 新材料，對推動技術創(chuàng)新，支撐產(chǎn)業(yè)升級，建設制造強國具有重要戰(zhàn)略意義。

1.3 國 家 新 材料產(chǎn)業(yè)政策 梳理1.3.1 國 家 新 材料產(chǎn)業(yè)政策 脈絡

1.3.2 重 點 新 材料相關政策 文件摘要

(1)《中國制造2025》

《中國制造2025》，是我國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領。

新 材 料 是 十 個 重 點 建 設 領 域 之 一 。以 特 種 金 屬 功 能 材 料 、高 性 能 結 構 材 料 、功 能 性高分子材料、特種無機非金屬材料和先進復合材料為發(fā)展重點，加快研發(fā)先進 熔煉、凝固成型、氣相沉積、型材加工、高效合成等新材料制備關鍵技術和裝備， 加強基礎研究和體系建設，突破產(chǎn)業(yè)化制備瓶頸。積極發(fā)展軍民共用特種新材料， 加快技術雙向轉移轉化，促進新材料產(chǎn)業(yè)軍民融合發(fā)展。高度關注顛覆性新材料 對傳統(tǒng)材料的影響，做好超導材料、納米材料、石墨烯、生物基材料等戰(zhàn)略前沿 材料提前布局和研制。加快基礎材料升級換代。

(2)《有色金屬工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020 年)》

以加強供給側結構性改革和擴大市場需求為主線，以質(zhì)量和效益為核心，以技術 創(chuàng)新為驅動力，以高端材料、綠色發(fā)展、兩化融合、資源保障、國際合作等為重 點，加快產(chǎn)業(yè)轉型升級，拓展行業(yè)發(fā)展新空間，到2020 年底我國有色金屬工業(yè) 邁入世界強國行列。

(3)《稀土行業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020 年)》

以創(chuàng)新驅動為導向，持續(xù)推進供給側結構性改革，加強稀土戰(zhàn)略資源保護，規(guī)范 稀土資源開采生產(chǎn)秩序，有效化解冶煉分離和低端應用過剩產(chǎn)能，提升智能制造 水平，擴大稀土高端應用，提高行業(yè)發(fā)展質(zhì)量和效益，充分發(fā)揮稀土戰(zhàn)略價值和 支撐作用。

(4)《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》

提高新 材料基礎支撐能力 。 順應新材料高性能化、多功能化、綠色化發(fā)展趨勢， 推動特色資源新材料可持續(xù)發(fā)展，加強前沿材料布局，以戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和重大 工程建設需求為導向，優(yōu)化新材料產(chǎn)業(yè)化及應用環(huán)境，加強新材料標準體系建設， 提高新材料應用水平，推進新材料融入高端制造供應鏈。到2020 年，力爭使若 干新材料品種進入全球供應鏈，重大關鍵材料自給率達到70%以上，初步實現(xiàn)我 國從材料大國向材料強國的戰(zhàn)略性轉變。

推動新材料產(chǎn)業(yè)提 質(zhì)增效。面向航空航天、軌道交通、電力電子、新能源汽車等 產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，擴大高強輕合金、高性能纖維、特種合金、先進無機非金屬材料、 高品質(zhì)特殊鋼、新型顯示材料、動力電池材料、綠色印刷材料等規(guī)?；瘧梅秶鸩竭M入全球高端制造業(yè)采購體系。

以 應 用 為 牽 引 構 建 新 材 料 標 準 體 系 。圍 繞 新 一 代 信 息 技 術 、高 端 裝 備 制 造 、節(jié) 能 環(huán)保等產(chǎn)業(yè)需求，加強新材料產(chǎn)品標準與下游行業(yè)設計規(guī)范的銜接配套，加快制 定重點新材料標準，推動修訂老舊標準，強化現(xiàn)有標準推廣應用，加強前沿新材 料標準預先研究，提前布局一批核心標準。加快新材料標準體系國際化進程，推 動國內(nèi)標準向國際標準轉化。

促進特色資源新材 料可持續(xù)發(fā)展。推動稀土、鎢鉬、釩鈦、鋰、石墨等特色資源 高質(zhì)化利用，加強專用工藝和技術研發(fā)，推進共伴生礦資源平衡利用，支持建立 專業(yè)化的特色資源新材料回收利用基地、礦物功能材料制造基地。在特色資源新 材料開采、冶煉分離、深加工各環(huán)節(jié)，推廣應用智能化、綠色化生產(chǎn)設備與工藝。 發(fā)展海洋生物來源的醫(yī)學組織工程材料、生物環(huán)境材料等新材料。

前 瞻 布 局 前 沿 新 材 料 研 發(fā) 。突 破 石 墨 烯 產(chǎn) 業(yè) 化 應 用 技 術 ，拓 展 納 米 材 料 在 光 電 子 、 新能源、生物醫(yī)藥等領域應用范圍，開發(fā)智能材料、仿生材料、超材料、低成本 增材制造材料和新型超導材料，加大空天、深海、深地等極端環(huán)境所需材料研發(fā) 力度，形成一批具有廣泛帶動性的創(chuàng)新成果。

(5)《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》

《指南》提出，“十三五”要深入 推進供給側結構性改革 ，堅持需求牽引和戰(zhàn)略 導向，推進材料先行、產(chǎn)用結合，以滿足傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉型升級、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā) 展和重大技術裝備急需為主攻方向，著力構建以企業(yè)為主體、以高校和科研機構 為支撐、軍民深度融合、產(chǎn)學研用協(xié)同促進的新材料產(chǎn)業(yè)體系，著力突破一批新 材料品種、關鍵工藝技術與專用裝備，不斷提升新材料產(chǎn)業(yè)國際競爭力?！吨改稀?從突破重點應用領域急需的新材料、布局一批前沿新材料、強化新材料產(chǎn)業(yè)協(xié)同 創(chuàng)新體系建設、加快重點新材料初 期市場培育、突破關鍵 工藝與專用裝備制約、 完善新材料產(chǎn)業(yè)標準體系、實施“ 互聯(lián)網(wǎng)+”新材料行動 、培育優(yōu)勢企業(yè)與人才 團隊、促進新材料產(chǎn)業(yè)特色集聚發(fā) 展等九個方面提出了重 點任務?！吨改稀纷鳛椤笆濉睍r期指導新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專項指南，將引導新材料產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā) 展。

(6)《“十三五”材料領域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》

依據(jù)國際發(fā)展趨勢、國內(nèi)基礎和面臨的挑戰(zhàn)，緊密結合經(jīng)濟社會發(fā)展和國防建設的重大需求，重 點 凝 練七個任務 方向。

一是重點基礎材料技術提升與產(chǎn)業(yè)升級，著力解決基礎材料產(chǎn)品同質(zhì)化、低值化， 環(huán)境負荷重、能源效率低、資源瓶頸制約等重大共性問題，突破基礎材料的設計 開發(fā)、制造流程、工藝優(yōu)化及智能化綠色化改造等關鍵技術和國產(chǎn)化裝備，開展 先進生產(chǎn)示范。

二是戰(zhàn)略性先進電子材料，以第三代半導體材料與半導體照明、新型顯示為核心， 以大功率激光材料與器件、高端光電子與微電子材料為重點，推動跨界技術整合， 搶占先進電子材料技術的制高點。

三是材料基因工程關鍵技術與支撐平臺，構建高通量計算、高通量實驗和專用數(shù) 據(jù)庫三大平臺，研發(fā)多層次跨尺度 設計、高通量制備、高 通量表征與服役評價、 材料大數(shù)據(jù)四大關鍵技術，實現(xiàn)新材料研發(fā)周期縮短一半、研發(fā)成本降低一半的 目標。

四是納米材料與器件，研發(fā)新型納米功能材料、納米光電器件及集成系統(tǒng)、納米 生物醫(yī)用材料、納米藥物、納米能源材料與器件、納米環(huán)境材料、納米安全與檢 測技術等，突破納米材料宏量制備及器件加工的關鍵技術與標準，加強示范應用。

五是先進結構與復合材料，以高性能纖維及復合材料、高溫合金為核心，以輕質(zhì) 高強材料、金屬基和陶瓷基復合材料、材料表面工程、3D 打印材料為重點，解 決材料設計與結構調(diào)控的重大科學問題，突破結構與復合材料制備及應用的關鍵 共性技術，提升先進結構材料的保障能力和國際競爭力。

六是新型功能與智能材料，以稀土功能材料、先進能源材料、高性能膜材料、功 能陶瓷等戰(zhàn)略新材料為重點，大力提升功能材料在重大工程中的保障能力;以超導材料、智能/仿生/超材料、極端環(huán)境材料等前沿新材料為突破口，搶占材料前 沿制高點。

七是材料人才隊伍建設，通過機制與制度創(chuàng)新，加強材料領域人才隊伍建設，形 成材料領域核心領軍人才、研究開發(fā)人才、工程技術人才和技能人才組成的材料 人才體系及其評價機制，提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才隊伍的整體素質(zhì)和水平，滿足材料領 域發(fā)展的需求。

(7)《新材料標準領航行動計劃(2018-2020 年)》

計劃的目標為:到2020 年，完成制修訂600 項新材料標準，構建完善新材料產(chǎn) 業(yè)標準體系，重點制定100 項“領航”標準，規(guī)范和引領新材料產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展; 新材料標供給結構得到優(yōu)化，基于自主創(chuàng)新技術制定的團體標準、企業(yè)標準顯著 增多;建立3-5 個新材料領域國家技術標準創(chuàng)新基地，形成科研、標準、產(chǎn)業(yè) 同步推進的新機制新模式;建設一批新材料產(chǎn)業(yè)標準化試點示范企業(yè)和園區(qū)，促 進新材料標準有效實施和廣泛應用;提出30 項新材料國際標準提案，助力新材 料品種進入全球高端供應鏈。

