10年
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在“双碳”目标背景下,传统化石资源利用逐渐由“燃料”向“材料”转变,化工新材料迎来的发展机遇。公开信息显示,中国石油于近日在江苏成立蓝海新材料(通州湾)有限责任公司,注册资本80亿元,经营范围包括石油制品制造、化工产品生产、合成材料制造、产业用纺织制成品销售、电气设备销售、机械设备租赁等。此外,中国石化也于近期成立中石化(广东)材料研究院有限公司,主要围绕新材料技术研发、新兴能源技术研发、工程和技术研究和试验发展、创业空间服务等展开经营。
企业的种种动作并非偶然。在业内看来,作为战略性新兴产业重要组成部分,化工新材料正迎来“风口”。
由于市场扩展快,节节攀升的市场需求使化工新材料产业具有较高的利润率,而相对于石油化工项目,化工新材料项目的装置投资规模要小得多,即进入的资金门槛低,因而大量企业争先恐后进入化工新材料基本产品领域,造成除少数产品外,大部分基本产品的生产集中度很低,企业相应的生产规模普遍较小,密集于低端市场,既难以形成规模 经济 ,又无法提高技术水平,也容易形成恶性竞争。由于许多企业纷纷准备进入,已经进入的企业准备扩大产能,以至于有机硅、环氧树脂等不少化工新材料产品已经存在短期内因盲目投资而出现产能过剩的危险。
(三)企业形成三个梯队的格局,各梯队之间差距较大
梯队,主要由为数不多的外资(包括台资)企业构成。其特点是,产业经验丰富、产业基础完整、装置普遍规模大、技术水平高、销售能力强、产品链较为匹配、战略清晰并运作规范,通常以较的基本产品和改性产品占据着高、中端市场,因而往往是市场,获得较为丰厚的利润。第二梯队,是以中国化工集团公司蓝星集团为代表的国有企业,也有少量中石化集团所属的中小型国有企业。其特点是,进入市场较早、积累起一定产业经验、产业基础完整、装置有一定规模、有较强的技术积累和人才储备、产品链较为完整、运作和管理规范但机制不灵活,多数产品进入中端市场,部分产品还处于低端,所获利润不够稳定,一些企业仍在一定程度上受到传统国有企业弊端的困扰。第三梯队,是数量众多的民营中小型化工企业。其基本特点是,产业基础较弱、装置规模不大、技术水平普遍不高、产品链不完整、经营灵活多变、对市场变化灵敏、行为短期化、进入市场快,少数规模较大、技术基础较强的企业处于基本产品低端市场,多数企业则分布于广泛的、分散的终端产品市场。这一梯队中一些企业投机性很强,利润高时快速进入市场,参与分享高额利润,利润低时立即退出;一些企业在地方政策保护下生存,利用资源或能源、忽视环保和质量、
经历了2008年一遇的金融危机的冲击后,2009年随着各国刺激经济政策渐显成效,世界经济逐渐企稳复苏。中国经济更是率先起步,在强大的刺激政策与存货调整周期的作用下,2009年中国宏观经济成功走出了自2008年3季度以来深度下滑的低谷,实现“V”反转,实体经济出现超预期反弹。2009年我国石化工业也迅速回暖,开工率回升,产量产值稳步增长,企业亏损额减少。据统计,2009年1-11月,我国化学工业累计产值35315.7亿元,相较去年同期的累计产值32872.3亿元,同比增长7.4%。截止至2009年11月,我国化学工业累计实现产品销售收入34588亿元,同比增长6.5%;资产总计为32486亿元,同比增长12.9%;利润总额为1718亿元,同比增长13.5%。企业数为31966家,亏损企业数为4984家,同比增长11.2%,亏损企业亏损额为340.47亿元,同比下降16%。从业人员年均人数为491.14万人,比上年同期增加了3%。化工行业增加值同比增长15.1%,增速同比加快4.4个百分点。主要产品中,烧碱产量1763万吨,增长6.8%。纯碱产量1837万吨,增长7.2%。化肥产量6051万吨,增长14.3%;其中,氮肥、磷肥、钾肥产量分别增长12.8%、18.4%和18.5%。农药产量204万吨,增长12%。橡胶轮胎外胎产量59734万条,增长15.6%。电石产量1374万吨,增长4.7%。
