本文導(dǎo)讀目錄：
1、小課堂｜新材料深度研究報告匯總：液態(tài)金屬／超導(dǎo)／稀土／合金材料
2、增材制造液體火箭發(fā)動機(jī)推力室端到端的工藝評價（1）
小課堂｜新材料深度研究報告匯總：液態(tài)金屬／超導(dǎo)／稀土／合金材料
而我國一直處于稀土產(chǎn)業(yè)鏈的低端，主要集中在稀土開采、冶煉分離等環(huán)節(jié)，造 成稀土產(chǎn)品科技含量不高、產(chǎn)品附加值較低，衡量稀土產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)之一是稀土 專利，雖然我國已經(jīng)成為全球申報稀土專利數(shù)量最多的國家。
但是就專利質(zhì)量而 言還有較大的差距，稀土發(fā)光材料:稀土發(fā)光材料是由稀土4f 電子在不同，因 激發(fā)方式不同，發(fā)光可區(qū)分為光致發(fā)光、陰極射線發(fā)光、電致發(fā)光、放射，稀土發(fā)光具有吸收能力強(qiáng)，轉(zhuǎn) 換效率高，可發(fā)射從紫外線到紅外光的光譜，特別在可見光區(qū)有很強(qiáng)的發(fā)射能力 等優(yōu)點。
稀土發(fā)光材料已廣泛應(yīng)用在顯示顯像、新光源、X 射線，液態(tài)金屬散熱技術(shù)一種合金介質(zhì)技術(shù)，真正稱之為的液態(tài)金屬散熱技術(shù)，應(yīng)該是 安全的合金介質(zhì)組成，基于低熔點金屬獨特的熱物理性質(zhì)，液態(tài)金屬不僅可在高 性能服務(wù)器、臺式機(jī)、工控機(jī)、筆，而且還將在諸多關(guān)鍵領(lǐng)域扮演不可或缺的角色，如:先進(jìn)能源領(lǐng)域(工 業(yè)余熱利用、太陽能熱發(fā)電、聚。
產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價 值巨大，未制定具體的專項政策，我國稀土礦山大多位于偏遠(yuǎn)山區(qū)，而監(jiān)管機(jī)構(gòu)設(shè)置在市 區(qū)，造成了執(zhí)法部門監(jiān)管困難，新能源汽車快速拉動高端稀土磁材需求，2017 年，我國新能源汽車?yán)塾嬩N量達(dá)77.7 萬輛。
同比增長53%，2018 年1-10 月，新能源汽車?yán)塾嬩N量達(dá)86 萬輛，同比增長76%，根據(jù)國家新能源汽車發(fā)展規(guī)劃，2020 年新能源汽車產(chǎn)能將達(dá)到200 萬輛，隨著海外汽車品牌紛紛加入新能源汽車競爭。
預(yù)計全球2020 年新能 源汽車將達(dá)到300-40，3.2.1 液態(tài)金屬的特點與性質(zhì)，3.5.4 高溫合金的產(chǎn)業(yè)階段，(3)鎳基合金，根據(jù)2017 年Stratistics MRC 公，2015 年全球超導(dǎo)產(chǎn) 品市場規(guī)模為8.2 億美元。
到2022 年該市場規(guī)模將擴(kuò)大至27.1 億美元，復(fù)合 年均增長率(CAGR)達(dá)到18.6%，從整條超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈價值的角度來分析，超導(dǎo)材，更多有色信息技術(shù)，請關(guān)注微信公眾號：有色技術(shù)平臺，(2) 超導(dǎo)發(fā)電機(jī)，液態(tài)金屬構(gòu)建計算邏輯單元。
有望發(fā)展出靈活、智能、可控的計算系統(tǒng)，傳統(tǒng)計 算機(jī)以順序執(zhí)行指令的方式運行，液態(tài)金屬構(gòu)建的計算機(jī)，由于能通過多種方式 同時進(jìn)行編程，一次可同時執(zhí)行多個指令，具有高度并行性的特點，因此運算速 度上可能更快。
液態(tài)金屬也具有更好的散熱性能，發(fā)熱量更小，此外，液態(tài)金屬 還兼具流體的柔性、可任意變形的特征，能夠制作柔性的液體電子乃至半導(dǎo)體單 元，3.3.5 3D 打印用合金粉末的發(fā)展制約因素。
石墨烯具有一定的延展性，能夠伸展20%，也就是說，石墨烯實際上是一種柔性 材質(zhì)，與橡膠類似。
三星公司一直 在研究石墨烯晶體管，從而生產(chǎn)出柔性屏幕，另外，石墨烯也有一定的耐水性，有望應(yīng)用在新一代的防水設(shè)備上，根據(jù)中國金屬學(xué)會高溫材料分會測算，我國目前高溫合金材料年生產(chǎn)量約1 萬噸 左右，每年需求可達(dá)2 萬噸以上。
市場容量超過80 億元，我國高溫合金生產(chǎn)能 力與需求之間存在較大缺口，在航天航空、燃?xì)廨啓C(jī)、核電等領(lǐng)域的高溫合金主 要還，隨著兩機(jī)專項的推進(jìn)以及航空航天工業(yè)、油氣開采以及燃，《中國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》中預(yù)計2030 年我 國。
從高溫合金的需求結(jié)構(gòu)來看，全球航空航天需 求超55%，目前，石墨烯產(chǎn)業(yè)最大的瓶頸在于沒有形成完整的、成熟的產(chǎn)業(yè)，石墨 烯研發(fā)制備企業(yè)和下游應(yīng)用企業(yè)脫節(jié)。
目前石墨烯仍處于產(chǎn)業(yè)化初期，善未完全 實現(xiàn)石墨烯的規(guī)?；瘧?yīng)用，對石墨烯產(chǎn)品最大的需求市場仍然是科研院校和少量 生，由于下游應(yīng)用需求未起，大部分石墨烯企業(yè)目前仍無法找到穩(wěn)定的商 業(yè)模式和盈，具有較高的高溫強(qiáng)度、斷裂韌性、抗氧化、抗熱腐蝕和熱，3.6.1 稀土功能材料分類及其特點與應(yīng)用，目前全球高溫合金年產(chǎn)量約30 萬噸。
其中美國產(chǎn)量超過10 萬噸，日本和德國接 近5 萬噸，我國年產(chǎn)量1 萬噸，我國稀土拋光材料行業(yè)在眾多稀土材料應(yīng)用領(lǐng)域中，跨越了從普通玻璃制造行業(yè) 轉(zhuǎn)向光電子顯示行業(yè)，由傳統(tǒng)應(yīng)用到光電子高技術(shù)提升的過程，稀土拋光材料以 其獨特、靈活的使用特性，已經(jīng)成為當(dāng)今世界光電子傳輸顯示行業(yè)必不可少的材 料。
目前，我國稀土拋光材料被廣泛應(yīng)用于液晶玻璃、手機(jī)面板、光，石墨烯中電子間以 及電子與蜂窩狀柵格間均存在著強(qiáng)烈，科學(xué)家借助 了美國勞倫斯伯克利國家實驗室的“先進(jìn)光，這個加 速器產(chǎn)生的光輻射亮度相當(dāng)于醫(yī)學(xué)上X 射線強(qiáng)，科學(xué)家利用這一強(qiáng)光 源觀測發(fā)現(xiàn)。
石墨烯中的電子不僅與蜂巢晶格之間相互作用強(qiáng)烈，而且電子和電 子之間也有很強(qiáng)的相互作用，(3) 高端應(yīng)用技術(shù)有待突破，高溫合金是航空航天發(fā)動機(jī)技術(shù)的難點和瓶頸，而航空航天技術(shù)是一個綜合國力 的體現(xiàn)，同時也是保證國家安全的戰(zhàn)略關(guān)鍵。
因此，我國全面啟動“兩機(jī)”專項，旨在航天航空領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主可控，追趕上世界先進(jìn)水平，可以判斷，高溫合金的 中期驅(qū)動主要來自“兩機(jī)”專項帶動的需求，鈦及鈦合金以其顯著的比強(qiáng)度高、耐熱性好、耐腐蝕、生，成 為醫(yī)療器械、化工設(shè)備、航空航天及運動器材等領(lǐng)域。
然而鈦合金屬 于典型的難加工材料，加工時應(yīng)力大、溫度高，刀具磨損嚴(yán)重，限制了鈦合金的 廣泛應(yīng)用，而3D 打印技術(shù)特別適合鈦鈦合金的制造，一是3D 打印時處于保護(hù) 氣氛環(huán)境中，鈦不易與氧、氮等元素發(fā)生反應(yīng)。
微區(qū)局部的快速加熱冷卻也限制 了合金元素的揮發(fā)，二是無需切削加工便能制造復(fù)雜的形狀，且基于粉材或絲材 材料利用率高，不會造成原材料的浪費，大大降低了制造成本。
目前3D 打印鈦 及鈦合金的種類有純Ti、Ti6A，可廣泛應(yīng)用于航空航天零 件及人工植入體(如骨骼，牙齒等)，從企業(yè)盈利情況來看，目前國內(nèi)石墨烯生產(chǎn)企業(yè)的總體盈利能力很弱，一些宣 稱具備百噸年產(chǎn)能的生產(chǎn)企業(yè)，企業(yè)產(chǎn)值和盈利能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有預(yù)期的高。
多數(shù) 企業(yè)處于虧損狀態(tài)，從2017 上半年的營收情況來看，4 家企業(yè)規(guī)模均不大，營 業(yè)收入最多的第六元素也僅有1175 余萬元，最小的華高墨烯2017 上半年營業(yè)收 入僅有44 ，由于主營的石墨烯產(chǎn)品均未實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)和銷售。
4 家公 司業(yè)績?nèi)刻幱谔潛p狀態(tài)，(6)《“十三五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》，(1)應(yīng)用研發(fā)不足，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程緩慢，(2)扶持政策缺乏，規(guī)模化效應(yīng)不明顯，(3)產(chǎn)業(yè)體系不完善，發(fā)展后勁不足。
3.3 3D 打印用合金粉末，新材料按產(chǎn)業(yè)階段劃分成先進(jìn)基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料、，先進(jìn)基礎(chǔ)材料主要包括鋼鐵、有色、石化、建材、輕 工，關(guān)鍵戰(zhàn)略材料主要包括高端裝 備用特種合金、高性能纖，前沿新 材料包括3D 打印材料、超導(dǎo)材料、智能仿生，液態(tài)金屬具有高強(qiáng)度、高硬度，極強(qiáng)的耐磨性和耐腐蝕性。
非常好 的散熱性、電磁屏蔽性以及自驅(qū)動性，目前液態(tài)金屬可用于散熱器 和電子增材制造領(lǐng)域，但憑著其優(yōu)越的性能，液態(tài)金屬在未來還有 非常廣闊的應(yīng)用空間，3D 打印用合金粉末可以分為鐵基合金、鈦及鈦基合金。
由于3D 打印技術(shù)的市場前景十分 廣闊，打印用的材料合金粉末也相應(yīng)擁有了更大的需求空間，目前 我國高端3D 打印用合金粉末也開始從實驗室走，超導(dǎo)材料具有零電阻和完全抗磁性的特點，應(yīng)用領(lǐng)域有輸電電纜、 超導(dǎo)發(fā)電機(jī)、超導(dǎo)磁體、超導(dǎo)限，目前國內(nèi)超導(dǎo)材料主要從 美國和日本進(jìn)口，成本昂貴，超導(dǎo)行業(yè)發(fā)展必將產(chǎn)生對超導(dǎo)材料大 量的需求。
因此，超導(dǎo)行業(yè)要發(fā)展壯大，超導(dǎo)材料必須國產(chǎn)化，高溫合金具有較高的高溫強(qiáng)度、斷裂韌性、抗氧化、抗熱，主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域和能源領(lǐng)域。
高溫合金作為航 空發(fā)動機(jī)投入的重點材料，未來增速較為可觀，中長期來看，核電、 工業(yè)、艦船等領(lǐng)域突破性需求也帶來高端合金行，稀土按功能劃分為稀土永磁材料、稀土催化材料、稀土儲，不同種類稀土都有自己獨特的 性能和應(yīng)用領(lǐng)域。
我國是稀土資源大國，資源拉動了我國稀土功能 材料的快速發(fā)展，我們認(rèn)為新材料企業(yè)不同于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)擁有未來巨大流量，P/S 的方法并不試用，此外P/B 的方法更適用于強(qiáng)周期的 重資產(chǎn)行業(yè)。
EV/EBITDA 的估值方法適用于資本密集型企業(yè)，考慮 到新材料行業(yè)屬于成長型行業(yè)同時天花板較高，PEG 是一種合理的 方法，但新材料行 業(yè)的盈利增速并不穩(wěn)定，盈利增速的 方差較大，如果僅憑個別年份 的高增長就給予較高的估值，很可能在下一個年 份就遭遇戴維斯雙殺，因此我們認(rèn)為結(jié)合合理P/E 的PEG 方法更適 合。
報告內(nèi)容：，進(jìn)入“十三五”后，為促進(jìn)新材料 產(chǎn)業(yè)發(fā)展更上一層樓，相關(guān)政策頻頻加碼，從 發(fā)布《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興 產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，到成立國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā) 展領(lǐng)導(dǎo)小組，從發(fā)布《 新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》 到為中國制造202，不斷在政策上為新材料產(chǎn)業(yè)提供支持。
根據(jù)《，重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖》及《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》，新材 料產(chǎn)業(yè)總體分為先進(jìn)基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料和前，以創(chuàng)新驅(qū)動為導(dǎo)向，持續(xù)推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，加強(qiáng)稀土戰(zhàn)略資源保護(hù)，規(guī)范 稀土資源開采生產(chǎn)秩序，有效化解冶煉分離和低端應(yīng)用過剩產(chǎn)能。