1.3.3 不 同 地 區(qū)新材料產(chǎn)業(yè) 政策布局解讀：略

……

1.3.4 國 家 新 材料總體政策 導向小結

通過梳理和分析國家新材料產(chǎn)業(yè)相關的政策脈絡及相關核心文件精神，我們可以 看出，國家發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)的核心目標是:提升新材料的基礎支撐能力，實現(xiàn)我 國從材料大國到材料強國的轉變。

具體而言，我國發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)有四個方面的核心任務要求:一是聚焦國家重大 戰(zhàn)略亟需和產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸，提升關鍵戰(zhàn)略材料的保障能力;二是推動生產(chǎn)過程的 智能化和綠色化改造，提高先進基礎材料國際競爭力;三是加快布局前沿新材料， 搶占全球新材料產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的制高點;四是推動稀土、鎢鉬、釩鈦、鋰、石墨 等特色資源新材料可持續(xù)發(fā)展。其中，前三個任務要求是圍繞關鍵戰(zhàn)略材料、先 進基礎材料和前沿新材料三大方向展開，第四個核心任務要求則是結合我國在新 材料領域的特色資源優(yōu)勢，提出的有針對性的發(fā)展要求。

2、 新材料的分類與概況

隨著科學技術的發(fā) 展，人們在傳統(tǒng)材料的基礎上，根據(jù)現(xiàn)代科技的研究成果，開 發(fā)出新材料。新材料按產(chǎn)業(yè)階段劃分成先進基礎材料、關鍵戰(zhàn)略材料、前沿新材 料三大類別。

新材料作為國民經(jīng) 濟先導產(chǎn)業(yè)和高端制造及國防工業(yè)的 重要保障，未來將成為各 國戰(zhàn)略競爭的焦點。當前在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革大勢下，全球新材料產(chǎn)業(yè) 格局發(fā)生重大調(diào)整。新材料與信息 、能源、生物等高技術 加速融合，互聯(lián)網(wǎng)+、 材料基因組計劃、增材制造等新技術新模式蓬勃興起，新材料創(chuàng)新步伐持續(xù)加快， 國際競爭日趨激烈。

在此大背景下，歐美日俄韓等全球20 多個主要國家紛紛制定了與新材料相關的 產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，啟動了100 多項專項計劃，大力促進本國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。相對 而言，我國新材料產(chǎn)業(yè)起步晚、底子薄，材料先行戰(zhàn)略沒有得到落實，核心技術 與專用裝備水平相對落后，關鍵材料保障能力不足，整體仍處于培育發(fā)展階 段 。

2.1 先進基礎材料

(一)先進鋼鐵材料:鋼鐵是鐵與碳、硅 、錳、磷、硫以及少量的其他元素所組 成的合金。其中鐵外，碳的含量對鋼鐵的機械性能起著主要作用，故統(tǒng)稱為鐵碳 合金。它是工程技術中最重要、也是最主要的，用量最大的金屬材料。先進鋼鐵 材料的含義是在環(huán)境性、經(jīng)濟性、資源性的約束下，采用先進制造技術生產(chǎn)具有 高潔凈度、高均勻度、超細晶粒特征的鋼材，強度和韌度比傳統(tǒng)鋼材有很大提高， 鋼材使用壽命增加滿足21 世紀國家經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要。

(二)先進有色金屬材料:有色金 屬狹義的有色金屬又稱 非鐵金屬，是鐵、錳、 鉻以外的所有金屬的統(tǒng)稱。廣義的有色金屬還包括有色合金。有色金屬材料是經(jīng) 濟社會發(fā)展的基礎性材料，是國防軍工和新科技革命的戰(zhàn)略性材料，人類社會對 有色金屬的需求有著很大空間。有色金屬工業(yè)是制造業(yè)的重要基礎產(chǎn)業(yè)之一，是 實現(xiàn)制造強國的重要支撐。

進入新世紀以來，我國有色金屬工業(yè)發(fā)展迅速，基本滿足了經(jīng)濟社會發(fā)展和國防 科技工業(yè)建設的需要。但與世界強 國相比，在技術創(chuàng)新、 產(chǎn)業(yè)結構、質(zhì)量效益、 綠色發(fā)展、資源保障等方面仍有一 定差距。堅持綠色發(fā)展 理念。嚴格準入條件， 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，嚴格控制資源、能源、環(huán)境容量不具備條件地區(qū)的冶煉產(chǎn)能。大 力推廣安全高效、能耗物耗低、環(huán)保達標、資源綜合利用效果好的先進生產(chǎn)工藝， 強化從源頭防控金屬污染。由高耗能向綠色、低碳轉變。

(三)先進化工材料:化工新材料是新材料產(chǎn)業(yè)的一個重要分支，是基礎化學工 業(yè)最具活力和發(fā)展?jié)摿Φ念I域。發(fā) 展化工新材料產(chǎn)業(yè)在突 破國內(nèi)資源“瓶頸”， 環(huán)境保護、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構，保持石油和化學工業(yè)平穩(wěn)、較快和可持續(xù)發(fā)展方面“大 有可為”。

堅持以安全環(huán)保、集約發(fā)展為重點，升級和調(diào)整傳統(tǒng)化工，加快培育化工新材料 及其基礎原料，鞏固發(fā)展高性能聚烯烴、高端工程塑料、特種合成橡膠等先進高 分子材料;提高化工新材料整體自 給率，加快精細化工的 綠色工藝和產(chǎn)品開發(fā)， 重點突破高端表面活性劑、微電子行業(yè)的各類化學用劑等特種功能化學品。

(四)先進無機非金屬材料:無機 非金屬材料是以某些元 素的氧化物、碳化物、 氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質(zhì)組成 的材料。是除有機高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統(tǒng)稱。

無機非金屬材料的提法是20 世紀40 年代以后，隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展從傳統(tǒng) 的硅酸鹽材料演變而來的。無機非金屬材料是與有機高分子材料和金屬材料并列 的三大材料之一。新型無機非金屬材料是20 世紀中期以后發(fā)展起來的,具有特殊 性能和用途的材料。它們是現(xiàn)代新技術、新產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)工業(yè)技術改造、現(xiàn)代國防 和生物醫(yī)學所不可缺少的物質(zhì)基礎。

(五)其他材料:

(1)稀有金屬:稀有金屬涂層材料、高純銦。

(2)高性能靶材:積極發(fā)展高純 稀有金屬及靶材、原子 能級鋯材、高端鎢鉬材 料及制品等，加快推進高純硅材料、新型半導體材料、磁敏材料、高性能膜材料 等產(chǎn)業(yè)化。

(3)其他:包括鈦合金加工用超 細硬質(zhì)合金高端棒材、 新型硬質(zhì)合金材料、反 應堆中子吸收體材料、熱縮型耐溫耐磨材料、高性能極細徑納米晶微鉆棒材、核 電燃料元件用鎳基合金材料、高純氧化鋁生產(chǎn)用固體鋁酸鈉。

2.2 關鍵戰(zhàn)略材料

(一)高性能纖維及復合材料:高性能纖維是國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部 分，是發(fā)展國防軍工重要的基礎原材料。《中國制造 2025》明確提出，新材料產(chǎn) 業(yè)是需要突破發(fā)展的十大重點領域之一。工信部發(fā)布的《重點新材料首批次應用 示范指導目錄(2017 版)》中，也將碳纖維、玄武巖纖維、連續(xù)碳化硅纖維列為“關鍵戰(zhàn)略材料”。

我國高性能纖維復合材料行業(yè)面臨一個新的大發(fā)展時期，如城市化進程中大規(guī)模 的市政建設、新能源的利用和大規(guī)模開發(fā)、環(huán)境保護政策的出臺、汽車工業(yè)的發(fā) 展、大規(guī)模的鐵路建設、大飛機項目等。在巨大的市場需求牽引下，高性能纖維 復合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有很廣闊的發(fā)展空間。

(二)稀土功能材料:推動國產(chǎn)高端產(chǎn)品在先進裝備制造、新能源汽車、節(jié)能環(huán) 保、高性能醫(yī)療設備等領域的應用。發(fā)展重點:擴大高性能粘結稀土永磁材料產(chǎn) 量，提高燒結型稀土永磁材料、稀土催化材料、稀土發(fā)光材料和稀土激光材料性 能。重點發(fā)展工業(yè)脫硝、機動車尾氣凈化等用稀土催化材料，多領域用高性能稀 土永磁材料、高光效稀土發(fā)光材料和高功率、大尺寸摻釹激光玻璃、特種光纖激 光器等產(chǎn)品。

(三)先進半導體材料和新型顯示材料:先進半導體材料的發(fā)展目標是形成第三 代半導體材料構建襯底、外延、器件及應用的完整產(chǎn)業(yè)鏈，著力開發(fā)襯底及外延、 芯片及封裝、系統(tǒng)集成及可靠性評價等關鍵技術，大力推進功率器件、射頻器件 與光電器件產(chǎn)業(yè)化，推動4G 通信及下一代互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展。

新型顯示材料的發(fā)展目標是實現(xiàn)產(chǎn) 能利用率保持合理水平 ，產(chǎn)品結構不斷優(yōu)化， 行業(yè)資源環(huán)境效率顯著提高。發(fā)展重點:印刷顯示方面，重點發(fā)展小分子OLED 和高分子OLED;柔性顯示方面，重點發(fā)展關鍵發(fā)光材料，注入層、傳輸層等有 機物。全面掌握有源矩陣有機發(fā)光二極管(AMOLED)技術 ，在全息、激光、柔性 等顯示技術以及新型顯示材料領域取得部分技術突破。

(四)新型能源材料:新能源是降低碳排放、優(yōu)化能源結構、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的 重要途徑，新能源材料是引導和支撐新能源發(fā)展的重要基礎，對新能源的發(fā)展發(fā) 揮了重要作用。一些新能源材料的發(fā)明催生了新能源系統(tǒng)的誕生，一些新能源材 料的應用提高了系能源系統(tǒng)的效率，新能源材料的使用也直接影響著新能源系統(tǒng) 的投資與運行成本。新能源材料主 要包括硅碳負極材料、 新能源復合金屬材料、 鋰離子電池電解液、鋰離子電池電解液等。

