(一)光電子材料及器件技術主題 1.人工晶體和全固態激光器
在國際上首次制備了新型深紫外非線性光學晶體材料和全固態激光器,并應用該光源研制成功了超高分辨率光電子譜儀,其分辨率比普通光源光譜儀提高5倍;成功開發出了國際上最大功率的紅、綠、蘭全固態激光器,在此基礎上完成了全固態激光全色顯示和60吋激光家庭影院原理性演示,獲得了色彩艷麗的DVD動態圖像;采用創新的微結構非線性光學材料,首次用單塊微結構晶體材料研制出總輸出功率500mW紅、綠、藍合成白光激光器,在國際上受到高度重視;進一步鞏固了我國人工晶體和全固態激光器領域的國際領先地位。
2.半導體照明材料與器件
攻克了一系列半導體照明光源產業化所需關鍵技術,GaN外延片、白光LED器件、藍光激光器以及GaN基礎材料與裝備方面取得了顯著進展,氮化物藍光LED產業化關鍵技術、大功率、高效率LED芯片、白光LED封裝技術和熒光粉技術等成果實現了轉化和產業化,在上海、北京、廈門等地吸引了數億元的社會資金,創建了上海藍光科技有限公司、北京睿源固態照明科技有限公司、北京光泉科技有限公司等一批高新技術企業,初步形成了半導體白光照明產業的產業鏈,正在培育一個新興的半導體照明產業。
3.密集波分復用系統用關鍵光電子器件
全面掌握了大尺寸光纖預制棒制作工藝技術,研制了G.655的三個系列的通信光纖產品,建立了完整生產線并投入批量生產;成功開發出達到國際先進水平的40通道陣列波導光柵(AWG)復用/解復用器芯片和平面光波導器件自動化耦合封裝系統,建成國內第一條完整的平面集成光波導器件工藝線;分布式喇曼光纖放大器和色散補償光纖在國內實際干線工程中得到成功推廣和應用;10Gb/s速率的直接調制多量子阱DFB激光器、PIN-TIA 芯片和組件以及系列光電模塊相繼研制成功,已經開始批量生產和推廣應用;在國內首次實現了InP基2.5Gbit/s 速率1.55μm波長單片OEIC光接收機。
4.光纖光柵傳感技術
攻克了傳感光纖光柵、光纖光柵溫度和應變傳感器、光纖光柵系列解調器等關鍵器件規模化生產成套技術與裝備,為我國大型工程(包括大壩、橋梁、隧道、建筑等)和石化、電力、軍工等行業領域提供了新一代的安全監測技術。現在國內近十個行業上百項工程中得到應用,如光纖光柵大應變和滲漏監測系統已在湖北水布埡電站大壩(世界最高的面板壩)中應用;光纖光柵長期安全監測系統已在三峽“白鶴梁”水下博物館國家重點工程和十多座大型橋梁中得到應用;光纖光柵火災探測系統已在國內十多個大型石化企業和電力部門得到推廣應用。該成果2004年獲國家科技進步二等獎。
5.新一代高性能片式元件材料
解決了賤金屬內電極關鍵材料和薄層化技術問題,開發了一系列擁有自主知識產權的片式電感類產品,總體達到國際先進水平,部分處于國際領先地位。形成十余條示范生產線,新增產能200億只,總規模達500億只/年,50%元件出口,大大提升了國際競爭力,七大轉化基地年產值達到5億元以上,到“十五”末逾10億。
(二)特種功能材料技術 6.稀土永磁功能材料
突破了高檔釹鐵硼磁體的制造技術和表面處理技術,開發出具有國際先進水平的稀土永磁材料系列最大磁能積達到N52并實現產業化,產能國際領先;高檔燒結釹鐵硼磁體N50系列實現產業化,項目實施新建或改建八條生產線,新增產能5500噸、產值約11億元;