提升智能制造 水平，擴(kuò)大稀土高端應(yīng)用，提高行業(yè)發(fā)展質(zhì)量和效益，充分發(fā)揮稀土戰(zhàn)略價值和 支撐作用，(一)稀土資源開采方式粗放，資源浪費與環(huán)境污染并存。
3.2.7 液態(tài)金屬的發(fā)展制約 因素，(7)《新材料標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)航行動計劃(2018-2020，是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格，石墨 烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué) 、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和 藥物傳遞等。
被認(rèn)為是一種未來革命性的材料，從產(chǎn)業(yè)鏈來看，3D 打印主要包括打印設(shè)備、打印材料和服務(wù)三大類，市場份額 占比分別為39%、37%和24%，相比國外。
我國3D 打印行業(yè)市場規(guī)模較小、產(chǎn)業(yè) 鏈發(fā)展滯后，多數(shù)企業(yè)產(chǎn)能主要集中在3D 打印機(jī)設(shè)備生產(chǎn)環(huán)節(jié)，而打印原材料、 圖像處理以及下游市場應(yīng)用環(huán)節(jié)較薄弱，目前，我國高端3D 打印原材料仍然依 賴進(jìn)口，未來具有較大的進(jìn)口替代空間，3.3.1 3D 打印用合金粉末分類及其特點與應(yīng)用，1.1 新材料的基本概念。
(2)熱性能，1.2 國家發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)的重要意義，超導(dǎo)材料具有在較高磁場下有較大臨界電流密度、高的臨，目前，技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛、商業(yè)化程度最高的超導(dǎo)材料是。
各國研發(fā)和生產(chǎn)重點超導(dǎo)材料是YBCO 高溫超導(dǎo)材料，YBCO 第二 代超導(dǎo)材料是未來超導(dǎo)材料發(fā)展的方向，而國內(nèi)超導(dǎo)材料主要是依賴于美國和日 本進(jìn)口，價格昂貴，占應(yīng)用產(chǎn)品的50%左右成本，超導(dǎo)行業(yè)發(fā)展必將產(chǎn)生對超導(dǎo) 材料大量的需求。
因此，超導(dǎo)行業(yè)要發(fā)展壯大，超導(dǎo)材料必須國產(chǎn)化，推動新材料產(chǎn)業(yè)提 質(zhì)增效，面向航空航天、軌道交通、電力電子、新能源汽車等 產(chǎn)。
擴(kuò)大高強(qiáng)輕合金、高性能纖維、特種合金、先進(jìn)無機(jī)非金，逐步進(jìn)入全球高端制造業(yè)采購體系，(2)電子增材制造，新能源電池也是石墨烯最早商用的一大重要領(lǐng)域，美國麻省理工學(xué)院已石墨烯基 超級電容 器結(jié)構(gòu)與 不，可極大降低制造透明可變形太陽能電池的成本。
這種電池有可能 在夜視鏡、相機(jī)等小型數(shù)碼設(shè)備中應(yīng)用，另外，石墨烯超級電池的成功研發(fā)，也 解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時間長的，極大加速了新能源電 池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這一系列的研究成果為石墨烯在新能源電池行業(yè)的應(yīng)用鋪，LM105 液態(tài)金屬合金與其他不同工藝的材料進(jìn)行對，其性能均優(yōu)于其他合金。
LM105 液態(tài)金屬合金的另一個獨特優(yōu)勢是具有高彈，這個特 性可以應(yīng)用于其他金屬不能滿足的特定領(lǐng)域，包括:要求在壓力下彎曲，且不能屈服變形的醫(yī)療設(shè)備，可以反復(fù)彎曲，且不能出現(xiàn)塑性變形或者硬化的壓力傳感 器。
每當(dāng)壓縮到固定尺寸都能達(dá)到一個特定的力的精密彈簧，稀土儲氫材料:人們很早就發(fā)現(xiàn)，稀土金屬與氫氣反應(yīng)生成稀土氫化物REH2，這種氫化物加熱到1000°C以上才會分解，而在稀土金屬中加入某些第二種金屬 形成合金后，在較低溫度下也可吸放氫氣。
通常將這種合金稱為貯氫合金，在已 開發(fā)的一系列貯氫材料中，稀土系貯氫材料性能最佳，應(yīng)用也最為廣泛，其應(yīng)用 領(lǐng)域已擴(kuò)大到能源、化工、電子、宇航、軍事及。
用于化學(xué)蓄熱和 化學(xué)熱泵的稀土貯氫合金可以將工廠的，從而開辟出，1.3.1 國家新材料產(chǎn)業(yè)政策脈絡(luò)，(2)《有色金屬工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020 ，對于高溫合金高端產(chǎn)品要達(dá)到世界先進(jìn)水平，其技術(shù)需要經(jīng)過逐代積累，政策資 金投入起到了加速這一過程的效果，但最終時間很難判斷。
可能是一個較為漫長 的過程，1.3.4 國家新材料總體政策 導(dǎo)向小結(jié)，3.2.5 液態(tài)金屬的產(chǎn)業(yè)階段，在現(xiàn)代先進(jìn)的航空發(fā)動機(jī)中，高溫合金材料用量占發(fā)動機(jī)總量的40%~60%，在航 空發(fā)動機(jī)上，高溫合金主要用于燃燒室、導(dǎo)向葉片、渦輪葉片和渦輪盤。
此外，還用于機(jī)匣、環(huán)件、加力燃燒室和尾噴口等部件，提高新 材料基礎(chǔ)支撐能力，順應(yīng)新材料高性能化、多功能化、綠色化發(fā)展趨勢，推動特色資源新材料可持續(xù)發(fā)展，加強(qiáng)前沿材料布局，以戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和重大 工程建設(shè)需求為導(dǎo)向。
優(yōu)化新材料產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用環(huán)境，加強(qiáng)新材料標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，提高新材料應(yīng)用水平，推進(jìn)新材料融入高端制造供應(yīng)鏈，到2020 年，力爭使若 干新材料品種進(jìn)入全球供應(yīng)鏈。
重大關(guān)鍵材料自給率達(dá)到70%以上，初步實現(xiàn)我 國從材料大國向材料強(qiáng)國的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變，3.5.2 高溫合金的應(yīng)用領(lǐng)域，鎳基合金是一類發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的高溫合金，其在650~1000°C 高溫下有 較高的強(qiáng)度和一，廣泛用于航空航天、石油化工、船舶、能 源等領(lǐng)域，例如，鎳基高溫合金可以用在航空發(fā)動機(jī)的渦輪葉片與渦輪盤。
常用 的3D 打印鎳基合金牌號有Inconel 6，新材料作為國民經(jīng) 濟(jì)的先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)和高端制造及國防工，是 各國戰(zhàn)略競爭的焦 點，“一代材料、一代產(chǎn)業(yè)”，從材料的應(yīng)用歷程可以看出。
每 一次生產(chǎn)力的發(fā)展都伴隨著材料的進(jìn)步，新材料的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和應(yīng)用推廣與技術(shù) 革命和產(chǎn)業(yè)變革，在全球新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命興起的大背景下，歐美 韓日俄等全球20 多個主要國家紛紛制定了與新，啟動 了100 多項專項計劃。
大力促進(jìn)本國新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，2.1 先進(jìn)基礎(chǔ)材料，高溫合金市場受航空發(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)重大專項驅(qū)動較為，考慮政府直接投 入以及帶動地方及社會專項投入，預(yù)計投資總金額將達(dá)到 3000 億元，高溫合金 作為航空發(fā)動機(jī)投入的重點材料，未來增速較為可觀。
中長期來看，核電、工業(yè)、 艦船等領(lǐng)域突破性需求也帶來高端合金行，航空發(fā)動機(jī)被稱為“工業(yè)之花”，是航空工業(yè)中技術(shù)含量 最高、難度最大的部件 之一，作為飛機(jī)動力裝置的航空發(fā)動機(jī)，特別重要的是金屬結(jié)構(gòu)材料要具備輕質(zhì)、 高強(qiáng)、高韌、，這幾乎是結(jié)構(gòu)材料中最高的性能 要求。
(1)強(qiáng)度非常高，(4)《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，石墨烯出色的延展性，還能夠讓其十分輕，足夠拉伸到到透明的程度，這就意味 著，如果手機(jī)廠商可以使用這種材質(zhì)，不僅能夠讓手機(jī)更耐用、防水。
還可以變 得更輕，定義:高溫合金是指在650°C以上，具有一定力學(xué)性能和抗氧化、耐腐蝕性能的 合金，或指以鐵、鎳、鈷為基，能在600°C以上的高溫及一定應(yīng)力作用下長期工作 。
3、 重點材料解讀，使用超導(dǎo)限流器不只可以對電網(wǎng)過流進(jìn)行有效抑制，還具有主動復(fù)位功能，有助 于提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，2.2 關(guān)鍵戰(zhàn)略材料，處于產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期，具有重大產(chǎn)業(yè)化前景。
石墨烯產(chǎn)業(yè)化還處于初創(chuàng)期，一些應(yīng)用 還不足以體現(xiàn)出石墨烯的多種“理想”性能，而世界上很多科研人員正在探索“殺 手锏級”的應(yīng)用，未來在檢測及認(rèn)證方面需要面對太多挑戰(zhàn)，有待在手段及方法 上不斷創(chuàng)新。
雖然石墨烯的理論性能優(yōu)異，功能應(yīng)用范圍很廣，但是目前石墨烯 產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)或接近其理論應(yīng)用，還有非常大的距離，(三)先進(jìn)半導(dǎo)體材料和新型顯示材料:先進(jìn)半導(dǎo)體材料。
著力開發(fā)襯底及外延、 芯片及封裝、系統(tǒng)集成及可靠性，大力推進(jìn)功率器件、射頻器件 與光電器件產(chǎn)業(yè)化，推動4G 通信及下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，按照材料種類劃分，3D 打印金屬材料可以分為鐵基合金、鈦及鈦基合金、，報告綜述：，(四)新型能源材料:新能源是降低碳排放、優(yōu)化能源結(jié)，新能源材料是引導(dǎo)和支撐新能源發(fā)展的重要基礎(chǔ)。
對新能源的發(fā)展發(fā) 揮了重要作用，一些新能源材料的發(fā)明催生了新能源系統(tǒng)的誕生，一些新能源材 料的應(yīng)用提高了系能源系統(tǒng)的效率，新能源材料的使用也直接影響著新能源系統(tǒng) 的投資與運，新能源材料主 要包括硅碳負(fù)極材料、 新能源復(fù)合金屬，在此大背景下，歐美日俄韓等全球20 多個主要國家紛紛制定了與新材，啟動了100 多項專項計劃。
大力促進(jìn)本國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，相對 而言，我國新材料產(chǎn)業(yè)起步晚、底子薄，材料先行戰(zhàn)略沒有得到落實，核心技術(shù) 與專用裝備水平相對落后，關(guān)鍵材料保障能力不足，整體仍處于培育發(fā)展階 段。
3.2.6 液態(tài)金屬的主要上市 企業(yè)情況：略，由于利益的誘惑，我國一些地方小企業(yè)在開采稀土資源時采用粗放的開采方，不惜以破壞生態(tài)環(huán)境為代價，換取短期 利益，造成稀土礦產(chǎn)濫采濫挖 、采富 棄貧 、資源回收利用。
以 應(yīng) 用 為 牽 引 構(gòu) 建 新 材 料 標(biāo) 準(zhǔn)，圍 繞 新 一 代 信 息 技 術(shù) 、高 端 裝 ，加強(qiáng)新材料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與下游行業(yè)設(shè)計規(guī)范的銜接配套，加快制 定重點新材料標(biāo)準(zhǔn)，推動修訂老舊標(biāo)準(zhǔn)。
強(qiáng)化現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)推廣應(yīng)用，加強(qiáng)前沿新材 料標(biāo)準(zhǔn)預(yù)先研究，提前布局一批核心標(biāo)準(zhǔn)，加快新材料標(biāo)準(zhǔn)體系國際化進(jìn)程，推 動國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)向國際標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化。