2.3 前沿新材料

(一)石墨烯:石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的 二維碳納米材料。石墨烯具有優(yōu)異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加 工、能源、生物醫(yī)學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來 革命性的材料。石墨烯的具體應用 分類為:石墨烯改性防 腐涂料、石墨烯薄膜、 石墨烯潤滑油、石墨烯導靜電輪胎、石墨烯增強銀基電接觸功能復合材料、石墨 烯導電發(fā)熱纖維及石墨烯發(fā)熱織物。

(二)液態(tài)金屬及其電子漿料:液態(tài)金屬是在常溫下呈液態(tài)的一大類多金屬合金 材料，擁有極佳的流動性和物化穩(wěn)定性，易于成型，是超越銅、銀、鋁等傳統(tǒng)材 料的顛覆性新材料，是人類開發(fā)利用金屬材料的第二次革命。液態(tài)金屬具有許多 獨特的性能，如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性 、高的強度、硬度和韌性等。由于 它的性能優(yōu)異、工藝簡單，從80 年代開始成為國內(nèi)外材料科學界的研究開發(fā)重 點。

(三)3D 打印用合金粉末:用于3D 打印的材料，3D 打印金屬材料可以分為鐵 基合金、鈦及鈦基合金、鎳基合金、鈷鉻合金、鋁合金、銅合金等。

(四)超導材料:超導材料具有零電阻、抗磁性以及宏觀量子效應等特殊物理性 質(zhì)，應用領域非常廣泛。在電工學領域，超導材料的主要應用領域包括超導電纜、 超導限流器、超導磁懸浮、醫(yī)療核磁共振成像、超導儲能以及超導電機等。目前 各國研究人員研發(fā)和生產(chǎn)的重點是YBCO 超導材料(也可稱為第二代高溫超導材 料)，并認為其是未來超導材料發(fā)展的主要方向。

3、 重點材料解讀

3.1 石墨烯

是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。石墨 烯具有優(yōu)異的光學、電學、力學特性，在材料學 、微納加工、能源、生物醫(yī)學和 藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。

3.1.1 石 墨 烯 的特點與性質(zhì)

(1)導電性

石墨烯穩(wěn)定的晶格 結構使碳原子具有優(yōu)秀的導電性。石墨烯中的電子在軌道中移 動時，不會因晶格缺陷或引入外來 原子而發(fā)生散射。由于 原子間作用力十分強， 在常溫下，即使周圍碳原子發(fā)生擠撞，石墨烯中電子受到的干擾也非常小。

(2)熱性能

石墨烯具有非常好的熱傳導性能。純的無缺陷的單層石墨烯的導熱系數(shù)高達5300W/mK，是目前為止導熱系數(shù)最 高的碳材料，高于單 壁碳納米管(3500W/mK)和多壁碳納米管(3000W/mK)。當它作為載體時，導熱系數(shù)也可達600W/mK。此 外，石墨烯的彈道熱導率可以使單位圓周和長度的碳納米管的彈道熱導率的下限 下移。

(3)光學特性

石墨烯具有非常良好的光學特性，在較寬波長范圍內(nèi)吸收率約為2.3%，看上去 幾乎是透明的。在幾層石墨烯厚度范圍內(nèi)，厚度每增加一層，吸收率增加2.3%。 大面積的石墨烯薄膜同樣具有優(yōu)異的光學特性，且其光學特性隨石墨烯厚度的改 變而發(fā)生變化。這是單層石墨烯所具有的不尋常低能電子結構。室溫下對雙柵極 雙層石墨烯場效應晶體管施加電壓，石墨烯的帶隙可在0~0.25eV 間調(diào)整。施加 磁場，石墨烯納米帶的光學響應可調(diào)諧至太赫茲范圍。

(4)飽和吸收

當輸入的光波強度 超過閾值時，這獨特的吸收 性質(zhì)會開始變得飽和。這種非線性 光學行為稱為可飽和吸收，閾值稱為飽和流暢性。給予強烈的可見光或近紅外線 激發(fā)，因為石墨烯的整體光波吸收和零能隙性質(zhì)，石墨烯很容易就變得飽和。石 墨烯可以用于光纖激光器的鎖模運作。用石墨烯制備成的可飽和吸收器能夠達成 全頻帶鎖模。由于這特殊性質(zhì)，在超快光子學里，石墨烯有很廣泛的應用空 間 。

(5)自旋傳輸

科學家認為石墨烯會是理想的自旋電子學材料，因為其自旋-軌道作用很小，而 且碳元素幾乎沒有核磁矩。使用非局域磁阻效應，可以測量出，在室溫狀況，自 旋注入于石墨烯薄膜的可靠性很高，并且觀測到自旋相干長度超過1 微米。使用 電閘，可以控制自旋電流的極性。

(6)電子的相互作用

石墨烯中電子間以 及電子與蜂窩狀柵格間均存在著強烈 的相互作用。科學家借助 了美國勞倫斯伯克利國家實驗室的“先進光源(ALS)”電子同步加速器。這個加 速器產(chǎn)生的光輻射亮度相當于醫(yī)學上X 射線強度的1 億倍?？茖W家利用這一強光 源觀測發(fā)現(xiàn)，石墨烯中的電子不僅與蜂巢晶格之間相互作用強烈，而且電子和電 子之間也有很強的相互作用。

3.1.2 石 墨 烯 的優(yōu)點

(1)強度非常高

石墨烯是已知強度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。而利用氫等離子改性 的還原石墨烯也具有非常好的強度，平均模量可大0.25TPa。由石墨烯薄片組成 的石墨紙擁有很多的孔，因而石墨紙顯得很脆，然而，經(jīng)氧化得到功能化石墨烯， 再由功能化石墨烯做成石墨紙則會異常堅固強韌。

(2) 如橡膠般具有延展性

石墨烯具有一定的延展性，能夠伸展20%。也就是說，石墨烯實際上是一種柔性 材質(zhì)，與橡膠類似。三星公司一直 在研究石墨烯晶體管， 從而生產(chǎn)出柔性屏幕。 另外，石墨烯也有一定的耐水性，有望應用在新一代的防水設備上。

(3)輕特性

石墨烯出色的延展性，還能夠讓其十分輕，足夠拉伸到到透明的程度。這就意味 著，如果手機廠商可以使用這種材質(zhì)，不僅能夠讓手機更耐用、防水，還可以變 得更輕。

(4)非常長的電池壽命

石墨烯極有可能在未來取代鋰電池，成為新一代的電池標準。美國西北大學的研 究人員已經(jīng)成功研發(fā)出石墨烯和硅材質(zhì)的電池，充電15 分鐘可以實現(xiàn)約一周的 續(xù)航能力。

(5)與人類的身體互聯(lián)

石墨烯具有與生物互聯(lián)的特點，這對健康檢測類可穿戴設備具有非常積極的影響。 使用石墨烯作為傳感器，將可以監(jiān)測和掃描人類的神經(jīng)系統(tǒng)，未來有可能會出現(xiàn)“精神健康”類的監(jiān)測設備及應用。

3.1.3 石 墨 烯 的應用領域

(1)傳感器

石墨烯獨特的二維結構使它對周圍的環(huán)境非常敏感，具有表面吸附性、巨大的表 面積等特性，可以制做電化學傳感器、氣體傳感器、生物傳感器等。與傳統(tǒng)的傳 感器相比具有體積小，表面積大，靈敏度高，響應速度快，石墨烯在傳感器領域 應用具有廣闊的前景。

石墨烯因其獨特的二維結構在傳感 器中有廣泛的應用，具 有體積小、表面積大、 靈敏度高、響應時間快、電子傳遞快、易于固定蛋白質(zhì)并保持其活性等特點，能 提升傳感器的各項性能。主要用于氣體、生物小分子、酶和DNA 電化學傳感器 的制作。新加坡南洋理工大學開發(fā)出了敏感度是普通傳感器1000 倍的石墨烯光 傳感器;美國倫斯勒理工學院研制 出性能遠超現(xiàn)有商用氣 體傳感器的廉價石墨烯 海綿傳感器。

(2)新能源電池

新能源電池也是石墨烯最早商用的一大重要領域。美國麻省理工學院已石墨烯基 超級電容 器結構與 不同電 壓下的 石墨烯 理論能 量密度石 墨烯基 超級電 容器結構 與不同電 壓下的石 墨烯理 論能量 密度成 功研制 出表面附 有石墨 烯納米 涂層的柔 性光伏電池板，可極大降低制造透明可變形太陽能電池的成本，這種電池有可能 在夜視鏡、相機等小型數(shù)碼設備中應用。另外，石墨烯超級電池的成功研發(fā)，也 解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時間長的問題，極大加速了新能源電 池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這一系列的研究成果為石墨烯在新能源電池行業(yè)的應用鋪就了道 路。

石墨烯在鋰離子電池中的應用比較多元化，目前已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化的是用在正極材 料中作為導電添加劑，來改善電極 材料的導電性能，提高 倍率性能和循環(huán)壽命。 目前比較成熟的應用是將石墨烯制成導電漿料用于包覆磷酸鐵鏗等正級材料。正 極用包覆漿料目前主要包括石墨漿料、碳納米管漿料等，隨著石墨烯粉體、石墨 烯微片粉體量產(chǎn)、成本持續(xù)降低的 情況下，石墨烯漿料將 呈現(xiàn)更好的包覆性能。 石墨烯漿料將隨鋰電池增長而穩(wěn)步上升。鋰離子電池主要應用于手機、筆記本電 腦、攝像機等便攜式電子器件等方面，并積極地向電動力汽車等新能源汽車領域 擴展，具有長期發(fā)展前景。