环保节能是现在逐渐流行起来的一个热门词汇,环保节能的理念也逐渐改变着人们的价值观。重视环保,节约能源,成为社会和在日常运行中的选择。特别是去年哥本哈根世界气候大会召开后,“低碳”、“环保”更是所重视。对于化工行业,由于是一个基础性的制造行业,在环保和节能方面需要做的工作量较大。目前,淘汰落后产能,产品结构升级,是我国整个化工行业的产业政策。我国化工行业的产品主要集中在中低端产品,随着相关政策的执行力度不断加强,对化工行业的影响是的。落后产能、落后工艺技术、落后企业的淘汰是化工行业发展的趋势。于此同时,新材料的发展也将是未来化工行业发展的重要议题。因为,新材料的生产过程可以是低碳的,其生产出来的新材料产品也可以是低碳的。
特种金属功能材料。积极推动高属及靶材、稀贵金属、储能材料、新型半导体材料、新一代非晶材料、精细合 金等标准制修订工作,成套、成体系制定并发布稀土永磁、发光等功能材料标准,抓紧研制材料性能测试、成分分 析、标准样品等基础和方法标准。完成催化材料、靶材等40项新材料标准制修订工作,提出 80项标准研制计 划,开展5 项标准预研究。
金属结构材料。研制高温合金及耐蚀合金、耐 蚀钢、特种不锈钢、工模具钢、轴承钢、齿轮钢,轨道交通 用铝合金、特种镁合金及钛合金等产品标准,进一步完善金 属材料超声探伤、无损检测、力学试验等配套基础和方法标准。完成核电用钢、耐蚀合金、钛合金等30项新材料标 准制修订工作,提出40项标准研制计划。
高分子材料。制定发布丁基橡胶等特种橡胶及助剂、聚酰胺等工程塑料及制品、电池隔膜、光学功能薄膜、 特种分离膜及组件、环境友好型涂料以及功能性化学品等一 批产品标准,完成测定方法、通用技术条件、应用规范 等配套标准制修订。完成功能薄膜、特种橡胶等领域65项重 点新材料标准制修订工作,提出110项标准研制计划。
新型无机非金属材料。研制电光陶瓷、压电陶瓷、碳化硅陶瓷等陶瓷,微晶玻璃、高纯石英玻璃及原 料,闪烁晶体、激光晶体等产品标准,加快材料杂质检测、 试验方法等配套标准制修订步伐,强化配套标准研制。完成 特种玻璃、氮化硅陶瓷材料等领域50项新材料标准制修 订工作,提出 30项标准研制计划, 开展5 项标准预 研究。
复合新材料使用的历史可以追溯到古代。沿用的稻草增强粘土和已使用上的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代,因航空工业的需要,发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢),从此出现了复合材料这一名称。50年代以后,陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合,构成各具特色的复合材料。分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中,尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性,许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩,大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力,在国内思嘉新材料开发的复合新材料代表了国内的较高水平。除在军事领域,在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的兴趣和重视。
超导材料
有些材料当温度下降至某一临界温度时,其电阻完全消失,这种现象称为超导电性,具有这种现象的材料称为超导材料。超导体的另外一个特征是:当电阻消失时,磁感应线将不能通过超导体,这种现象称为抗磁性。
一般金属(例如:铜)的电阻率随温度的下降而逐渐减小,当温度接近于0K时,其电阻达到某一值。而1919年荷兰科学家昂内斯用液氦冷却水银,当温度下降到4.2K(即-269℃)时,发现水银的电阻完全消失,