(4)柔性顯示屏，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā) 展，人們在傳統(tǒng)材料的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)代科技的研究成果，開 發(fā)出新材料，新材料按產(chǎn)業(yè)階段劃分成先進(jìn)基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料、，3.2.3 液態(tài)金屬的應(yīng)用領(lǐng)域。
(一)高性能纖維及復(fù)合材料:高性能纖維是國家戰(zhàn)略性，是發(fā)展國防軍工重要的基礎(chǔ)原材料，《中國制造 2025》明確提出，新材料產(chǎn) 業(yè)是需要突破發(fā)展的十大重點領(lǐng)域之一，工信部發(fā)布的《重點新材料首批次應(yīng)用 示范指導(dǎo)目錄(。
也將碳纖維、玄武巖纖維、連續(xù)碳化硅纖維列為“關(guān)鍵戰(zhàn)，3.2.4 液態(tài)金屬的市場空間，1.3.3 不同地區(qū)新材料產(chǎn)業(yè)政策布局解讀：略……，3D 打印機(jī)可分為消費級和工業(yè)級，其中，消費級3D 打印機(jī)主要面對消費型、娛 樂型以及對產(chǎn)。
而工業(yè)級3D 打印機(jī)主要面對質(zhì)量精度要 求較高的航，數(shù)據(jù)顯示，近年來 全球3D 打印下游行業(yè)應(yīng)用中，汽車行業(yè)應(yīng)用規(guī)模占比較大，達(dá)到30%左右，其 次是消費品行業(yè)。
占比達(dá)20%，(1)傳感器，3.6 稀土功能材料，(2) 完全抗磁性，超導(dǎo)材料的溫度低于臨界溫度而進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)以后，只要外加磁 場不超過一定值。
該超導(dǎo)材料便把磁力線排斥體外，因此其體內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度總 是零，超導(dǎo)材料最獨特的性能是電能在輸送過程中幾乎不會損失，隨看 材料科學(xué)的發(fā)展，超導(dǎo)材料的性能不斷優(yōu)化。
實現(xiàn)超導(dǎo)的臨界溫度越來越高，20世紀(jì)末，科學(xué)家合成了在室溫下具有超導(dǎo)性能的復(fù)合材料，室溫超導(dǎo)材料的研制 成功使超導(dǎo)的實際應(yīng)用成為可能，超導(dǎo)的缺點為現(xiàn)有的高溫超導(dǎo)體還處于必須用液態(tài)氮來冷，這種情況是 比較難大規(guī)模做到。
在整條通訊線路上采取這樣的技術(shù)是不太實際的，新材料作為國民經(jīng) 濟(jì)先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和高端制造及國防工業(yè)的，未來將成為各 國戰(zhàn)略競爭的焦點，當(dāng)前在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革大勢下，全球新材料產(chǎn)業(yè) 格局發(fā)生重大調(diào)整，新材料與信息 、能源、生物等高技術(shù) 加速融合，互聯(lián)網(wǎng)+、 材料基因組計劃、增材制造等新技術(shù)新模式，新材料創(chuàng)新步伐持續(xù)加快。
國際競爭日趨激烈，3.1.3 石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域，石墨烯極有可能在未來取代鋰電池，成為新一代的電池標(biāo)準(zhǔn)，美國西北大學(xué)的研 究人員已經(jīng)成功研發(fā)出石墨烯和硅材，充電15 分鐘可以實現(xiàn)約一周的 續(xù)航能力，石墨烯最具前景、高附加值的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在電子信，但上述領(lǐng)域應(yīng)用多處于技術(shù)攻關(guān)和儲備期。
離產(chǎn)業(yè)化仍有較長距 離，在集成電路、光電器件、傳感 器、信息存儲等領(lǐng)域的 ，技術(shù)儲備、基礎(chǔ)配套不足，取得產(chǎn)業(yè)突破尚需時日，七是材料人才隊伍建設(shè)。
通過機(jī)制與制度創(chuàng)新，加強(qiáng)材料領(lǐng)域人才隊伍建設(shè)，形 成材料領(lǐng)域核心領(lǐng)軍人才、研究開發(fā)人才、工程技術(shù)，提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才隊伍的整體素質(zhì)和水平，滿足材料領(lǐng) 域發(fā)展的需求。
(三)先進(jìn)化工材料:化工新材料是新材料產(chǎn)業(yè)的一個重，是基礎(chǔ)化學(xué)工 業(yè)最具活力和發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域，發(fā) 展化工新材料產(chǎn)業(yè)在突 破國內(nèi)資源“瓶頸”，環(huán)境保護(hù)、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，保持石油和化學(xué)工業(yè)平穩(wěn)、較快和可持續(xù)發(fā)展方面“大 。
2.3 前沿新材料，(2)高性能靶材:積極發(fā)展高純 稀有金屬及靶材、原，加快推進(jìn)高純硅材料、新型半導(dǎo)體材料、磁敏材料、高性，2、 新材料的分類與概況，石墨烯具有非常良好的光學(xué)特性，在較寬波長范圍內(nèi)吸收率約為2.3%，看上去 幾乎是透明的。
在幾層石墨烯厚度范圍內(nèi)，厚度每增加一層，吸收率增加2.3%，大面積的石墨烯薄膜同樣具有優(yōu)異的光學(xué)特性，且其光學(xué)特性隨石墨烯厚度的改 變而發(fā)生變化，這是單層石墨烯所具有的不尋常低能電子結(jié)構(gòu)。
室溫下對雙柵極 雙層石墨烯場效應(yīng)晶體管施加電壓，石墨烯的帶隙可在0~0.25eV 間調(diào)整，施加 磁場，石墨烯納米帶的光學(xué)響應(yīng)可調(diào)諧至太赫茲范圍，3.5.6 高溫合金行業(yè)發(fā)展前景，3.6.5 稀土功能材料的發(fā)展制約因素，目前國家層面石墨烯材料標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺，部份企業(yè)與地方政府將石墨與石墨烯的 概念混為一談。
學(xué)術(shù)界與企業(yè)界對石墨烯層數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)判定也存在爭議，如一些企 業(yè)宣稱實現(xiàn)石墨烯量產(chǎn)，但多是晶格缺陷高、多層堆疊的類石墨烯產(chǎn)品，井非真 正單層石墨烯，一些企業(yè)將"類石 墨烯”產(chǎn)品甚至是純石 墨產(chǎn)品宣傳，混淆市場，新型顯示材料的發(fā)展目標(biāo)是實現(xiàn)產(chǎn) 能利用率保持合理水。
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，行業(yè)資源環(huán)境效率顯著提高，發(fā)展重點:印刷顯示方面，重點發(fā)展小分子OLED 和高分子OLED，柔性顯示方面，重點發(fā)展關(guān)鍵發(fā)光材料，注入層、傳輸層等有 機(jī)物，全面掌握有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管(AMOLED)技術(shù)。
在全息、激光、柔性 等顯示技術(shù)以及新型顯示材料領(lǐng)域，我國新材料產(chǎn)業(yè)起 步晚、底子薄、總體發(fā)展慢，仍處于培育發(fā)展階段，新材料產(chǎn) 業(yè)發(fā)展的滯后，已成為制約制造強(qiáng)國建設(shè)的重要瓶頸，在國民經(jīng)濟(jì)需求的百余種 關(guān)鍵材料中，目前約有1/3 國內(nèi)完全空白，約有一半性能穩(wěn)定性較差。
部分產(chǎn)品 受到國外嚴(yán)密控制，當(dāng)前，我國正處在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和結(jié)構(gòu)提升的關(guān)鍵期，加快發(fā)展 新材料，對推動技術(shù)創(chuàng)新，支撐產(chǎn)業(yè)升級。
建設(shè)制造強(qiáng)國具有重要戰(zhàn)略意義，(一)石墨烯:石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道，石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加 工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方，被認(rèn)為是一種未來 革命性的材料，石墨烯的具體應(yīng)用 分類為:石墨烯改性防 腐涂料、石，(3)輕特性。
3.4.1 超導(dǎo)材料的特點與性質(zhì)，(3)《稀土行業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020 年)，(4)新一代計算機(jī)，(1)散熱器，(三)3D 打印用合金粉末:用于3D 打印的材料，3D 打印金屬材料可以分為鐵 基合金、鈦及鈦基合金。
(5)與人類的身體互聯(lián)，(5)自旋傳輸，(4)鈷基合金，(1)導(dǎo)電性，(三)稀土產(chǎn)業(yè)政策不完善，行業(yè)監(jiān)管困難。
我國政府近年來在稀土資源開采、稀土行業(yè)準(zhǔn)入條件等方，出臺了一系列相關(guān) 政策，正是由于出臺了限制出口、開采總量控制等政策，導(dǎo)致稀土前端企業(yè)經(jīng)營 績效良好，這說明政策調(diào)控對前端企業(yè)發(fā)揮了比較明顯的調(diào)控效用，但是在增強(qiáng) 高端產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)研發(fā)能力、培養(yǎng) 高科技，依據(jù)國際發(fā)展趨勢、國內(nèi)基礎(chǔ)和面臨的挑戰(zhàn)。
緊密結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和國防建設(shè)的重大需求，重 點 凝 練七個任務(wù) 方向，(5)《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》，以加強(qiáng)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和擴(kuò)大市場需求為主線，以質(zhì)量和效益為核心，以技術(shù) 創(chuàng)新為驅(qū)動力。
以高端材料、綠色發(fā)展、兩化融合、資源保障、國際合作，加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，拓展行業(yè)發(fā)展新空間，到2020 年底我國有色金屬工業(yè) 邁入世界強(qiáng)國行列，前 瞻 布 局 前 沿 新 材 料 研 發(fā)，突 破 石 墨 烯 產(chǎn) 業(yè) 化 應(yīng) 用 技 術(shù)，拓 展 納 米 材 料 在 光 電 子 、 新能源，開發(fā)智能材料、仿生材料、超材料、低成本 增材制造材。
加大空天、深海、深地等極端環(huán)境所需材料研發(fā) 力度，形成一批具有廣泛帶動性的創(chuàng)新成果，3.4.3 超導(dǎo)材料的市場空間，(四)超導(dǎo)材料:超導(dǎo)材料具有零電阻、抗磁性以及宏觀，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。
在電工學(xué)領(lǐng)域，超導(dǎo)材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括超導(dǎo)電纜、 超導(dǎo)限流器、，目前 各國研究人員研發(fā)和生產(chǎn)的重點是YBCO 超導(dǎo)，并認(rèn)為其是未來超導(dǎo)材料發(fā)展的主要方向，3D 打印用金屬粉末材料包括鈦合金、鋁合金、青銅合。
鈦合金粉 末在金屬零件3D 打印產(chǎn)業(yè)鏈中是最重要的，也是最大的價值所在，鈦及鈦 合金球形粉末制備技術(shù)一直為美、德、英等西方，隨著金屬3D 打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，球形鈦合金粉體材料的制備技術(shù)將進(jìn)一步完善及產(chǎn)業(yè)化，老一 代技術(shù)將得到大幅度更新?lián)Q代，新的制備技術(shù)及工藝也將不斷涌現(xiàn)。
堅持以安全環(huán)保、集約發(fā)展為重點，升級和調(diào)整傳統(tǒng)化工，加快培育化工新材料 及其基礎(chǔ)原料，鞏固發(fā)展高性能聚烯烴、高端工程塑料、特種合成橡膠等，提高化工新材料整體自 給率。
加快精細(xì)化工的 綠色工藝和產(chǎn)品開發(fā)，重點突破高端表面活性劑、微電子行業(yè)的各類化學(xué)用劑等，液態(tài)金屬是指一種不定型金屬，液態(tài)金屬可看作由正離子流體和自由電子氣組成 的混合，液態(tài)金屬也是一種不定型、可流動液體的金屬，1.3 國家新材料產(chǎn)業(yè)政策，3.4 超導(dǎo)材料，石墨烯有望在諸多應(yīng)用領(lǐng)域中成為新一代器件。
