【高性能结构材料推动高技术产业跨越式发展】 推动跨越式发展

　　 高性能结构材料是支撑航空航天、交通运输、电子信息、能源动力以及国家重大基础工程建设等领域的重要物质基础，是目前国际上竞争最激烈的高技术新材料领域之一。高性能结构材料的进步不仅对国家支柱产业的发展和国家安全的保障起着关键性的作用，而且还可影响和带动着一大批基础材料和传统产业的升级改造。
　　高性能结构材料的主要发展方向是轻质、高强高韧、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、低成本、结构功能一体化。“十五”期间，高性能结构材料以国民经济建设和国防事业发展中的重大需求为导向，积极鼓励原始创新，强调跨越式发展，充分利用我国优势资源和已有技术优势，发展具有自主知识产权的高性能结构材料及其先进制备、成形与加工技术，为我国高技术产业的跨越式发展、传统产业的改造升级和可持续发展创造条件。
　　 高性能结构材料：结构材料指以力学性能为主的工程材料。高性能结构材料一般指具有更高的强度、硬度、塑性、韧性等力学性能，并适应特殊环境要求的结构材料。结构材料指以力学性能为主的工程材料，它是国民经济中应用最为广泛的材料，从日用品、建筑到汽车、飞机、卫星和火箭等，均以某种形式的结构框架获得其外形、大小和强度。钢铁、有色金属等传统材料都属于此类。高性能结构材料一般指具有更高的强度、硬度、塑性、韧性等力学性能，并适应特殊环境要求的结构材料。包括新型金属材料、高性能结构陶瓷材料和高分子材料等。
　　
　　新型聚酰亚胺刹车片
　　
　　 项目简介：我国自行研制的聚酰亚胺半金属轿车刹车片日前通过了国家汽车质量检验中心的鉴定,鉴定意见称,这种刹车片制动性能好,耐热耐磨,达到了国际先进水平。 这个新成果是由中科院长春应用化学研究所研制成功的。研究人员介绍说,随着道路条件和车辆性能不断改进,对汽车制动器的要求越来越高。就轿车而言,在连续刹车的情况下,刹车片表面工作温度可达500℃以上,需要高耐温高耐磨的刹车材料来维持汽车制动性能的稳定,保证行车安全。
　　趋势意义：国内先进
　　
　　激光近成形钴基高温合金研究
　　
　　 项目简介：利用激光近成形技术,采用钴基合金粉末在金属零件表面进行单道多层熔覆成形试验,获得具有良好外形和尺寸精度2～20mm的薄壁零件.利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、电子拉伸试验机和显微硬度计等分析仪器对其微观组织、微观成分分布及抗拉强度和硬度进行了分析和测试.结果表明,所成形的薄壁零件的组织为细小的枝晶,层间成分分布均匀,没有明显的成分偏析.力学性能测试结果显示其性能可满足实际使用要求."
　　 趋势意义：国内先进
　　
　　高性能镁-稀土结构材料研制、开发与应用
　　
　　 项目简介：由于镁合金具有低的密度．质轻、高比刚度、卓越的机械性能、高的硬度及良好的铸造性能，近几十年来镁合金的应用一直是自动化工业的目标之一。然而，高温特殊用途。例如在发动机上的应用，通常的镁合金就受到了限制。因为在高温下它们的强度和抗蠕变性能都比较差。由于镁一稀土合金增加了材料的抗拉强度、延展性及抗蠕变性能，稀土加入形成镁-稀上合金就可以满足高温应用的要求。
　　 趋势意义：对国内外镁一稀土合金的研制、开发与应用状况及发展趋势有着重要意义，同时结合我国相关单位的研究进展，引领我国镁-稀土合金的发展。
　　
　　高性能细结构炭材料的制造方法
　　
　　 项目简介：本发明涉及一种高性能细结构炭材料的制造方法是通过以下步骤实现的：以具有自烧结性含沥青中间相的炭微粉为基体组分和以纳米材料中的一种和几种为添加组分，不加粘结剂，采用高速混合机混匀(1)；通过成型装置成型(2)；焙烧(3)；石墨化处理(4)；本发明的有益效果是：用本发明制造出来的细结构炭材料结构致密，体积密度1.90g/cm3以上；机械强度高，抗折强度75MPa以上，抗压强度190MPa以上；抗高温氧化，可在650℃以上的氧化性氛围和2500℃还原性氛围中长时间使用；用途广泛：可作为连续铸造的结晶器、电火花加工机床的电极，高温烧结模具、金属冶炼坩埚，以及航空航天发动机密封和耐烧蚀部件等。
