中國粉體網訊  當國人在為殲-20、運-20、國產大飛機C919取得的一個個研制與列裝節(jié)點而歡欣鼓舞時，當中國自主研制的新一代核電技術走出國門成為中國的又一張國家名片時，當不使用傳統(tǒng)化石燃料的新能源汽車走進尋常百姓人家時，也許很少有人意識到這些裝備與技術的提升與發(fā)展的背后都有著一個共同的工業(yè)基礎，那就是具有劃時代意義的新材料的研發(fā)與應用，其中既包括顛覆未來裝備技術走向的新材料——石墨烯，也包括加工、利用這些新材料的增材制造技術(3D/4D打印)。9月23日，由人力資源社會保障部、工業(yè)和信息化部主辦，北京理工大學承辦的“新材料產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展”百千萬人才工程創(chuàng)新講壇開幕，眾多國內材料領域頂級專家、院士齊聚北理工暢談中國新材料的發(fā)展。

北京理工大學校長 胡海巖院士致辭時表示，北京理工大學21日正式入選國家“雙一流”建設名單，“材料科學與工程”學科入選“雙一流”學科名單。在新材料領域，學校將軍用材料優(yōu)勢與學科技術前沿和國家重大戰(zhàn)略需求相結合，拓展了綠色能源材料、阻燃材料等當前國際材料學科的主流方向，在高能量密度材料等軍用特種材料研究領域處于國際領先水平。胡海巖強調，承擔國家重大任務，是北理工人的使命與擔當。力求為推動中國制造業(yè)轉型升級，提升“中國制造”的品質和“中國創(chuàng)造”的影響力做出貢獻。

工業(yè)和信息化部辛國斌副部長的主旨報告指出，加快我國新材料產業(yè)發(fā)展是極端重要和緊迫的，目前該產業(yè)發(fā)展取得長足進步，對國民經濟發(fā)展和國防科技工業(yè)建設形成了有力支撐。辛國斌結合目前該領域存在的矛盾與問題，提出了推進我國新材料產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的總體思路和措施，并對接下來的重點工作進行了闡述。

開幕式后，中國工程院原副院長干勇院士做了題為《“十三五”能源新材料發(fā)展》的專題報告。干勇表示，創(chuàng)新驅動發(fā)展需要強大的新能源技術支撐。發(fā)展高端裝備所需的基礎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;建設海洋資源勘探、開采、儲運及基礎設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;與鍋爐相關的大氣污染治理(2017年)投資規(guī)模總約3000億，需高性能催化劑、耐磨耐蝕及除塵材料合計約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)新實現(xiàn)突破與提升。

據干勇介紹，2020年，我國新能源汽車產能將達到200萬輛，動力電池需求量將達到1000億Wh,2025年新能源汽車產能將達到300萬輛，未來5-10年動力電池將保持高速增長態(tài)勢。他說，中國的鋰動力電池的關鍵技術研發(fā)取得較好進展。先進鋰電池、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步。不過，目前仍存在產能急劇擴張、高端不足低端過剩;電池單體性能不差、成組技術差距明顯;技術路線存爭議、部分企業(yè)受挫;動力電池自動化裝備水平低;回收利用存技術障礙等問題。

干勇還介紹了發(fā)展超導材料、稀土新材料，特別是稀土永磁技術戰(zhàn)略價值與產業(yè)應用前景。他舉例說，美國“愛國者”導彈之所以能精準攔截來襲導彈，得益于其制導系統(tǒng)中使用了大約4公斤的稀土永磁體。F-22“猛禽”能夠實現(xiàn)超音速巡航功能，依賴于強大的稀土永磁發(fā)動機;“艾布拉默斯”坦克的高精度導航系統(tǒng)中，稀土釤鈷磁鐵發(fā)揮了重要作用;美國的新型驅逐艦所使用的混合電驅動系統(tǒng)用到了稀土永磁體;“宙斯盾”系統(tǒng)的雷達也使用了釤鈷磁體�？梢哉f，沒有稀土就無法制造各種高科技武器裝備。而稀土永磁技術在高靜音潛艇、雷達、微波通信、航天、新能源汽車、機器人、數(shù)控機床等多個領域都有巨大的作用。他認為，稀土永磁科技是中國下一個創(chuàng)新熱點。

北理工副校長方岱寧院士以《基于增材制造的輕量化多功能一體化材料與結構的設計、制造與裝備研發(fā)》為題進行了專題報告。方岱寧表示，增材制造也就是通常所說的3D/4D打印。近年來，增材制造技術已在航空、航天、軍用裝備、汽車、醫(yī)療等國防與民用裝備領域的輕量化結構中得到廣泛應用。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，金屬增材技術是增材制造產業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略制高點，其中就包括航空航天金屬結構件(鈦合金等)制造。據他介紹，北理工的科研團隊已實現(xiàn)使用增材制造技術快速響應制造某榴彈炮零件，還為國產核電項目制造了堆內構件。

單晶結構材料是發(fā)動機與燃氣輪機、核反應中的關鍵核心材料，是各國金屬材料領域研究的戰(zhàn)略制高點。傳統(tǒng)的單晶制備方法具有很高的技術要求與局限性，那增材制造能否使用在單晶金屬高溫結構材料制造方面呢？據方岱寧介紹，目前北理工科研團隊已驗證了鈦合金單晶，正在進行鎳基合金和鉬單晶驗證。他還介紹了在科研領域引起關注的4D打印技術。據介紹，4D打印是一種可以通過設計使構件的形狀或性能在時間和空間維度上可控變化的增材制造技術。方岱寧現(xiàn)場播放的視頻顯示，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，4D打印加入了智能材料/智能結構，它具有感知環(huán)境刺激，對之進行分析、處理、判斷，并采取一定的響應，既可以滿足國防裝備需求，也可以廣泛應用在藥物釋放、靶向輸藥等生物醫(yī)療方面。

中國航發(fā)北京航空材料研究院副主任王旭東以《軍民用石墨烯技術研發(fā)情況及發(fā)展思路》為題介紹了中國以及國際上研究與應用石墨烯的最新情況。據王旭東介紹，美國國防部、國防高級研究計劃局多家機構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大前沿技術的第二位。中國也高度重視發(fā)展石墨烯技術。中國航發(fā)北京航空材料研究院從2008年就開始關注與研究石墨烯技術。目前已經建成全自動化石墨烯納米片生產線，掌握了高品質、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與專用裝備，并形成了完全自主知識產權。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域的研究成果。

除了工業(yè)與民用領域，王旭東還介紹了石墨烯在軍用方面的前景。未來戰(zhàn)爭需要超高強韌、長壽命、耐高溫的結構材料，需要更輕、防護系數(shù)更高的防彈材料，需要更輕、導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的要求，所以各國都在加快相關技術的研究與攻關。