高性能金屬新材料（特種金屬功能材料、高端金屬結(jié)構(gòu)材料)

    一、金屬類新材料

    金屬新材料按功能和應(yīng)用領(lǐng)域可劃分為高性能金屬結(jié)構(gòu)材料和金屬功能材料。高性能金屬結(jié)構(gòu)材料指與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料相比具備更高的耐高溫性、抗腐蝕性、高延展性等特性的新型金屬材料，主要包括鈦、鎂、鋯及其合金、鉭鈮、硬質(zhì)材料等，以及高端特殊鋼、鋁新型材等。金屬功能材料指具有輔助實現(xiàn)光、電、磁或其他特殊功能的材料，包括磁性材料、金屬能源材料、催化凈化材料、信息材料、超導(dǎo)材料、功能陶瓷材料等。

    與其他材料相比，稀土具有優(yōu)異的光、電、磁、催化等物理特性，近年來在新興領(lǐng)域的應(yīng)用急速增長，其中永磁材料是稀土應(yīng)用領(lǐng)域最重要的組成部分，2009年永磁材料占稀土新材料消費總量的57%。在國家新興產(chǎn)業(yè)政策的推動下，新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電、節(jié)能家電等領(lǐng)域?qū)⒗瓌酉⊥劣来挪牧镶S鐵硼磁體的需求出現(xiàn)爆發(fā)式增長。建議重點關(guān)注釹鐵硼行業(yè)龍頭中科三環(huán)、寧波韻升，以及稀土資源類企業(yè)包鋼稀土、廈門鎢業(yè)等。

    鋼鐵材料、稀有金屬新材料、高溫合金、高性能合金是屬于金屬類工程結(jié)構(gòu)材料。

    ①、鋼鐵材料和稀有金屬新材料

    鋼鐵材料提高鋼材的質(zhì)量、性能，延長使用周期，在鋼鐵材料生產(chǎn)中，應(yīng)用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)過程的自動化和智能化程度，實現(xiàn)組織細(xì)化和精確控制，提高鋼材潔凈度和高均勻度，出現(xiàn)低溫軋制、臨界點溫度軋制、鐵素體軋制等新工藝。

    稀有金屬新材料指高強、高韌、高損傷容限鈦合金，以及熱強鈦合金、鋯合金、難熔金屬合金、鉭鎢合金、高精度鈹材等。

    ②、高溫合金和高性能合金

    高溫結(jié)構(gòu)材料主要種類包括：高溫合金、粉末合金、高溫結(jié)構(gòu)金屬間化合物，以及高熔點金屬間化合物等。

    二、高性能結(jié)構(gòu)材料

    從世界上新材料的發(fā)展趨勢看，鋼鐵材料和有色金屬材料的生產(chǎn)一直在向短流程、高效率、節(jié)能降耗、潔凈化、高性能化、多功能化的方向發(fā)展。結(jié)構(gòu)材料其主要功能是承擔(dān)負(fù)載（如火車、汽車、飛機）。汽車用鋼近年來已從一般鋼鐵發(fā)展為使用高強合金鋼、鋁合金或特殊的高強Mg基合金，高強Ti合金在高強鋼中有重要位置，不銹鋼則有取代碳鋼的趨勢。用于軍用飛機的Al合金及一般鋼材則被先進的Ti合金及高分子基復(fù)合材料所取代。進一步還需要發(fā)展碳纖維增強復(fù)合材料或Al基復(fù)合材料。

    結(jié)構(gòu)材料的主體有：

    （1）鋼鐵

    鋼鐵材料，特別是具有多相結(jié)構(gòu)和復(fù)雜成分的優(yōu)質(zhì)鋼具有重要的應(yīng)用前景和潛在優(yōu)勢，需要開展相應(yīng)的基礎(chǔ)研究。聯(lián)系微米和納米技術(shù)的納米層間結(jié)構(gòu)、織構(gòu)以及晶界和界面都可視為改善鋼鐵材料的重要途徑。

    （2）Al合金

    Al基材料及相應(yīng)的沉淀硬化效應(yīng)導(dǎo)致高強鋁合金的出現(xiàn)，相關(guān)技術(shù)工藝已發(fā)展為“沉淀科學(xué)”，它涉及“相”間晶體結(jié)構(gòu)的匹配性以及合金的穩(wěn)定性，特別是時效合金的穩(wěn)定性直接影響航空或空間應(yīng)用，因此可視為Al合金基礎(chǔ)研究中的重要問題。

    （3）Mg合金

    鎂及鎂合金廣泛應(yīng)用于冶金、汽車、摩托車、航空航天、光學(xué)儀器、計算機、電子與通訊、電動、風(fēng)動工具和醫(yī)療器械等領(lǐng)域。鎂合金是最輕的工程結(jié)構(gòu)材料，以其優(yōu)良的導(dǎo)熱性、減振性、可回收性、抗電磁干擾及優(yōu)良的屏蔽性能等特點，被譽為新型“綠色工程材料”、21世紀(jì)的“時代金屬”。

    （4）Ti合金

    Ti合金在軍用或民用航空工業(yè)的發(fā)展中有重要位置，多相納米尺度層狀微結(jié)構(gòu)問題對高強Ti基合金的特性具有重要意義，它將成為設(shè)計新Ti基合金的關(guān)鍵因素。