(3)晶體管

石墨烯可以用來制作晶體管，由于石墨烯結構的高度穩(wěn)定性，這種晶體管在接近 單個原子 的尺度上 依然能 穩(wěn)定地 工作。 相比之 下，目前 以硅為 材料的 晶體管在10 納米左右的尺度上就會失去穩(wěn)定性。石墨烯結構的高度穩(wěn)定性可以用來制作 晶體管，這種晶體管在接近單個原子的尺度上依然能穩(wěn)定地工作。電子在石墨烯 中的傳輸速度比硅快100 倍，使得由它制成的晶體管可以達到極高的工作頻率， 石墨烯晶體管的工作頻率可超過100GHz。

(4)柔性顯示屏

消費電子展上可彎曲屏幕備受矚目，成為未來移動設備顯示屏的發(fā)展趨勢。柔性 顯示未來市場廣闊，作為基礎材料的石墨烯前景也被看好。韓國研究人員首次制 造出了由多層石墨烯和玻璃纖維聚酯片基底組成的柔性透明顯示屏。韓國三星公 司和成均館大學的研究人員在一個63 厘米寬的柔性透明玻璃纖維聚酯板上，制 造出了一塊電視機大小的純石墨烯。他們表示，這是迄今為止“塊頭”最大的石 墨烯塊。隨后，他們用該石墨烯塊制造出了一塊柔性觸摸屏。研究人員表示，從 理論上來講，人們可以卷起智能手機，然后像鉛筆一樣將其別在耳后。石墨烯是 一種非常好的材料，它有很多很好的優(yōu)點，比如說，它的透光率比傳統(tǒng)材料的透 光率更高，所以石墨烯顯示屏的顯示更加清晰，另外，石墨烯的電阻率比傳統(tǒng)材 料電阻率更低，所以石墨烯顯示屏觸控起來更加靈敏。

(5)防腐涂料

石墨烯作為關鍵材料在涂層中能起到物理隔絕作用，阻礙海水、腐蝕性離子等向 金屬基材滲透，形成大面積保護層，與樹脂緊密結合在很大程度上提高涂層的機 械性能，其特殊的物理結構與表面特性可以大大提升涂料的防腐性能。石墨烯作 為一種納米結構的二維不透膜，通過“迷宮式”的物理屏障作用能夠有效地在環(huán) 境介質(zhì)和基體之間架起屏障，從而延緩了金屬基體的腐蝕，極大地提高了金屬的 耐腐蝕能力，顯示了石墨烯復合防腐涂料在腐蝕防護領域的廣闊前景。另外，經(jīng) 導電高分子改性的石墨烯，可以有效避免石墨烯因長期浸泡發(fā)生電化學反應而加 速金屬腐蝕的現(xiàn)象。

3.1.4 石 墨 烯 的市場空間

石墨烯的研究與應用開發(fā)持續(xù)升溫，石墨和石墨烯有關的材料廣泛應用在電池電 極材料、半導體器件、透明顯示屏、傳感器 、電容器、晶體管等方面。鑒于石墨 烯材料優(yōu)異的性能及其潛在的應用價值，在化學、材料、物理 、生物、環(huán)境、能 源等眾多學科領域已取得了一系列重要進展。研究者們致力于在不同領域嘗試不 同方法以求制備高質(zhì)量、大面積石墨烯材料。并通過對石墨烯制備工藝的不斷優(yōu) 化和改進，降低石墨烯制備成本使其優(yōu)異的材料性能得到更廣泛的應用，并逐步 走向產(chǎn)業(yè)化。

石墨烯有望在諸多應用領域中成為新一代器件，為了探尋石墨烯更廣闊的應用領 域，還需繼續(xù)尋求更為優(yōu)異的石墨烯制備工藝，使其得到更好的應用。石墨烯雖 然從合成和證實存在到今天只有短短十幾年的時間，但是已成為今年學者研究的 熱點。其優(yōu)異的光學、電學、力學 、熱學性質(zhì)促使研究人 員不斷對其深入研究， 隨著石墨烯的制備方法不斷被開發(fā)，石墨烯必將在不久的將來被更廣泛的應用到 各領域中。

3.1.5 石 墨 烯 的產(chǎn)業(yè)階段

處于產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期 ，具有重大產(chǎn)業(yè)化前景 。石墨烯產(chǎn)業(yè)化還處于初創(chuàng)期，一些應用 還不足以體現(xiàn)出石墨烯的多種“理想”性能，而世界上很多科研人員正在探索“殺 手锏級”的應用，未來在檢測及認證方面需要面對太多挑戰(zhàn)，有待在手段及方法 上不斷創(chuàng)新。雖然石墨烯的理論性能優(yōu)異，功能應用范圍很廣。但是目前石墨烯 產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)或接近其理論應用，還有非常大的距離。

3.1.6 石 墨 烯 的主要上市企 業(yè)情況

以石墨烯的生產(chǎn)和銷售為主營業(yè)務的上市企業(yè)有四家，分別為第六元素、二維碳 素、凱納股份、華高墨稀。

3.1.7 石 墨 烯 的發(fā)展制約因 素

(1)國內(nèi)石墨烯企業(yè)還未找到盈利模式

從企業(yè)盈利情況來看，目前國內(nèi)石墨烯生產(chǎn)企業(yè)的總體盈利能力很弱。 一些宣 稱具備百噸年產(chǎn)能的生產(chǎn)企業(yè)， 企業(yè)產(chǎn)值和盈利能力遠遠沒有預期的高，多數(shù) 企業(yè)處于虧損狀態(tài)。從2017 上半年的營收情況來看，4 家企業(yè)規(guī)模均不大。營 業(yè)收入最多的第六元素也僅有1175 余萬元，最小的華高墨烯2017 上半年營業(yè)收 入僅有44 余萬元。由于主營的石墨烯產(chǎn)品均未實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)和銷售，4 家公 司業(yè)績?nèi)刻幱谔潛p狀態(tài)。

(2) 上下游結合待突破，石墨烯時代還未到來

目前，石墨烯產(chǎn)業(yè)最大的瓶頸在于沒有形成完整的、成熟的產(chǎn)業(yè)鏈上下游，石墨 烯研發(fā)制備企業(yè)和下游應用企業(yè)脫節(jié)。目前石墨烯仍處于產(chǎn)業(yè)化初期，善未完全 實現(xiàn)石墨烯的規(guī)?；瘧?，對石墨烯產(chǎn)品最大的需求市場仍然是科研院校和少量 生產(chǎn)廠商。由于下游應用需求未起，大部分石墨烯企業(yè)目前仍無法找到穩(wěn)定的商 業(yè)模式和盈利模式。

(3) 高端應用技術有待突破

石墨烯最具前景、高附加值的應用領域主要集中在電子信息、動力電池、醫(yī)療健 康等新興產(chǎn)業(yè)，但上述領域應用多處于技術攻關和儲備期，離產(chǎn)業(yè)化仍有較長距 離。在集成電路、光電器件、傳感 器、信息存儲等領域的 石墨烯應用研究偏弱， 技術儲備、基礎配套不足，取得產(chǎn)業(yè)突破尚需時日。

(4) 傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)應用效果不突出

目前石墨烯應用主要是以“添加劑”形式對涂料、改性纖維、熱管理器件等傳統(tǒng) 產(chǎn)品的性能進行改進，而現(xiàn)階段石墨烯對這些傳統(tǒng)材料的性能并沒有“質(zhì)”的提 升，如“石墨烯”涂料防腐性能以及潤滑劑的潤滑效果沒有大數(shù)量級的提高。石 墨烯在強度、光學、電學等方面的超優(yōu)異性能并未在產(chǎn)品中體現(xiàn)，“殺手锏”級、 顛覆性的石墨烯應用技術和產(chǎn)品尚未出現(xiàn)。

(5) 標準缺失導致概念混淆

目前國家層面石墨烯材料標準尚未出臺，部份企業(yè)與地方政府將石墨與石墨烯的 概念混為一談，學術界與企業(yè)界對石墨烯層數(shù)的標準判定也存在爭議。如一些企 業(yè)宣稱實現(xiàn)石墨烯量產(chǎn)，但多是晶格缺陷高、多層堆疊的類石墨烯產(chǎn)品，井非真 正單層石墨烯;一些企業(yè)將"類石 墨烯”產(chǎn)品甚至是純石 墨產(chǎn)品宣傳為石墨烯產(chǎn) 品，混淆市場。

3.2 液態(tài)金屬

液態(tài)金屬是指一種不定型金屬，液態(tài)金屬可看作由正離子流體和自由電子氣組成 的混合物。液態(tài)金屬也是一種不定型、可流動液體的金屬。

3.2.1 液 態(tài) 金 屬的特點與性 質(zhì)

(1)高強度、高硬度。液態(tài)金屬的強度是鋁、鎂合金的10 倍以上，不銹鋼、鈦 合金的1.5 倍以上。在輕合金中，液態(tài)金屬的比強度也是最高的。

(2)極強的耐磨性和耐腐蝕性。

(3)液態(tài)金屬在散熱性、電磁屏 蔽性方面均在輕合金中 出類拔萃，而且在加熱 條件下不易變形、不易導熱。

(4)自驅動性。液態(tài)金屬可在吞 食少量物質(zhì)后以可變成 機器形態(tài)，進行長時間 高速運動，實現(xiàn)了無需外部電力的自主運動。

3.2.2 液 態(tài) 金 屬的優(yōu)點

(1)精度

液態(tài)金屬工藝，最終成型的產(chǎn)品在尺寸精度和可重復性上是可以和機加工工藝相 媲美，沒有附加的成本和廢棄材料。LM105 的液態(tài)金屬合金模具成型工藝，其縮 水率非常小，僅有0.4%。

