江西有色金属  1991, Vol. 5 Issue (4): 193-194
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发展有色金属新型材料促进高技术产业发展[PDF全文]
章伯垠     
中国有色金属工业总公司
摘要:文章对髙技术发展趋势和我国现状进行了叙述,分析了高技术产业和新型材料的关系,提出了我国有色金属新型材料发展的任务和应注意的问题。
关键词高技术产业    有色金属    新型材料    
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当今的时代是高技术迅速发展的时代。高技术的发展已经引起世界各国的重视,特别是工业发达国家已在高技术领域形成了竞争局面,这些高技术领域包括电子技术、信息技术、生物工程、新能源、航空航天技术、海洋开发、新型材料等。

从世界高技术产品的销售市场来看,当前我国高新技术产品出口额,仅占工业制成品出口总额的5.2%, 而美国和加拿大同类指标分别为42.7%(1986年)和30.3%(1987年).显然,与国外的情况相比,我们还存在着相当大的差距。发展高技术产业是国家和民族面临的战略任务。今后10年是我国社会主义现代化建设中至关重要的时期,迅速地建立和发展我国高新技术及其产业,与20年前我们发展尖端国防科学技术一样,具有十分重要的意义。高技术的发展与有色金属材料紧密相关。有色金属材料在当代的科学技术中已经发挥出重大的作用。如半导体硅、锗,引起了半导体工业的革命,单晶硅是当前集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路的基础材料:锗是是红外探测器材料;砷化镓等化合物半导体新技术革命的崛起,信息工程、微电子学、空间技术、海洋开发、新型能源及其相关高技术产业的发展,对材料提出了新的更高的要求,离不开有色金属新型材料,这些技术的发展又必将促进有色金属工业的技术改造,加速有色金属工业的发展。特别是引人注目的光电信息材料。

在原子能工业中,铀、钍、钚用作原子裂变反应堆燃料,锆及其合金是反应堆燃料的包套材料,铍及其化合物是中子减速及反射材料;铪、镝、钐、铕、钆及其化合物是控制材料和发光显示材料;钽、铌是高比容微型电容器材料;钛酸盐、锆酸盐是主要的压电材料和介电材料;钐钴合金、钕铁硼合金等是重要的永磁材料和磁记录材料;钆、铕是电子显示荧光材料;以钇、镧、钡、铜等为主要成分的陶瓷体是目前有实用前途的高温超导材料;锂是高能电池材料。在航天、航空工业中,铝、镁、钛、钨、钼、钽、铌、铪、钒及其合金是飞机、导弹、人造卫星、航天器、空间站重要结构材料;钨合金用作穿甲弹材料;钨.钼、铌、钒、钛等是高强度低合金钢、耐热钢、高速钢的主要合金元素,有力地促进了钢铁工业的发展;钨、钼、钽、铌、钛的碳化物、氮化物、硼化物等是硬质合金和超硬材料的主要原料,它们在机械加工领域及许多其他工业领域有着广阔的应用前景。因此,有色金属材料已广泛应用于国民经济的各部门并越来越发挥出重大的作用。

新型材料是发展髙技术的物质基础和先行官。一场新技术革命往往是从材料的突破开始的。有色金属材料作为新型材料的重要组成部分,在新材料革命中再一次崭露头角,显示出其独特的作用。

为了迎接新技术革命的挑战,适应高技术发展的需要,要加强有色金属材料的科研和生产工作,继续发扬自力更生的革命精神,学习国外的先进技术和经验,加强领导,加强发展规划工作,加强战略情报研究,以材料科学技术为中心,努力发展有色金属新型材料,为国民经济总产值翻两番的宏伟目标服务,为我国的高技术发展服务。根据国外高技术发展趋势和我国的现状,有色金属新型材料的发展应当注意以下几个方面:

a.大力发展微电子材料、光电信息材料,高技术发展中,最引人注目的是电子、信息技术的发展。在这方面最突出的是超大规模、快速集成电路和光通讯技术的发展。电子信息材料在一个相当长的时期都是发展的重点,要进一步开展大直径单晶硅、化合物半导体材料(如砷化镓材料)需要的高纯元素、焊料、精密合金的研究和开发。在信息材料中,获取信息传感器材料是重要的组成部分,有色金属及其化合物是重要的传感器材料,如红外探测器材料、气体传感器和压力传感器材料等。要发展高效的激光晶体材料和高性能、低光损耗的光纤维材料。信息存储材料是研究工作最活跃的材料之一,要研究新型的光盘材料和磁泡材料。

b.加强新型超导材料和能源材料的研究应用开发工作,高温超导材料应用面临的关键问题之一是,怎样在高磁场下提高其高临界电流密度。我国在新型超导材料的研究中,作了大量工作,取得重大发展。例如,199 0年4月北京有色金属研究总院研制成功的块状高电流密度钇钡铜氧超导材料,在77K温度、磁场强度为2T的条件下,采用连续直流电流器引线法测得电流密度达到2.38×104A/cm2, 标志着我国超导研究向应用阶段迈进了一步。

新型陶瓷超导材料的超导转变温度,目前已经达到90K以上,超导温度区从液氦区提高到液氮区,为超导应用开拓了广阔的前景。这种新的进展大大提高了对高温超导材料的实际应用前景的认识。目前,一场提高临界电流密度和成材工艺的研究热潮正在展开。超导技术的突飞猛进,预示着一个崭新的电气化时代即将到来。如果室温超导材料研究成功,将会引起一场新技术革命。

大力开展新型能源材料的研究和应用,原子能反应堆用材料,核聚变反应堆用材料,非晶、多晶硅太阳能电池材料,高能锂电池材料和贮氢材料等都要取得.更大的进展。

c.开展高性能金属材料、复合材料、精细陶瓷的研制,开发纤维增强复合材料,研究高比强、高比模、抗烧损、抗辐射、耐腐蚀的新材料。研究新型铝一锂合金,新型形状记忆材料,高温金属间化合物,纳米材料,非晶微晶材料和极限条件下使用的新材料。制取超微金属粉末,扩大其应用领域。开展结构陶瓷特别是精细陶瓷的研究和开发应用工作。

d.加强材料加工的新工艺和新技术的研究,开发超塑成型、急冷技术、表面技术、近形成形技术、机械合金化技术的研究,研制具有各种特殊性能的薄膜材料等。

e.加强基础理论的研究,加强材料测试和评价工作,开展表面、界面、相变、强化、軔化、超塑性、材料功能及转换机制.材料缺陷等领域的理论研究,以及材料设计研究,为新材料的发展提供依据。加强材料测试方法的研究,特别是材料表面分析、非破坏性分析检测方法的研究,开展有色金属合金材料和无机化合物材料的光、电、磁等性能的测试和开发利用工作。