2017“十三五”規劃新材料技術發展——*能源與電子材料篇

2017“十三五”規劃新材料技術發展——*能源與電子材料篇

前，國家科技部以“國科發高〔2017〕92號”文件印發《“十三五”材料領域科技創新專項規劃》全文。以下是規劃提出的發展重點：

發展重點

“十三五”期間，材料領域將圍繞創新發展的指導思想和總體目標，緊密結合經濟社會發展和國防建設的重大需求，重點發展基礎材料技術提升與產業升級、戰略性*電子材料、材料基因工程關鍵技術與支撐平臺、納米材料與器件、*結構與復合材料、新型功能與智能材料、材料人才隊伍建設。

（一）重點基礎材料技術提升與產業升級

著力解決基礎材料產品同質化、低值化，環境負荷重、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、制造流程、工藝優化及智能化綠色化改造等關鍵技術和國產化裝備，開展*生產示范。

1. 鋼鐵材料技術。高品質特殊鋼，綠色化與智能化鋼鐵制造流程，高強度大規格易焊接船舶與海洋工程用鋼，高性能交通與建筑用鋼，面向苛刻服役環境的高性能能源用鋼等。

2. 有色金屬材料技術。大規格高性能輕合金材料，高精度高性能銅及銅合金材料，新型稀有/稀貴金屬材料，高品質粉末冶金難熔金屬材料及硬質合金，有色/稀有/稀貴金屬材料*制備加工技術等。

3. 紡織材料技術。化纖柔性化制備技術，高品質功能纖維及紡織品制備技術，高性能工程紡織材料制備與應用，生物基紡織材料關鍵技術，紡織材料生態染整技術與應用等。

4. 石油與化工材料技術。基礎化學品及關鍵原料綠色制造，清潔汽柴油生產關鍵技術，合成樹脂高性能化及加工關鍵技術，合成橡膠高性能化關鍵技術，綠色高性能精細化學品關鍵技術，特種化工新材料等。

5. 輕工材料技術。基于造紙過程的纖維原料利用技術及紙基復合材料，塑料輕量化與短流程加工及功能化技術，生態皮革關鍵材料及生產技術、綠色表面活性劑的制備技術，制筆新型環保材料等。

6. 建筑材料技術。特種功能水泥及綠色智能化制造，長壽命高性能混凝土，特種功能玻璃材料及制造工藝技術，*陶瓷材料及精密陶瓷部件制造關鍵技術，環保節能非金屬礦物功能材料等。

（二）戰略性*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、光電子與微電子材料為重點，推動跨界技術整合，搶占*電子材料技術的制高點。

1. 第三代半導體材料與半導體照明技術。大尺寸、高*三代半導體襯底和薄膜材料外延生長調控規律，全光譜光源核心材料、器件和燈具全技術鏈綠色制造技術，超越照明和可見光通訊關鍵技術、系統集成和應用示范，高性能射頻器件、電力電子器件及其模塊設計、工藝技術及應用示范，核心裝備制造技術等。

2. 新型顯示技術。印刷顯示器件與基礎工藝集成技術，可溶性 OLED/量子點/TFT 等印刷顯示關鍵材料與技術，高性能/低成本/長壽命紅綠藍激光材料與器件技術，激光顯示集成技術及關鍵材料表征與評估技術等。

3. 大功率激光材料及激光器。激光與物質相互作用機理，大尺寸/低損耗大功率激光晶體和光纖耦合技術，大功率光纖激光材料和器件，高性能非線性晶體材料，高功率光纖激光，短脈沖激光技術，大功率中紅外和紫外激光技術等。

4. 光電子與微電子材料。低維半導體異質結材料、半導體傳感材料與器件、新型高密度存儲與自旋耦合材料、高性能合金導電材料、微納電子制造用新一代支撐材料、高性能電磁介質材料和無源電子元件關鍵材料、聲表面波材料與器件技術等。

5. 前沿交叉電子材料。大面積二維電子功能材料、柔性電子材料、鈣鈦礦電子材料及上述材料異質結構的可控制備；有機/無機集成電子材料和器件。新型高性能微納光電器件、自旋器件、隧穿晶體管及柔性可穿戴光電、邏輯器件。

（三）材料基因工程關鍵技術與支撐平臺

構建高通量計算、高通量實驗和數據庫三大平臺，研發多層次跨尺度設計、高通量制備、高通量表征與服役評價、材料大數據四大關鍵技術，實現新材料研發由傳統的“經驗指導實驗”模式向“理論預測、實驗驗證”新模式轉變，在五類典型新材料的應用示范上取得突破，實現新材料研發周期縮短一半、研發成本降低一半的目標。