(2)抗腐蝕性

獨特的LM105 液態(tài)金屬合金對比其他材料，如316 不銹鋼這種通常被認為可以廣 泛應用于腐蝕環(huán)境中的材料，具有驚人的抗腐蝕性。液態(tài)金屬合金的這種優(yōu)越的 抗腐蝕性在工業(yè)應用中更加有利。潛在應用包括:汽車裝飾件和在苛刻條件下應 用的產(chǎn)品:防護產(chǎn)品、牙科領域產(chǎn)品、工業(yè)設備、食品加工設備組件、航海領域 產(chǎn)品、醫(yī)療設備、戶外運動設備組件等等。

(3)表面處理

液態(tài)金屬材料可以將粗糙度做到0.05Ra μm 以下，這是相當優(yōu)異的性能。對其 他任何工藝來說，如果不做例如超精加工、研磨或拋光等二次加工，都如法達到 這種效果。在一些應用領域，反光性能是非常重要的，液態(tài)金屬合金的產(chǎn)品表面 光潔度可以達到高光反射效果。不僅如此，液態(tài)金屬合金還可以進行拋光，其獨 特的拋光效果取決于它的非晶組織。液態(tài)金屬合金沒有其他金屬一樣的晶體結構， 同樣材料內(nèi)部也沒有類似晶界的組織，不會影響產(chǎn)品的反射性能。使用液態(tài)金屬 合金，表面光潔度的要求不需要犧牲其他的性能。

(4)彈性、強度及硬度

LM105 液態(tài)金屬合金與其他不同工藝的材料進行對比，其性能均優(yōu)于其他合金。LM105 液態(tài)金屬合金的另一個獨特優(yōu)勢是具有高彈性(彈性形變1.8%)。這個特 性可以應用于其他金屬不能滿足的特定領域，包括:要求在壓力下彎曲，且不能屈服變形的醫(yī)療設備;可以反復彎曲，且不能出現(xiàn)塑性變形或者硬化的壓力傳感 器;每當壓縮到固定尺寸都能達到一個特定的力的精密彈簧。

(5)磁性

液態(tài)金屬合金被分類為無磁性材料，表現(xiàn)為順磁性。液態(tài)金屬合金不能加磁，與 其他磁性物體接觸也不會保留任何磁性。電磁開關的外殼，核磁共振設備的組件， 或者高射頻功率的應用領域，使用液態(tài)金屬的這個特性會更合適。

3.2.3 液 態(tài) 金 屬的應用領域

(1)散熱器

液態(tài)金屬散熱技術一種合金介質(zhì)技術，真正稱之為的液態(tài)金屬散熱技術，應該是 安全的合金介質(zhì)組成。基于低熔點金屬獨特的熱物理性質(zhì)，液態(tài)金屬不僅可在高 性能服務器、臺式機、工控機、筆記本電腦以及通訊基站的芯片熱管理中獲得廣 泛應用，而且還將在諸多關鍵領域扮演不可或缺的角色，如:先進能源領域(工 業(yè)余熱利用、太陽能熱發(fā)電、聚焦光電池冷卻、燃料電池等)、航空熱控領域(衛(wèi) 星、熱防護)、光電器件領域(如投影儀、功率電子設備等)、LED 照明領域以及 近年來發(fā)展迅速的微/納電子機械 系統(tǒng)、生物芯片以及電 動汽車等，產(chǎn)業(yè)應用價 值巨大。

(2)電子增材制造

液態(tài)金屬 電子增材 制造技 術應用 及產(chǎn)業(yè) 化項目 團隊在國 內(nèi)外首 創(chuàng)了液 態(tài)金屬電 子增材制造技術，通過液態(tài)金屬電 子墨水直接快速制造出 柔性可拉伸電子電路， 且個性化程度高，可實時定制。作為先進制造領域的一種從材料體系到制造系統(tǒng) 全過程的全新變革性技術，該技術高度貼合了當前及今后個性化、柔性化電子快 速制造及功能器件直接3D 打印的需求。

3.2.4 液 態(tài) 金 屬的市場空間

(1)電子電路打印

液態(tài)金屬做“墨水”，直接生成電 子電路，助推定制化電 路生產(chǎn)模式。用液態(tài)金 屬電子電路打印機，10 分鐘就能把電腦中的電路圖清晰打印出來，插上電源還 能顯示電路走向。其突破了傳統(tǒng)打印電路需在平面進行的空間限制，可以在任意 弧度、曲向面上以及柔性材質(zhì)上打印電路。液態(tài)金屬打印可應用于電子邏輯單元 構筑、軟體機器人組裝、智能家居、智能服飾、生物醫(yī)學等諸多領域。

(2)修復斷裂神經(jīng)

液態(tài)金屬“搭橋”，建立信號通道 ，人體神經(jīng)功能快速重 建成為可能。因為神經(jīng) 功能主要是通過電信號的傳輸和響應來實現(xiàn)的，基于這一考慮，首次提出了具有 突破性意義的液態(tài)金屬神經(jīng)連接與修復技術，旨在迅速建立切斷神經(jīng)之間的信號通路及生長空間，從而提高神經(jīng)再生效率并降低肌肉功能喪失的風險。

(3)柔性機器人

自驅動可變形、能跑、會跳的液態(tài)金屬，為研發(fā)柔性機器人提供了思路。柔性機 器、可變形機器在材料學和機器學中是一個非常重要的領域，而柔性正是液態(tài)金 屬特有的行為。另一個有意思的地方是“液態(tài)金屬機器”在運動中遇到拐彎時會 有停頓，好似略作思索后繼續(xù)行進;在遇到比“身體”小一點的縫隙時，甚至會“擠過去”。因此自驅動、柔性、可變性是這項技術的三大特點。

(4)新一代計算機

液態(tài)金屬構建計算邏輯單元，有望發(fā)展出靈活、智能、可控的計算系統(tǒng)。傳統(tǒng)計 算機以順序執(zhí)行指令的方式運行，液態(tài)金屬構建的計算機，由于能通過多種方式 同時進行編程，一次可同時執(zhí)行多個指令，具有高度并行性的特點，因此運算速 度上可能更快。液態(tài)金屬也具有更好的散熱性能，發(fā)熱量更小。此外，液態(tài)金屬 還兼具流體的柔性、可任意變形的特征，能夠制作柔性的液體電子乃至半導體單 元。

3.2.5 液 態(tài) 金 屬的產(chǎn)業(yè)階段

處于產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期 ，具有重大產(chǎn)業(yè)化前景 。液態(tài)金屬是一種高新技術材料，具有卓 越的物理、化學和力學性能，是電力、電子、計算機、通訊等高新技術領域的關 鍵材料，市場需求大，產(chǎn)業(yè)化前景非常廣闊，而且它的發(fā)展和應用可帶動一批相 關領域的技術進步和協(xié)同發(fā)展。在電子技術中，液態(tài)金屬以其高效、低損耗、高 導磁等優(yōu)異的物理性能有力促進了電子元器件向高頻、高效、節(jié) 能、小型化方 向的發(fā)展，并可部分替代傳統(tǒng)的硅鋼、坡莫合金和鐵氧體等材料?？梢灶A測，在 未來的電子技術中液態(tài)金屬將占據(jù)十分重要的位置。

3.2.6 液 態(tài) 金 屬的主要上市 企業(yè)情況：略

3.2.7 液 態(tài) 金 屬的發(fā)展制約 因素

(1)應用研發(fā)不足，產(chǎn)業(yè)化進程緩慢; (2)扶持政策缺乏，規(guī)?；幻黠@; (3)產(chǎn)業(yè)體系不完善，發(fā)展后勁不足。3.3 3D 打印用合金粉末

3.3.1 3D 打印用合金粉末分類及其特點與應用

為了滿足3D 打印的工藝需求，金屬粉末必須滿足一定的要求。粉末的流動性是 粉末的重要特性之一，若流動性太 差會造成打印精度降低 甚至打印失敗。此外， 為了獲得更致密的零件，一般希望粉體的松裝密度越高越好，采用級配粉末比采 用單一粒徑分布的粉末更容易獲得高的松裝密度。

按照材料種類劃分，3D 打印金屬材料可以分為鐵基合金、鈦及鈦基合金、鎳基 合金、鈷鉻合金、鋁合金、銅合金等。

(1)鐵基合金

鐵基合金是3D 打印金屬材料中研究較早、較深入的一類合金，較常用的鐵基合 金有工具鋼、316L 不銹鋼、M2 高速鋼、H13 模具鋼和15-5PH 馬氏體時效鋼等。 鐵基合金使用成本較低、硬度高、韌性好，同時具有良好的機械加工性，特別適 合于模具制造。3D 打印隨形水道模具是鐵基合金的一大應用，傳統(tǒng)工藝異形水 道難以加工，而3D 打印可以控制冷卻流道的布置與型腔的幾何形狀基本一致， 能提升溫度場的均勻性，有效降低產(chǎn)品缺陷并提高模具壽命。

(2)鈦及鈦合金

鈦及鈦合金以其顯著的比強度高、耐熱性好、耐腐蝕、生物相容性好等特點，成 為醫(yī)療器械、化工設備、航空航天及運動器材等領域的理想材料。然而鈦合金屬 于典型的難加工材料，加工時應力大、溫度高，刀具磨損嚴重，限制了鈦合金的 廣泛應用。而3D 打印技術特別適合鈦鈦合金的制造，一是3D 打印時處于保護 氣氛環(huán)境中，鈦不易與氧、氮等元素發(fā)生反應，微區(qū)局部的快速加熱冷卻也限制 了合金元素的揮發(fā);二是無需切削加工便能制造復雜的形狀，且基于粉材或絲材 材料利用率高，不會造成原材料的浪費，大大降低了制造成本。目前3D 打印鈦 及鈦合金的種類有純Ti、Ti6A14V(TC4)和Ti6A17Nb，可廣泛應用于航空航天零 件及人工植入體(如骨骼，牙齒等)。

