中國剛剛改革開放的時候流傳的一句話：中國用一億五千萬件襯衫換一架波音747。時過境遷，中國的工業(yè)水平早已今非昔比，“襯衫”換“飛機”這樣的案例基本已不適用。電信業(yè)、超級計算機、重型機械、特高壓直流輸電、高鐵、激光制造等領域，中國已跨入世界領先行列。

成績有目共睹，但差距依然存在，比方說先進材料方面。高檔材料是制造業(yè)的核心要素，對我們整個國家的制造業(yè)是非常重要的。材料行業(yè)是一個需要技術沉淀和持續(xù)創(chuàng)新的行業(yè)，發(fā)達國家的工業(yè)技術已經(jīng)沉積上百年，本文將帶領大家看下哪些材料是我們的短板、哪些材料是發(fā)達國家藏著不想賣給我們的。

01碳纖維

概述

碳纖維是指碳的重量占90%以上的纖維狀碳材料。碳纖維具有高比強度、高比模量、抗蠕變、導電、導熱等特性，強度比鋼大、密度比鋁小、比不銹鋼耐腐蝕，集優(yōu)異的電學、熱學和力學性能于一身。碳纖維一般與樹脂基體制成復合材料使用，最初被廣泛的用于航空航天，隨后也成功應用于民用航空、土木建筑、體育器材、風電及汽車領域。

碳纖維與樹脂、金屬、陶瓷等基體復合，制成的材料，就是碳纖維復合材料（CFRP）。高強型碳纖維主要用于機翼、機身等對強度有較高要求的航空航天結構部件；高模型碳纖維主要用于直升機旋翼、衛(wèi)星和導彈殼體等對于強度要求稍低，對剛度有較高要求的航空航天結構部件。

事件

日警方曾以涉嫌非法出口管制商品的罪名逮捕3名日本人。碳纖維可用于制造武器，一定強度以上的碳纖維需要獲得批準才能出口。近藤正二等3人涉嫌于2011年借道韓國，向中國出口總長數(shù)千米的碳纖維材料。這已經(jīng)不是第一次因為所謂走私碳纖維而發(fā)生被捕事件了。

主要應用

碳纖維是最重要的無機高性能纖維，這點是由其材料本性、產(chǎn)業(yè)技術復雜性、應用領域重要性和市場規(guī)模性等因素決定的，其首個市場化應用是1972年市售的碳纖維增強樹脂釣魚竿。此后，碳纖維應用快速向以航空航天器主結構材料為代表的高端化發(fā)展。碳纖維最主要的應用形式是作為樹脂材料的增強體，所形成的碳纖維增強樹脂（CFRP）具有優(yōu)異的綜合性能，其在導彈、空間平臺和運載火箭，航空器，先進艦船，軌道交通車輛，電動汽車，卡車，風電葉片，燃料電池，電力電纜，壓力容器，鈾濃縮超高速離心機，特種管筒，公共基礎設施，醫(yī)療和工業(yè)設備，體育休閑產(chǎn)品，以及時尚生活用具等多個領域，有著實際和潛在的應用。

全球企業(yè)

現(xiàn)在國際碳纖維材料市場，小絲束碳纖維技術目前被日本東麗、東邦和三菱等企業(yè)控制，市場占有率70%，大絲束碳纖維由美國卓爾泰克、德國西格里公司和日本東邦集團控制，市場占有率80%左右。中國碳纖維技術雖有突破，但差距仍然明顯。

02聚酰亞胺

概述

聚酰亞胺（PI）是綜合性能突出的有機高分子材料，被譽為“二十一世紀最有希望的工程塑料之一”。該材料的使用溫度范圍很廣，能在-200～300℃的環(huán)境下長期工作，短時間耐受400℃以上的高溫。同時，該材料還具有高絕緣強度、 耐溶、耐輻照、保溫絕熱、無毒、吸聲降噪、易安裝維護等特點。

聚酰亞胺薄膜（PI膜）是最早進入商業(yè)流通且用量最大的PI材料。2021年，全球 PI薄膜消費量1.63萬噸，預計到2030年將達到2.9萬噸，年均復合增長率達 6.5%，全球PI薄膜市場規(guī)模22.5億美元。