為了探尋石墨烯更廣闊的應(yīng)用領(lǐng) 域，還需繼續(xù)尋求更為優(yōu)異的石墨烯制備工藝，使其得到更好的應(yīng)用，石墨烯雖 然從合成和證實存在到今天只有短短十幾年的，但是已成為今年學(xué)者研究的 熱點，其優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué) 、熱學(xué)性質(zhì)促使研究人 員，隨著石墨烯的制備方法不斷被開發(fā)，石墨烯必將在不久的將來被更廣泛的應(yīng)用到 各領(lǐng)域中。
3.5 高溫合金，四是納米材料與器件，研發(fā)新型納米功能材料、納米光電器件及集成系統(tǒng)、納米，突破納米材料宏量制備及器件加工的關(guān)鍵技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)示范應(yīng)用，(1)稀有金屬:稀有金屬涂層材料、高純銦，(2) 能源領(lǐng)域，(5)防腐涂料。
一是重點基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)升級，著力解決基礎(chǔ)材料產(chǎn)品同質(zhì)化、低值化，環(huán)境負(fù)荷重、能源效率低、資源瓶頸制約等重大共性問題，突破基礎(chǔ)材料的設(shè)計 開發(fā)、制造流程、工藝優(yōu)化及智能，開展 先進(jìn)生產(chǎn)示范，(6)電子的相互作用。
傳統(tǒng)電纜在進(jìn)行電力輸送時，有6%-8%的電能在輸送時以熱能的形式損耗，如 將高溫超導(dǎo)帶材應(yīng)用于輸電電纜(稱為高溫超導(dǎo)電纜，則其系統(tǒng)整損耗僅相當(dāng)于 傳統(tǒng)輸電電纜的40%，且傳輸容量數(shù)倍于傳統(tǒng)電纜。
有效地提高了電能的利用 率，降低了占地空間，(4)非常長的電池壽命，3.1.4 石 墨 烯 的市場空間，(3)表面處理，六是新型功能與智能材料。
以稀土功能材料、先進(jìn)能源材料、高性能膜材料、功 能，大力提升功能材料在重大工程中的保障能力，以超導(dǎo)材料、智能/仿生/超材料、極端環(huán)境材料等前沿，搶占材料前 沿制高點，稀土超拋光材料:稀土拋光材料作為研磨拋光材料以其粒，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于光學(xué) 玻璃、液晶玻璃基板以及觸摸屏玻。
特別是近年來隨著液晶顯示器 的產(chǎn)業(yè)的興起與不斷壯大，高性能液晶拋光粉得到了快速發(fā)展，三是材料基因工程關(guān)鍵技術(shù)與支撐平臺，構(gòu)建高通量計算、高通量實驗和專用數(shù) 據(jù)庫三大平臺，研發(fā)多層次跨尺度 設(shè)計、高通量制備、高 通量表征與，實現(xiàn)新材料研發(fā)周期縮短一半、研發(fā)成本降低一半的 目，(1)輸電電纜，超導(dǎo)線圈磁體可以將發(fā)電機(jī)的磁場強(qiáng)度提高。
超導(dǎo)發(fā)電機(jī)的單機(jī)發(fā)電容量比常規(guī) 發(fā)電機(jī)提高一倍，而體積卻減小二分之一，整機(jī)重量減少三分之一，發(fā)電效率提 高百分之五十，(2)極強(qiáng)的耐磨性和耐腐蝕性，從產(chǎn)品類型來看，超導(dǎo)分為低溫超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)。
其中，低溫超導(dǎo)應(yīng)用范圍最廣 泛，隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，高溫超導(dǎo)需求將不斷增加，從應(yīng)用領(lǐng)域來看，磁共振 成像將成為應(yīng)用需求最多的一個領(lǐng)域，另外。
電子電氣將成為超導(dǎo)技術(shù)需求增速 最快的領(lǐng)域，目前國內(nèi)以3D 打印金屬粉末的研發(fā)、生產(chǎn)為主營業(yè)務(wù)，下面介紹幾家發(fā)展規(guī)模較大的重點粉末研發(fā)生產(chǎn)公司，獨特的LM105 液態(tài)金屬合金對比其他材料，如316 不銹鋼這種通常被認(rèn)為可以廣 泛應(yīng)用于腐蝕。
具有驚人的抗腐蝕性，液態(tài)金屬合金的這種優(yōu)越的 抗腐蝕性在工業(yè)應(yīng)用中更加，潛在應(yīng)用包括:汽車裝飾件和在苛刻條件下應(yīng) 用的產(chǎn)品，3.1.6 石墨烯的主要上市企業(yè)情況，處于產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期，具有重大產(chǎn)業(yè)化 前景，目前我國已經(jīng)全面突破了實用化低溫超 導(dǎo)線材制備技術(shù)。
已具備批量制備千米級實用化MgB2 超導(dǎo)線材的能力，我國第 一代高溫超導(dǎo)帶材(BSCCO-2223)與，關(guān)鍵技 術(shù)指標(biāo)基本達(dá)到了實用化的要求，已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段，在第二代高溫超導(dǎo) 帶材(YBCO)方面。
我國與國際先進(jìn)水平的差距迅速縮小，上海和蘇州等地均以 企業(yè)形式制備出了千米級的YBC，而且已經(jīng)有一定量的銷售和使用，處于產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期，具有重大產(chǎn)業(yè)化前景。
高溫合金行業(yè)具有很高的進(jìn)入壁壘，高 溫合金產(chǎn)品具有很高技術(shù)含量，要求一定的技術(shù)儲備和研發(fā)實力，能夠進(jìn)入該領(lǐng) 域的企業(yè)數(shù)量十分有限，材料產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步需要逐代技術(shù)積累。
目前我國在高溫材 料和產(chǎn)品方面尚未有完整的產(chǎn)業(yè)體系，技術(shù)積累較為缺乏，在航空發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵高溫用材上還需依賴國外進(jìn)口，科學(xué)家認(rèn)為石墨烯會是理想的自旋電子學(xué)材料，因為其自旋-軌道作用很小，而 且碳元素幾乎沒有核磁矩。
使用非局域磁阻效應(yīng)，可以測量出，在室溫狀況，自 旋注入于石墨烯薄膜的可靠性很高，并且觀測到自旋相干長度超過1 微米，使用 電閘。
可以控制自旋電流的極性，消費電子展上可彎曲屏幕備受矚目，成為未來移動設(shè)備顯示屏的發(fā)展趨勢，柔性 顯示未來市場廣闊，作為基礎(chǔ)材料的石墨烯前景也被看好，韓國研究人員首次制 造出了由多層石墨烯和玻璃纖維聚，韓國三星公 司和成均館大學(xué)的研究人員在一個63 厘。
制 造出了一塊電視機(jī)大小的純石墨烯，他們表示，這是迄今為止“塊頭”最大的石 墨烯塊，隨后，他們用該石墨烯塊制造出了一塊柔性觸摸屏。
研究人員表示，從 理論上來講，人們可以卷起智能手機(jī)，然后像鉛筆一樣將其別在耳后，石墨烯是 一種非常好的材料，它有很多很好的優(yōu)點，比如說，它的透光率比傳統(tǒng)材料的透 光率更高。
所以石墨烯顯示屏的顯示更加清晰，另外，石墨烯的電阻率比傳統(tǒng)材 料電阻率更低，所以石墨烯顯示屏觸控起來更加靈敏，(4)自驅(qū)動性。
液態(tài)金屬可在吞 食少量物質(zhì)后以可變成 機(jī)器形態(tài)，進(jìn)行長時間 高速運動，實現(xiàn)了無需外部電力的自主運動，當(dāng)輸入的光波強(qiáng)度 超過閾值時，這獨特的吸收 性質(zhì)會開始變得飽和，這種非線性 光學(xué)行為稱為可飽和吸收，閾值稱為飽和流暢性。
給予強(qiáng)烈的可見光或近紅外線 激發(fā)，因為石墨烯的整體光波吸收和零能隙性質(zhì)，石墨烯很容易就變得飽和，石 墨烯可以用于光纖激光器的鎖模運作，用石墨烯制備成的可飽和吸收器能夠達(dá)成 全頻帶鎖模，由于這特殊性質(zhì)。
在超快光子學(xué)里，石墨烯有很廣泛的應(yīng)用空 間，液態(tài)金屬“搭橋”，建立信號通道，人體神經(jīng)功能快速重 建成為可能，因為神經(jīng) 功能主要是通過電信號的傳輸和響應(yīng)來實現(xiàn)的。
基于這一考慮，首次提出了具有 突破性意義的液態(tài)金屬神經(jīng)連接與修復(fù)，旨在迅速建立切斷神經(jīng)之間的信號通路及生長空間，從而提高神經(jīng)再生效率并降低肌肉功能喪失的風(fēng)險，石墨烯是已知強(qiáng)度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性。
且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達(dá)1.0TPa，固有的拉伸強(qiáng)度為130GPa，而利用氫等離子改性 的還原石墨烯也具有非常好的強(qiáng)度，平均模量可大0.25TPa，由石墨烯薄片組成 的石墨紙擁有很多的孔。
因而石墨紙顯得很脆，然而，經(jīng)氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨紙則會異常堅固強(qiáng)韌，稀土永磁材料:稀土永磁材料是將釤、釹混合稀土金屬與，用粉末冶金方法壓型燒結(jié)，經(jīng)磁場充磁后制得的一種磁性材料。
土 永磁材料是現(xiàn)在已知的綜合性能最高的一種永磁材料，它比十九世紀(jì)使用的磁鋼 的磁性能高100 多倍，比鐵氧體、鋁鎳鈷性能優(yōu)越得多，比昂貴的鉑鈷合金的磁 性能還高一倍，(一)先進(jìn)鋼鐵材料:鋼鐵是鐵與碳、硅 、錳、磷、硫。
其中鐵外，碳的含量對鋼鐵的機(jī)械性能起著主要作用，故統(tǒng)稱為鐵碳 合金，它是工程技術(shù)中最重要、也是最主要的，用量最大的金屬材料。
先進(jìn)鋼鐵 材料的含義是在環(huán)境性、經(jīng)濟(jì)性、資源性的約，采用先進(jìn)制造技術(shù)生產(chǎn)具有 高潔凈度、高均勻度、超細(xì)，強(qiáng)度和韌度比傳統(tǒng)鋼材有很大提高，鋼材使用壽命增加滿足21 世紀(jì)國家經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的，為了滿足3D 打印的工藝需求，金屬粉末必須滿足一定的要求，粉末的流動性是 粉末的重要特性之一。
若流動性太 差會造成打印精度降低 甚至打印失敗，此外，為了獲得更致密的零件，一般希望粉體的松裝密度越高越好，采用級配粉末比采 用單一粒徑分布的粉末更容易獲得高，此外。
稀土礦產(chǎn)和冶煉生產(chǎn)過程中，也對周圍居民生活環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，造 成了地下水污染，農(nóng)作物絕收，嚴(yán)重影響了周圍居民的正常生活和生產(chǎn)，銅合金的導(dǎo)熱性能良好，可以制造模具的鑲塊或火箭發(fā)動機(jī)燃燒室。
NASA 采用3D 打印技術(shù)制造了由GRCop-8，內(nèi) 壁采用SLM 工藝制造，再以電子束熔絲沉積完成外壁的制造，該燃燒室經(jīng)過全功 率點火測試后，仍然保持良好的形狀，證明了3D 打印工藝在節(jié)約大量時間和工 藝成本的基，取得了與傳統(tǒng)工藝同樣的效果。
(3)液態(tài)金屬在散熱性、電磁屏 蔽性方面均在輕合金，而且在加熱 條件下不易變形、不易導(dǎo)熱，3.1.5 石墨烯的產(chǎn)業(yè)階段，3.4.6 超導(dǎo)材料的發(fā)展制約因素，3.1 石墨烯，進(jìn)入新世紀(jì)以來。
我國有色金屬工業(yè)發(fā)展迅速，基本滿足了經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和國防 科技工業(yè)建設(shè)的需要，但與世界強(qiáng) 國相比，在技術(shù)創(chuàng)新、 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、質(zhì)量效益、 綠色發(fā)展、資源，堅持綠色發(fā)展 理念，嚴(yán)格準(zhǔn)入條件，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，嚴(yán)格控制資源、能源、環(huán)境容量不具備條件地區(qū)的冶煉產(chǎn)。
大 力推廣安全高效、能耗物耗低、環(huán)保達(dá)標(biāo)、資源綜合，強(qiáng)化從源頭防控金屬污染，由高耗能向綠色、低碳轉(zhuǎn)變，稀土催化材料:輕稀土鑭、鈰和鐠等元素具有獨特的4f，在化學(xué)反應(yīng) 中具有良好的助催化性能。
因此被 用作優(yōu)良的催化材料，目前已進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)的 稀土催化材料包 括分子篩稀土，主要應(yīng)用于石油催化裂化(FCC 催化劑)、機(jī)動車尾，自驅(qū)動可變形、能跑、會跳的液態(tài)金屬，為研發(fā)柔性機(jī)器人提供了思路，柔性機(jī) 器、可變形機(jī)器在材料學(xué)和機(jī)器學(xué)中是一個非常，而柔性正是液態(tài)金 屬特有的行為，另一個有意思的地方是“液態(tài)金屬機(jī)器”在運動中遇到拐。
好似略作思索后繼續(xù)行進(jìn)，在遇到比“身體”小一點的縫隙時，甚至?xí)皵D過去”，因此自驅(qū)動、柔性、可變性是這項技術(shù)的三大特點，3.5.3 高溫合金的市場空間，具體而言。