原創性的1:12型釹鐵氮新材料體系建成100噸示范線;自主開發了適合國情的工藝和技術裝備,僅稀土微特電機替代進口達近百億元。 “十五”計劃的實施使我國稀土永磁材料的產能占世界的比例由立項初期45%上升到70%,產值由20%升至40%,已成為全球最大的稀土永磁材料產業基地。
7.全氟離子交換膜材料
突破了全氟磺酸合成樹脂核心技術,建立了年產50噸樹脂實驗裝置,質量達到國際先進水平,成本大幅降低;年產5萬平方米全氟磺酸燃料電池離子膜連續生產線正在試車;突破了全氟羧酸單體制備核心技術和氯堿電解槽復合離子膜增強網絲核心制備技術,完成了全氟羧酸樹脂聚合技術和氯堿電解槽離子膜復合技術。
8.新能源材料
開發了低鈷含量的新型鋰離子電池正極材料鈷鎳錳酸鋰,成本僅為鈷酸鋰的50%,性能達到世界領先水平;突破外國專利限制,使正極材料錳酸鋰的可逆容量達到107mAh/g;在國際上首次提出采用元宵結構的納米復合負極材料,實現了高容量、長壽命和高效率,而且原材料和制造成本低。建成了鈷鎳錳酸鋰和錳酸鋰中試線和生產線,為我國高性能低成本鋰離子電池產業的發展奠定了基礎。
開發了核反應堆用碳化硼芯塊,碳化硼控制材料和屏蔽材料實現國產化,產品已在國家3個核反應堆工程中獲得成功應用。為高溫氣冷堆提供了控制棒碳化硼芯塊,該反應堆已并網發電一年有余,運行狀況良好;為試驗快堆提供的數萬塊碳化硼芯塊已運抵安裝現場,各項指標已通過有關部門的驗收,為模擬試驗堆提供了試驗用碳化硼芯塊。
(三)高性能結構材料技術 9.超級鋼鐵材料
采用高新技術提高了傳統鋼鐵產品質量、促進了鋼材品種的更新換代,提升了我國鋼鐵產業的整體技術水平。采用成分設計和工藝優化得到細晶組織,將200MPa級普碳鋼提高到400-500MPa碳素結構鋼,實現性能翻一番,批量工業生產獲得成功,2004-2005年6月累計生產超級鋼超過200萬噸,產值超過60億元。
10.浮法在線鍍膜玻璃
成功解決了納米復合功能薄膜的浮法在線制備技術,并依此技術成功地開發了無光污染節能鍍膜玻璃、彩色陽光控制鍍膜玻璃和低輻射節能鍍膜玻璃等一系列新型節能鍍膜玻璃。該技術的成功實施打破了國際上玻璃強國對我國浮法在線鍍膜玻璃技術的封鎖和產品的壟斷,提高了我國玻璃在國際市場上的競爭力,促進了玻璃工業的結構調整和技術升級。
11.高性能鎂合金
立足于我國豐富的鎂資源和稀土資源,突破了鎂合金的產業化技術,開發了適合于我國國情的高性能汽車用鎂合金,主要產品有汽車動力和傳動系統等關鍵零部件所需抗高溫蠕變和耐腐蝕的新型耐熱鎂合金,形成了1000噸鎂稀土中間合金及3000噸/年耐高溫鎂合金生產能力;形成年產鎂合金擠壓型材1000噸的生產能力,成功試制出十幾種管材和異形材;中壓精密成型的桑塔納2000型鎂合金輪轂,通過了日本VIA輪轂標準臺架檢測。
12.高性能陶瓷部件
解決了耐高溫、高強、耐磨損、耐腐蝕陶瓷部件的關鍵制備技術,在鋼鐵工業、精密機械、煤炭、電力和環境保護等領域得到應用。研發出具有優異耐沖蝕磨損性能的煤礦重質選煤機用旋流器陶瓷內襯、潛水渣漿泵用耐磨陶瓷內襯已在黃河治理中得到批量應用;研制的碳化硅泡沫陶瓷過濾器可替代PSZ過濾器用于不銹鋼鋼水的過濾,在貴州新材料礦業有限公司建立了年產2000萬片碳化硅泡沫陶瓷的生產線,形成了規模經濟效益。
