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重磅：2021年中國新材料產(chǎn)業(yè)重大科技創(chuàng)新成果盤點(diǎn)
來源：高新院 achie.org 日期：2022-01-25 點(diǎn)擊：次
2021年是“十四五”開局之年，這一年，我國重大創(chuàng)新成果競相涌現(xiàn)，創(chuàng)新能力持續(xù)提升。
01
我國首個3.35米直徑火箭長筒段貯箱問世
2021年2月26日消息，我國首個3.35米直徑火箭長筒段貯箱在八院800所問世，經(jīng)過各項檢測和強(qiáng)度試驗考核合格，基本具備工程應(yīng)用條件。
該貯箱采用了5米級長筒段，首次實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)近2米級筒段向5米級筒段的重大跨越，標(biāo)志著我國已初步掌握長筒段研制技術(shù)，火箭在高質(zhì)量、高效率、低成本研制上又取得重大突破。
長筒段將現(xiàn)有多個筒段整合為一，以5米級長筒段為例，可消除2條環(huán)向焊縫、縮短焊縫長度21米，有效提高了火箭結(jié)構(gòu)的可靠性。
尤為重要的是，生產(chǎn)效率可提高30%以上，研制成本可降低20%以上。該技術(shù)符合航天產(chǎn)品研制的發(fā)展趨勢，是應(yīng)對高密度發(fā)射任務(wù)、高質(zhì)量
人造鉆石，中國產(chǎn)能約占全球一半
地球上的鉆石儲備并不少。中國地質(zhì)調(diào)查局曾表示，全球的已探明的天然鉆石儲量大約有25億克拉，而目前每年全世界天然鉆石產(chǎn)量不過9000萬-1億克拉。而全球人造鉆石產(chǎn)能大約在600萬到700萬克拉之間。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，全球珠寶級別的實(shí)驗室人造鉆石原石產(chǎn)量中約50％的產(chǎn)能來自中國，達(dá)到300萬克拉左右，壟斷了幾乎所有高溫高壓法產(chǎn)能。
以2020年價格為例，一克拉金剛石單晶的價格僅為0.2元，而一克拉人造鉆石的價格則達(dá)到了273元，后者價格是前者的1300多倍。高毛利率和相對成熟領(lǐng)先的科研水平將中國人造鉆石在近兩年中逐漸推上一個新的高度。伴隨最近幾年原石成本的上漲，個人奢侈品相關(guān)的潘多拉、施華洛世奇等“非鉆石”品牌開始向培育鉆石拋出橄欖枝。
另外，工業(yè)端的未來同樣值得期待。鉆石不僅可以承受高于硅5倍的熱量，還能讓電子傳遞過程中的能量損失減少90%。盡管人造鉆石在未來很難完全替代硅半導(dǎo)體，但很有可能在半導(dǎo)體封裝的熱管理等領(lǐng)域催生出數(shù)百億美元的小眾市場。比如，向蘋果公司提供由金剛石加工的芯片就需要大規(guī)模、高品質(zhì)的人造鉆石。
中國人造鉆石，一個閃閃發(fā)光的時代，正在到來。
03
我國成功合成新型材料，可劃傷鉆石
2021年8月14日從國家重點(diǎn)實(shí)驗室之一的燕山大學(xué)亞穩(wěn)材料制備技術(shù)與科學(xué)實(shí)驗室獲悉，新型非晶材料（AM－III）近日在該實(shí)驗室成功合成。非晶材料也叫玻璃態(tài)材料，是一大類剛性固體，人們生活中常見的玻璃即是一種典型的非晶材料。據(jù)專家介紹，AM－III密度與金剛石相當(dāng)，維氏硬度HV高達(dá)113GPa，可劃傷單晶金剛石。
04
成功研發(fā)！能靠衣服給手機(jī)充電了
復(fù)旦大學(xué)科研人員近日通過系統(tǒng)揭示纖維鋰離子電池內(nèi)阻隨長度的變化規(guī)律，成功制備出兼具良好安全性和綜合電化學(xué)性能的新型纖維聚合物鋰離子電池，相關(guān)研究成果已發(fā)表于《自然》主刊。
據(jù)介紹，長度為1米的纖維聚合物鋰離子電池，就可為智能手機(jī)、手環(huán)、心率監(jiān)測儀等可穿戴電子設(shè)備長時間連續(xù)有效供電。目前科研人員通過紡織方法，已獲得高性能大面積電池織物。今后出門不帶充電器、充電寶，依靠衣服對手機(jī)進(jìn)行無線充電可能不再是夢想。
05
比A4紙稍厚的0.12毫米超薄玻璃
連轎車都撞不碎
中國相關(guān)科研團(tuán)隊卻在經(jīng)過長期的技術(shù)攻關(guān)之后，成功研制出了厚度僅有0.12毫米的世界上最薄的電子觸控玻璃，這款玻璃，不僅透光率高，而且韌性極好，即使被卷成環(huán)形也不會有一絲裂痕，在電子設(shè)備生產(chǎn)領(lǐng)域，厚度在0.55到1毫米的玻璃是制造主要電子設(shè)備液晶顯示器的重要材料，超薄電子觸控玻璃的誕生，不僅極大程度上減輕了許多電子設(shè)備的重量，讓其變得更加輕便，同時它還會為未來智慧城市以及國防科技等領(lǐng)域帶去巨大的價值。
06
直徑僅為頭發(fā)絲1/10的高性能碳纖維
強(qiáng)度是鋼的7至10倍
9月8日，我國首個萬噸碳纖維生產(chǎn)基地在青海西寧投產(chǎn)。這種碳纖維直徑只有0.005毫米，不足頭發(fā)絲直徑的1/10，每平方毫米面積卻能承受500公斤的拉力，比重不到鋼的1/4，強(qiáng)度卻是鋼的7至10倍。
同時具有耐高溫、抗摩擦、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，可用于航空航天、風(fēng)力發(fā)電等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，被稱為“材料黑金”。
07
耐摩擦、耐高溫的黑色氮化硅陶瓷軸承球
黑色氮化硅陶瓷軸承球，能耐得住每分鐘60萬次的摩擦以及上千攝氏度高溫的炙烤。
繼美國闊斯泰、日本東芝之后，中材高新氮化物陶瓷有限公司成了全球第三家，也是國內(nèi)首家且唯一形成批量生產(chǎn)熱等靜壓氮化硅陶瓷材料的企業(yè)，研制成功的G3級軸承球已在航天、航空工程上應(yīng)用，在國內(nèi)多個軸承企業(yè)實(shí)現(xiàn)大批量供貨。