事件

目前只有少數(shù)國家具備生產(chǎn)聚酰亞胺泡沫材料的能力，由于應用領域的特殊性，技術和產(chǎn)品都不對中國出口。

主要應用

當前，聚酰亞胺已廣泛應用在航空航天、船舶制造、 半導體、電子工業(yè)、納米材料、柔性顯示、激光等領域。根據(jù)具體產(chǎn)品形式的不同，聚酰亞胺應用方向可以細分為PI泡沫、PI薄膜、PI纖維、PI基復合材料、PSPI等多種產(chǎn)品。其他PI產(chǎn)品應用大多局限于軍事領域，尚未形成大規(guī)模商業(yè)化應用。聚酰亞胺纖維目前售價較高，目前主要以其獨 特的低溫適用性（勝任外太空-100℃以下溫度環(huán)境）用于航空航天領域。

全球企業(yè)

全球PI技術集中在少數(shù)國家的少數(shù)公司中，技術嚴密封鎖！

PI纖維產(chǎn)品：全球供應集中于奧地利贏創(chuàng)一家，俄羅斯也有少量軍工產(chǎn)品，并不對外銷售。

PI薄膜產(chǎn)品：PI薄膜行業(yè)呈寡頭壟斷，產(chǎn)能集中于美、日、韓。生產(chǎn)高性能PI膜對設備定制、制作工藝、技術人才等方面要求苛刻，再加上發(fā)達國家行業(yè)寡頭對PI薄膜生產(chǎn)技術、生產(chǎn)工藝進行嚴格保護。目前這一領域呈現(xiàn)寡頭壟斷的競爭格局， 90%以上的市場份額掌握在美國、日本、韓國生產(chǎn)商的手中。杜邦（Dupont）、日本宇部興產(chǎn)（Ube）、鐘淵化學（Kaneka）、 日本三菱瓦斯 MGC、韓國PI尖端素材（原 SKPI）以及中國臺灣地區(qū)達邁科技（Taimide）是當前全球聚酰亞胺薄膜的主要生產(chǎn)商。

PI工程塑料：全球供應集中于沙特基礎化學公司和杜邦，高端產(chǎn)品由于應用領域的特殊性，技術和產(chǎn)品基本不對中國出口。

03鎢合金

概述

鎢合金是一類以鎢為基（含鎢量為85%~99%）， 并添加有少量Ni、Cu、Fe、Co、Mo、Cr等元素組成的合金，其密度高達16.5~ 18.75g/cm3，與黃金相當，被世人通稱為高比重合金、重合金或高密度鎢合金。鎢呈銀白色，其熔點高達3400℃，是熔點最高的金屬。鎢的導電性較好，膨脹系數(shù)也較小，常溫下比較穩(wěn)定。

事件

稀土、鉬鎢等稀有資源均涉及武器、高科技制造，中國對那些以關系國家安全為由禁止向中國出口武器、高科技的國家，禁止出口稀土、鉬鎢等稀有資源。

主要應用

在國防領域中，鎢最主要的應用是制造含鎢合金鋼。含鎢結構鋼是制造現(xiàn)代兵器的主要鋼種，用于制造火炮炮管嘚含鎢鋼可有效克服其回火脆性傾向，提高鋼的強度和淬透性，另外，鎢是航空發(fā)動機用高溫合金、火箭噴管等關鍵原料。目前研究中的電磁炮導彈軌均選擇鎢銀或鎢銅材料來制造。此外，含鎢工具材料如高速鋼、硬質合金也廣泛用于武器和航空航天設備制造與加工。相關資料顯示，在我國，鎢的軍工需求占鎢需求量的11%，而美國軍工用鎢的需求占比更是達到了20%。

在工業(yè)上，鎢主要用于硬質合金、鎢材、鎢化工和鎢鋼，被譽為“工業(yè)的牙齒”。

中國雖然鎢儲量豐富，全球絕大部分鎢供應來自中國，但是高附加值的鎢制品仍需從國外進口。

04貧鈾

概述

貧鈾（depleted uranium，DU）是鈾濃縮加工成核燃料過程中的副產(chǎn)品，其定義是鈾-235豐度低于0.711%的鈾。貧鈾是放射性重金屬，可發(fā)射α、β和γ射線。貧鈾的放射性主要由具有高線性能量轉移（ linear energy transfer，LET）能力的α，3粒子構成，其輻射強度是天然鈾的40%，一般不引起外照射損傷。貧鈾不僅具有放射毒性，更主要是具有化學（或稱重金屬）毒性。

