中国新材料技术应用报告 2023 基础工业领域 工业关键核心领域 生态环境材料 战略原材料稀贵 稀有金属提纯分离 新材料

《中国新材料技术应用报告（2023）》结合当前我国各行业对新材料的应用与需求情况，重点关注我国重点领域新材料的先进生产技术与应用情况、存在问题与发展趋势。报告分为五个主题版块：总论、基础工业领域、工业关键核心领域、生态环境材料、战略原材料——稀贵、稀有金属提纯分离。主要介绍了新材料数据库建设与发展、极端服役环境的航空材料、高分子材料在高速铁路轨道工程中的应用、热伏发电技术与应用进展、半导体存储器的关键材料和器件、锑化物半导体、智能材料技术开发与应用、储氢材料、下一代动力与储能技术、水处理新材料、生物降解塑料等各类新材料的的特性、应用与先进技术，指出当前的技术难题，为未来我国新材料领域的技术突破指明方向。报告关注当前的战略原材料，重点阐明了钽、铌、钨、钼、钛、锆、铪、铟、硒、碲、镓的分离与提纯技术。
书中对新材料产业各领域的详细解读，为未来我国新材料领域的技术突破指明了方向，将为新材料领域研发人员、技术人员、产业界人士提供有益的参考。

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第一篇 总论 001
第1章 新材料数据库建设与发展 002
1.1 材料数据库技术概述 002
1.2 材料数据库对新材料研发应用的战略意义 018
1.3 当前存在的问题与面临的挑战 022
1.4 未来发展方向与技术突破 023


第二篇 基础工业领域 029
第2章 极端服役环境的航空材料 030
2.1 航空材料概述 030
2.2 航空材料对新材料的战略需求 040
2.3 当前存在的问题与面临的挑战 041
2.4 未来发展 042

第3章 高分子材料在高速铁路轨道工程中的应用 045
3.1 概述 045
3.2 轨道工程对新材料的战略需求 055
3.3 当前存在的问题与面临的挑战 057
3.4 未来发展 057

第4章 热伏发电技术与应用进展 059
4.1 汽车废热回收 059
4.2 工业废热利用 063
4.3 燃料电池中的废热利用 068


第三篇 工业关键核心领域 073
第5章 半导体存储器的关键材料和器件 074
5.1 存储器技术概述 074
5.2 存储器材料与器件技术 075
5.3 存储器技术发展趋势和专利分析 095
5.4 半导体存储器件的发展展望 100

第6章 锑化物半导体 102
6.1 锑化物 102
6.2 锑化物单晶材料 104
6.3 锑化物低维结构外延材料 107
6.4 锑化物量子阱红外激光器 113
6.5 锑化物半导体红外探测器 120
6.6 锑化物半导体微电子学与其他器件 133
6.7 锑化物半导体发展展望 143

第7章 智能材料技术开发与应用 148
7.1 智能材料技术研究发展概述 148
7.2 智能材料技术存在的问题及发展挑战 162
7.3 未来智能材料技术发展的战略思考 163

第8章 储氢材料 166
8.1 固态储氢领域的发展与技术概述 166
8.2 固态储氢领域对新材料的战略需求 182
8.3 当前存在的问题、面临的挑战 187
8.4 固态储氢技术未来发展 188

第9章 下一代动力与储能技术 191
9.1 概述 191
9.2 国内外储能发展战略需求 192
9.3 储能技术发展面临的挑战 202
9.4 储能技术发展路径 203


第四篇 生态环境材料 209
第10章 水处理新材料 210
10.1 水处理材料领域的发展与技术概述 210
10.2 新材料在水处理领域的应用 211
10.3 水处理新材料的研究方向 229
10.4 水处理新材料的未来发展趋势 230

第11章 生物降解塑料 232
11.1 生物降解塑料的研究背景及发展历史 232
11.2 生物降解塑料的类别 233
11.3 生物降解塑料的特性与成型方法 234
11.4 生物降解塑料的使用场景 240
11.5 生物降解塑料产业的国际发展现状及趋势 246
11.6 生物降解塑料的国内发展现状 249
11.7 生物降解塑料的评价体系 253
11.8 国内外相关政策 264
11.9 我国生物降解塑料产业目前存在的问题 267
11.10 推动我国生物降解塑料产业发展的建议 268