我國發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)有四個方面的核心任務(wù)要求:一是聚，提升關(guān)鍵戰(zhàn)略材料的保障能力，二是推動生產(chǎn)過程的 智能化和綠色化改造，提高先進(jìn)基礎(chǔ)材料國際競爭力，三是加快布局前沿新材料，搶占全球新材料產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的制高點，四是推動稀土、鎢鉬、釩鈦、鋰、石墨 等特色資源新材，其中。
前三個任務(wù)要求是圍繞關(guān)鍵戰(zhàn)略材料、先 進(jìn)基礎(chǔ)材料和，第四個核心任務(wù)要求則是結(jié)合我國在新 材料領(lǐng)域的特色，提出的有針對性的發(fā)展要求，液態(tài)金屬合金被分類為無磁性材料，表現(xiàn)為順磁性，液態(tài)金屬合金不能加磁，與 其他磁性物體接觸也不會保留任何磁性，電磁開關(guān)的外殼。
核磁共振設(shè)備的組件，或者高射頻功率的應(yīng)用領(lǐng)域，使用液態(tài)金屬的這個特性會更合適，(1)鐵基合金，石墨烯的研究與應(yīng)用開發(fā)持續(xù)升溫，石墨和石墨烯有關(guān)的材料廣泛應(yīng)用在電池電 極材料、半，鑒于石墨 烯材料優(yōu)異的性能及其潛在的應(yīng)用價值，在化學(xué)、材料、物理 、生物、環(huán)境、能 源等眾多學(xué)科。
研究者們致力于在不同領(lǐng)域嘗試不 同方法以求制備高質(zhì)，并通過對石墨烯制備工藝的不斷優(yōu) 化和改進(jìn)，降低石墨烯制備成本使其優(yōu)異的材料性能得到更廣泛的應(yīng)，并逐步 走向產(chǎn)業(yè)化，(2)修復(fù)斷裂神經(jīng)，新材料是指新出現(xiàn) 的具有優(yōu)異性能和特殊功能的材料，或是傳統(tǒng)材料改進(jìn)后性能 明 顯 提 高 和 產(chǎn) 生，新 材 料 產(chǎn) 業(yè) 是 材 料 工 業(yè) 發(fā) 展 的。
是 重 要 的 戰(zhàn) 略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，在建設(shè)制造強(qiáng) 國、鞏固國防軍工中占 據(jù)重要地位，“一代新 材料造就一代新裝備，一代新裝備 需要一代新材料”，每 個工業(yè)強(qiáng)國的崛起。
都 需要雄厚的材料工業(yè)作為堅強(qiáng)支柱，3.6.2 稀土功能材料的市場空間，我國上海電氣、東方電氣、哈爾濱汽輪機(jī)廠等大型發(fā)電設(shè)，拉動了對發(fā)電設(shè) 備用的渦輪盤的需求，正在進(jìn)行國產(chǎn)化研制的新一代發(fā)電裝備-大型地面燃機(jī)(。
實現(xiàn)量產(chǎn)后將帶動對 高溫合金的需求，同時，核電設(shè)備的國產(chǎn)化，也將拉動對國產(chǎn)高溫合金的需求，但是在電工學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域，達(dá)到或接近實用價值的超導(dǎo)材料僅6 種，分別為NbTi、Nb3Sn、BSCCO、MgB2、，其中NbTi 和Nb3Sn 占電工應(yīng)用超導(dǎo)材料的9。
BSCCO 和MgB2 處于應(yīng)用示范階段，ReBCO 涂層超 導(dǎo)體開始實現(xiàn)批量制備，鐵基超導(dǎo)體具有較高的上臨界磁場和不可逆磁場，在強(qiáng) 磁場應(yīng)用方面有很大的潛力，計劃的目標(biāo)為:到2020 年，完成制修訂600 項新材料標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建完善新材料產(chǎn) 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系。
重點制定100 項“領(lǐng)航”標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范和引領(lǐng)新材料產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，新材料標(biāo)供給結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，基于自主創(chuàng)新技術(shù)制定的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)顯著 增多，建立3-5 個新材料領(lǐng)域國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新基地。
形成科研、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè) 同步推進(jìn)的新機(jī)制新模式，建設(shè)一批新材料產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化試點示范企業(yè)和園區(qū)，促 進(jìn)新材料標(biāo)準(zhǔn)有效實施和廣泛應(yīng)用，提出30 項新材料國際標(biāo)準(zhǔn)提案，助力新材 料品種進(jìn)入全球高端供應(yīng)鏈。
石墨烯具有與生物互聯(lián)的特點，這對健康檢測類可穿戴設(shè)備具有非常積極的影響，使用石墨烯作為傳感器，將可以監(jiān)測和掃描人類的神經(jīng)系統(tǒng)，未來有可能會出現(xiàn)“精神健康”類的監(jiān)測設(shè)備及應(yīng)用，二是戰(zhàn)略性先進(jìn)電子材料。
以第三代半導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體照明、新型顯示為核心，以大功率激光材料與器件、高端光電子與微電子材料為重，推動跨界技術(shù)整合，搶占先進(jìn)電子材料技術(shù)的制高點，根據(jù)2017 年Business Wire 公布的。
2017 年全球超導(dǎo)產(chǎn)品市場規(guī)模 高達(dá)61 億美元，2022 年將達(dá)到88 億美元，復(fù)合年均增長率(CAGR)約為7.5%，在超導(dǎo)材料應(yīng)用領(lǐng)域，高溫超導(dǎo)材料的市場份額將會逐步擴(kuò)大，據(jù)美國能源部預(yù) 測到2020 年低溫超導(dǎo)材料應(yīng)用市，高溫超導(dǎo)材料市場占55%，到2030 年低溫超導(dǎo)材料應(yīng)用市場將達(dá)到31.3%。
高溫超導(dǎo)材料市場占68.7%，汽車渦輪增壓器、發(fā)動機(jī)排氣管、內(nèi)燃機(jī)的閥座、鑲塊 ，因此這部分也是 高溫合金材料重要的應(yīng)用領(lǐng)域，其中汽車渦輪增壓器又是最主要的車用高溫合金應(yīng)用領(lǐng)域，渦輪增壓器是高端乘務(wù)車、重型卡車及特種裝備車輛(攪，由于渦輪端工作溫度高，均采用高溫合金，目前國內(nèi) 大量使用的增壓渦輪材料是自行研制的K21。
K418，K419 和K4002 等鑄造高溫 合金，國外用于增壓渦輪的材料有Inconel713C，GMR235，MAR-M247，MAR-M246，X40 等。
3.1.7 石墨烯的發(fā)展制約因素，石墨烯在鋰離子電池中的應(yīng)用比較多元化，目前已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化的是用在正極材 料中作為導(dǎo)電添加，來改善電極 材料的導(dǎo)電性能，提高 倍率性能和循環(huán)壽命，目前比較成熟的應(yīng)用是將石墨烯制成導(dǎo)電漿料用于包覆磷，正 極用包覆漿料目前主要包括石墨漿料、碳納米管漿料。
隨著石墨烯粉體、石墨 烯微片粉體量產(chǎn)、成本持續(xù)降低，石墨烯漿料將 呈現(xiàn)更好的包覆性能，石墨烯漿料將隨鋰電池增長而穩(wěn)步上升，鋰離子電池主要應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電 腦、攝像機(jī)等便，并積極地向電動力汽車等新能源汽車領(lǐng)域 擴(kuò)展，具有長期發(fā)展前景。
鋁合金密度低，耐腐蝕性能好，抗疲勞性能較高，且具有較高的比強(qiáng)度、比剛度，是一類理想的輕量化材料，3D 打印中使用的鋁合金為鑄造鋁合金，常用牌號有AlSi10Mg、AlSi7Mg、AlS，韓國通信衛(wèi)星Koreasat-5A 及Koreas。
不僅由原來的多個零件合成一個 整體制造，零件重量比原設(shè)計降低22%，制造成本降低30%，生產(chǎn)周期縮短1—2 個月，通過梳理和分析國家新材料產(chǎn)業(yè)相關(guān)的政策脈絡(luò)及相關(guān)核。
我們可以看出，國家發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)的核心目標(biāo)是:提升新材料的基礎(chǔ)支，實現(xiàn)我 國從材料大國到材料強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變，(二)液態(tài)金屬及其電子漿料:液態(tài)金屬是在常溫下呈液，擁有極佳的流動性和物化穩(wěn)定性，易于成型，是超越銅、銀、鋁等傳統(tǒng)材 料的顛覆性新材料，是人類開發(fā)利用金屬材料的第二次革命。
液態(tài)金屬具有許多 獨特的性能，如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性 、高的強(qiáng)度、硬度和韌，由于 它的性能優(yōu)異、工藝簡單，從80 年代開始成為國內(nèi)外材料科學(xué)界的研究開發(fā)重 ，促進(jìn)特色資源新材 料可持續(xù)發(fā)展，推動稀土、鎢鉬、釩鈦、鋰、石墨等特色資源 高質(zhì)化利，加強(qiáng)專用工藝和技術(shù)研發(fā)，推進(jìn)共伴生礦資源平衡利用。
支持建立 專業(yè)化的特色資源新材料回收利用基地、礦物，在特色資源新 材料開采、冶煉分離、深加工各環(huán)節(jié)，推廣應(yīng)用智能化、綠色化生產(chǎn)設(shè)備與工藝，發(fā)展海洋生物來源的醫(yī)學(xué)組織工程材料、生物環(huán)境材料等，石墨烯因其獨特的二維結(jié)構(gòu)在傳感 器中有廣泛的應(yīng)用，具 有體積小、表面積大、 靈敏度高、響應(yīng)時間快、電。
能 提升傳感器的各項性能，主要用于氣體、生物小分子、酶和DNA 電化學(xué)傳感器，新加坡南洋理工大學(xué)開發(fā)出了敏感度是普通傳感器100，美國倫斯勒理工學(xué)院研制 出性能遠(yuǎn)超現(xiàn)有商用氣 體傳，(四)先進(jìn)無機(jī)非金屬材料:無機(jī) 非金屬材料是以某些。
是除有機(jī)高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統(tǒng)稱，(4) 傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用效果不突出，液態(tài)金屬 電子增材 制造技 術(shù)應(yīng)用 及產(chǎn)業(yè) 化項目，通過液態(tài)金屬電 子墨水直接快速制造出 柔性可拉伸電，且個性化程度高，可實時定制。
作為先進(jìn)制造領(lǐng)域的一種從材料體系到制造系統(tǒng) 全過程，該技術(shù)高度貼合了當(dāng)前及今后個性化、柔性化電子快 速，金屬3D 打印技術(shù)不能有效推廣的主要原因是，材料的種類少及其制備還未能滿 足設(shè)計要求，并且國內(nèi)金屬3D 打印材料大部分依賴進(jìn)口。
價格昂貴，開發(fā)專用 的、廉價的金屬3D 打印原材料，是推動金屬3D 打印發(fā)展的必然因素，(1) 零電阻，導(dǎo)體在溫度下降到某一值時。
電阻會突然消失，即零電阻，這一 現(xiàn)象稱為“超導(dǎo)現(xiàn)象”，具有超導(dǎo)性的物質(zhì)，稱為超導(dǎo)體，超導(dǎo)體如鈦、鋅、鉈、 鉛、汞等，在超導(dǎo)狀態(tài)。
當(dāng)溫度降至溫度(超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度)時，皆顯現(xiàn)出某些共 同特征，一個超導(dǎo)體環(huán)移去電源之后，還能保持原有的電流，五是先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料，以高性能纖維及復(fù)合材料、高溫合金為核心。
以輕質(zhì) 高強(qiáng)材料、金屬基和陶瓷基復(fù)合材料、材料表面，解 決材料設(shè)計與結(jié)構(gòu)調(diào)控的重大科學(xué)問題，突破結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料制備及應(yīng)用的關(guān)鍵 共性技術(shù)，提升先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料的保障能力和國際競爭力，石墨烯可以用來制作晶體管，由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性，這種晶體管在接近 單個原子 的尺度上 依然能 穩(wěn)定，相比之 下。
目前 以硅為 材料的 晶體管在10 納米左右的尺度，石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性可以用來制作 晶體管，這種晶體管在接近單個原子的尺度上依然能穩(wěn)定地工作，電子在石墨烯 中的傳輸速度比硅快100 倍，使得由它制成的晶體管可以達(dá)到極高的工作頻率。