事件

美國禁止出口資鈿寺給中國，該被禁產(chǎn)品認為“可能增強中國軍事實力”，國務部稱該條例的出臺是為了保障國家安全。

主要應用

貧鈾彈：貧鈾彈爆炸時，能產(chǎn)生6000度的高溫，化學反應，穿透力極強，性能好于鎢合金彈芯。多用來穿透坦克裝甲和高防護建筑物。

貧鈾裝甲：貧鈾在軍事裝備上用途最廣的就是裝甲車的防護裝甲。

鈾礦石儲量國內外差距

按照鈾礦石儲量的保證程度排序，擁有超過150萬噸地質儲量的澳大利亞公司必和必拓首屈一指（占世界總儲量的43%），擁有53.8萬噸鈾儲量的俄羅斯公司APM3穩(wěn)居第二C位（14%）， 居第三位的是法國AREVA公司（約14%），緊隨其后的是加拿大公司Cameco和哈薩克斯坦核工業(yè)公司。美國為世界第四大鈾資源國和第八大鈾生產(chǎn)國，盡管美國擁有豐富的鈾礦資源，但對境內鈾礦開發(fā)有著非常嚴格的規(guī)定。

05超高純鈦

概述

鈦被認為是一種稀有金屬，這是由于在自然界中其存在分散并難于提取。但其相對豐富，在所有元素中居第十位。鈦的礦石主要有鈦鐵礦及金紅石，廣布于地殼及巖石圈之中。鈦亦同時存在于幾乎所有生物、巖石、水體及土壤中。從主要礦石中萃取出鈦需要用到克羅爾法或亨特法。

主要應用領域

超高純鈦被廣泛應用于超大規(guī)模集成電路制造、高端新型鈦合金等產(chǎn)業(yè)，對航空航天、國防建設起著至關重要的作用，市場價高達100萬元/噸。

全球企業(yè)

美國霍尼韋爾、日本東邦 大阪鈦業(yè)

06馬氏體時效鋼

概述

以無碳（或微碳）馬氏體為基體的，時效時能產(chǎn)生金屬間化合物沉淀硬化的超高強度鋼。與傳統(tǒng)高強度鋼不同，它不用碳而靠金屬間化合物的彌散析出來強化。這使其具有一些獨特的性能：高強韌性，低硬化指數(shù)，良好成形性，簡單的熱處理工藝，時效時幾乎不變形，以及很好的焊接性能。

主要應用領域

一些國家在馬氏體時效鋼的生產(chǎn)、進出口方面受到國際社會的密切監(jiān)控。

1、馬氏體時效鋼用于制造鈾濃縮用氣體離心分離機，這利用了該鋼種的極高強度、良好的加工性能以及優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性等特點，很少有其它材料能勝任這一用途。

2、馬氏體時效鋼其他方面的使用也極具特色。例如，供給伊朗馬氏體時效鋼就是一個存在爭議的話題，因為伊朗在生產(chǎn)馬氏體時效鋼方面存在難度，而這對伊朗要進行大規(guī)模鈾濃縮來說是一主要阻力。

3、馬氏體時效鋼還在火箭發(fā)動機殼體，導彈殼體捆綁帶，導彈陀螺儀表內外撓性接頭，鈾濃縮用離心分離機的旋轉筒，直升飛機起落架，水翼船支柱，高壓容器，扭力轉動軸，飛機用高強度齒輪， 高強度軸承，高壓傳感器，緊固件，彈簧，以及鋁合金壓件模和擠壓模，精密模具等方面獲得廣泛的應用。

全球企業(yè)

國際鎳公司（INCO），鎢釩高速工具鋼公司（Vasco）等。

07含氟化合物

概述

氟化物指含氟的有機或無機化合物。氟可與除He、Ne和Ar外的所有元素形成二元化合物。在軍用尖端材料中，含氟材料占近一半（由于其獨特優(yōu)異的穩(wěn)定性和其它物理特性）；作為氟化工產(chǎn)業(yè)的重要產(chǎn)品，含氟新材料在空間探索、衛(wèi)星通信、信息革命、半導體材料加工、新能源電池隔膜等領域應用廣泛，是首選且不可替代的基礎材料。

主要應用領域

我國在氟化工與含氟新材料方面與歐、美、日已形成四足鼎立之勢，但與發(fā)達國家在品種、應用、研發(fā)和規(guī)模上還有巨大差距，許多國內發(fā)展急需的含氟新材料項目還有待加快開發(fā)和建設。國內含氟聚合物技術和產(chǎn)品比國外要落后十幾年，還沒有突破發(fā)達國家在1980年前的水平。國內產(chǎn)品多占據(jù)著全球含氟聚合物的低端市場。長期以來，我國的含氟新材料一直處于功能性和價值鏈的低端，高附加值的下游產(chǎn)品依賴進口，應用研發(fā)不足。