(3)鎳基合金

鎳基合金是一類發(fā)展最快、應用最廣的高溫合金，其在650~1000°C 高溫下有 較高的強度和一定的抗氧化腐蝕能力，廣泛用于航空航天、石油化工、船舶、能 源等領域。例如，鎳基高溫合金可以用在航空發(fā)動機的渦輪葉片與渦輪盤。常用 的3D 打印鎳基合金牌號有Inconel 625、Inconel718 及Inconel 939 等。

(4)鈷基合金

鈷基合金也可作為高溫合金使用，但因資源缺乏，發(fā)展受限。由于鈷基合金具有 比鈦合金更良好的生物相容性，目前多作為醫(yī)用材料使用，用于牙科植入體和骨 科植入體的制造。目前常用的3D 打印鈷基合金牌號有Co212、Co452、Co502 和CoCr28Mo6 等。

(5)鋁合金

鋁合金密度低，耐腐蝕性能好，抗疲勞性能較高，且具有較高的比強度、比剛度， 是一類理想的輕量化材料。3D 打印中使用的鋁合金為鑄造鋁合金，常用牌號有AlSi10Mg、AlSi7Mg、AlSi9Cu3 等。韓國通信衛(wèi)星Koreasat-5A 及Koreasat-7 使用了SLM 制造的AlSi7Mg 輕量化部件(圖4)，不僅由原來的多個零件合成一個 整體制造，零件重量比原設計降低22%，制造成本降低30%，生產(chǎn)周期縮短1—2 個月。

(6)銅合金

銅合金的導熱性能良好，可以制造模具的鑲塊或火箭發(fā)動機燃燒室。NASA 采用3D 打印技術制造了由GRCop-84 銅合金內(nèi)壁和鎳合金外壁構成的燃燒室[52]，內(nèi) 壁采用SLM 工藝制造，再以電子束熔絲沉積完成外壁的制造。該燃燒室經(jīng)過全功 率點火測試后，仍然保持良好的形狀，證明了3D 打印工藝在節(jié)約大量時間和工 藝成本的基礎上，取得了與傳統(tǒng)工藝同樣的效果。

3.3.2 3D 打印用合金粉末的市場空間

從產(chǎn)業(yè)鏈來看，3D 打印主要包括打印設備、打印材料和服務三大類，市場份額 占比分別為39%、37%和24%。相比國外，我國3D 打印行業(yè)市場規(guī)模較小、產(chǎn)業(yè) 鏈發(fā)展滯后，多數(shù)企業(yè)產(chǎn)能主要集中在3D 打印機設備生產(chǎn)環(huán)節(jié)，而打印原材料、 圖像處理以及下游市場應用環(huán)節(jié)較薄弱。目前，我國高端3D 打印原材料仍然依 賴進口，未來具有較大的進口替代空間。

3D 打印機可分為消費級和工業(yè)級。其中，消費級3D 打印機主要面對消費型、娛 樂型以及對產(chǎn)品精度要求不高的產(chǎn)品;而工業(yè)級3D 打印機主要面對質(zhì)量精度要 求較高的航空航天、醫(yī)療器械、汽車、模具開發(fā)等下游市場。數(shù)據(jù)顯示，近年來 全球3D 打印下游行業(yè)應用中，汽車行業(yè)應用規(guī)模占比較大，達到30%左右;其 次是消費品行業(yè)，占比達20%。

3.3.3 3D 打印用合金粉末的產(chǎn)業(yè)階段

處于產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期，具有重大產(chǎn)業(yè)化前景。3D 打印用合金粉末的制造由實驗室研 究走向產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)攻關。逐步將實驗室研究成果落地產(chǎn)業(yè)化，盡早擺脫我國在高 端球形鈦合金粉末領域受制于國外的被動局面。

3D 打印用金屬粉末材料包括鈦合金、鋁合金、青銅合金、鎳合金等，鈦合金粉 末在金屬零件3D 打印產(chǎn)業(yè)鏈中是最重要的一環(huán)，也是最大的價值所在。鈦及鈦 合金球形粉末制備技術一直為美、德、英等西方發(fā)達國家所壟斷。隨著金屬3D 打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，球形鈦合金粉體材料的制備技術將進一步完善及產(chǎn)業(yè)化，老一 代技術將得到大幅度更新?lián)Q代，新的制備技術及工藝也將不斷涌現(xiàn)。

3.3.4 3D 打印用合金粉末企業(yè)情況

目前國內(nèi)以3D 打印金屬粉末的研發(fā)、生產(chǎn)為主營業(yè)務的高新技術企業(yè)均沒有上 市，下面介紹幾家發(fā)展規(guī)模較大的重點粉末研發(fā)生產(chǎn)公司。

3.3.5 3D 打印用合金粉末的發(fā)展制約因素

金屬3D 打印市場潛力無限，但因金屬粉末材料技術壁壘較高、生產(chǎn)困難，導致 市場產(chǎn)量不足。目前，金屬3D 打印僅能打印十幾種金屬，主要包括鋁合金、鈦 合金、模具鋼、鈷鉻合金、不銹鋼、鐵鎳合金和銅合金等。

金屬3D 打印技術不能有效推廣的主要原因是，材料的種類少及其制備還未能滿 足設計要求，并且國內(nèi)金屬3D 打印材料大部分依賴進口，價格昂貴。開發(fā)專用 的、廉價的金屬3D 打印原材料，是推動金屬3D 打印發(fā)展的必然因素。

3D 打印對打印用粉的成分、粒度、形貌等都有嚴格要求，而國內(nèi)采用簡單的物 理破碎制粉工藝生產(chǎn)的粉末，無法滿足3D 打印條件。小裝置小批量的生產(chǎn)模式， 也導致各種球形金屬粉末產(chǎn)量低、生產(chǎn)不連續(xù)、成本高等諸多問題，嚴重制約了3D 打印技術的發(fā)展。

3.4 超導材料

定義:是指具有在一定的低溫條件下呈現(xiàn)出電阻等于零以及排斥磁力線的性質(zhì)的 材料?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有28 種元素和幾千種合金和化合物可以成為超導體。目前研究 人員發(fā)現(xiàn)具有超導特性的材料已有數(shù)千種，包括金屬、合金、化合物以及有機物 等。

但是在電工學應用領域，達到或接近實用價值的超導材料僅6 種， 分別為NbTi、Nb3Sn、BSCCO、MgB2、ReBCO(Re 為稀土元素)和鐵基超導體。其中NbTi 和Nb3Sn 占電工應用超導材料的90%，BSCCO 和MgB2 處于應用示范階段，ReBCO 涂層超 導體開始實現(xiàn)批量制備。鐵基超導體具有較高的上臨界磁場和不可逆磁場，在強 磁場應用方面有很大的潛力。

3.4.1 超 導 材 料的特點與性 質(zhì)

(1) 零電阻。導體在溫度下降到某一值時，電阻會突然消失，即零電阻，這一 現(xiàn)象稱為“超導現(xiàn)象”，具有超導性的物質(zhì)，稱為超導體，超導體如鈦、鋅、鉈、 鉛、汞等，在超導狀態(tài)，當溫度降至溫度(超導轉變溫度)時，皆顯現(xiàn)出某些共 同特征。一個超導體環(huán)移去電源之后，還能保持原有的電流。

(2) 完全抗磁性。超導材料的溫度低于臨界溫度而進入超導態(tài)以后，只要外加磁 場不超過一定值，該超導材料便把磁力線排斥體外，因此其體內(nèi)的磁感應強度總 是零。超導材料最獨特的性能是電能在輸送過程中幾乎不會損失:近年來，隨看 材料科學的發(fā)展，超導材料的性能不斷優(yōu)化，實現(xiàn)超導的臨界溫度越來越高。20世紀末，科學家合成了在室溫下具有超導性能的復合材料，室溫超導材料的研制 成功使超導的實際應用成為可能。

3.4.2 超 導 材 料的應用領域

(1)輸電電纜

傳統(tǒng)電纜在進行電力輸送時，有6%-8%的電能在輸送時以熱能的形式損耗。如 將高溫超導帶材應用于輸電電纜(稱為高溫超導電纜)，則其系統(tǒng)整損耗僅相當于 傳統(tǒng)輸電電纜的40%，且傳輸容量數(shù)倍于傳統(tǒng)電纜，有效地提高了電能的利用 率，降低了占地空間。

(2) 超導發(fā)電機

超導線圈磁體可以將發(fā)電機的磁場強度提高，超導發(fā)電機的單機發(fā)電容量比常規(guī) 發(fā)電機提高一倍，而體積卻減小二分之一，整機重量減少三分之一，發(fā)電效率提 高百分之五十。

(3) 超導磁體

與常規(guī)磁體相比，超導磁體的優(yōu)點是其耗能小，可以達到較高的磁感應強度。如 用傳統(tǒng)方法產(chǎn)生的磁場，其耗電功 率近，每分鐘需冷卻水 ，技術上也比較困難， 但是使用超導磁體，其耗電功率僅為幾百瓦。

(4) 超導限流器

使用超導限流器不只可以對電網(wǎng)過流進行有效抑制，還具有主動復位功能，有助 于提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

3.4.3 超 導 材 料的市場空間

從產(chǎn)品類型來看，超導分為低溫超導和高溫超導。其中，低溫超導應用范圍最廣 泛。隨著技術的不斷改進，高溫超導需求將不斷增加。從應用領域來看，磁共振 成像將成為應用需求最多的一個領域。另外，電子電氣將成為超導技術需求增速 最快的領域。

超導材料具有在較高磁場下有較大臨界電流密度、高的臨界磁場以及磁損耗較小 等特性。目前，技術最成熟、應用最廣泛、商業(yè)化程度最高的超導材料是BSCCO 高溫超導材料，各國研發(fā)和生產(chǎn)重點超導材料是YBCO 高溫超導材料，YBCO 第二 代超導材料是未來超導材料發(fā)展的方向。而國內(nèi)超導材料主要是依賴于美國和日 本進口，價格昂貴，占應用產(chǎn)品的50%左右成本。超導行業(yè)發(fā)展必將產(chǎn)生對超導 材料大量的需求，因此，超導行業(yè)要發(fā)展壯大，超導材料必須國產(chǎn)化。