第五篇 战略原材料——稀贵、稀有金属提纯分离 271
第12章 钽、铌的提纯分离及发展 272
12.1 钽的分离与提纯 272
12.2 铌的分离与提纯 276
12.3 钽和铌提纯分离技术发展建议 278

第13章 钨、钼冶金关键技术及发展 280
13.1 钨钼概况 280
13.2 钨钼冶金主要研究进展 284

第14章 钛、锆、铪的分离提纯 300
14.1 金属钛的分离纯化 300
14.2 金属锆的分离纯化 304
14.3 金属铪的分离纯化 306

第15章 金属铟、硒、碲、镓的分离与纯化 314
15.1 金属铟的分离与纯化 314
15.2 金属硒的分离与提纯 318
15.3 金属碲的分离与纯化 321
15.4 金属镓的分离与纯化 323

总序
材料是经济社会发展的物质基础，是高新技术、新兴产业、高端制造、重大工程发展的技术先导。关键材料核心技术和产业发展路径的突破需要基础研究、产业发展、技术应用系统性协同发展，同时，科学普及对新材料、新技术的应用推广具有重要推动作用。
中国材料研究学会每年面向全社会公开出版构建中国新材料自主保障体系的系列战略品牌报告《中国新材料研究前沿报告》《中国新材料产业发展报告》《中国新材料技术应用报告》《中国新材料科学普及报告——走近前沿新材料》四部，旨在从多领域、多角度、多层次引导新发展方向。
系列战略品牌报告由中国工程院化工、冶金与材料工程学部和中国材料研究学会共同组织编写，由中国材料研究学会新材料发展战略研究院组织实施。报告秉承“材料强国”的产业发展使命，为不断提升原始创新能力，加快构建产业技术体系、积极推动技术应用融合、加大科学普及力度贡献战略智慧。其中，《中国新材料研究前沿报告》聚焦行业发展重大原创技术、关键战略材料领域基础研究进展和新材料创新能力建设，梳理出发展过程中面临的问题，并提出应对策略和指导性发展建议；《中国新材料产业发展报告》围绕先进基础材料、关键战略材料和前沿新材料的产业化发展路径和保障能力问题，提出关键突破口、发展思路和解决方案；《中国新材料技术应用报告》基于新材料在基础工业领域、关键战略产业领域和新兴产业领域中应用化、集成化问题以及新材料应用体系建设问题，提出解决方案和政策建议；《中国新材料科学普及报告——走近前沿新材料》旨在推动不断出现的材料新技术、新知识、新理论和新概念服务于新型产业的发展，促进新材料更快、更好地服务于经济建设。四部报告以国家重大需求为导向，以重点领域为着眼点开展工作，对涉及的具体行业原则上每隔2～4年进行循环发布，这期间的动态调研与研究会持续密切关注行业新动向、新业势、新模式，及时向广大读者报告新进展、新趋势、新问题和新建议。
本期公开出版的四部报告为《中国新材料研究前沿报告（2023）》《中国新材料产业发展报告（2023）》《中国新材料技术应用报告（2023）》《中国新材料科学普及报告（2023）——走近前沿新材料5》，得到了中国工程院重大咨询项目“新材料强基补链与自主创新发展战略研究”“关键战略材料研发与产业发展路径研究”“新材料前沿技术及科普发展战略研究”“新材料研发与产业强国战略研究”和“先进材料工程科技未来20年发展战略研究”等项目的支持。在此，我们对今年参与这项工作的专家们致以诚挚的敬意！希望我们不断总结经验，不断提升战略研究水平，更加有力地为中国新材料发展做好战略保障与支持。
本期四部报告可以服务于我国广大材料科技工作者、工程技术人员、青年学生、政府相关部门人员，对于图书中存在的不足之处，望社会各界人士不吝批评指正，我们期望每年为读者提供内容更加充实、新颖的高质量、高水平专业图书。

李元元
二〇二三年十二月