13.特種工程塑料
解決了一系列規模化生產技術,建成了500t/a含雜萘聯苯結構系列高性能樹脂的生產裝置,順利實現一次試車成功,累計銷售收入達到1億元。聚酰亞胺雙向拉伸膜質量達到國際先進水平,形成規模生產并得到了發改委產業化示范工程支持;聚醚醚酮類形成了規模產業,2005年世界五百強企業、世界化學工業領先制造商之一的德國德固賽(Degussa)公司就長春吉大高新材料有限責任公司股權轉讓3億元正式簽字,這是中德兩國總理簽署的政府科技合作協議中唯一的一項德國企業購買中國高技術項目。
14.高速軌道交通用新材料
開發高速軌道交通用新材料,大幅度提高復合彈性結構材料與制品的承載性能、減振降噪效能和使用壽命,所研發的高性能彈性材料耐疲勞次數超過美國同樣產品兩倍以上,空氣彈簧中耐老化性能超過國外同類產品技術指標10倍以上,產品現已在株洲電力機車廠高速機車“奧運之星”上進行裝車試用;工程塑料擋板、橡膠枕墊等產品已在青藏鐵路、廣州地鐵、伊朗地鐵等工程中得到規模應用并產生良好的經濟效益,所制備的新材料高技術產品的市場銷售額超過1億元。規模生產的高性能彈簧鋼的耐疲勞次數已超過500萬次,年銷量2萬噸,應用于高速軌道交通并已規模出口,高性能彈簧鋼直接產值達到了1.2億元。
15.低成本高性能復合材料方面
開發出一系列低成本高性能復合材料,車用樹脂基復合材料已用于制造飛龍重卡散熱器面罩、黃河王子商用車面罩、STYER重卡高頂、豪沃導風罩等部件,形成年產1萬件重卡部件規模生產能力并實現了三種產品的大批量供貨。建筑碳纖維復合材料增強材料用于在江蘇建設成的我國第一個CFRP拉索斜拉橋、西藏高寒地區橋梁加固修復等基本建設領域;油田用碳纖維抽油桿已完成了20口油井的現場應用試驗,連續正常使用超過了20個月,最大下井深度為2800米,實際應用中節能35-50%、降低1-2個抽油機型號,提高采油系統的效率;
(四)超大規模集成電路配套材料技術專項 16.超大規模集成電路配套材料
攻克了直徑12英寸硅單晶拋光片成套制備、大直徑SOI材料制備、大直徑SiGe/Si外延材料制備、直徑6英寸半絕緣砷化鎵單晶制備、先進封裝COF配套材料、超凈高純化學試劑制備、ULSI電路封裝用聚酰亞胺和液體環氧底填料制備等一系列關鍵技術,;一批配套材料實現了產業化,月產10000片12英寸硅拋光片中試生產線的建設工作正在按計劃進行, 4-6英寸SOI圓片年生產規模已達30000片, 5-6英寸SiGe/Si外延材料達到月產100片能力,一條年產5000片6英寸半絕緣砷化鎵單晶拋光片生產線初步建成。通過“十五”863計劃的實施,初步形成了我國集成電路配套材料體系雛形,改變了我國高端集成電路配套材料長期依賴進口和受制于人的被動局面,支撐了我國超大規模集成電路產業的發展。
(五)納米材料技術專項 17. 納米材料技術
納電子材料與器件、納米生物醫學、納米能新源領域取得了一系列創新型成果,在國際上首次設計并制備出具有新型結構的納米復合負極材料,可使負極材料同時具備高容量(600mAh/g)、高壽命、低成本(30RMB/kg)的特性,綜合性能指標已超國際先進水平;固態納米染料太陽能電池的轉化效率已達到5.48%,為世界最高水平;超高密度存儲密度達到104Gbits/cm2,是傳統存儲密度的105倍;毒品快速檢測儀檢測毒品海洛因的靈敏度達到0.5μg/L,比傳統的化學傳感器要提高二個數量級;基于納米晶生物探針的免疫層析檢測技術為重大傳染性疾病乙肝、艾滋病等的臨床快速檢驗提供一種安全、可靠、低成本的方法。
