二新材料重大专项.docx
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二新材料重大专项.docx
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二新材料重大专项
附件二:
新材料重大专项
根据《云南省国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》、《云南省“十三五”科技创新规划》、《云南省新材料产业发展规划(2016—2020年)》,围绕突破新材料设计、制备加工、高效利用、安全服役、低成本循环再利用等关键技术,研发先进结构材料、新型功能材料和高性能复合材料等关键基础材料,提升产业竞争力。
2018年重点支持液态金属新材料、半导体及光电子功能材料、稀贵金属新材料、钛及钛基新材料4个专题,以及符合上述规划中具有重大应用前景的共性关键技术研发。
(一)液态金属新材料专题
研发液态金属材料与器件,并推动相关成果产业化,为尖端信息、光电器件和新能源动力应用等提供关键材料保障,为生物医学工程、印刷电子、先进制造等提供全新解决方案,推动建设世界级液态金属产业集群,到2020年形成一批液态金属可产业化的自主知识产权,打造中国和全球有影响力的液态金属高新技术和产业发展基地。
本专题设置7个项目。
1.液态金属高温手写笔关键技术研发
研发内容:
开发表面张力小、与基底附着力好的液态金属油墨;研发液态金属高温手写笔生产相关配套装备;全面打通高温液态金属手写笔设计、研发、生产与应用产业链,建立定制化生产液态金属手写笔生产线;开展液态金属手写笔集成应用及示范。
考核指标:
液态金属高温手写笔形成系列产品和应用,性能指标达到:
50℃≤油墨熔点≤100℃,电导率≥1.1×106s·m-1,接触角≤165°,连续书写≥100mm不断线;建立液态金属高温手写笔品种体系、生产体系、标准体系和用户评价体系,建成具有世界先进水平,年产10万套的液态金属手写笔示范线,实现液态金属手写笔在5个以上领域应用。
2.液态金属LED灯关键技术研发及应用
研发内容:
研究大功率液态金属LED芯片散热关键技术;开发液态金属LED灯生产工艺和装备;研发光源发热温度低、光效高、绿色环保的液态金属大功率LED灯。
考核指标:
同功率液态金属LED灯光源点发热温度较传统LED灯下降≥10℃,光效提升≥10%;显著提升液态金属LED灯质量稳定性、可靠性和实用性,实现液态金属LED灯的品牌增值;申报专利5项以上。
3.液态金属导热片研发及应用
研发内容:
研究不同性能参数的系列低熔点合金产品配制方法和制备工艺;研发液态金属导热片产品生产工艺及设备;研制液态金属导热片产品成型(切割)方法及适应性较强的切割设备;研制液态金属导热片产品外包装形式,开发出适合不同产品、客户群体包装需求的系列包装样式。
考核指标:
液态金属导热片性能指标:
导热率≥10w/(m.k),厚度≥0.03mm,弯折≥80°不断裂,45℃≤熔点≤230℃,表面粗糙度Ra≤3.2um;建成10吨/年、具有世界先进水平的液态金属导热片生产示范线。
4.液态金属射频消融技术研发
研发内容:
研究射频能量在液态金属介质中传输及液态金属射频电极传热与热剂量耦合输出规律和液态金属冷却、射频热剂量及消融范围三者之间关联机制;研发液态金属射频消融电极与冷却循环的融合技术,以及用于腔道肿瘤治疗的柔性化探针技术;研制具有自主知识产权的液态金属射频消融系统,并开展临床前验证。
考核指标:
提出液态金属射频电极能量传输机理与调控方法,揭示液态金属冷却、射频热剂量及消融范围之间关联机制,掌握相关调控技术方法;研制出液态金属射频消融产品样机2套,柔性及刚性射频探针各1种;申请2件以上发明专利,制定标准1项。
5.液态金属高效快速制氢技术研发
研发内容:
研究液态金属催化作用下的铝水反应机理及其影响因素;研发液态金属铝合金制备工艺;对液态金属制氢系统进行机械结构和机电控制优化设计,开发高效紧凑的液态金属制氢装置。
考核指标:
建立液态金属铝合金制备工艺,研制出液态金属制氢样机;开发出液态金属制氢装置,氢气容积≥10升;形成高效液态金属制氢机理性能特性研究分析报告;申请发明专利5件以上,制定相关标准1项。
6.高潜热低熔点金属相变材料研发
研发内容:
研究低熔点金属合金理化特性、性能调控方法及合金材料配制工艺;研究千瓦级大热量金属相变温控技术,解决相变材料与基底材料兼容难题;研究高热流密度工况下的高效均温技术;研制金属相变温控装置,解决热功率≥10KW的散热需求。
考核指标:
开发出高潜热低熔点金属合金相变材料(潜热≥300MJ/m3,热导率≥30W/mk,热膨胀率≤3%),在热功率≥10KW的装备上得到应用示范;制定出基于真空熔炼技术的高潜热低熔点金属合金相变材料配制工艺技术方案;申请发明专利3件以上。
7.液态金属可注射式骨水泥材料研究
研发内容:
研发可用于临床的液态金属骨水泥合金材料,开展临床前测试;研制具有自主知识产权的液态金属骨水泥修复产品样机。
考核指标:
开发出液态金属骨水泥材料(熔点在50℃~70℃,热膨胀率低于0.1%,热膨胀系数在2.8×10-5~3.1×10-5/℃,抗弯强度不低于35MPa,抗弯模量不低于6.5GPa,抗压强度不低于37MPa,长期生物相容性测试报告不低于90天);生产液态金属骨水泥治疗产品样机2套;申请发明专利3件以上,制定标准1项。
(二)半导体及光电子功能材料专题
提升云南光电子信息器件用基础材料研发和产业化水平,打造光电子信息材料及相关的下游半导体、光电子产品和相关元器件研发及生产基地,围绕产业链建立较为完善的创新链。
本专题设置5个项目。
1.超高纯锗单晶制备关键技术研发
研发内容:
优化完善超高纯锗区熔提纯炉;通过技术移植和改进,将VGF法单晶生长炉用于超高纯锗单晶生长,研究其生长工艺技术。
考核指标:
高纯锗单晶性能指标:
纯度12-13N,位错密度<5×103/cm2;建立1000kg/年超高纯锗单晶中试线,实现重现性、稳定性、批量化制备超高纯锗单晶生产技术;申请发明专利2件以上,制定标准1项。
2.分离元器件用电子级多晶硅技术研发
研发内容:
研究电子级多晶硅表面金属控制技术;研究原料三氯氢硅提纯控制技术;开展下游客户试验应用;实施分离元器件用电子级多晶硅中试。
考核指标:
实现电子级多晶硅生产专用硅芯的自主生产,硅芯直径Φ132-145mm;形状公差:
椭圆度≤5、锥度≤5mm、直线度≤3mm;电子级多晶硅施主杂质浓度≤0.25ppba,受主杂质浓度≤0.08ppba,碳浓度<1.0×1016atoms/cm3,少数载流子寿命≥1000us,基体总金属杂质含量:
≤1.5ppbw,表面总金属杂质含量:
≤10.5ppbw;获得10个以上用户的验证性应用;实现200吨电子级多晶硅销售;申请发明专利2件以上,制定标准1项。
3.4英寸碳化硅单晶片关键技术研发
研发内容:
研究4英寸碳化硅单晶生长和晶片加工关键技术,掌握单晶生长工艺参数及晶片加工工艺参数。
考核指标:
开发出4英寸碳化硅单晶片新产品,4英寸碳化硅单晶微管密度<1cm-2;建成年产5万片4英寸碳化硅单晶片中试线;申请发明专利2件以上,制定标准1项。