　　趋势意义：国内先进
　　
　　高强度、低介电常数的二氧化硅结合的氮化硅多孔陶瓷及制备方法
　　
　　 项目简介：一种高强度、低介电常数的二氧化硅结合的氮化硅多孔陶瓷，其特征在于以Si3N4为基体，以外加SiO2和Si3N4颗粒表面氧化生成的SiO2作为结合相将Si3N4颗粒结合起来，石墨为造孔剂。发明涉及一种以高纯度、低介电常数的二氧化硅结合的Si3N4多孔陶瓷及制备方法，其特征在于石墨为造孔剂、以外加或氮化硅颗粒表面氧化生成的二氧化硅为结合相的氮化硅多孔陶瓷利用外加和氮化硅颗粒表面氧化生成的二氧化硅在高温下的烧结把氮化硅颗粒结合起来，利用粉料颗粒堆积成孔或造孔剂氧化烧除成孔，从而得到二氧化硅结合的氮化硅多孔陶瓷。Si3N4∶SiO2∶石墨∶＝0～100∶0～30∶0～25(重量比)，加入酚醛树脂和乙醇，混合后球磨、烘干、研磨、过筛、干压成型，然后在空气中烧成，得到二氧化硅结合的氮化硅多孔陶瓷。所得多孔陶瓷的抗弯强度可达137MPa，总孔隙率10～60％，常温介电常数2～7(1GHz)，可用于常温和高温环境下使用的天线罩、催化剂载体等材料。
　　趋势意义：国内先进
　　
　　纳米结构材料在全固态锂电池高性能固体电解质中应用
　　
　　 项目简介：全固态锂离子电池，即固体电解质锂离子电池，是新近发展起来的新一代锂离子电池，它的实用化将能有效消除现在商品化液体电解质锂离子电池的安全性差与能量密度低的问题。而且具有安全性能好、化学性能稳定、使用寿命长、充放电循环性能优越，自放电速率小、比能量和能量密度高、易于将锂电池小型化、工作温度范围大，可用于许多极端的场合等诸多优点。正是被这些优点所吸引，近年来国际上对全固态锂离子电池的开发和研究非常活跃。如图1所示是采用磁脉冲压实技术制备全固态锂离子电池单电池结构示意图，其优化的设计能够很好的避免电池的短路。采用磁脉冲压实技术，能够很好的制备出全固态锂电池堆，如图2所示。从而使为大型移动设备供电成为可能，最后得到的绕式全固态锂电池堆各层厚度均匀，接触致密，而且制备过程中不需要经历热处理的过程，这样就使很多在一定高温不稳定的电极或电解质材料的应用成为可能，很适合大规模地制备大型的固态锂电池堆。
　　 趋势意义：随着材料制备技术水平的不断提高，以及制备成本的降低，并采用可行的方法控制纳米结构材料颗粒分散和使用过程中的化学稳定性问题，必然会使锂离子导体的性能得到更大的提高，并拓宽其应用范围，尤其是在全固态锂离子电池的大规模实用方面发挥显著作用。
　　
　　高性能环氧复合材料
　　
　　 项目简介：环氧树脂高性能复合材料一是充分利用和发挥了复合材料各向异性的特点，实现了在更高层次上的材料可设计性，按受力状态铺层从而合理地、有效地使用了原材料的性能，减轻了制品的重量，得到非常高的比强度和比模量；二是通过精心设计和细心制作，{HotTag}高度实现了材料的复合效应，从而充分发挥了各组成材料的潜在能力，获得了原材料所没有的优异性能和新用途如耦合效应是复合材料的独特性能，合理地利用其可耦合的弯曲扭转变形则能克服飞机在高速度飞行时产生的气动弹性问题，从而使前掠翼布局得以实现；三是耐疲劳性和减振性优异，即使在已有损伤的情况下也很难观察到损伤在疲劳下的扩展，这是高性能复合材料在航空、航天领域广泛应用的又一重要原因；四是材料设计和结构设计，材料成型和构件成型是同时一次完成、不可分开的，制得的产品既是复合材料也是复合材料结构件；五是由于上述特点，所以高性能复合材料的设计和制造必须从结构设计、材料、工艺和模具等方面综合考虑，并由这几方面的技术人员协调配合才能完成。为了确保高性能复合材料的质量，在每道工序和环节中都有严格的质量监控和保障措施。
　　趋势意义：国内先进