復合超硬材料制品專題分析報告

復合超硬材料制品專題分析報告

抓住一帶一路建設契機，推進國際產(chǎn)能合作，構建開放型創(chuàng)新體系，鼓勵技術引進與合作研發(fā)，促進引進消化吸收與再創(chuàng)新。積極引導外商投資方向，鼓勵外商投資戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，推動跨國公司、國際知名研究機構在國內設立研發(fā)中心。加大海外高端人才引進力度，暢通吸納海外高端人才的綠色通道，為海外人才來華工作和創(chuàng)業(yè)提供更多便利。復合超硬材料行業(yè)發(fā)展概況和趨勢（一）復合超硬材料及其制品的行業(yè)發(fā)展概況復合超硬材料主要是以金剛石和立方氮化硼等單晶超硬材料為主要原料，添加粘結劑（如：金屬、樹脂等）通過在特定溫度和壓力下壓制而成的復合材料，廣泛使用于石油、天然氣、石材、建筑、家電、礦山、汽車等傳統(tǒng)領域，以及電子信息、航天航空、國防等高新技術領域。其中PCBN（聚晶立方氮化硼）具有高硬度、高耐磨性且高溫下穩(wěn)定，主要用于制造各類刀具；金剛石可分為單晶金剛石、聚晶金剛石（PCD）和CVD金剛石，單晶金剛石應用于砂輪、鋸片等，PCD應用于刀具、石油鉆頭，CVD金剛石應用于拉絲模、刀具等，高端CVD金剛石應用于電子器件、航天等領域。超硬材料也可以分類為單晶超硬材料和聚晶超硬材料（也稱復合超硬材料），單晶超硬材料包含單晶金剛石、單晶立方氮化硼等，特點是硬度高但尺寸?。痪劬Ы饎偸?立方氮化硼是用單晶金剛石/立方氮化硼為主要原料，添加金屬和非金屬粘接劑在高溫高壓環(huán)境下制成的復合材料，復合超硬材料雖然硬度和耐熱度稍差，但其切割面積較大、耐磨性更好。金剛石復合片在硬度、加工精度、摩擦系數(shù)及使用壽命方面與傳統(tǒng)材料相比，具有顯著的優(yōu)勢。超硬材料超硬的獨特物理特性，使其可以加工幾乎所有已知的材料，不但解決了傳統(tǒng)硬質合金工具由于硬度不夠，部分硬脆材料無法工業(yè)化加工的難題，而且大幅度提升了工業(yè)加工效率，降低了能源耗費。隨著技術的不斷發(fā)展，在日常生活和工業(yè)應用過程中，逐漸出現(xiàn)了強度和硬度更高的產(chǎn)品，也需要有更硬、更強的材料對這些產(chǎn)品進行加工，未來復合超硬材料行業(yè)也將面臨更加廣闊的市場空間和機遇。復合超硬材料主要用于石油天然氣、煤田礦山的開采及汽車的制造等。石油天然氣用聚晶金剛石是由小金剛石顆粒和粘接劑混合組成的切削層和硬質合金襯底層在高溫高壓下燒結合成，該材料具有很高的強度、硬度和耐磨性，將該材料鑲嵌于石油、天然氣鉆頭上，是鉆頭上起到切削和掘進的核心部件，在鉆頭掘進的過程中，金剛石復合片逐漸消耗。在煤田礦山開采過程中，金剛石復合片起到同樣的作用。PCD刀具的耐用度較硬質合金刀具壽命高幾十倍，主要加工對象為有色金屬、非金屬材料等。由于汽車發(fā)動機活塞的群部、銷孔和化油器等部件含硅量一般在10%以上，硬度較大，且大多采用流水線批量生產(chǎn)，這使得合金刀具的性價比較低，金剛石刀具適用性良好。（二）復合超硬材料及其制品的發(fā)展趨勢近年來，精磨超硬磨具發(fā)展十分快速，正朝著精磨、高速與數(shù)控方向發(fā)展，大大縮短了與國外高效精磨加工領域的差距。其中，高速、超高速磨具方面，CBN砂輪實際使用速度可達到150～250ｍ/s；高精度方面，超薄切割砂輪的厚度精度達到0．01μｍ，平行度≤３μｍ，磨具的尺寸、形位精度越來越高；超薄方面，用于集成電路的劃片砂輪厚度已經(jīng)達到0．01ｍｍ，還在朝著更薄的方向發(fā)展；超細磨料磨具方面，硅片背面減薄砂輪已經(jīng)投入使用，還會有更細粒度的超硬磨具出現(xiàn)，滿足高精度的加工需求。金剛石/立方氮化硼復合超硬材料制品相對于普通磨料磨具具有結合強度高、成型好、使用壽命長等顯著特性。隨著中高速磨削、高速磨削、超精密切割技術的快速發(fā)展，普通磨料工具已不能滿足生產(chǎn)需要。隨著國內機械加工產(chǎn)業(yè)的升級，國家智能制造，工業(yè)4．