4.有机-无机杂化钙钛矿激光材料研发
研发内容:
研究有机-无机钙钛矿激光材料相结构,从晶体原子振动角度描述相变机制,并在电子-原子层次阐明MAPbI3几种相结构对电子结构、能带结构和光学性质的影响规律;研究有机-无机钙钛矿激光材料生产工艺技术。
考核指标:
开发2种有机-无机杂化钙钛矿激光材料生长工艺流程,制定生产大尺寸晶体的工艺技术控制方案;开发高性能、低成本的新型晶体材料,尺寸大于50mm;生产有机-无机钙钛矿激光材料产量≥1000块晶体/年;申请发明专利5件以上,制定标准2项。
5.OLED照明用铱磷光分子材料研发
研发内容:
研究OLED照明用铱磷光分子材料制备的各项关键技术,开发批量制备技术,开展OLED照明器件结构设计和铱磷光分子材料的性能评价。
考核指标:
开发3种OLED照明用铱磷光分子材料,产品产率达60%,产品纯度大于99.5%,OLED照明器件的效率达80lm/w;建成年产5kg的OLED照明用铱磷光分子材料中试示范线;申请发明专利5件以上,制定标准2项以上。
(三)稀贵金属新材料专题
按照高端化、集聚化、国际化的目标要求,通过关键技术攻关、技术引进再创新、国内外并购等方式推动产业创新,重点突破贵金属化学品、贵金属功能材料制备关键技术,以及二次资源综合回收利用技术和成套装备制备技术,弥补产业链环节,瞄准国际先进,积极参与全球贵金属行业的技术创新,实施一批重大创新项目。
本专题设置9个项目。
1.贵金属材料高通量制备研发
研发内容:
开展贵金属材料化学物理性能、热力学和动力学、相图与微结构、电学与耐腐蚀性能表征等方面的研究,实现材料化学成分、组织结构设计,物理、力学、电学和催化性能模拟计算,以及加工工艺设计;进行贵金属材料熔炼法、化学共沉淀法、粉末冶金法、气相法、固相复合法、溅射法等高通量制备、高通量表征;开展贵金属材料的时效分析、服役行为等考核验证性应用示范,实现贵金属材料产品的优化设计、筛选和高效低成本应用。
考核指标:
建立系列贵金属材料性能专用数据库;完成系列贵金属材料性能的模拟计算;开发出系列贵金属材料的高通量制备技术和装备,制备能力≥100样品数/批次;实现系列贵金属材料性能的高通量表征,以及考核验证性应用示范;申请专利5件以上,制定标准3项以上。
2.柴油车颗粒物与氮氧化物协同净化技术研究
研发内容:
研究柴油车氮氧化物选择性催化还原(SCR)、柴油车颗粒物捕集及再生(DPF,CDPF)、催化氧化(DOC,AOC)等后处理关键催化剂和催化技术;研究低温冷启动、长耐久、全工况高效净化等技术;研究国六轻重型柴油机颗粒物和NOx协同净化技术;开展整车应用示范。
考核指标:
开发的催化剂产品和系统集成技术满足柴油车尾气排放国六标准,其中1)DOC:
HC起燃温度≤150℃,CO起燃温度≤140℃,750℃,20h老化后,起燃温度增幅<50℃;NO氧化最高转化率≥60%;2)CDPF入口温度在620±20℃时,15min内再生效率达到95%以上;CDPF催化剂降低碳烟起燃温度≤425℃;DOC+CDPF平衡点温度<350℃;3)SCR:
新鲜状态,200℃NOx转化率>80%;850℃16h水热老化后,劣化率<10%;活性温度窗口200-550℃;4)AOC:
NH3转化率>95%,N2选择性>90%。
形成10万套/年产品(DOC+CDPF+SCR)的生产能力,在1款以上发动机上实现示范性应用;申请专利2件以上。
3.超高纯大尺寸铱及其合金溅射靶制备技术研发
研发内容:
研究纯度为99.99wt%以上、微米级、球形铱粉制备关键技术;开发纯度为99.99wt%以上、微观组织结构均匀、致密度达99.5%以上的铱靶材。
考核指标:
超高纯大尺寸铱粉性纯度>99.99wt%,铱靶纯度>99.99wt%、致密度>99.5%;开发高性能铱粉制备技术、高性能铱靶成型及精密加工3项新技术;建立超高纯大尺寸铱及其合金溅射靶材的研发、生产、应用和标准规范体系,形成200片/年固态硬盘领域用铱靶材的应用示范;申请发明专利2件以上,制定标准2项。
4.贵金属滑动电接触材料系列产品研发
研发内容:
研究快速定向凝固技术、连续铸造技术等方法制备贵金属合金铸锭制备工艺;研究超细丝及超薄窄薄带材制备工艺的精确量化工艺;研究超细丝及超薄窄薄带产业化生产过程中高效热处理工艺的精密控制技术;研究电刷丝材校直工艺、高精度导电环精密加工工艺的产业化生产工艺固化;研究滑动摩擦副硬度匹配、转速、电阻率、载流、接触压力等参数对摩擦磨损性能及耐磨寿命的影响。
考核指标:
开发成功适合空间结构应用的高转速、长寿命、高稳定性的导电滑环材料,旋转寿命≥1亿转(Ф45mm直径,1转/秒);超细丝绕组材料电阻率≥120μΩ·㎝,直径为Ф0.02±0.002mm,单根丝长度≥1000米;窄薄带材的厚度尺寸精度控制在±0.001mm,宽度尺寸精度控制在±0.02mm,带材表面光滑无缺陷;建成年产20公斤贵金属超细丝窄薄带生产线;建成年产200公斤的导电滑环材料精加工中试线;申请发明专利5件以上,开发新产品3项,制定标准2项。
5.含铂族金属硅铁合金脱硅预处理关键技术研发
研发内容:
研发含铂族金属硅铁合金活性提高预处理技术;通过吹炼预处理,优化氧压、造渣剂、熔剂、预处理温度和时间等工艺参数,形成最佳预脱硅处理工艺,提高铁合金溶解活性,实现含铂族金属硅铁合金的高效富集。
考核指标:
含铂族金属硅铁合金中硅去除率大于90%;经过预处理后,铁合金中铁的溶解去除率大于90%;金属回收率:
铂≥99%,钯≥99%,铑≥99%;形成中试线;申请发明专利2件以上。
6.新一代无线通讯技术用LTCC微波介质材料开发
研发内容:
LTCC微波介质新材料核心配方设计研究;新材料组分、结构和性能间内在关联规律研究;性能连续化可调的材料设计及控制手段研究;新材料制备加工关键工艺技术研究。
考核指标:
开发出新一代超高频微波介质功能材料体系核心配方;新材料介电常数≤5,介电损耗<10-3,热导率≥2W/mK,挠曲强度>150MPa;成功掌握新材料制备加工及后处理关键工艺技术;建成LTCC微波介质新材料研发配套设备集成平台;申请专利2件以上。
7.特种功能电子浆料研发
研发内容:
研究各向异性导电材料结构、功能及信号通路的内禀关系;研究反应和传质的协同作用对材料结构和功能的调控规律;研究专属聚合物和导电填料的合成设计与功能的有机结合方法;研发加压绑定温度较低、端子和配线间绝缘性能优异的各项异性导电胶电子浆料产品及产业化制备工艺。
考核指标:
各向异性导电胶技术指标:
预干燥120℃×10min,压着温度150~230℃,压着时间5~100秒,绝缘电阻≥100兆欧,粘结力≥700克/厘米;建设年产10吨特种功能电子浆料柔性中试线;申请发明专利2件以上,制订相关标准2项以上。
8.太阳能电池用钌光敏剂制备关键技术研发
研发内容:
研究染料敏化太阳能电池用钌光敏剂的设计、合成、纯化技术;研究染料敏化太阳能电池用钌光敏剂的分析测试方法及质量标准;研究染料敏化太阳能电池用钌光敏剂的光电性能;研究染料敏化太阳能电池用钌光敏剂的批量制备技术。
考核指标:
开发出3种染料敏化太阳能电池用钌光敏剂,产品纯度大于99.0%;筛选出适合染料敏化太阳能电池用钌光敏剂,光电转换效率达10%以上;申请发明专利2件以上,制订企业标准2项以上。
9.超细片状银粉关键制备技术及应用
研发内容:
研究均匀性和分散性良好的超细片状银粉的制备技术与稳定量产工艺;研究超细片状银粉在触摸屏导电银浆中的应用性能及构效关系;研究超细片状银粉制备配套设备集成;建设超细片状银粉中试示范生产线。
考核指标:
片状银粉性能指标:
片径小于3.0μm,烧损小于0.5%,比表面积大于2.0cm2/g,振实密度3.0~4.0cm3/g;建成超细片状银粉的研发及制备配套设备集成及100吨/年产业化示范线;申请发明专利2件以上。
(四)钛及钛基新材料专题
研发多应用型和专用型高档钛白粉、高品质钛及钛合金轧材和锻材、医用钛合金材等钛材深加工制品;研发配套的钛材生产关键装置和配套工艺技术,突破一批核心关键技术,开发若干新产品。
1.高耐晒度装饰纸专用钛白粉产品研发
研发内容:
研究钛白粉浆料高分散技术;研究砂磨工艺对钛白粉团聚颗粒分散性的影响规律;研究磷酸盐包膜技术,水合氧化铝包膜技术;研究包覆致密、均匀水合氧化铝膜的工艺技术,提高钛白粉的分散性和在装饰纸应用中的留着率。
考核指标:
产品性能:
TiO2≥92%,干粉白度(R457nm)≥97,干粉亮度≥98.0,留着率≥27.0%,不透明度≥89.0%,耐晒度≥5级;建成品质高、稳定性好的高耐晒度装饰纸专用钛白粉中试线1条;申请发明专利1件以上,制定标准1项以上。
2.钛基复合材料等温锻造精密成形技术
研发内容:
研发钛基复合材料关键原辅材料;研究基于国产原材料的连续颗粒增强钛基复合材料制备工艺;研究反应剂(单质B、C)添加方式对钛基复合材料的组织结构的影响规律;研究钛基复合材料成形过程中的特点以及变形工艺参数(变形温度、摩擦、上模速度等)对变形过程中应力、应变和温度的影响规律;研究大型复杂构件开裂、失稳与不均匀变形及其关联模型。
考核指标:
获得大尺寸原位自生钛基复合材料制备工艺;形成难变形材料低应变速率“等温锻”精密成形技术配套技术;建立钛基复合材料等温锻造精密成形技术研发、生产、应用体系,并实现示范;制备的钛基复合材料定型产品的断裂强度不低于1000MPa,延伸率达到10%。
建成钛基复合材料等温锻造精密成形示范线1条,申报发明专利3件以上。
3.废钛资源综合回收再利用关键技术研发
研发内容:
研究钛在氢化、脱氢过程中组织变化,分析氢元素在钛基体中的作用规律;研究剪切速度对钛粒度分布、颗粒形貌、流动性的影响;研究钛粉粒度分布及形貌对钛添加剂密度、压制工艺的影响;研究设计钛添加剂组分、混料工艺;研究钛颗粒在铝溶液中的反应机制;研究破碎钛粉粒度分布及形貌对钛添加剂实收率的影响。
考核指标:
利用研发的回收技术处理云南省废钛资源,制备高品质钛粉原料,实现元素实收率不低于95%,钛含量>98%;建成1000吨/年钛资源综合回收再利用示范线1条;建立钛资源回收再利用效果评价体系;申请专利2件以上。
4.惰性钛阳极的研发
研发内容:
研究钛材的选择及表面处理技术;研究钛阳极表面贵金属涂覆工艺;开展钛阳极在电解锌体系中的试用研究。
考核指标:
较传统阳极槽电压降低0.3V以上,电解产率提高20%以上;惰性钛阳极涂覆一次的使用寿命1年以上;惰性钛阳极材料综合使用成本较铅基合金阳极下降30%以上;建立惰性钛阳极示范线1条;申报发明专利2件以上;制定标准1项以上。
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- 新材料 重大 专项