超导电性和抗磁性是超导体的两个重要特性。使超导体电阻为零的温度称为临界温度(TC)。超导材料研究的难题是突破“温度障碍”,即寻找高温超导材料。
是指那些易于磁化并可反复磁化的材料,但当磁场去除后,磁性即随之消失。这类材料的特性标志是:磁导率(μ=B/H)高,即在磁场中很容易被磁化,并很快达到高的磁化强度;但当磁场消失时,其剩磁很小。这种材料在电子技术中广泛应用于高频技术。如磁芯、磁头、存储器磁芯;在强电技术中可用于制作变压器、开关继电器等。常用的软磁体有铁硅合金、铁镍合金、非晶金属。
Fe-(3%~4%)Si的铁硅合金是常用的软磁材料,常用作低频变压器、电动机及发电机的铁芯;铁镍合金的性能比铁硅合金好,典型代表材料为坡莫合金(Permalloy),其成分为79%Ni-21%Fe,坡莫合金具有高的磁导率(磁导率μ为铁硅合金的10~20倍)、低的损耗;并且在弱磁场中具有高的磁导率和低的矫顽力,广泛用于电讯工业、电子计算机和控制系统方面,是重要的电子材料;非晶金属(金属玻璃)与一般金属的不同点是其结构为非晶体。它们是由Fe、Co、Ni及半金属元素B、Si 所组成,其生产工艺要点是采用极快的速度使金属液冷却,使固态金属获得原子无规则排列的非晶体结构。非晶金属具有非常优良的磁性能,它们已用于低能耗的变压器、磁性传感器、记录磁头等。另外,有的非晶金属具有优良的耐蚀性,有的非晶金属具有强度高、韧性好的特点。
2.永磁材料(硬磁材料)
永磁材料经磁化后,去除外磁场仍保留磁性,其性能特点是具有高的剩磁、高的矫顽力。利用此特性可制造磁铁,可把它作为磁源。如常见的指南针、仪表、微电机、电动机、录音机、电话及医疗等方面。永磁材料包括铁氧体和金属永磁材料两类。
物化性能 纳米颗粒的熔点和晶化温度比常规粉末低得多,这是由于纳米颗粒的表面能高、活性大,熔化时消耗的能量少,如一般铅的熔点为600K,而20nm的铅微粒熔点低于288K;纳米金属微粒在低温下呈现电绝缘性;钠米微粒具有的吸光性,因此各种纳米微粒粉末几乎都呈黑色;纳米材料具有奇异的磁性,主要表现在不同粒径的纳米微粒具有不同的磁性能,当微粒的尺寸某一临界尺寸时,呈现出高的矫顽力,而低于某一尺寸时,矫顽力很小,例如,粒径为85nm的镍粒,矫顽力很高,而粒径小于15nm的镍微粒矫顽力接近于零;纳米颗粒具有大的比表面积,其表面化学活性远大于正常粉末,因此原来化学惰性的金属铂制成纳米微粒(铂黑)后却变为活性的催化剂。
扩散及烧结性能 纳米结构材料的扩散率是普通状态下晶格扩散率的1014~1020倍,是晶界扩散率的102~104倍,因此纳米结构材料可以在较低的温度下进行有效的掺杂,可以在较低的温度下使不混溶金属形成新的合金相。扩散能力提高的另一个结果是可以使纳米结构材料的烧结温度大大降低,因此在较低温度下烧结就能达到致密化的目的。
力学性能 纳米材料与普通材料相比,力学性能有显著的变化,一些材料的强度和硬度成倍地提高;纳米材料还表现出超塑性状态,即断裂前产生很大的伸长量。
河北清速再生资源回收有限公司回收化工新材料,回收化工原料,回收量子元件 制造量子元件,要开发量子箱。量子箱是直径约10纳米的微小构造,当把电子关在这样的箱子里,就会因量子效应使电子有异乎寻常的表现,利用这一现象便可制成量子元件,量子元件主要是通过控制电子波动的相位来进行工作的,从而它能够实现更高的响应速度和更低的电力消耗。另外,量子元件还可以使元件的体积大大缩小,使电路大为简化,因此,量子元件的兴起将导致一场电子技术革命。人们期待着利用量子元件在21世纪制造出16GB(吉字节)的DRAM,这样的存储器芯片足以存放10亿个汉字的信息。
中国已经研制出一种用纳米技术制造的乳化剂,以一定比例加入汽油后,可使像桑塔纳一类的轿车降低10%左右的耗油量;纳米材料在室温条件下具有的储氢能力,在室温常压下,约2/3的氢能可以从这些纳米材料中得以释放,可以不用昂贵的低温液氢储存装置。
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