0等政策的實現(xiàn)，使得B（CBN）代替A（剛玉系列），D（DIAMOND）代替C（碳化硅）成為行業(yè)發(fā)展趨勢，未來超硬磨料磨具的市場需求和市場空間將越來越大。創(chuàng)新生物能源發(fā)展模式著力發(fā)展新一代生物質液體和氣體燃料，開發(fā)高性能生物質能源轉化系統(tǒng)解決方案，拓展生物能源應用空間，力爭在發(fā)電、供氣、供熱、燃油等領域實現(xiàn)全面規(guī)?；瘧?，生物能源利用技術和核心裝備技術達到世界先進水平，形成較成熟的商業(yè)化市場。促進生物質能源清潔應用。重點推進高壽命、低電耗生物質燃料成型設備、生物質供熱鍋爐、分布式生物質熱電聯(lián)產(chǎn)等關鍵技術和設備研發(fā)，促進生物質成型燃料替代燃煤集中供熱、生物質熱電聯(lián)產(chǎn)。按照因地制宜、就近生產(chǎn)消納原則，示范建設集中式規(guī)模化生物燃氣應用工程，突破大型生物質集中供氣原料處理、高效沼氣厭氧發(fā)酵等關鍵技術瓶頸。探索建立多元、協(xié)同、共贏的市場化發(fā)展模式，鼓勵多產(chǎn)品綜合利用，為生產(chǎn)生活提供清潔優(yōu)質能源。推進先進生物液體燃料產(chǎn)業(yè)化。重點突破高效低成本的生物質液體燃料原料處理和制備技術瓶頸，建設萬噸級生物質制備液體燃料及多產(chǎn)品聯(lián)產(chǎn)綜合利用示范工程。完善原料供應體系，有序發(fā)展生物柴油。推進油藻生物柴油、生物航空燃料等前沿技術研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。加速生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展以產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好為目標，創(chuàng)制生物農(nóng)業(yè)新品種，開發(fā)動植物營養(yǎng)和綠色植保新產(chǎn)品，構建現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新體系，形成一批具有國際競爭力的生物育種企業(yè)，為加快農(nóng)業(yè)發(fā)展方式轉變提供新途徑、新支撐。（一）構建生物種業(yè)自主創(chuàng)新體系開展基因編輯、分子設計、細胞誘變等關鍵核心技術創(chuàng)新與育種應用，研制推廣一批優(yōu)質、高產(chǎn)、營養(yǎng)、安全、資源高效利用、適應標準化生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)動植物新品種，積極推進生物技術培育新品種產(chǎn)業(yè)化，形成一批以企業(yè)為主體的生物育種創(chuàng)新平臺，打造具有核心競爭力的育繁推一體化現(xiàn)代生物種業(yè)企業(yè)，加快農(nóng)業(yè)動植物新品種產(chǎn)業(yè)化和市場推廣。發(fā)展動植物檢疫新技術，加強國外優(yōu)質動植物品種資源引進檢疫平臺建設。（二）開發(fā)一批新型農(nóng)業(yè)生物制劑與重大產(chǎn)品大力發(fā)展動植物病蟲害防控新技術、新產(chǎn)品，建立基于病蟲基因組信息的綠色農(nóng)藥、獸藥創(chuàng)制技術體系，創(chuàng)制一批新型動物疫苗、生物獸藥、植物新農(nóng)藥等重大產(chǎn)品，實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)與應用，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綠色轉型。創(chuàng)制可替代抗生素的新型綠色生物飼料和高效生物肥料產(chǎn)品。深度挖掘海洋生物資源，開發(fā)綠色、安全、高效的新型海洋生物功能制品，開辟綜合利用新途徑。推動食品合成生物工程技術、食品生物高效轉化技術、腸道微生物宏基因組學等關鍵技術創(chuàng)新與精準營養(yǎng)食品創(chuàng)制。