“十五五”期間，將重點發展這些有色金屬新材料

2025-12-03 08:16:42來源：中國有色金屬報

　　新材料作為全球科技革命與產業變革的核心基礎領域，同時也是支撐我國現代化產業體係構建、培育新質生產力的戰略先導產業，其發展水平直接關係到產業基礎高級化、產業鏈現代化進程，對實現高水平科技自立自強及制造強國、質量強國建設具有不可替代的戰略價值。發展有色金屬新材料是發展新材料產業的重要部分。在近日發布的《“十五五”新材料產業發展規劃》中，提及多項有色金屬新材料。

　　一是發展先進基礎材料。夯實產業發展根基，先進基礎材料是新材料產業的“壓艙石”，聚焦傳統基礎材料的性能升級與綠色化轉型，重點突破高附加值、高性能產品，滿足高端制造與民生領域的升級需求，發展先進有色金屬材料是發展先進基礎材料的重中之重。

　　“十五五”期間，將重點圍繞輕量化、高功能化需求，突破高強高韌鋁合金（航空航天領域結構件、汽車輕量化車身核心材料）、高性能鎂合金（3C產品、醫療器械輕量化材料）、鈦合金（寬幅板材用於航空蒙皮、精密型材用於高端裝備）等先進基礎材料。此外，發展銅基電子材料（如高頻高速覆銅板）、稀有金屬功能材料（如釹鐵硼永磁材料、鎢鉬合金），支撐電子信息、新能源領域發展。

　　二是發展關鍵戰略材料。突破“卡脖子”瓶頸關鍵戰略材料是保障國家重大工程、戰略性新興產業安全的核心，聚焦高端裝備、新一代信息技術、新能源、生物醫藥等重點領域，攻克對外依賴度高、技術壁壘強的核心材料。

　　“十五五”期間，涉及的關鍵有色金屬戰略材料主要包括耐蝕合金（如哈氏合金用於化工、核電領域耐腐蝕部件）、高強輕型合金（鋁鋰合金減重航空結構件、鈦鋁係合金用於發動機低壓渦輪葉片）、金屬基/陶瓷基復合材料（CMC用於航空發動機熱端部件，提升耐高溫性能）、極端環境服役材料（超低溫材料用於液化天然氣裝備，強輻射耐受材料用於核電領域）。在新一代信息技術材料方面，圍繞半導體、顯示產業國產化需求，重點布局集成電路材料（300mm及以上大尺寸硅片突破晶圓制造瓶頸，碳化硅/氮化鎵襯底與外延片支撐第三代半導體器件，高純金屬靶材Cu/Co/Ru用於芯片布線，ArFi/EUV先進光刻膠及配套試劑支撐7nm及以下制程，電子特氣、高精度拋光材料保障芯片制造純度，Fan-out/3DIC先進封裝材料助力芯片高密度集成）；新型顯示材料（OLED發光/傳輸/注入材料提升屏幕畫質與壽命，量子點材料實現廣色域顯示，Micro-LED外延與巨量轉移材料推動顯示技術升級，柔性顯示基板材料支撐折疊屏等創新形態）。在新能源材料方面，支撐新能源產業規模化與高安全性發展，重點研發電池材料（高比能高安全鋰離子電池材料，如高鎳無鈷正極、硅碳/鋰金屬負極、固態電解質解決電池自燃風險；鈉離子電池材料適配低成本儲能需求；液流電池材料支撐長時儲能；氫能材料如高效電解水催化劑、高密度儲氫材料、高性能燃料電池膜電極及質子交換膜，推動氫能產業鏈落地）、光伏材料（高效晶硅電池材料如N型硅片、新型金屬化漿料提升光電轉換效率；鈣鈦礦電池材料突破穩定性瓶頸，推動鈣鈦礦-晶硅疊層電池產業化；薄膜光伏材料如碲化鎘、鈣鈦礦薄膜，適配柔性光伏場景）。

　　三是發展前沿新材料。搶佔全球技術制高點，前沿新材料是引領未來產業發展的核心，聚焦低維、量子、生物基等顛覆性技術方向，布局具有原創性、前瞻性的材料領域，培育產業新增長極。

　　航空航天領域因極端工況與高性能需求，材料標準嚴苛。航空發動機需新型高溫合金：1100℃下持久強度 120MPa，抗氧化性能較傳統材料提升30%，以增強熱效率與運行可靠性；飛行器結構需高性能碳纖維復合材料，纖維強度達7GPa、模量達350GPa，實現減重並提升有效載荷與續航裏程。