根據(jù)2017 年Stratistics MRC 公布的調(diào)查預測數(shù)據(jù)顯示，2015 年全球超導產(chǎn) 品市場規(guī)模為8.2 億美元，到2022 年該市場規(guī)模將擴大至27.1 億美元，復合 年均增長率(CAGR)達到18.6%。從整條超導產(chǎn)業(yè)鏈價值的角度來分析，超導材

料可占超導設備成本的40%-50%。從產(chǎn)業(yè)鏈盈利能力的角度來分析，超導材料的 盈利能力最強，毛利率可達50% 左右。據(jù)國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會 分析師稱，“目前國內(nèi)超導材料主 要從美國和日本進口， 成本昂貴，約占超導應 用產(chǎn)品成本的50% 左右”。

根據(jù)2017 年Business Wire 公布的數(shù)據(jù)顯示，2017 年全球超導產(chǎn)品市場規(guī)模 高達61 億美元，2022 年將達到88 億美元，復合年均增長率(CAGR)約為7.5%。 在超導材料應用領域，高溫超導材料的市場份額將會逐步擴大。據(jù)美國能源部預 測到2020 年低溫超導材料應用市場將達到45%，高溫超導材料市場占55%;到2030 年低溫超導材料應用市場將達到31.3%，高溫超導材料市場占68.7%。

3.4.4 超 導 材 料的產(chǎn)業(yè)階段

處于產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期，具有重大產(chǎn)業(yè)化 前景。目前我國已經(jīng)全面突破了實用化低溫超 導線材制備技術，已具備批量制備千米級實用化MgB2 超導線材的能力。我國第 一代高溫超導帶材(BSCCO-2223)與國際先進水平的差距已經(jīng)大大縮小，關鍵技 術指標基本達到了實用化的要求，已經(jīng)進入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段。在第二代高溫超導 帶材(YBCO)方面，我國與國際先進水平的差距迅速縮小。上海和蘇州等地均以 企業(yè)形式制備出了千米級的YBCO 二代帶材，而且已經(jīng)有一定量的銷售和使用。

3.4.5 超 導 材 料的主要上市 企業(yè)情況：略

3.4.6 超 導 材 料的發(fā)展制約 因素

超導的缺點為現(xiàn)有的高溫超導體還處于必須用液態(tài)氮來冷卻的狀態(tài)。這種情況是 比較難大規(guī)模做到，在整條通訊線路上采取這樣的技術是不太實際的。

3.5 高溫合金

定義:高溫合金是指在650°C以上,具有一定力學性能和抗氧化、耐腐蝕性能的 合金,或指以鐵、鎳、鈷為基,能在600°C以上的高溫及一定應力作用下長期工作 的一類金屬材料。

3.5.1 高 溫 合 金的特點與優(yōu) 點

具有較高的高溫強度、斷裂韌性、抗氧化、抗熱腐蝕和熱疲勞性能。

3.5.2 高 溫 合 金的應用領域

(1) 航空航天領域

我國發(fā)展自主航空航天產(chǎn)業(yè)研制先進發(fā)動機，將帶來市場對高端和新型高溫合金 的需求增加。

航空發(fā)動機被稱為“工業(yè)之花”， 是航空工業(yè)中技術含量 最高、難度最大的部件 之一。作為飛機動力裝置的航空發(fā)動機，特別重要的是金屬結構材料要具備輕質(zhì)、 高強、高韌、耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等性能，這幾乎是結構材料中最高的性能 要求。

高溫合金是能夠在600°C以上及一定應力條件下長期工作的金屬材料。高溫合金 是為了滿足現(xiàn)代航空發(fā)動機對材料的苛刻要求而研制的，至今已成為航空發(fā)動機 熱端部件不可替代的一類關鍵材料。目前，在先進的航空發(fā)動機中，高溫合金用 量所占比例已高達50%以上。

在現(xiàn)代先進的航空發(fā)動機中，高溫合金材料用量占發(fā)動機總量的40%~60%。在航 空發(fā)動機上，高溫合金主要用于燃燒室、導向葉片、渦輪葉片和渦輪盤四大熱段 零部件;此外，還用于機匣、環(huán)件、加力燃燒室和尾噴口等部件。

(2) 能源領域

高溫合金在能源領域中有著廣泛的應用。煤電用高參數(shù)超超臨界發(fā)電鍋爐中，過 熱器和再過熱器必須使用抗蠕變性能良好，在蒸汽側抗氧化性能和在煙氣側抗腐 蝕性能優(yōu)異的高溫合金管材;在氣電用燃氣輪機中，渦輪葉片和導向葉片需要使 用抗高溫腐蝕性能優(yōu)良和長期組織穩(wěn)定的抗熱腐蝕高溫合金;在核電領域中，蒸 汽發(fā)生器傳熱管必須選用抗溶液腐蝕性能良好的高溫合金;在煤的氣化和節(jié)能減 排領域，廣泛采用抗高溫熱腐蝕和抗高溫磨蝕性能優(yōu)異的高溫合金;在石油和天 然氣開采，特別是深井開采中，鉆具處于4-150°C的酸性環(huán)境中，加之CO2，H2S 和泥沙等的存在，必須采用耐蝕耐磨高溫合金。

我國上海電氣、東方電氣、哈爾濱汽輪機廠等大型發(fā)電設備制造集團在生產(chǎn)規(guī)模 和生產(chǎn)技術等方面近年來有了較大 提高，拉動了對發(fā)電設 備用的渦輪盤的需求。 正在進行國產(chǎn)化研制的新一代發(fā)電裝備-大型地面燃機(也可作艦船動力)取得 了顯著進展，實現(xiàn)量產(chǎn)后將帶動對 高溫合金的需求。同時 ，核電設備的國產(chǎn)化， 也將拉動對國產(chǎn)高溫合金的需求。

(3) 汽車用高溫合金

汽車渦輪增壓器、發(fā)動機排氣管、內(nèi)燃機的閥座、鑲塊 、進氣閥、密封彈簧、火 花塞、螺栓以及熱發(fā)生器等裝置零部件需要高的高溫力學性能，因此這部分也是 高溫合金材料重要的應用領域，其中汽車渦輪增壓器又是最主要的車用高溫合金應用領域。渦輪增壓器是高端乘務車、重型卡車及特種裝備車輛(攪拌車、吊車、 高空車等)中必備的部件，由于渦輪端工作溫度高，均采用高溫合金。目前國內(nèi) 大量使用的增壓渦輪材料是自行研制的K213，K418，K419 和K4002 等鑄造高溫 合金，國外用于增壓渦輪的材料有Inconel713C，GMR235，MAR-M247，MAR-M246，X40 等。

此外，高溫合金材料在玻璃制造、冶金、醫(yī)療器械等領域也有廣泛的用途。在玻 璃工業(yè)中應用高溫合金零件多大十幾種，如:生產(chǎn)玻璃棉的離心頭和火焰噴吹坩 堝，平板玻璃生產(chǎn)用的轉向輥拉管大軸、端頭和通氣管等。

3.5.3 高 溫 合 金的市場空間

目前全球高溫合金年產(chǎn)量約30 萬噸，其中美國產(chǎn)量超過10 萬噸，日本和德國接 近5 萬噸，我國年產(chǎn)量1 萬噸。

高溫合金市場受航空發(fā)動機和燃氣輪機重大專項驅動較為明顯?？紤]政府直接投 入以及帶動地方及社會專項投入，預計投資總金額將達到 3000 億元。高溫合金 作為航空發(fā)動機投入的重點材料，未來增速較為可觀。中長期來看，核電、工業(yè)、 艦船等領域突破性需求也帶來高端合金行業(yè)的需求。

根據(jù)中國金屬學會高溫材料分會測算，我國目前高溫合金材料年生產(chǎn)量約1 萬噸 左右，每年需求可達2 萬噸以上，市場容量超過80 億元。我國高溫合金生產(chǎn)能 力與需求之間存在較大缺口，在航天航空、燃氣輪機、核電等領域的高溫合金主 要還依賴進口。隨著兩機專項的推進以及航空航天工業(yè)、油氣開采以及燃氣輪機 等高效能源新興領域的快速發(fā)展，《中國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》中預計2030 年我 國高溫合金需求可達到10 萬噸。從高溫合金的需求結構來看，全球航空航天需 求超55%。

3.5.4 高 溫 合 金的產(chǎn)業(yè)階段

處于產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期 ，具有重大產(chǎn)業(yè)化前景 。高溫合金行業(yè)具有很高的進入壁壘。高 溫合金產(chǎn)品具有很高技術含量，要求一定的技術儲備和研發(fā)實力，能夠進入該領 域的企業(yè)數(shù)量十分有限。材料產(chǎn)業(yè)的進步需要逐代技術積累，目前我國在高溫材 料和產(chǎn)品方面尚未有完整的產(chǎn)業(yè)體系，技術積累較為缺乏，在航空發(fā)動機的關鍵高溫用材上還需依賴國外進口。

3.5.6 高 溫 合 金行業(yè)發(fā)展前 景

高溫合金是航空航天發(fā)動機技術的難點和瓶頸，而航空航天技術是一個綜合國力 的體現(xiàn)，同時也是保證國家安全的戰(zhàn)略關鍵。因此，我國全面啟動“兩機”專項， 旨在航天航空領域實現(xiàn)自主可控，追趕上世界先進水平?？梢耘袛?，高溫合金的 中期驅動主要來自“兩機”專項帶動的需求增長。

對于高溫合金高端產(chǎn)品要達到世界先進水平，其技術需要經(jīng)過逐代積累，政策資 金投入起到了加速這一過程的效果，但最終時間很難判斷，可能是一個較為漫長 的過程。