1. 構建三大平臺。構建以高通量計算平臺、高通量制備與表征平臺和數據庫平臺等三位一體的創新基礎設施與相關技術。

2. 研發四大關鍵技術。多尺度集成化、高通量并發式計算方法與計算軟件，高通量材料制備技術，高通量表征與服役行為評價技術，面向材料基因工程的大數據技術。

3. 典型材料重點示范應用。在構建三大平臺（示范平臺）和突破四大關鍵技術的基礎上，采用計算（理論）/實驗/數據庫相互融合、協同創新的研發理念和模式，開展能源材料、生物醫用材料、稀土功能材料、催化材料和特種合金材料等驗證性示范應用研究。

（四）納米材料與器件

研發新型納米功能材料、納米光電器件及集成系統、納米生物醫用材料、納米藥物、納米能源材料與器件、納米環境材料、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。

1. 石墨烯碳材料技術。單層薄層石墨烯粉體、高品質大面積石墨烯薄膜工業制備技術，柔性電子器件大面積制備技術，石墨烯粉體分散、復合與應用技術，高催化活性納米碳基材料與應用技術。

2. 信息電子納米材料技術。納米無線傳感材料與器件，新型MEMS氣敏傳感材料與器件，可穿戴柔性及苛刻條件服役傳感材料與器件等，新一代電子封裝用高折射率高導電高導熱高耐濕高耐紫外防老化等透明納米復合材料。

3. 能量轉換與存儲納米材料技術。納米結構控制與組裝技術，有機-無機復合技術，高選擇性高轉化率納米催化材料，高儲能密度介電、熱電、光伏、二次電池材料、低成本燃料電池催化劑、輕質高容量儲氫儲甲烷材料、柔性可編織超級電容器電極材料等納米材料與器件技術。

4. 納米生物醫用材料技術。納米生物醫藥材料的結構、形貌可控制備技術，納米生物醫學檢測診斷技術，納米藥物與藥物智能控釋及靶向技術，組織工程支架、納米再生醫學及植入體納米表面改性技術，組織器官修復與替代制品，納米生物醫用材料安全評價及質量關鍵技術。

5. 傳統產業提升與節能減排用納米材料技術。納米功能材料低成本綠色可控制備技術，納米材料單分散與應用技術，新一代智能節能、防腐防污表面處理與性能控制的濕化學技術，納米改性的結構功能一體化復合材料工程應用技術。

6. 納米加工、制備、表征、安全評價、標準技術與裝備。納米尺度內的光電磁力熱等物性測量的新的原理、方法、技術、裝備和平臺體系。環境中納米材料演化行為，納米材料與組織、器官、靶細胞、靶分子安全評估系統。納米材料標準、納米材料規模化穩定制備與加工新裝備系統。

（五）*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*結構材料的保障能力和競爭力。

1. 高性能纖維與復合材料。高性能碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維、特種玻璃纖維、耐輻照型聚酰亞胺纖維、耐超高溫陶瓷纖維、玄武巖纖維等，新型基體樹脂、增強織物、纖維預浸料等，復合材料構件成型與應用。

2. 高溫合金。超純凈冶煉、缺陷控制、組織調控、復雜及大型構件制備關鍵技術，變形和鑄造高溫合金一材多用技術，單晶高溫合金和粉末冶金高溫合金，特殊用途高溫與耐蝕合金等。

3. 裝備用特種合金。特種合金超高純冶煉與精細組織調控的關鍵技術，超超臨界電站裝備用特種合金，高溫長壽命低成本軸承合金，模具鋼材料等。

4. 海洋工程用關鍵結構材料。超致密、高耐候、長壽命結構材料，海洋工程與裝備用鈦合金、高強耐蝕鋁合金和銅合金、防腐抗滲高強度混凝土、防腐涂料等。

5. 輕質高強材料。新型輕質高強材料的新原理與新技術，*鋁合金、鎂合金、鈦合金、金屬間化合物、高熵合金等輕質高強材料，新型輕質材料/結構一體化、智能化、柔性化設計與制造技術。

6. 高性能高分子結構材料。高性能聚醚酮、聚酰亞胺、聚芳硫醚酮（砜）、聚碳酸酯和聚苯硫醚材料，耐高溫聚乳酸、全生物基聚酯、氨基酸聚合物等新型生物基材料，高性能合成橡膠等。