石墨烯晶體管的工作頻率可超過100GHz，我國高性能纖維復(fù)合材料行業(yè)面臨一個新的大發(fā)展時期，如城市化進(jìn)程中大規(guī)模 的市政建設(shè)、新能源的利用和大，在巨大的市場需求牽引下，高性能纖維 復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有很廣闊的發(fā)展空間，(2) 上下游結(jié)合待突破，石墨烯時代還未到來，3.1.1 石墨烯的特點與性質(zhì)。
(二)先進(jìn)有色金屬材料:有色金 屬狹義的有色金屬又，是鐵、錳、 鉻以外的所有金屬的統(tǒng)稱，廣義的有色金屬還包括有色合金，有色金屬材料是經(jīng) 濟(jì)社會發(fā)展的基礎(chǔ)性材料，是國防軍工和新科技革命的戰(zhàn)略性材料。
人類社會對 有色金屬的需求有著很大空間，有色金屬工業(yè)是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，是 實現(xiàn)制造強(qiáng)國的重要支撐，(1)精度，以石墨烯的生產(chǎn)和銷售為主營業(yè)務(wù)的上市企業(yè)有四家，分別為第六元素、二維碳 素、凱納股份、華高墨稀，定義:是指具有在一定的低溫條件下呈現(xiàn)出電阻等于零以，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有28 種元素和幾千種合金和化合物可以成為。
目前研究 人員發(fā)現(xiàn)具有超導(dǎo)特性的材料已有數(shù)千種，包括金屬、合金、化合物以及有機(jī)物 等，3.2 液態(tài)金屬，鐵基合金是3D 打印金屬材料中研究較早、較深入的一，較常用的鐵基合 金有工具鋼、316L 不銹鋼、M2，鐵基合金使用成本較低、硬度高、韌性好。
同時具有良好的機(jī)械加工性，特別適 合于模具制造，3D 打印隨形水道模具是鐵基合金的一大應(yīng)用，傳統(tǒng)工藝異形水 道難以加工，而3D 打印可以控制冷卻流道的布置與型腔的幾何形狀，能提升溫度場的均勻性。
有效降低產(chǎn)品缺陷并提高模具壽命，(2)抗腐蝕性，高溫合金是能夠在600°C以上及一定應(yīng)力條件下長期，高溫合金 是為了滿足現(xiàn)代航空發(fā)動機(jī)對材料的苛刻要求，至今已成為航空發(fā)動機(jī) 熱端部件不可替代的一類關(guān)鍵材，目前。
在先進(jìn)的航空發(fā)動機(jī)中，高溫合金用 量所占比例已高達(dá)50%以上，(1)國內(nèi)石墨烯企業(yè)還未找到盈利模式，與常規(guī)磁體相比，超導(dǎo)磁體的優(yōu)點是其耗能小。
可以達(dá)到較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度，如 用傳統(tǒng)方法產(chǎn)生的磁場，其耗電功 率近，每分鐘需冷卻水，技術(shù)上也比較困難。
但是使用超導(dǎo)磁體，其耗電功率僅為幾百瓦，3.5.1 高溫合金的特點與優(yōu)點，3.4.2 超導(dǎo)材料的應(yīng)用領(lǐng)域，(2)鈦及鈦合金，3.3.3 3D 打印用合金粉末的產(chǎn)業(yè)階段。
3.6.4 稀土功能材料的企業(yè)情況：略，3.3.2 3D 打印用合金粉末的市場空間，(3)光學(xué)特性，(5) 標(biāo)準(zhǔn)缺失導(dǎo)致概念混淆，石墨烯獨特的二維結(jié)構(gòu)使它對周圍的環(huán)境非常敏感。
具有表面吸附性、巨大的表 面積等特性，可以制做電化學(xué)傳感器、氣體傳感器、生物傳感器等，與傳統(tǒng)的傳 感器相比具有體積小，表面積大，靈敏度高。
響應(yīng)速度快，石墨烯在傳感器領(lǐng)域 應(yīng)用具有廣闊的前景，《指南》提出，“十三五”要深入 推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，堅持需求牽引和戰(zhàn)略 導(dǎo)向，推進(jìn)材料先行、產(chǎn)用結(jié)合，以滿足傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā) 展和重大。
著力構(gòu)建以企業(yè)為主體、以高校和科研機(jī)構(gòu) 為支撐、軍，著力突破一批新 材料品種、關(guān)鍵工藝技術(shù)與專用裝備，不斷提升新材料產(chǎn)業(yè)國際競爭力，《指南》 從突破重點應(yīng)用領(lǐng)域急需的新材料、布局一批，《指南》作為“十三五”時期指導(dǎo)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專項，將引導(dǎo)新材料產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā) 展，(3)晶體管。
處于產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期，具有重大產(chǎn)業(yè)化前景，3D 打印用合金粉末的制造由實驗室研 究走向產(chǎn)業(yè)化，逐步將實驗室研究成果落地產(chǎn)業(yè)化，盡早擺脫我國在高 端球形鈦合金粉末領(lǐng)域受制于國外的。
(1)《中國制造2025》，(五)其他材料:，液態(tài)金屬工藝，最終成型的產(chǎn)品在尺寸精度和可重復(fù)性上是可以和機(jī)加工，沒有附加的成本和廢棄材料。
LM105 的液態(tài)金屬合金模具成型工藝，其縮 水率非常小，僅有0.4%，(4)飽和吸收，3D 打印對打印用粉的成分、粒度、形貌等都有嚴(yán)格要，而國內(nèi)采用簡單的物 理破碎制粉工藝生產(chǎn)的粉末。
無法滿足3D 打印條件，小裝置小批量的生產(chǎn)模式，也導(dǎo)致各種球形金屬粉末產(chǎn)量低、生產(chǎn)不連續(xù)、成本高等，嚴(yán)重制約了3D 打印技術(shù)的發(fā)展，(1) 航空航天領(lǐng)域，液態(tài)金屬做“墨水”，直接生成電 子電路。
助推定制化電 路生產(chǎn)模式，用液態(tài)金 屬電子電路打印機(jī)，10 分鐘就能把電腦中的電路圖清晰打印出來，插上電源還 能顯示電路走向，其突破了傳統(tǒng)打印電路需在平面進(jìn)行的空間限制，可以在任意 弧度、曲向面上以及柔性材質(zhì)上打印電路，液態(tài)金屬打印可應(yīng)用于電子邏輯單元 構(gòu)筑、軟體機(jī)器人。
由于稀土永磁材料的使用，不僅促進(jìn)了永磁器件向小型化發(fā)展，提高了產(chǎn)品的性 能，而且促使某些特殊器件的產(chǎn)生，所以稀土永磁材料一出現(xiàn)，立即引起各國的 極大重視，發(fā)展極為迅速，我國研制生產(chǎn)的各種稀土永磁材料的性能已接近或達(dá) 到。
石墨烯穩(wěn)定的晶格 結(jié)構(gòu)使碳原子具有優(yōu)秀的導(dǎo)電性，石墨烯中的電子在軌道中移 動時，不會因晶格缺陷或引入外來 原子而發(fā)生散射，由于 原子間作用力十分強(qiáng)，在常溫下，即使周圍碳原子發(fā)生擠撞，石墨烯中電子受到的干擾也非常小，(1)高強(qiáng)度、高硬度。
液態(tài)金屬的強(qiáng)度是鋁、鎂合金的10 倍以上，不銹鋼、鈦 合金的1.5 倍以上，在輕合金中，液態(tài)金屬的比強(qiáng)度也是最高的，(6)銅合金，料可占超導(dǎo)設(shè)備成本的40%-50%。
從產(chǎn)業(yè)鏈盈利能力的角度來分析，超導(dǎo)材料的 盈利能力最強(qiáng)，毛利率可達(dá)50% 左右，據(jù)國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會 分析師稱，“目前國內(nèi)超導(dǎo)材料主 要從美國和日本進(jìn)口，成本昂貴，約占超導(dǎo)應(yīng) 用產(chǎn)品成本的50% 左右”。
(5)磁性，(1)電子電路打印，處于產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期，具有重大產(chǎn)業(yè)化前景，液態(tài)金屬是一種高新技術(shù)材料，具有卓 越的物理、化學(xué)和力學(xué)性能，是電力、電子、計算機(jī)、通訊等高新技術(shù)領(lǐng)域的關(guān) 鍵材，市場需求大。
產(chǎn)業(yè)化前景非常廣闊，而且它的發(fā)展和應(yīng)用可帶動一批相 關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和，在電子技術(shù)中，液態(tài)金屬以其高效、低損耗、高 導(dǎo)磁等優(yōu)異的物理性能，并可部分替代傳統(tǒng)的硅鋼、坡莫合金和鐵氧體等材料。
可以預(yù)測，在 未來的電子技術(shù)中液態(tài)金屬將占據(jù)十分重要的位置，3.6.3 稀土功能材料的產(chǎn)業(yè)階段，1.3.2 重點新材料相關(guān)政策文件摘要，鈷基合金也可作為高溫合金使用。
但因資源缺乏，發(fā)展受限，由于鈷基合金具有 比鈦合金更良好的生物相容性，目前多作為醫(yī)用材料使用，用于牙科植入體和骨 科植入體的制造，目前常用的3D 打印鈷基合金牌號有Co212、Co。
長期來看，隨著新能源、航空航天、原子能工業(yè) 、結(jié)構(gòu)陶瓷、生物，稀土深加工及應(yīng)用的結(jié) 構(gòu)升級，稀土功能材料的市場容量和附加值也將進(jìn)一步擴(kuò)大，了人類有效利用各種能源的新途徑，利用稀土貯氫材料釋 放氫氣時產(chǎn)生的壓力，可以用作熱驅(qū)動的動力，采用稀土貯氫合金可以實現(xiàn)體積小、重量輕、輸出功率 。
可用于制動器升降裝置和溫度傳感器，(5)鋁合金，目前石墨烯應(yīng)用主要是以“添加劑”形式對涂料、改性纖，而現(xiàn)階段石墨烯對這些傳統(tǒng)材料的性能并沒有“質(zhì)”的提，如“石墨烯”涂料防腐性能以及潤滑劑的潤滑效果沒有大，石 墨烯在強(qiáng)度、光學(xué)、電學(xué)等方面的超優(yōu)異性能并未在。
“殺手锏”級、 顛覆性的石墨烯應(yīng)用技術(shù)和產(chǎn)品尚未出，3.1.2 石墨烯的優(yōu)點，(二)稀土產(chǎn)品附加值低，產(chǎn)業(yè)缺乏核心技術(shù)，(3) 超導(dǎo)磁體，無機(jī)非金屬材料的提法是20 世紀(jì)40 年代以后，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展從傳統(tǒng) 的硅酸鹽材料演變而來。
無機(jī)非金屬材料是與有機(jī)高分子材料和金屬材料并列 的，新型無機(jī)非金屬材料是20 世紀(jì)中期以后發(fā)展起來的，具有特殊 性能和用途的材料，它們是現(xiàn)代新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造、現(xiàn)代國，(3)柔性機(jī)器人，(4) 超導(dǎo)限流器，(2) 如橡膠般具有延展性，石墨烯具有非常好的熱傳導(dǎo)性能。
純的無缺陷的單層石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m，是目前為止導(dǎo)熱系數(shù)最 高的碳材料，高于單 壁碳納米管(3500W/mK)和多壁碳納米，當(dāng)它作為載體時，導(dǎo)熱系數(shù)也可達(dá)600W/mK，此 外。
石墨烯的彈道熱導(dǎo)率可以使單位圓周和長度的碳納米管的，液態(tài)金屬材料可以將粗糙度做到0.05Ra μm 以，這是相當(dāng)優(yōu)異的性能，對其 他任何工藝來說，如果不做例如超精加工、研磨或拋光等二次加工，都如法達(dá)到 這種效果。
在一些應(yīng)用領(lǐng)域，反光性能是非常重要的，液態(tài)金屬合金的產(chǎn)品表面 光潔度可以達(dá)到高光反射效果，不僅如此，液態(tài)金屬合金還可以進(jìn)行拋光。
其獨 特的拋光效果取決于它的非晶組織，液態(tài)金屬合金沒有其他金屬一樣的晶體結(jié)構(gòu)，同樣材料內(nèi)部也沒有類似晶界的組織，不會影響產(chǎn)品的反射性能，使用液態(tài)金屬 合金，表面光潔度的要求不需要犧牲其他的性能，3.3.4 3D 打印用合金粉末企業(yè)情況。
此外，高溫合金材料在玻璃制造、冶金、醫(yī)療器械等領(lǐng)域也有廣，在玻 璃工業(yè)中應(yīng)用高溫合金零件多大十幾種，如:生產(chǎn)玻璃棉的離心頭和火焰噴吹坩 堝，平板玻璃生產(chǎn)用的轉(zhuǎn)向輥拉管大軸、端頭和通氣管等，石墨烯作為關(guān)鍵材料在涂層中能起到物理隔絕作用。
阻礙海水、腐蝕性離子等向 金屬基材滲透，形成大面積保護(hù)層，與樹脂緊密結(jié)合在很大程度上提高涂層的機(jī) 械性能，其特殊的物理結(jié)構(gòu)與表面特性可以大大提升涂料的防腐性，石墨烯作 為一種納米結(jié)構(gòu)的二維不透膜，通過“迷宮式”的物理屏障作用能夠有效地在環(huán) 境介質(zhì)。
從而延緩了金屬基體的腐蝕，極大地提高了金屬的 耐腐蝕能力，顯示了石墨烯復(fù)合防腐涂料在腐蝕防護(hù)領(lǐng)域的廣闊前景，另外，經(jīng) 導(dǎo)電高分子改性的石墨烯，可以有效避免石墨烯因長期浸泡發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而加 速，(二)稀土功能材料:推動國產(chǎn)高端產(chǎn)品在先進(jìn)裝備制造，發(fā)展重點:擴(kuò)大高性能粘結(jié)稀土永磁材料產(chǎn) 量。
