中國(guó)粉體網(wǎng)訊  當(dāng)國(guó)人在為殲-20、運(yùn)-20、國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919取得的一個(gè)個(gè)研制與列裝節(jié)點(diǎn)而歡欣鼓舞時(shí)，當(dāng)中國(guó)自主研制的新一代核電技術(shù)走出國(guó)門成為中國(guó)的又一張國(guó)家名片時(shí)，當(dāng)不使用傳統(tǒng)化石燃料的新能源汽車走進(jìn)尋常百姓人家時(shí)，也許很少有人意識(shí)到這些裝備與技術(shù)的提升與發(fā)展的背后都有著一個(gè)共同的工業(yè)基礎(chǔ)，那就是具有劃時(shí)代意義的新材料的研發(fā)與應(yīng)用，其中既包括顛覆未來裝備技術(shù)走向的新材料——石墨烯，也包括加工、利用這些新材料的增材制造技術(shù)(3D/4D打印)。9月23日，由人力資源社會(huì)保障部、工業(yè)和信息化部主辦，北京理工大學(xué)承辦的“新材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展”百千萬人才工程創(chuàng)新講壇開幕，眾多國(guó)內(nèi)材料領(lǐng)域頂級(jí)專家、院士齊聚北理工暢談中國(guó)新材料的發(fā)展。

北京理工大學(xué)校長(zhǎng) 胡海巖院士致辭時(shí)表示，北京理工大學(xué)21日正式入選國(guó)家“雙一流”建設(shè)名單，“材料科學(xué)與工程”學(xué)科入選“雙一流”學(xué)科名單。在新材料領(lǐng)域，學(xué)校將軍用材料優(yōu)勢(shì)與學(xué)科技術(shù)前沿和國(guó)家重大戰(zhàn)略需求相結(jié)合，拓展了綠色能源材料、阻燃材料等當(dāng)前國(guó)際材料學(xué)科的主流方向，在高能量密度材料等軍用特種材料研究領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先水平。胡海巖強(qiáng)調(diào)，承擔(dān)國(guó)家重大任務(wù)，是北理工人的使命與擔(dān)當(dāng)。力求為推動(dòng)中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，提升“中國(guó)制造”的品質(zhì)和“中國(guó)創(chuàng)造”的影響力做出貢獻(xiàn)。

工業(yè)和信息化部辛國(guó)斌副部長(zhǎng)的主旨報(bào)告指出，加快我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展是極端重要和緊迫的，目前該產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得長(zhǎng)足進(jìn)步，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防科技工業(yè)建設(shè)形成了有力支撐。辛國(guó)斌結(jié)合目前該領(lǐng)域存在的矛盾與問題，提出了推進(jìn)我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的總體思路和措施，并對(duì)接下來的重點(diǎn)工作進(jìn)行了闡述。

開幕式后，中國(guó)工程院原副院長(zhǎng)干勇院士做了題為《“十三五”能源新材料發(fā)展》的專題報(bào)告。干勇表示，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展需要強(qiáng)大的新能源技術(shù)支撐。發(fā)展高端裝備所需的基礎(chǔ)零部件使用的軸承鋼、齒輪鋼、磨具鋼的年需求量分別為300萬噸、200萬噸和50萬噸;建設(shè)海洋資源勘探、開采、儲(chǔ)運(yùn)及基礎(chǔ)設(shè)施所需的鋼及耐腐蝕合金需求量為60萬噸/年;新增5條西氣東輸線需要管線鋼1600萬噸、石油管64萬噸;與鍋爐相關(guān)的大氣污染治理(2017年)投資規(guī)�？偧s3000億，需高性能催化劑、耐磨耐蝕及除塵材料合計(jì)約400萬噸。目前，上述需求中的高端及大規(guī)模新材料急需通過自主研發(fā)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)突破與提升。

據(jù)干勇介紹，2020年，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)能將達(dá)到200萬輛，動(dòng)力電池需求量將達(dá)到1000億Wh,2025年新能源汽車產(chǎn)能將達(dá)到300萬輛，未來5-10年動(dòng)力電池將保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。他說，中國(guó)的鋰動(dòng)力電池的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)取得較好進(jìn)展。先進(jìn)鋰電池、新型鋰離子電池和新體系電池的發(fā)展已取得不同程度的進(jìn)步。不過，目前仍存在產(chǎn)能急劇擴(kuò)張、高端不足低端過剩;電池單體性能不差、成組技術(shù)差距明顯;技術(shù)路線存爭(zhēng)議、部分企業(yè)受挫;動(dòng)力電池自動(dòng)化裝備水平低;回收利用存技術(shù)障礙等問題。