超前布局戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，培育未來發(fā)展新優(yōu)勢以全球視野前瞻布局前沿技術研發(fā)，不斷催生新產(chǎn)業(yè)，重點在空天海洋、信息網(wǎng)絡、生命科學、核技術等核心領域取得突破，高度關注顛覆性技術和商業(yè)模式創(chuàng)新，在若干戰(zhàn)略必爭領域形成獨特優(yōu)勢，掌握未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展主動權，為經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展提供戰(zhàn)略儲備、拓展戰(zhàn)略空間。（一）空天海洋領域顯著提升空間進入能力。突破大推力發(fā)動機、大直徑箭體設計、制造與先進控制等關鍵技術，發(fā)展重型運載火箭，保障未來重大航天任務實施。發(fā)展快速、廉價、可重復使用的小載荷天地往返運輸系統(tǒng)。超前部署具有高空間定位精度的空間飛行器自主導航和飛行技術。加快發(fā)展新型航天器。加強超高分辨率、超高精度時空基準、超高速安全通信、高性能星上處理、大功率電源、新型材料等關鍵技術研發(fā)，研制新型應用衛(wèi)星。建立先進的載人空間科學實驗平臺和生命支持系統(tǒng)。發(fā)展空間飛行器輕量化小型化技術，推進應用型微、納、皮衛(wèi)星規(guī)范有序發(fā)展。部署和發(fā)射新型試驗衛(wèi)星。加快發(fā)展臨近空間飛行器、可重復使用航天器等面向未來任務的新型航天器。加快航空領域關鍵技術突破和重大產(chǎn)品研發(fā)。超前部署氫燃料、全電、組合動力等新型發(fā)動機關鍵技術研究，提升未來航空產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展能力。加快發(fā)展多用途無人機、新構型飛機等戰(zhàn)略性航空裝備。前瞻布局超音速商務機、新概念新構型總體氣動技術、先進高可靠性機電技術、新一代航空電子系統(tǒng)、航空新材料及新型復合材料加工技術。發(fā)展新一代深海遠海極地技術裝備及系統(tǒng)。建立深海區(qū)域研究基地，發(fā)展海洋遙感與導航、水聲探測、深海傳感器、無人和載人深潛、深海空間站、深海觀測系統(tǒng)、空—?！滓惑w化通信定位、新型海洋觀測衛(wèi)星等關鍵技術和裝備。大力研發(fā)深遠海油氣礦產(chǎn)資源、可再生能源、生物資源等資源開發(fā)利用裝備和系統(tǒng)，研究發(fā)展海上大型浮式結構物，支持海洋資源利用關鍵技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應用，培育海洋經(jīng)濟新增長點。大力研發(fā)極地資源開發(fā)利用裝備和系統(tǒng)，發(fā)展極地機器人、核動力破冰船等裝備。（二）信息網(wǎng)絡領域構建未來網(wǎng)絡新體系。著眼于提升當前網(wǎng)絡體系架構可擴展性、安全性、可管控性、移動性和內容分發(fā)能力，系統(tǒng)布局新型網(wǎng)絡架構、技術體系和安全保障體系研究，開展實驗網(wǎng)絡建設，研究構建泛在融合、綠色帶寬、智能安全的新型網(wǎng)絡。加強關鍵技術和產(chǎn)品研發(fā)。面向萬物互聯(lián)需求，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)搜索引擎、E級高性能計算、面向物端的邊緣計算等技術和產(chǎn)品。開展深度學習、認知計算、虛擬現(xiàn)實、自然人機交互等領域前沿技術研發(fā)，提升信息服務智能化、個性化水平。布局太赫茲通信、可見光通信等技術研發(fā)，持續(xù)推動量子密鑰技術應用。推動電子器件變革性升級換代。加強低功耗高性能新原理硅基器件、硅基光電子、混合光電子、微波光電子等領域前沿技術和器件研發(fā)，形成一批專用關鍵制造設備，提升光網(wǎng)絡通信元器件支撐能力。統(tǒng)籌布局量子芯片、量子編程、量子軟件以及相關材料和裝置制備關鍵技術研發(fā)，推動量子計算機的物理實現(xiàn)和量子仿真的應用。