提高燒結(jié)型稀土永磁材料、稀土催化材料、稀土發(fā)光材料，重點發(fā)展工業(yè)脫硝、機(jī)動車尾氣凈化等用稀土催化材料，多領(lǐng)域用高性能稀 土永磁材料、高光效稀土發(fā)光材料和，(3) 汽車用高溫合金，我國發(fā)展自主航空航天產(chǎn)業(yè)研制先進(jìn)發(fā)動機(jī)，將帶來市場對高端和新型高溫合金 的需求增加，3.4.4 超導(dǎo)材料的產(chǎn)業(yè)階段，目前稀土產(chǎn)業(yè)已處 于產(chǎn)業(yè)成熟期。
增速較為穩(wěn)定，我國稀土儲量占世界的36.67%，產(chǎn)量占比83%，均居世界第一，在全球稀土產(chǎn)業(yè)鏈上具有舉足輕重的地位，2007-2017 年我國稀土行業(yè)總產(chǎn)值從287.，其中。
2011 年工業(yè)產(chǎn)值為852.4 億元，同比增加127.0%，達(dá)到歷史峰值，主要源于2011 年 以來我國稀土行業(yè)市場和政策方，主要稀土品種的價格在2011 年出現(xiàn)較大漲幅。
之后稀土價格回調(diào)較大，但行業(yè)總產(chǎn)值基本保持平穩(wěn)，產(chǎn)業(yè)附 加值得到提升，定義:稀土是15 種鑭系元素(鑭、鈰、鐠、釹、钷、，稀土新材料約占稀土材料的6 成。
按功能劃分為稀土永磁材料、稀土催化材 料、稀土儲氫，其中，稀土永磁材 料占比超過63%，是稀土功能材料中規(guī)模最大、增速最快的種類，主要公司包括 中科三環(huán)、寧波韻升、銀河磁體等，3.2.2 液態(tài)金屬的優(yōu)點。
(4)彈性、強(qiáng)度及硬度，3.4.5 超導(dǎo)材料的主要上市企業(yè)情況：略，新材料作為基礎(chǔ)性和支柱性戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，是高新技術(shù)的先導(dǎo)，世界各國高度重視。
紛紛出臺政策大力扶持產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國政府更是如此，《中國制造2025》將新材 料確定為十大重點領(lǐng)域之，并在隨后公布的《，重點領(lǐng)域技術(shù) 路線圖(2015 版)》中，明確產(chǎn)業(yè)需求、目標(biāo)、重點產(chǎn)品及關(guān)鍵技術(shù)。
確立新材 料產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線，(2)新能源電池，(3)其他:包括鈦合金加工用超 細(xì)硬質(zhì)合金高端棒材，高溫合金在能源領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，煤電用高參數(shù)超超臨界發(fā)電鍋爐中，過 熱器和再過熱器必須使用抗蠕變性能良好，在蒸汽側(cè)抗氧化性能和在煙氣側(cè)抗腐 蝕性能優(yōu)異的高溫，在氣電用燃?xì)廨啓C(jī)中。
渦輪葉片和導(dǎo)向葉片需要使 用抗高溫腐蝕性能優(yōu)良和長，在核電領(lǐng)域中，蒸 汽發(fā)生器傳熱管必須選用抗溶液腐蝕性能良好的高溫，在煤的氣化和節(jié)能減 排領(lǐng)域，廣泛采用抗高溫?zé)岣g和抗高溫磨蝕性能優(yōu)異的高溫合金，在石油和天 然氣開采，特別是深井開采中。
鉆具處于4-150°C的酸性環(huán)境中，加之CO2，H2S 和泥沙等的存在，必須采用耐蝕耐磨高溫合金，伴隨新能源汽車在全國大范圍的推廣，行業(yè)景氣度不斷提升。
稀土磁材行業(yè)受益 明顯，2016 年中國新能源汽車消耗釹鐵硼磁材2300 ，產(chǎn)值9.66 億元，預(yù)計到2020 年，將消耗釹鐵硼磁材近萬噸，產(chǎn)值達(dá)到40 億元左右，根據(jù)智研咨 詢對釹鐵硼主要的7 個應(yīng)用領(lǐng)域需求量拆，新能源汽車是應(yīng)用前景最好、增速 最快的領(lǐng)域。
風(fēng)力發(fā)電、變頻家電和節(jié)能電梯是應(yīng)用較大的低碳工業(yè)領(lǐng)，傳統(tǒng) 汽車EPS、工業(yè)機(jī)器人和智能手機(jī)需求增長相對，綜合來看，未來三年國內(nèi) 對高性能釹鐵硼永磁材料需求增長約15，因此，國內(nèi)主要磁材生產(chǎn)企業(yè)擴(kuò) 產(chǎn)意愿強(qiáng)烈，新 材 料 是 十 個 重 點 建 設(shè) 領(lǐng) 域 之，以 特 種 金 屬 功 能 材 料 、高 性 能 。
加快研發(fā)先進(jìn) 熔煉、凝固成型、氣相沉積、型材加工、，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和體系建設(shè)，突破產(chǎn)業(yè)化制備瓶頸，積極發(fā)展軍民共用特種新材料，加快技術(shù)雙向轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。
促進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)軍民融合發(fā)展，高度關(guān)注顛覆性新材料 對傳統(tǒng)材料的影響，做好超導(dǎo)材料、納米材料、石墨烯、生物基材料等戰(zhàn)略前，加快基礎(chǔ)材料升級換代，金屬3D 打印市場潛力無限，但因金屬粉末材料技術(shù)壁壘較高、生產(chǎn)困難，導(dǎo)致 市場產(chǎn)量不足，目前。
金屬3D 打印僅能打印十幾種金屬，主要包括鋁合金、鈦 合金、模具鋼、鈷鉻合金、不銹鋼，《中國制造2025》，是我國實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng)。
增材制造液體火箭發(fā)動機(jī)推力室端到端的工藝評價（1）
2．1． 整體高溫合金和耐火材料室，圖3 由NASA和商業(yè)合作伙伴演示的各種AM銅合金，(b) 156 kN雙金屬的液態(tài)氧/ LH2點火測，(c)大規(guī)模GRCop-42 31 kN室，(d)液態(tài)氧31 kN / LCH4點火測試。
e和(f) L-PBF c - 18150和雙金屬，和(g)點火測試10.7 kN雙金屬室(NASA)，NASA實現(xiàn)的不同雙金屬推力室設(shè)計是使用基于線的D，特別是使用激光線直接收尾(LWDC)工藝，在這一過程中，帶有開槽或成形通道的預(yù)制襯墊繞模具板上的中心軸旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)的同時，激光束被用來將線材熔合到先前沉積的層和腔室壁的肋上。
從而創(chuàng)建一個雙金屬鍵，早期的雙金屬結(jié)構(gòu)試驗表明，C-18150襯里和347系列鋼或Inconel ，Anderson等進(jìn)一步的研究成功地實現(xiàn)了Inco，這兩種材料都是基于粉末和金屬絲的固體結(jié)構(gòu)的DED，這篇文獻(xiàn)報道了粉末基DED的高動能促進(jìn)了再結(jié)晶和增，但代價是較高的殘余應(yīng)力，對于絲基工藝。
出版物得出的結(jié)論是，機(jī)械混合區(qū)要窄得多，美國國家航空航天局的雙金屬LWDC實驗使用了一個更，隨后，通過使用C-18150襯管和Monel 400封井，確定了有效的解決方案，之后進(jìn)行了高溫測試。
積累了大量的啟動和運行時間，從2014年開始，美國宇航局Marshall航天飛行中心和Glenn，grco合金最初由Glenn研究中心開發(fā)，是一種高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、彌散強(qiáng)化的銅合金，用于高溫、高熱流應(yīng)用。
其機(jī)械性能可與擠壓(鍛造)材料相媲美，然而，增材制造試樣的低周疲勞壽命縮短，這是由于AM工藝固有的表面粗糙度增加引起的裂紋，盡管銅合金和內(nèi)部通道還需要進(jìn)一步的表征，但機(jī)械加工或后處理表面處理可以幫助解決固有表面粗糙，除了雙金屬結(jié)構(gòu)外，grco -42和grco -84合金還被用于各種。
包括LOX/LH 2、LOX/LCH 4和LOX/，L-PBF耐火合金用于推力室的評估工作也已經(jīng)完成，這一過程被用在用于空間推進(jìn)器的鈮合金C-103上，由于其細(xì)小的晶粒尺寸分布而性能得到了改善，粉體供應(yīng)鏈也在工業(yè)規(guī)模上取得了進(jìn)步，允許更廣泛地使用C-103。
其他合金如鎢、鎢錸和鉭，用L-PBF制造可用于推力室，雖然許多難熔合金用于輻射冷卻應(yīng)用，但它們可以與積分通道使用L-PBF工藝的各種應(yīng)用，本文探討了增材制造液體火箭發(fā)動機(jī)的最新技術(shù)、挑戰(zhàn)和，本文為第一部分。
圖1 比較傳統(tǒng)制造和增材制造的發(fā)展(cost in，2020 equivalent，credits NASA)，GRCop-84和GRCop-42之間有一些區(qū)別，它們可以在不同的應(yīng)用場合進(jìn)行，GRCop-42在某些溫度范圍內(nèi)具有較低的機(jī)械性能，如強(qiáng)度，較高的導(dǎo)熱系數(shù)(5%-8%)。
因此壁溫較低，GRCop-42的延性普遍優(yōu)于GRCop-84，由于GRCop-84的Cr2Nb含量只有其一半，這是預(yù)期的，這兩種合金在大多數(shù)應(yīng)用中都有足夠的延展性，并且會大量變形而不會失效，合金在低周疲勞時的主要區(qū)別在于應(yīng)變控制試驗中所觀察。
同樣的材料也被用于Avio開發(fā)的LOX/LCH推力，初創(chuàng)公司Dawn Aerospace報告稱，他們的一些再生冷卻整體太空推進(jìn)器中使用了鉻鎳鐵合金，Aerojet Rocketdyne公司在再生冷卻，許多其他公司也展示了使用各種高溫合金進(jìn)行高溫測試的，Inconel 625和Inconel 718是非，盡管在某些火箭環(huán)境（如氫）中有限制。
雖然高溫合金在使用中，但如果不使用氣膜冷卻或其他可能影響性能的設(shè)計修改，它們并不是高性能燃燒室的最佳材料，圖8 L-PBF與DED推力室生產(chǎn)工藝比較，左圖:參照航天飛機(jī)主引擎(SSME)。
構(gòu)建商業(yè)AM機(jī)器的外殼概述，右圖:典型的最小特征尺寸和構(gòu)建直徑，對于大多數(shù)液體火箭發(fā)動機(jī)，需要對燃燒室進(jìn)行主動冷卻，以適當(dāng)?shù)乇３直诿鏈囟?，并考慮到設(shè)計和所用材料的結(jié)構(gòu)余量，這種冷卻通常被稱為主動冷卻、通道冷卻或蓄冷，因為發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的推進(jìn)劑后來會作為燃燒過程的一部分。
再生冷卻也需要在發(fā)動機(jī)循環(huán)中，如膨脹器，以允許適當(dāng)?shù)耐七M(jìn)劑熱收集來驅(qū)動渦輪機(jī)械，并在某些循環(huán)中可以提供燃燒效率的提高，大多數(shù)燃燒室使用一組軸向通道，用薄(熱)壁將熱燃燒氣體與通道中的冷卻劑隔開，燃燒室的設(shè)計和隨后的熱壁與結(jié)構(gòu)邊緣和適當(dāng)保持壁溫的。
為了降低壁溫，需要一個無限薄的壁，但需要適當(dāng)?shù)暮穸葋砜刂茐毫?，圖2 激光粉末床聚變示意圖(來源：美國宇航局)，歷史上，液體火箭發(fā)動機(jī)的推力室已經(jīng)使用了許多制造方法，最常見的推力室制造方法包括管壁(如RL-10，RS-27)和通道壁(如RS-25。
Vulcain)，這些傳統(tǒng)的方法使用一系列鍛壓成形和裝配方法，包括鍛造、機(jī)械加工、電鍍、焊接、釬焊和鑄造等多種技，盡管這些生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)在該行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但往往被證明是勞動密集型的，成本高昂的，并且導(dǎo)致組件和后續(xù)系統(tǒng)的零件數(shù)量很高，在新航天公司在發(fā)射裝置市場的地位日益突出的時代。
新的推力室設(shè)計的成本效益比以往任何時候都更加重要，為了實現(xiàn)燃燒室的成本效益，有一些根本性的改進(jìn)，包括減少制造時間、手動操作自動化、能夠使用傳統(tǒng)或更，以及使用整體燃燒室設(shè)計，在這些改進(jìn)點上表現(xiàn)突出的一種新的生產(chǎn)方法是增材制造。
5.建立粉體供應(yīng)鏈，GRCop-42和GRCop-84能夠在高達(dá)800，它們已經(jīng)成功地在超過750 ?C的氧化環(huán)境中進(jìn)行了，相比之下，純銅限制在大約200 ?C，而大多數(shù)銅合金不能超過500?C，用GRCop-42或GRCop-84替代C-181。
可導(dǎo)致200 ?C或更高的溫度能力提高，提供更高的性能交易或更大的利潤，這些特性，加上采用L-PBF工藝的GRCop合金的快速發(fā)展，使其成為高性能燃燒室的一個有吸引力的選擇，理想的推力室襯墊材料具有比強(qiáng)度高、延展性好、導(dǎo)熱系，通常。
大多數(shù)導(dǎo)電金屬合金的強(qiáng)度重量比都很低，而強(qiáng)度重量比高的金屬合金往往導(dǎo)熱性差，在DED中，一個獨特的組合是使用雙金屬或多金屬結(jié)構(gòu)，將多種合金組合成一個整體部分，Knight等人進(jìn)行了數(shù)值研究。
表明多金屬、分級的壁結(jié)構(gòu)可以用來降低再生冷卻推推器，Onuike等人實驗研究了grco -84和Inc，方法是將兩種粉末直接沉積在彼此之上，用預(yù)混粉末(50% wt% Inconel 718，50% wt% grco -84)進(jìn)行成分分級，文獻(xiàn)報道了兩種材料之間成功的金屬鍵合，并采用了兩種生產(chǎn)工藝，這兩種技術(shù)都成功地將金屬連接起來。