干勇還介紹了發(fā)展超導(dǎo)材料、稀土新材料，特別是稀土永磁技術(shù)戰(zhàn)略價(jià)值與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景。他舉例說，美國(guó)“愛國(guó)者”導(dǎo)彈之所以能精準(zhǔn)攔截來襲導(dǎo)彈，得益于其制導(dǎo)系統(tǒng)中使用了大約4公斤的稀土永磁體。F-22“猛禽”能夠?qū)崿F(xiàn)超音速巡航功能，依賴于強(qiáng)大的稀土永磁發(fā)動(dòng)機(jī);“艾布拉默斯”坦克的高精度導(dǎo)航系統(tǒng)中，稀土釤鈷磁鐵發(fā)揮了重要作用;美國(guó)的新型驅(qū)逐艦所使用的混合電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用到了稀土永磁體;“宙斯盾”系統(tǒng)的雷達(dá)也使用了釤鈷磁體。可以說，沒有稀土就無法制造各種高科技武器裝備。而稀土永磁技術(shù)在高靜音潛艇、雷達(dá)、微波通信、航天、新能源汽車、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等多個(gè)領(lǐng)域都有巨大的作用。他認(rèn)為，稀土永磁科技是中國(guó)下一個(gè)創(chuàng)新熱點(diǎn)。

北理工副校長(zhǎng)方岱寧院士以《基于增材制造的輕量化多功能一體化材料與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造與裝備研發(fā)》為題進(jìn)行了專題報(bào)告。方岱寧表示，增材制造也就是通常所說的3D/4D打印。近年來，增材制造技術(shù)已在航空、航天、軍用裝備、汽車、醫(yī)療等國(guó)防與民用裝備領(lǐng)域的輕量化結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。目前，增材制造主要分為金屬、非金屬和生物增材制造�，F(xiàn)階段，金屬增材技術(shù)是增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，其中就包括航空航天金屬結(jié)構(gòu)件(鈦合金等)制造。據(jù)他介紹，北理工的科研團(tuán)隊(duì)已實(shí)現(xiàn)使用增材制造技術(shù)快速響應(yīng)制造某榴彈炮零件，還為國(guó)產(chǎn)核電項(xiàng)目制造了堆內(nèi)構(gòu)件。

單晶結(jié)構(gòu)材料是發(fā)動(dòng)機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)、核反應(yīng)中的關(guān)鍵核心材料，是各國(guó)金屬材料領(lǐng)域研究的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。傳統(tǒng)的單晶制備方法具有很高的技術(shù)要求與局限性，那增材制造能否使用在單晶金屬高溫結(jié)構(gòu)材料制造方面呢？據(jù)方岱寧介紹，目前北理工科研團(tuán)隊(duì)已驗(yàn)證了鈦合金單晶，正在進(jìn)行鎳基合金和鉬單晶驗(yàn)證。他還介紹了在科研領(lǐng)域引起關(guān)注的4D打印技術(shù)。據(jù)介紹，4D打印是一種可以通過設(shè)計(jì)使構(gòu)件的形狀或性能在時(shí)間和空間維度上可控變化的增材制造技術(shù)。方岱寧現(xiàn)場(chǎng)播放的視頻顯示，4D打印出的材料通過光照、浸水等方式發(fā)生了可控形變。相比3D打印技術(shù)，4D打印加入了智能材料/智能結(jié)構(gòu)，它具有感知環(huán)境刺激，對(duì)之進(jìn)行分析、處理、判斷，并采取一定的響應(yīng)，既可以滿足國(guó)防裝備需求，也可以廣泛應(yīng)用在藥物釋放、靶向輸藥等生物醫(yī)療方面。

中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院副主任王旭東以《軍民用石墨烯技術(shù)研發(fā)情況及發(fā)展思路》為題介紹了中國(guó)以及國(guó)際上研究與應(yīng)用石墨烯的最新情況。據(jù)王旭東介紹，美國(guó)國(guó)防部、國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局多家機(jī)構(gòu)將石墨烯列為影響未來軍事裝備的9大科技之一。歐盟將石墨烯列為未來影響最大的6大前沿技術(shù)的第二位。中國(guó)也高度重視發(fā)展石墨烯技術(shù)。中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院從2008年就開始關(guān)注與研究石墨烯技術(shù)。目前已經(jīng)建成全自動(dòng)化石墨烯納米片生產(chǎn)線，掌握了高品質(zhì)、低成本、層數(shù)可控、批量制備大尺寸石墨烯膜的全套制備技術(shù)與專用裝備，并形成了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。他還介紹了航材院在石墨烯軸承鋼、石墨烯鋁合金電纜等領(lǐng)域的研究成果。

除了工業(yè)與民用領(lǐng)域，王旭東還介紹了石墨烯在軍用方面的前景。未來戰(zhàn)爭(zhēng)需要超高強(qiáng)韌、長(zhǎng)壽命、耐高溫的結(jié)構(gòu)材料，需要更輕、防護(hù)系數(shù)更高的防彈材料，需要更輕、導(dǎo)熱性更好的電子材料，需要更輕、物理性更好的功能材料，而石墨烯的很多特性符合相關(guān)的要求，所以各國(guó)都在加快相關(guān)技術(shù)的研究與攻關(guān)。