　　新能源汽車產業升級依賴新材料突破。動力電池高鎳三元正極材料需鎳含量 90%，能量密度達300Wh/kg，滿足高續航需求；車身輕量化需研發屈服強度 350MPa且衝壓性能優良的鋁合金板材，應用於車身及零部件制造，降重提能效、助力節能降耗。電子信息領域技術迭代對材料要求更高。集成電路用12英寸超高純硅片純度需達11N（99.999999999%），適配先進制程；5G基站高性能射頻前端材料需滿足插損 0.5dB、隔離度 40dB，保障信號傳輸質量，支撐5G規模化應用。

　　在新能源汽車高能量密度動力電池材料方面，研發鎳含量 95%的高鎳三元正極材料與硅基負極材料，搭配高電壓電解液，實現動力電池能量密度達350Wh/kg、循環壽命超2000次，顯著提升新能源汽車續航裏程與電池使用壽命。

　　汽車輕量化鋁合金材料方面，將6係、7係鋁合金應用於汽車車身及底盤，材料屈服強度達400MPa以上，延伸率 12%，可實現汽車零部件減重20%~30%，有效降低整車重量，提升能源利用效率。

　　在燃料電池關鍵材料方面，突破質子交換膜、催化劑、氣體擴散層等核心技術，使燃料電池成本降低30%，耐久性提升至5000小時以上，推動燃料電池汽車商業化進程，促進新能源汽車產業多元化發展。在半固態工藝鎂合金方面，通過半固態工藝優化鎂合金的強度、延伸率與耐腐蝕性能，為新能源汽車部件性能提升與輕量化提供新方案，助力降低整車能耗、提高續航能力。

　　在交通運輸領域，將碳纖維復合材料、鋁合金復合材料應用於軌道交通車輛車體、轉向架，降低車輛自重15%~20%，提升列車運行速度與能源利用效率，同時具備良好防火、隔音性能，優化乘客乘坐體驗，開發高性能防腐涂料與金屬涂層材料，用於船舶船體、甲板、設備，提升海洋環境下耐腐蝕性能，延長船舶使用壽命，降低維護成本30%以上，確保船舶長期安全運行。

　　在能源電力高效光伏電池材料方面，研發新型鈣鈦礦光伏電池材料、高效多結太陽能電池材料，其中，鈣鈦礦光伏電池效率達28%以上，多結太陽能電池效率突破35%，降低光伏發電成本，推動太陽能廣泛應用。在大容量儲能電池材料方面，優化鋰離子電池、鈉離子電池、液流電池的電極材料、電解液材料與隔膜材料，提升儲能電池能量密度、充放電效率與循環壽命，鋰離子電池能量密度達300Wh/kg以上，循環壽命超3000次，滿足能源存儲與穩定供應需求。在電力傳輸用超導材料方面，突破高溫超導帶材大規模制備技術，應用於電力傳輸、儲能、電機等領域，降低電力傳輸損耗20%~30%，提高電力係統穩定性與可靠性，促進能源高效利用。大規格高性能鋁合金儲氫管材方面，達到抗拉強度 310MPa，屈服強度 264MPa，延伸率 12%，超聲波檢測符合A級標準，循環打壓次數滿足相關要求，兼具良好力學性能與儲氫性能，適用於氫氣儲存與運輸，支撐氫能源產業發展。

　　在海洋工程領域，研發耐海水腐蝕、耐衝刷的金屬材料與復合材料（如耐蝕合金鋼、纖維增強塑料），用於海洋平臺、船舶、海底管道，延長海洋結構物使用壽命，降低維護成本，保障海洋工程設施安全穩定運行。深海探測用高性能材料方面，將鈦合金、高強鋼、陶瓷基復合材料應用於深海探測器、水下機器人，滿足深海高壓、強腐蝕環境對材料的嚴苛要求，確保設備可靠運行，助力深海資源探測與開發。在海洋新能源材料中，開發風電葉片用高性能纖維復合材料、潮汐能發電裝置用耐腐蝕金屬材料，推動海上風電、潮汐能發電等海洋新能源產業發展，促進清潔能源開發利用。

　　在智能裝備領域，將高強度鋁合金、碳纖維復合材料、工程塑料應用於機器人關節、傳動部件，提升機器人運動性能與負載能力，降低自身重量，增強靈活性與工作效率。

（責任編輯：靜水）

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