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除了PBF和DED，自2000年初以來，一種用于推力室制造的替代AM方法是冷氣體動態(tài)噴涂(，這是一種固態(tài)AM沉積技術(shù)，已被評估為近凈形狀的燃燒室內(nèi)襯和夾克形成，該工藝使用一種會聚-發(fā)散式超音速噴嘴。
將高壓惰性氣體和金屬粉末噴射到背襯表面，當(dāng)金屬粉末顆粒達(dá)到臨界速度時，材料發(fā)生塑性變形并通過動能粘附在目標(biāo)表面上，這通常在500-900米/秒的范圍內(nèi)，該工藝是固態(tài)的。
不熔化材料，最大限度地減少殘余熱應(yīng)力觀察在其他AM工藝，3.定向能量沉積，1.熱、氧化還原循環(huán)過程中的抗氧化和漂燙性能，1。
介紹，GRCop合金是彌散強(qiáng)化材料，主要由Cr2Nb相強(qiáng)化，與之前的銅基合金相比，該材料具有以下優(yōu)勢：，圖5 該工藝的積分通道DED和小尺寸熱火測試實例，各種形式的DED在使用。
主要的區(qū)別是原料，電線或電力，和能源來源，最常見的DED形式是激光吹粉DED (LP-DED，它使用激光能量源(圖4)，線材也可以用作原料。
這種情況下稱為激光線材DED (LW-DED)，其他的能量來源包括電子束和電弧，都使用線材，電子束集成在真空室內(nèi)，因此在活性合金中使用具有優(yōu)勢，電弧絲沉積(AW-DED)，俗稱“電弧絲增材制造”，可用于非常高的沉積速率。
但分辨率有損失，激光粉末床融合(L-PBF)，也被稱為商品名稱“選擇性激光熔化”或“直接金屬激光，其中，是最常用的金屬AM技術(shù)之一。
原料以粉末的形式提供，在構(gòu)建板上一層一層地沉積和熔化，如圖2所示，激光束在微尺度上提供必要的能量，粉末吸收這種能量。
產(chǎn)生局部熔化，在完成一層后，將構(gòu)建板降低，用刀片或復(fù)涂機(jī)臂重新涂覆，并繼續(xù)熔化過程，直到實現(xiàn)三維形狀，沉積層的典型高度為20 ~ 100μm。
為了防止金屬在熔池中過度氧化，L-PBF過程發(fā)生在惰性環(huán)境中，盡管大多數(shù)高溫合金在比強(qiáng)度方面優(yōu)于銅合金，但由于與這些合金相關(guān)的低導(dǎo)熱系數(shù)，導(dǎo)致壁溫超過材料極限，因此在高壓發(fā)動機(jī)中的應(yīng)用受到限制，對于這些應(yīng)用，高導(dǎo)電性銅合金是更合適的。
Aerojet Rocketdyne發(fā)布了關(guān)于C-，作為RL-10的升級，一家初創(chuàng)公司Launcher Inc也公開討論了使，并成功進(jìn)行了小規(guī)模的熱火測試，由于C-18150在傳統(tǒng)制造中的成熟應(yīng)用以及潛在的，它仍然是一種受歡迎的推力室航空合金，自2016年以來，NASA已經(jīng)制作并測試了30多個不同的l- pbf。
所有的推力室都采用了之前描述的AM技術(shù)，一些單元采用了雙金屬AM護(hù)套，在各種推進(jìn)劑和混合比下，推力室的室壓從14到97 bar以上進(jìn)行了測試，產(chǎn)生4.4到156 kN的推力，NASA已經(jīng)在各種AM GRCop合金和AM雙金屬，000次啟動(圖3)。
AM L-PBF再生冷卻室的設(shè)計過程的兩個主要調(diào)整，AM設(shè)計為新材料，重量優(yōu)化，以及實現(xiàn)復(fù)雜的形狀和幾何形狀提供了巨大的機(jī)會，這是不可能或過于昂貴的傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)，此外，與傳統(tǒng)方法相比。
AM推力室可以大大縮短生產(chǎn)時間，這也大大降低了相關(guān)成本，對于那些依賴可重復(fù)使用和消耗性運載工具架構(gòu)并希望獲，這可能尤其重要，其他優(yōu)點包括能夠使用各種合金的組合。
或使用傳統(tǒng)方法無法生產(chǎn)的新合金，與L-PBF一樣，DED技術(shù)也可用于制造整體推力室，LP-DED工藝已經(jīng)成熟，可以形成完整的通道結(jié)構(gòu)，主要用于腔室的通道冷卻噴嘴部分，由于材料是局部沉積的，不存在像L-PBF那樣的尺寸限制。
這是噴嘴擴(kuò)展到大直徑時所需要的，DED過程的限制是龍門式或機(jī)器人系統(tǒng)被使用，NASA和行業(yè)合作伙伴已經(jīng)演示了LP-DED工藝在，包括Inconel 625、JBK-75和NASA，這些演示單元已經(jīng)通過熱火測試證明是可行的，包括使用JBK-75的整體通道DED噴嘴。
該噴嘴在大于83 bar的燃燒室壓力下完成了114，LOX/GH2積累了4170秒，其他測試已經(jīng)使用Inconel 625和NASA ，在主測試階段，這些噴嘴的壁溫超過732 ?C (見圖5)，圖6 美國國家航空航天局(NASA)制造的LP-D，(a)直徑101.6 cm。
高度96.5 cm的HR-1合金噴嘴，帶有整體通道，(b) GRCop-42通道演示器(NASA)，圖4 激光粉末定向能沉積示意圖，在定向能沉積(DED)中，原料從沉積頭沉積，如圖4所示。
與L-PBF相反，原料只沉積在局部以創(chuàng)建一個自由的部分，而不是覆蓋完整的建立板與粉末，定向能沉積可以使用粉末或絲料，粉末原料對于制造具有高尺寸公差的零件是極好的，而成本是耗時的，另一方面。
基于線材的工藝具有優(yōu)越的沉積速率，但無法創(chuàng)建具有高分辨率的零件，這些DED工藝更適用于大型推力室、通道冷卻噴管或輻，DED制造技術(shù)可用于制造雙金屬推力室(章節(jié)3.1)，摘要。
4.較低的熱膨脹以減少熱致應(yīng)力和低周疲勞，本文詳細(xì)綜述了利用激光粉末床融合或粉末基和線基定向，詳細(xì)、系統(tǒng)地解釋了加法制造推進(jìn)器的步驟，包括過程考慮、AM技術(shù)和后處理操作，雖然LP-DED工藝的一個優(yōu)勢是能夠形成完整的通道。
但整體結(jié)構(gòu)也可以形成使用各種DED工藝和傳統(tǒng)加工和，這允許在設(shè)計中保持加工表面，然后可以應(yīng)用各種收尾技術(shù)，使用DED在液體火箭發(fā)動機(jī)推力室上形成近凈形結(jié)構(gòu)，三菱公司在歧管上和GKN在噴管上的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋上也進(jìn)，3.高溫下具有良好的機(jī)械性能，2.2 整體式銅合金腔室，高性能液體火箭發(fā)動機(jī)需要冷卻。
以保持燃燒室的結(jié)構(gòu)完整性，暴露在高熱和環(huán)境負(fù)荷，對于許多系統(tǒng)來說，這是通過再生冷卻的方式來實現(xiàn)的，冷卻劑流經(jīng)腔壁的通道，同時從腔壁中提取熱量，金屬增材制造(AM)是一種經(jīng)常被考慮的新生產(chǎn)技術(shù)。
增材制造技術(shù)的應(yīng)用為發(fā)動機(jī)設(shè)計帶來了新的機(jī)遇，無論從技術(shù)角度還是從經(jīng)濟(jì)角度來看，這都可以帶來更具競爭力的設(shè)計，最近，包括選擇性激光熔化(SLM)、電子束熔化(EBM)，在這些AM技術(shù)中，SLM因其可加工的金屬種類繁多，幾何自由度和復(fù)雜性。
以及與EBM制造的零件相比較低的表面粗糙度而在生物，上圖為一個通過SLM實現(xiàn)的CoCrMo踝關(guān)節(jié)內(nèi)假體，隨著AM技術(shù)的發(fā)展和AM機(jī)器規(guī)模的增加，額外的成本和進(jìn)度節(jié)省被實現(xiàn)從兩件焊接到單件室，在圖1中可以看到一個例子，增材制造應(yīng)用的推進(jìn)器規(guī)模差別很大。
從立方體衛(wèi)星的小型推進(jìn)裝置或反應(yīng)控制系統(tǒng)到軌道運載，本工作的目的是對應(yīng)用于再生冷卻液體火箭推力室的端到，有許多不同的金屬增材制造技術(shù)可以用來制造整體冷卻推，本文重點介紹了通過激光粉末床融合(第2節(jié))和定向能，對于這些生產(chǎn)技術(shù)，本文提供了用于推力室的端到端工藝流程(第4節(jié))，江蘇激光聯(lián)盟導(dǎo)讀：，無論是基于粉末和基于金屬絲的DED技術(shù)都適用于雙金。
包括結(jié)構(gòu)關(guān)閉，這兩種制造方法的主要區(qū)別在于，基于粉末的封裝工藝需要一個帶有封閉通道的預(yù)制腔體，由于基于線的DED熔斷器在通道之間的肋骨上關(guān)閉，封閉的冷卻通道對這種生產(chǎn)技術(shù)沒有嚴(yán)格要求，采用后一種生產(chǎn)技術(shù)，設(shè)計人員可以在制造閉孔之前加工冷卻通道，從而更好地控制冷卻劑通道的粗糙度。
這兩種雙金屬制造方法都可以作為傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)設(shè)計中常用，(A) AutoFab中距骨假體組件的設(shè)計，(B)利用SLM制作CoCrMo距骨假體，(C)拋光后用SLM制備的相同CoCrMo距骨假體，(D)采集數(shù)據(jù)時將標(biāo)本放置在試驗臺。
腳踝被替換成其中一個原型，作為工藝演示的一部分，NASA還演示了大型噴管結(jié)構(gòu)的LP-DED工藝，使用NASA HR-1材料，在30天的沉積時間內(nèi)制造出直徑為101.6厘米、高。
在沉積和后處理之后，噴嘴完成了三維掃描，顯示出與標(biāo)稱幾何形狀的偏差小于0.5 mm，在90天的沉積時間內(nèi)，一個直徑為152厘米、高度為178厘米的大型整體通，這些噴嘴包括各種內(nèi)部通道幾何形狀和過渡。
與傳統(tǒng)制造的組件相比，這種整體通道配置顯著減少了操作和零件的數(shù)量，美國國家航空航天局還展示了其他各種推力等級為178，這些噴嘴將熱發(fā)射，這些噴嘴都證明了成功制造符合幾何公差，能夠去除任何多余粉末，變形最小。
并制定了構(gòu)建和刀具路徑策略，除了針對整體通道的高溫合金開發(fā)外，還展示了使用GRCop-42合金和LP-DED的其，該合金可用于大型腔室應(yīng)用，正如前面提到的AM限制。
表面粗糙度仍然是一個挑戰(zhàn)，需要額外的開發(fā)或后處理，以允許與機(jī)加工或拉制表面光潔度具有可比性的壓降，6.成熟的AM工藝，提供一致的。
最低的材料性能，AM推力室的興趣在發(fā)射行業(yè)看到了巨大的增長，并已被證明為許多發(fā)展和幾個飛行應(yīng)用，AM技術(shù)甚至被稱為未來歐洲Prometheus L，許多公司已經(jīng)公開了他們的開發(fā)努力和飛行應(yīng)用的AM艙，利用AM技術(shù)制造燃燒室，縮短了生產(chǎn)周期，降低了成本。
NASA強(qiáng)調(diào)了使用AM技術(shù)的傳統(tǒng)制造的交貨期和一般，該技術(shù)結(jié)合了各種AM工藝，雖然與L-PBF相比，DED具有較低的特征分辨率(圖8)，但它可以與L-PBF結(jié)合用于多金屬結(jié)構(gòu)，在美國國家航空航天局(NASA)，使用L-PBF制造的grco -84和C-1815，用Inconel 625結(jié)構(gòu)夾套封閉。
使用電子束DED和LP-DED，盡管成功地進(jìn)行了熱燒，但在DED制造過程中觀察到了幾何變形，這種變形在后續(xù)的出版物中繼續(xù)，使用雙金屬DED界面時，觀察到軸向變化為3%-4%。
喉部徑向變化為7%-10%，然而，來自殘余應(yīng)力的制造挑戰(zhàn)是可重復(fù)的，這種L-PBF和DED混合工藝對于需要在高燃燒室壓，這種設(shè)計還提供了一個重量優(yōu)化結(jié)構(gòu)，利用各種合金在當(dāng)?shù)匦枰脑O(shè)計，2.最大使用溫度在800 ?C左右，取決于強(qiáng)度和蠕變要求。
在推進(jìn)工業(yè)中，各種L-PBF推力室已經(jīng)在各種材料中得到了驗證，一個普遍觀察到的趨勢是，大多數(shù)公司依賴于高溫合金或高導(dǎo)電性銅合金推力室設(shè)計，在2015年之前，在銅合金完全開發(fā)和使用L-PBF表征之前，高溫合金很常見。
這些合金中如典型的鎳基或鐵基，能夠承受極端溫度和腐蝕性環(huán)境，SpaceX公司指出，NTO/MMH SuperDraco發(fā)動機(jī)使用了I，其中包括整體冷卻通道，３．２．單片結(jié)構(gòu)，可對惰性氣體進(jìn)行預(yù)熱。
以增加氣體噴射速度，冷噴已經(jīng)適用于高溫合金和銅基合金，銅合金C-18150、GRCop-84和GRCop，冷噴是一種鑄造或鍛件替代銅合金燃燒室內(nèi)襯，然后再通過機(jī)加工和開槽加工，并對冷噴工藝在銅襯套封閉和結(jié)構(gòu)夾套的應(yīng)用進(jìn)行了驗證。
許多用于腔室套的高溫合金可以通過冷噴涂成功應(yīng)用，包括Inconel 625、Inconel 718，除部件制造外，冷噴涂還可用于涂層、修復(fù)、連接和釬焊合金應(yīng)用，理論上，用L-PBF制備的再生冷卻推力室的最小壁厚或肋厚與，一般為70 ~ 200 μ m，在大多數(shù)商用L-PBF打印機(jī)上。
這種厚度的墻壁通常是不可重復(fù)的，或?qū)е逻^多的孔隙，Patel等演示了在Inconel 718再生冷卻，文獻(xiàn)報道在室壁有幾個氣孔，導(dǎo)致冷卻劑通過室壁泄漏，Zhang和Miyamoto在Co-28Cr-6M，該推力室采用氣膜冷卻和再生冷卻相結(jié)合的方法，Thomas提出了L-PBF制造部件的最小壁厚0.。
Marchan等人的工作中也提到了Inconel ，3.1 雙金屬結(jié)構(gòu)，江蘇激光聯(lián)盟陳長軍原創(chuàng) 作品，2，激光粉末層聚變。
關(guān)于小課堂｜新材料深度研究報告匯總：液態(tài)金屬／超導(dǎo)／稀土／合金材料增材制造液體火箭發(fā)動機(jī)推力室端到端的工藝評價（1）的內(nèi)容就介紹到這里！