3.6 稀土功能材料

定義:稀土是15 種鑭系元素(鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、 鉺、銩、鐿、镥)以及與鑭系元素化學性質(zhì)相似的鈧、釔共17 種稀有元素的統(tǒng) 稱。稀土新材料約占稀土材料的6 成，按功能劃分為稀土永磁材料、稀土催化材 料、稀土儲氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土超拋光材料五大類。其中，稀土永磁材 料占比超過63%，是稀土功能材料中規(guī)模最大、增速最快的種類，主要公司包括 中科三環(huán)、寧波韻升、銀河磁體等。

3.6.1 稀 土 功 能材料分類及 其特點與應用

稀土永磁材料:稀土永磁材料是將釤、釹混合稀土金屬與過渡金屬(如鈷、鐵等) 組成的合金，用粉末冶金方法壓型燒結，經(jīng)磁場充磁后制得的一種磁性材料。土 永磁材料是現(xiàn)在已知的綜合性能最高的一種永磁材料，它比十九世紀使用的磁鋼 的磁性能高100 多倍，比鐵氧體、鋁鎳鈷性能優(yōu)越得多，比昂貴的鉑鈷合金的磁 性能還高一倍。

由于稀土永磁材料的使用，不僅促進了永磁器件向小型化發(fā)展，提高了產(chǎn)品的性 能，而且促使某些特殊器件的產(chǎn)生，所以稀土永磁材料一出現(xiàn)，立即引起各國的 極大重視，發(fā)展極為迅速。我國研制生產(chǎn)的各種稀土永磁材料的性能已接近或達 到國際先進水平。

稀土催化材料:輕稀土鑭、鈰和鐠等元素具有獨特的4f 電子層結構,在化學反應 中具有良好的助催化性能,因此被 用作優(yōu)良的催化材料。 目前已進入工業(yè)生產(chǎn)的 稀土催化材料包 括分子篩稀土催化材料、稀土鈣鈦礦催化材料、以及鈰鋯固溶 體催化材料等,主要應用于石油催化裂化(FCC 催化劑)、機動車尾氣凈化、工業(yè) 有機廢氣凈化、催化燃燒和固體氧化物燃料電池等方面。

稀土儲氫材料:人們很早就發(fā)現(xiàn)，稀土金屬與氫氣反應生成稀土氫化物REH2， 這種氫化物加熱到1000°C以上才會分解。而在稀土金屬中加入某些第二種金屬 形成合金后，在較低溫度下也可吸放氫氣，通常將這種合金稱為貯氫合金。在已 開發(fā)的一系列貯氫材料中，稀土系貯氫材料性能最佳，應用也最為廣泛。其應用 領域已擴大到能源、化工、電子、宇航、軍事及民用各個方面。用于化學蓄熱和 化學熱泵的稀土貯氫合金可以將工廠的廢熱等低質(zhì)熱能回收、升溫，從而開辟出

了人類有效利用各種能源的新途徑 。利用稀土貯氫材料釋 放氫氣時產(chǎn)生的壓力， 可以用作熱驅動的動力，采用稀土貯氫合金可以實現(xiàn)體積小、重量輕、輸出功率 大，可用于制動器升降裝置和溫度傳感器。

稀土發(fā)光材料:稀土發(fā)光材料是由稀土4f 電子在不同能級間躍出而產(chǎn)生的，因 激發(fā)方式不同，發(fā)光可區(qū)分為光致發(fā)光、陰極射線發(fā)光、電致發(fā)光、放射性發(fā)光、X 射線發(fā)光、摩擦發(fā)光、化學發(fā)光和生物發(fā)光等。稀土發(fā)光具有吸收能力強，轉 換效率高，可發(fā)射從紫外線到紅外光的光譜，特別在可見光區(qū)有很強的發(fā)射能力 等優(yōu)點。稀土發(fā)光材料已廣泛應用在顯示顯像、新光源、X 射線增光屏等各個方 面。

稀土超拋光材料:稀土拋光材料作為研磨拋光材料以其粒度均勻、硬度適中、拋 光效率高、拋光質(zhì)量好、使用壽命長以及清潔環(huán)保等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應用于光學 玻璃、液晶玻璃基板以及觸摸屏玻璃蓋板的拋光。特別是近年來隨著液晶顯示器 的產(chǎn)業(yè)的興起與不斷壯大，高性能液晶拋光粉得到了快速發(fā)展。

我國稀土拋光材料行業(yè)在眾多稀土材料應用領域中，跨越了從普通玻璃制造行業(yè) 轉向光電子顯示行業(yè)，由傳統(tǒng)應用到光電子高技術提升的過程。稀土拋光材料以 其獨特、靈活的使用特性，已經(jīng)成為當今世界光電子傳輸顯示行業(yè)必不可少的材 料。目前，我國稀土拋光材料被廣泛應用于液晶玻璃、手機面板、光學玻璃等器 件的拋光。

3.6.2 稀 土 功 能材料的市場 空間

新能源汽車快速拉動高端稀土磁材需求。2017 年，我國新能源汽車累計銷量達77.7 萬輛，同比增長53%;2018 年1-10 月，新能源汽車累計銷量達86 萬輛， 同比增長76%。根據(jù)國家新能源汽車發(fā)展規(guī)劃，2020 年新能源汽車產(chǎn)能將達到200 萬輛。隨著海外汽車品牌紛紛加入新能源汽車競爭，預計全球2020 年新能 源汽車將達到300-400 萬輛。

伴隨新能源汽車在全國大范圍的推廣，行業(yè)景氣度不斷提升，稀土磁材行業(yè)受益 明顯。2016 年中國新能源汽車消耗釹鐵硼磁材2300 噸左右，產(chǎn)值9.66 億元。 預計到2020 年，將消耗釹鐵硼磁材近萬噸，產(chǎn)值達到40 億元左右。根據(jù)智研咨 詢對釹鐵硼主要的7 個應用領域需求量拆分，新能源汽車是應用前景最好、增速 最快的領域，風力發(fā)電、變頻家電和節(jié)能電梯是應用較大的低碳工業(yè)領域，傳統(tǒng) 汽車EPS、工業(yè)機器人和智能手機需求增長相對較小。綜合來看，未來三年國內(nèi) 對高性能釹鐵硼永磁材料需求增長約15%左右。因此，國內(nèi)主要磁材生產(chǎn)企業(yè)擴 產(chǎn)意愿強烈。

長期來看，隨著新能源、航空航天、原子能工業(yè) 、結構陶瓷、生物醫(yī)療、磁性材 料、電學、冶金機械及石油化工等高技術領域不斷發(fā)展，稀土深加工及應用的結 構升級，稀土功能材料的市場容量和附加值也將進一步擴大。

3.6.3 稀 土 功 能材料的產(chǎn)業(yè) 階段

目前稀土產(chǎn)業(yè)已處 于產(chǎn)業(yè)成熟期，增速較為穩(wěn)定。我國稀土儲量占世界的36.67%， 產(chǎn)量占比83%，均居世界第一，在全球稀土產(chǎn)業(yè)鏈上具有舉足輕重的地位。2007-2017 年我國稀土行業(yè)總產(chǎn)值從287.6 億元增長至840 億元，其中，2011 年工業(yè)產(chǎn)值為852.4 億元，同比增加127.0%，達到歷史峰值，主要源于2011 年 以來我國稀土行業(yè)市場和政策方面出現(xiàn)重大變化，主要稀土品種的價格在2011 年出現(xiàn)較大漲幅。之后稀土價格回調(diào)較大，但行業(yè)總產(chǎn)值基本保持平穩(wěn)，產(chǎn)業(yè)附 加值得到提升。

3.6.4 稀 土 功 能材料的企業(yè) 情況：略

3.6.5 稀 土 功 能材料的發(fā)展 制約因素

(一)稀土資源開采方式粗放，資源浪費與環(huán)境污染并存

由于利益的誘惑，我國一些地方小企業(yè)在開采稀土資源時采用粗放的開采方式 ， 不惜以破壞生態(tài)環(huán)境為代價，換取短期 利益 ，造成稀土礦產(chǎn)濫采濫挖 、采富 棄貧 、資源回收利用率低等現(xiàn)象。

此外，稀土礦產(chǎn)和冶煉生產(chǎn)過程中，也對周圍居民生活環(huán)境產(chǎn)生了嚴重影響，造 成了地下水污染 ，農(nóng)作物絕收，嚴重影響了周圍居民的正常生活和生產(chǎn)。

(二)稀土產(chǎn)品附加值低，產(chǎn)業(yè)缺乏核心技術

而我國一直處于稀土產(chǎn)業(yè)鏈的低端，主要集中在稀土開采、冶煉分離等環(huán)節(jié)，造 成稀土產(chǎn)品科技含量不高、產(chǎn)品附加值較低。衡量稀土產(chǎn)業(yè)核心技術之一是稀土 專利。雖然我國已經(jīng)成為全球申報稀土專利數(shù)量最多的國家，但是就專利質(zhì)量而 言還有較大的差距。

(三)稀土產(chǎn)業(yè)政策不完善，行業(yè)監(jiān)管困難

我國政府近年來在稀土資源開采、稀土行業(yè)準入條件等方面，出臺了一系列相關 政策。正是由于出臺了限制出口、開采總量控制等政策，導致稀土前端企業(yè)經(jīng)營 績效良好，這說明政策調(diào)控對前端企業(yè)發(fā)揮了比較明顯的調(diào)控效用。但是在增強 高端產(chǎn)業(yè)核心技術研發(fā)能力、培養(yǎng) 高科技人才、發(fā)展稀土 產(chǎn)業(yè)核心技術等方面，

未制定具體的專項政策。我國稀土礦山大多位于偏遠山區(qū)，而監(jiān)管機構設置在市 區(qū)，造成了執(zhí)法部門監(jiān)管困難 。

4、 科創(chuàng)板新材料公司估值方法討論：略

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（報告來源：財通證券；分析師：李帥華）