在醫療檢測方面,利用納米技術,研制成功了基于納米晶生物探針的免疫層析檢測技術,在保證免疫層析檢測準確性的同時,靈敏度比酶聯免疫檢測法提高1000倍,檢測時間為10分鐘,并實現檢測的定量化。目前已經建成年產800萬條免疫試紙的包裝生產線,該技術滿足了關系我國國計民生的重大傳染性疾病如乙肝、艾滋病迫切需求的免疫檢測產品,將對我國乙肝、艾滋病的檢測、治療、預防等方面產生巨大的社會效益。開發的血糖檢測儀使用方便,成本低,可以同時對糖尿病患者和訓練中運動員的血糖、乳酸水平進行檢測;磁性納米材料經改性后用于肝癌的溫熱治療,對動物的有效率達到60%。
在納米涂料方面,開發了納米化聚丙烯酸高性能水性木器涂料,消除了油性涂料中有毒有機溶劑對環境污染,而且基本達到油性木器涂料的性能,解決木器涂料水性化這一世界難題。目前完成2000噸/年中試線建設,產業化以后,將產生巨大的經濟效益。可批量生產的高效納米TiO2光催化劑,光催化活性為P-25的5倍。制造的處理污水樣機能有效去除水中有毒有機污染物,光催化劑可再生,日處理污水量10噸/天,TOC去除率大于85%。
(六)高清晰度平板顯示技術專項 18.高清晰度平板顯示技術
成功研制出具有自主知識產權的34英寸的蔭罩式等離子體(SM-PDP)顯示技術,在技術路線上有重大創新和突破,與國際上目前流行的“障壁式結構等離子體平板顯示”技術相比,SM-PDP技術具有成本低、高清晰、全彩色等特點,該技術為我國在發展低成本PDP的國際競爭中提供了一個趕超的機會。
開展了PDP、OLED和FED顯示終端的關鍵技術研究和產業化,對打破國外的技術壟斷、節匯創匯、充分發揮和利用我國現有顯示器行業的優勢和潛力,帶動相關的原材料、機械、化學等基礎工業企業的發展,建立我國自主的高清晰度電視體系和數字電子產品產業,增強我國顯示器件產業在全球的競爭力。
(七)超導技術專項
19. 超導技術
突破了高溫超導帶材產業化的關鍵技術,建成了年產能力300公里的鉍系線材生產線,產品性能達到國際先進水平,并擁有多項自主核心技術,突破了發達國家的技術壟斷,為我國超導應用技術發展提供了材料基礎。目前國產超導線材已用于超導輸電電纜、艦船用電機、機車用變壓器等項目中,產品并已銷往韓、美、歐等國。利用高溫超導帶材,完成的三相交流33.5米35kV/2kA高溫超導電纜系統,在云南昆明普吉變電站正式掛網運行成功,目前已穩定運行1年,這是繼丹麥和美國之后的全球第三組并網運行的超導電纜系統,綜合性能優于前兩組。開發完成了適合我國移動通信系統的超導濾波器子系統,在中國聯通唐山分公司的的CDMA移動通信基站上的得到成功應用,實測通話距離是常規的1.7倍,系統已連續穩定運行超過1年,各項關鍵技術指標達到國際先進水平。我國成為繼美國之后、第二個擁有此類實用核心技術的國家。
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