7. 材料表面工程技術。隔熱、耐磨、減磨、抗氧化、抗燒蝕、抗疲勞等涂層材料，零部件耐磨減磨技術、新型等離子噴涂-物理氣相沉積技術、新型延壽表面科學與工程技術。

8. 3D打印材料及*粉末冶金技術。3D打印高溫合金、特殊鋼、鈦合金、輕合金、高分子材料、結構陶瓷，粉末冶金精密零部件，特種粉末冶金近終成型技術及粉末梯度材料等新型粉末冶金材料。

9. 金屬與陶瓷復合材料。*鋁基、鈦基、鐵基等金屬基復合材料，金屬層狀復合材料，碳化硅、氧化鋁、氮化硅和氮化硼纖維及復合材料，耐高溫陶瓷基復合材料，低成本碳/陶復合材料等。

（六）新型功能與智能材料

以稀土功能材料、*能源材料、高性能膜材料、功能陶瓷等戰略新材料為重點，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、環境材料等前沿新材料為突破口，搶占材料前沿制高點。

1. 新型稀土功能材料。稀土磁功能、光功能、吸波、催化、陶瓷等功能材料及器件，高性能稀土儲氫材料、高純靶材及薄膜、功能助劑等材料及技術，高豐度稀土應用新技術。

2. *能源材料。高性能薄膜太陽能電池、鋰離子電池、燃料電池等關鍵材料及工程化技術，電池梯級利用與綠色回收技術，乏燃料后處理技術，*超導線材、薄膜及器件批量制備，高性能熱電和節電等材料及技術。

3. 高性能分離膜。高性能海水淡化反滲透膜、水處理膜、特種分離膜、中高溫氣體分離凈化膜、離子交換膜等材料及其規模化生產、工程化應用技術與成套裝備，制膜原材料的國產化和膜組器技術。

4. 智能、仿生與超材料。高性能傳感與驅動、氣敏、鐵性機敏、形狀記憶、壓電、巨磁致伸縮、熱釋電、液態金屬等功能材料及技術，超浸潤調控、離子通道能量轉換等關鍵仿生材料及技術，高性能多功能超材料及技術。

5. 新一代生物醫用材料。生物醫用新材料及技術，醫療植介入器械的國產化原材料及制備關鍵技術，醫學診療新材料及磁、光靶向生物材料。

6. 生態環境材料。材料生命周期綠色評價與生態設計，環境友好阻燃材料、凈化材料，材料高質化、全生物降解碳中性等工程化技術與示范，失效電子與耐火材料等循環再造技術。

7. 重大裝備與工程用特種功能材料。高速動車組用摩擦制動材料，重大海空裝備用耐腐蝕自潤滑復合材料，航空航天用壓電材料及耐蝕和溫度的含氟密封材料，超級計算機用熱管理材料及電磁屏蔽材料，核電站非能動智能保護用溫度感知高矯頑力磁性材料及組件，電磁彈射安全系統用新型電磁阻尼材料等。

（七）材料人才隊伍建設

通過機制與制度創新，加強材料領域人才隊伍建設，形成材料領域核心人才、研究開發人才、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，提升創新創業人才隊伍的整體素質和水平，滿足材料領域發展的需求。

1. 不斷壯大人才隊伍。建設一支規模、結構、素質與實現本規劃目標要求相適應的多層次材料人才隊伍；培育出材料領域高層次人才2萬人，其中包括高層次人才1000人。

2. 統籌各類人才協調發展。圍繞戰略性新興材料產業和前沿科學技術，在重點領域培養15-20個團結協作的全鏈條攻關人才團隊，聚集10-15個從事前瞻性技術創新的有活力的青年人才團隊，形成研究和創新的人才梯隊。

3. 大幅度提高企業人才素質。突出材料企業人才隊伍建設，促進人才向企業聚集，進一步優化人才結構。到2020年，材料企業技術工人占從業人員的比例提升到58%以上，大專以上人才占所有從業人員的比例提升到22%以上。

4. 逐步形成與材料領域發展相適應的人才培養、使用與管理新機制。通過機制與制度創新，推進材料領域教育、人才、勞動、分配等制度改革，營造適宜高層次人才成長與脫穎而出的良好環境，建立不同類型人才的評價體系。

5. 加強平臺、基地、聯盟的建設。積極引導各類人才與團隊通過平臺、基地、聯盟等形式開展合作協作，強化原始創新能力和高技術轉移轉化能力。在材料領域新建5-10個產業技術創新戰略聯盟，組建若干個重點新材料國家技術創新中心，建設20-30個國家引導、地方主建的*部件和關鍵構件工程化基地。