加強類腦芯片、超導芯片、石墨烯存儲、非易失存儲、憶阻器等新原理組件研發(fā)，推進后摩爾定律時代微電子技術開發(fā)與應用，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展。（三）生物技術領域構建基于干細胞與再生技術的醫(yī)學新模式。加快布局體細胞重編程科學技術研發(fā)，開發(fā)功能細胞獲取新技術。完善細胞、組織與器官的體內外生產(chǎn)技術平臺與基地。規(guī)范干細胞與再生領域法律法規(guī)和標準體系，完善知識產(chǎn)權評估與轉化機制，持續(xù)深化干細胞與再生技術臨床應用。發(fā)展腫瘤免疫治療技術。推進基因編輯技術研發(fā)與應用。建立具有自主知識產(chǎn)權的基因編輯技術體系，開發(fā)針對重大遺傳性疾病、感染性疾病、惡性腫瘤等的基因治療新技術。建立相關動物資源平臺、臨床研究及轉化應用基地，促進基于基因編輯研究的臨床轉化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。加強合成生物技術研發(fā)與應用。突破基因組化學合成、生物體系設計再造、人工生物調控等關鍵技術，研究推進人工生物及人工生物器件臨床應用和產(chǎn)業(yè)化。推動生物育種、生態(tài)保護、能源生產(chǎn)等領域顛覆性技術創(chuàng)新，構建基礎原料供給、物質轉化合成、民生服務新模式，培育合成生物產(chǎn)業(yè)鏈。（四）核技術領域加快開發(fā)新一代核能裝備系統(tǒng)。加快推動鉛冷快堆、釷基熔鹽堆等新核能系統(tǒng)試驗驗證和實驗堆建設。支持小型和微型核動力堆研發(fā)設計和關鍵設備研制，開展實驗堆建設和重點領域示范應用。積極參與國際熱核聚變實驗堆計劃，不斷完善全超導托卡馬克核聚變實驗裝置等國家重大科技基礎設施，開展實驗堆概念設計、關鍵技術和重要部件研發(fā)。發(fā)展非動力核技術。支持發(fā)展離子、中子等新型射線源，研究開發(fā)高分辨率輻射探測器和多維動態(tài)成像裝置，發(fā)展精準治療設備、醫(yī)用放射性同位素、中子探傷、輻射改性等新技術和新產(chǎn)品，持續(xù)推動核技術在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療健康、環(huán)境保護、資源勘探、公共安全等領域應用。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)總體部署壯大引領為核心，緊密結合中國制造2025戰(zhàn)略實施，堅持走創(chuàng)新驅動發(fā)展道路，促進一批新興領域發(fā)展壯大并成為支柱產(chǎn)業(yè)，持續(xù)引領產(chǎn)業(yè)中高端發(fā)展和經(jīng)濟社會高質量發(fā)展。立足發(fā)展需要和產(chǎn)業(yè)基礎，大幅提升產(chǎn)業(yè)科技含量，加快發(fā)展壯大網(wǎng)絡經(jīng)濟、高端制造、生物經(jīng)濟、綠色低碳和數(shù)字創(chuàng)意等五大領域，實現(xiàn)向創(chuàng)新經(jīng)濟的跨越。著眼全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的新趨勢、新方向，超前布局空天海洋、信息網(wǎng)絡、生物技術和核技術領域一批戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，打造未來發(fā)展新優(yōu)勢。遵循戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本規(guī)律，突出優(yōu)勢和特色，打造一批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展策源地、集聚區(qū)和特色產(chǎn)業(yè)集群，形成區(qū)域增長新格局。把握推進一帶一路建設戰(zhàn)略契機，以更開放的視野高效利用全球創(chuàng)新資源，提升戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)國際化水平。