全球企業(yè)

美國AP公司、普拉塞爾技術有限公司；日本的關東電化公司、三井化學公司等。

08金屬磁性材料

概述

具有鐵磁性能的貴金屬材料。主要包括鉑鈷合金、鉑鐵合金、鉑錳合金、鉑鎳合金等。鐵鎳鉬材料在國內軍工領域應用最為廣泛。鉬被俗稱為“戰(zhàn)爭金屬”。原因很簡單：把鉬加到鋼里，鋼的強度、韌性以及耐高溫、抗腐蝕的本領都會得到很大的提高。

主要應用領域

鉬是重要的戰(zhàn)略物資，全世界大部分的鉬仍被用來制造槍炮、裝甲車、坦克等戰(zhàn)爭武器。并且隨著時代的進步，鉬還被廣泛應用于航空航天、核工業(yè)等國防軍工領域。鉬主要用于制造金屬材料和新能源開發(fā)研究領域，產(chǎn)品主要應用于航天、國防、稀土冶煉、磁性材料、電光源、電子元器件、化工設備、醫(yī)療器械、冶金機械、熔煉設備、石油等行業(yè)。在軍工上，美國磁性材料公司要占有60%以上市場；工業(yè)上韓國企業(yè)占了70%的市場。

全球企業(yè)

日立金屬；美磁公司（MAGNETICS）

09磷酸三丁酯

概述

磷酸三丁酯是一種有機化合物，是一種無色、幾乎是無臭的液體。主要用作溶劑，還常作為硝基纖維素、醋酸纖維素、氯化橡膠和聚氯乙烯的增塑劑，稀有金屬的萃取劑等，熱交換介質。由于其低的表面張力，微溶于水的物性，可作為工業(yè)用消泡劑，有效的使已形成的泡沫的膜處于不穩(wěn)定的狀態(tài)而迅速消泡。不能用于食品/化妝品。

主要應用領域

在鈾純化研究和工業(yè)中。除日本、阿根廷采用胺類萃取純化，美國的麥楚玻利斯采用干法純化外，西方各國普遍采用對高濃度鈾的TBP萃取工藝。高濃度鈾TBP溶劑萃取就是以鈾化學濃縮物為原料，通過TBP溶劑萃取純化，生產(chǎn)核電純的UO2。即首先以鈾化學濃縮物為原料，制備出高濃度鈾溶液，然后用TBP萃取，負載有機相經(jīng)洗滌后，采用稀酸反萃取，獲得高純度硝酸鈾酰溶液，再經(jīng)沉淀、碳酸銨轉型結晶、煅燒、還原等工序，最終制得核電純UO2。

10陶瓷基復合材料

概述

陶瓷基復合材料是以陶瓷為基體與各種纖維復合的一類復合材料。陶瓷基體可為氮化硅、碳化硅等高溫結構陶瓷。這些先進陶瓷具有耐高溫、高強度和剛度、相對重量較輕、抗腐蝕等優(yōu)異性能，而其致命的弱點是具有脆性，處于應力狀態(tài)時，會產(chǎn)生裂紋，甚至斷裂導致材料失效。而采用高強度、高彈性的纖維與基體復合，則是提高陶瓷韌性和可靠性的一個有效的方法。纖維能阻止裂紋的擴展，從而得到有優(yōu)良韌性的纖維增強陶瓷基復合材料。

主要應用領域

陶瓷基復合材料已用作液體火箭發(fā)動機噴管、導彈天線罩、航天飛機鼻錐、飛機剎車盤和高檔汽車剎車盤等，成為高技術新材料的一個重要分支。

全球企業(yè)

航空航天復合材料的主要全球生產(chǎn)商有：通用電氣公司（美國） ，勞斯萊斯股份有限公司（美國），西格里集團（德國），COI陶瓷（美國） ，聯(lián)合科技（美國），CeramTec（德國），三菱（美國），CoorsTek（美國），Applied Thin Films（美國） ，Ultramet （美國）等。

材料，尤其是高精尖材料，需要技術沉淀和持續(xù)創(chuàng)新才能領跑。客觀的來講，發(fā)達國家的工業(yè)技術已經(jīng)沉積上百年，不如國外很正常，需要我們材料人共同努力。哪些高精尖材料是我們國家領先的？哪些材料是國外限制出口到我國的？歡迎留言補充！讓更多的人知道，并明確差距，不斷攻關，才能迎頭趕上甚至引領全球！

審核編輯 ：李倩