新材料的应用领域有哪些？发展现状及前景分析

2021-06-17 10:22:52 作者：X-iao 4550

1、新材料应用领域有哪些

(1)纳米材料

受益于纳米技术的不断革新、新应用领域不断开拓的影响，全球纳米材料市场快速增长，全球市场规模超过1000亿美元。中国2018年纳米材料行业市场规模达到1150亿元，以年均20%的增长速度快速爆发。纳米生物材料、纳米电子材料及器件、纳米医疗诊断等高端市场均被日、欧、美企业占据。以纳米银浆为例，国外几家大型企业占据全球90%以上市场份额。中国纳米科技企业产量极小，尚未形成若干实力较大的厂商，产品以低端的纳米粉体和浆料为主，高端纳米材料多处于研发阶段，距离产业化还有较大的距离。

新材料应用领域

(2)石墨烯

石墨烯是目前世界上最薄、最硬、导电、导热性能最强的材料，其优质的物理特性使其成为传统石墨散热膜的理想替代材料，广泛用于智能手机、平板电脑、大功率节能LED照明、超薄LCD电视等方面。华为在2019年发布的Mate 20 X智能手机中，首次将石墨烯用做散热材料，石墨烯锂电池也有望在手机端实现商用推广。从市场规模来看，锂电池材料的市场空间最大，有望达到40~50亿元，其次是导热膜，有望达到15~20亿元，此外复合材料的市场空间也在20亿元左右。

(3)3D打印材料

随着3D打印技术应用领域的不断拓展和越来越多的3D材料面世，近5年来一直维持20%以上的增速，处于稳定快速的发展期，预计2019年3D打印材料市场规模超过42亿美元。3D打印材料向多元化发展，PLA材料和ABS塑料占主导、金属和陶瓷材料前景较好。中国基础3D打印材料发展迅速专利申请数量逐年递增，已基本满足国产设备的增材制造需要，其中普材占据半壁江山，国内自行研发的终端材料约占40%，高性能金属粉末耗材等高品质材料以进口为主，约占10%左右。

(4)超导材料

超导材料商业化需求保持稳定，2017年全球超导产品市场规模高达61亿美元，商业、医疗保健和电力等工业领域的需求增加是主要增长因素。低温超导应用范围最广，但高温超导材料市场规模将随着技术进步而稳步扩大。据美国能源部预测到2020年低温超导材料应用市场将达到45%，高温超导材料市场占55%。全球仅有少数几家企业掌握低温超导线生产技术，主要分布在英国、德国、日本和中国。西部超导是中是全球唯一的铌钛(NbTi)锭棒、超导线材、超导磁体的全流程生产企业，是目前国内唯一低温超导线材商业化生产企业。

(5)液态金属

液态金属是电力电子、计算机、通讯等高新技术领域的关键材料，可部分替代传统的硅钢、坡莫合金和铁氧体材料。液态金属预计将占据行业重要地位，全球液态金属产品市场具有300亿美元左右的发展空间。

(6)OLED材料

OLED被认为是替代LCD的新一代显示技术，在智能手机、可穿戴设备、VR等领域得到广泛应用，带动OLED材料产业规模超高速增长，2018年全球OLED材料市场规模达10.4亿美元，增速达25%。2018年中国OLED材料市场近10亿元，市场增速超100%。目前OLED终端材料和有机发光材料存在较高的技术壁垒，日本idemitsu、韩国三星和LG化学、美国陶氏化学和UDC，德国默克和Novaled等垄断市场，有机发光材料中，日韩厂商占据约80%的市场份额，行业毛利率高达80%。中国OLED材料企业较少，主要从事OLED中间体和单体粗品生产，万润股份、西安瑞联、濮阳惠成等头部企业已实现规模量产并进入全球OLED材料供应链。

(7)碳纤维复合材

就需求结构而言，碳纤维因其“轻而强”和“轻而硬”的特性，超50%的碳纤维材料应用在工业领域，2018年风电叶片、航空航天、体育休闲及汽车工业领域占比74%。从2013-2018全球碳纤维分领域需求增速情况来看，汽车零部件领域复合增长率达33%，发展前景巨大。碳纤维需求总体呈现出供不应求状态，目前碳纤维供应主要还是依靠日韩美进口。2018年我国碳纤维的总需求为3.1万吨，同比增长32%，国产供应量占总需求比例由2014年的13.5%上升到2018年的29%，近几年以中复神鹰为代表的龙头企业在国际产能拥有一席之地。

(8)功能性膜材料

功能性薄膜约占薄膜总产量的5%，然而市值却占接近15%，毛利率是普通薄膜的5-7倍。目前国际膜市场的75%分布在美国、欧洲国家和日本。我国膜产值仅占全球膜工业总产值的15%以下。随我国新能源产业发展以及锂电池生产技术不断提升，我国已经成为世界上最大锂电池生产制造基地和第二大锂离子电池生产、出口国，对锂电池隔膜的需求也日益增长。预计2020年我国锂电池隔膜需求总量将达到27.33亿平方米。

(9)稀土永磁材料

稀土永磁材料的明星产品是钕铁硼永磁材料，被称作当代“永磁之王”，高性能钕铁硼永磁材料下游应用领域主要分为两大类，一类为新能源和节能环保领域，一类为传统应用领域。目前汽车领域是高性能钕铁硼永磁材料应用最多的场景。未来，新能源汽车领域是高端钕铁硼磁性材料需求的主要增长点。稀土永磁驱动电机性能优异，具有尽可能宽广的弱磁调速范围、高功率密度比、高效率、高可靠性等优势，能够有效地降低新能源汽车的重量和提高其效率，需求难以被替代。受益于新能源汽车的放量，高端钕铁硼的需求将快速增长。

(10)形状记忆合金

形状记忆合金由两种以上金属元素所构成，在受外界条件强制变形后，再经一定条件处理，恢复为原来形状，实现材料的变形可逆性设计和应用，目前主要有镍钛基记忆合金、铜基记忆合金、铁基记忆合金三类，其下游行业主要包括生物医药、航空航天、机械电子、桥梁建筑、汽车制造等。2009年以来中国形状记忆合金研发进展快速，生物医疗为最大的研发市场，占比约22%，2017年中国形状记忆合金行业市场约56.8亿元，同比增长13%，其中医疗领域占比约77%，医疗保健消费支出、手术需求增加映射行业市场增长。

(11)超材料

超材料是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料，典型的超材料有左手材料、光子晶体、超磁性材料、金属水等。目前，超材料因其独特的物理性能而一直备受人们的青睐，在军事领域具有重大的应用前景。隐身是近年来出镜率最高的超材料应用，也是迄今为止超材料技术研究最为集中的方向，如美国DE F-35战斗机与DDG1000大型驱逐舰均应用了超材料隐身技术。

2、新材料现状及前景分析

随着科技的发展，新材料的应用领域与日俱增，除了广泛应用于航空航天等高技术领域，还可用在文体用品、纺织机械、医疗器械、生物工程、建筑材料、化工机械、运输车辆等方面。可以预计，随着新能源等行业的快速发展，中国新材料需求将呈现持续增长的趋势发展，到2025年其产值将突破10万亿元，发展前景十分广阔。

随着新材料产业技术的不断发展，未来，我国新材料产业将向结构功能复合化;功能材料智能化;材料与器件集成化，制备和使用过程绿色化方向发展。

文本由@栗栗-皆辛苦整理发布于三个皮匠报告网站，未经授权禁止转载。