加快推進重點領域和關鍵環(huán)節(jié)改革，持續(xù)完善有利于匯聚技術、資金、人才的政策措施，創(chuàng)造公平競爭的市場環(huán)境，全面營造適應新技術、新業(yè)態(tài)蓬勃涌現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境，加快形成經(jīng)濟社會發(fā)展新動能。推進相關產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展推動數(shù)字文化創(chuàng)意和創(chuàng)新設計在各領域應用，培育更多新產(chǎn)品、新服務以及多向交互融合的新業(yè)態(tài)，形成創(chuàng)意經(jīng)濟無邊界滲透格局。（一）加快重點領域融合發(fā)展推動數(shù)字創(chuàng)意在電子商務、社交網(wǎng)絡中的應用，發(fā)展虛擬現(xiàn)實購物、社交電商、粉絲經(jīng)濟等營銷新模式。推動數(shù)字創(chuàng)意在教育領域的應用，提升學習內容創(chuàng)意水平，加強數(shù)字文化教育產(chǎn)品開發(fā)和公共信息資源深度利用，推動教育服務創(chuàng)意化。提升旅游產(chǎn)品開發(fā)和旅游服務設計的文化內涵和數(shù)字化水平，促進虛擬旅游展示等新模式創(chuàng)新發(fā)展。挖掘創(chuàng)意三農(nóng)發(fā)展?jié)摿Γ岣咝蓍e農(nóng)業(yè)創(chuàng)意水平，促進地理標志農(nóng)產(chǎn)品、鄉(xiāng)村文化開發(fā)，以創(chuàng)意民宿推動鄉(xiāng)村旅游發(fā)展和新農(nóng)村建設。推動數(shù)字創(chuàng)意在醫(yī)療、展覽展示、地理信息、公共管理等領域應用。構建數(shù)字創(chuàng)意相關項目資源庫和對接服務平臺，創(chuàng)新使用多種形式的線上線下推廣手段，廣泛開展會展活動，鼓勵行業(yè)協(xié)會、研究機構積極開展跨領域交流合作。（二）推進數(shù)字創(chuàng)意生態(tài)體系建設建立涵蓋法律法規(guī)、行政手段、技術標準的數(shù)字創(chuàng)意知識產(chǎn)權保護體系，加大打擊數(shù)字創(chuàng)意領域盜版侵權行為力度，保障權利人合法權益。積極研究解決虛擬現(xiàn)實、網(wǎng)絡游戲等推廣應用中存在的風險問題，切實保護用戶生理和心理健康。改善數(shù)字創(chuàng)意相關行業(yè)管理規(guī)制，進一步放寬準入條件，簡化審批程序，加強事中事后監(jiān)管，促進融合發(fā)展。推動生物制造規(guī)模化應用加快發(fā)展微生物基因組工程、酶分子機器、細胞工廠等新技術，提升工業(yè)生物技術產(chǎn)品經(jīng)濟性，推進生物制造技術向化工、材料、能源等領域滲透應用，推動以清潔生物加工方式逐步替代傳統(tǒng)化學加工方式，實現(xiàn)可再生資源逐步替代化石資源。不斷提升生物制造產(chǎn)品經(jīng)濟性和規(guī)?；l(fā)展水平。發(fā)展新生物工具創(chuàng)制與應用技術體系，實現(xiàn)一批有機酸、化工醇、烯烴、烷烴、有機胺等基礎化工產(chǎn)品的生物法生產(chǎn)與應用，推動生物基聚酯、生物基聚氨酯、生物尼龍、生物橡膠、微生物多糖等生物基材料產(chǎn)業(yè)鏈條化、集聚化、規(guī)?；l(fā)展，提升氨基酸、維生素等大宗發(fā)酵產(chǎn)品自主創(chuàng)新能力和發(fā)展水平。建立生態(tài)安全、綠色低碳、循環(huán)發(fā)展的生物法工藝體系。發(fā)展高效工業(yè)生物催化轉化技術體系，提升綠色生物工藝應用水平。建立甾體藥物、手性化合物、稀少糖醇等生物催化合成路線，實現(xiàn)醫(yī)藥化工等中間體綠色化、規(guī)?；a(chǎn)。促進綠色生物工藝在農(nóng)業(yè)、化工、食品、醫(yī)藥、輕紡、冶金、能源等領域全面進入和