8种先进材料入选《军用技术转民用推广目录(2018年度)》

近日，工信部、国防科工局联合发布了关于印发《军用技术转民用推广目录（2018年度）》的通知。该通知提到：为贯彻落实《国务院办公厅关于推动国防科技工业军民融合深度发展的意见》，围绕先进材料、智能制造、高端装备、新一代信息技术、新能源与环保、应急救援及公共安全等6个技术领域，工业和信息化部、国防科工局征集遴选出150项“军转民”技术成果，汇编形成《军用技术转民用推广目录（2018年度）》。以下简要介绍该《目录》中先进材料领域的部分优秀技术成果。

1、第三代半导体碳化硅新型功能材料及功率器件

技术简介：碳化硅功能材料具有禁带宽度大、临界击穿场强大、热导率高、饱和漂移速度高等特点。碳化硅功能材料采用国内外通用的物理气相传输（PVT）法生长，关键技术包括生长温度和温度梯度的控制技术、原材料纯化技术、化学机械抛光（CMP）技术等。碳化硅功率器件击穿电压高，损耗低，速度快，同等应用条件下，系统效率更高，体积更小。其中碳化硅SBD器件采用国际通用的MPS技术和背面减薄工艺，关键技术包括表面电场抑制技术，金属化、退火、减薄工艺等。碳化硅MOSFET量产产品采用更成熟、可靠性更高的平面栅工艺，关键工艺包括栅氧化等。

在民用领域的应用：主要有光伏、新能源汽车、高性能服务器电源等行业，其中在光伏行业，主要应用的产品为分布式光伏逆变器；在新能源汽车领域，主要应用包括充电桩、车载充电机、车载DC~DC，以及电机驱动器；在高性能服务器电源行业，主要为应用于PFC的SBD产品，可使系统效提升至超过99%，该行业是当前SiC应用最广泛的行业。 

2、新型轻量化高强度铸造铝合金材料

技术简介：新型轻量化高强度铸造铝合金材料是由航空工业兰飞在军民融合项目产业化推进过程中，充分利用军用合金技术，基于我国和国外相关高强度铸造铝合金技术，并充分利用公司航空军用铸造铝合金技术沉淀，通过合金配方研究、成分功能分析、配比调整和优化，以及生产技术的完善和固化等措施，研制出的新型轻量化高强度铸造铝合金材料。ZL270LF铸造性能和综合机械性能优于国产已公布的铸造铝合金材料，抗拉强度达到450MPa以上，且具有优良的延展性。同时，综合机械性能优于国外已公布的铸造铝合金材料。该材料的抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度均优于国内铸造铝合金材料，而抗拉强度、屈服强度、比强度也优于结构钢、灰铸铁、低牌号球铁、20#钢。 

应用范围：可广泛应用于军用航空和其他军工领域，更是新能源汽车、高铁、动车等民用行业轻量化进程中不可多得的轻量化优选材料。

3、高品质大尺寸碳化硅（SiC）单晶衬底材料

技术简介：在碳化硅单晶生长领域，技术开发单位采用物理气相传输法（PVT）生长碳化硅（SiC）单晶，利用设计平台计算机仿真软件进行温场设计，并通过实际单晶生长进行验证优化；建立低缺陷密度、低杂质控制生长模型，不断改进晶体生长的工艺参数，批量稳定生长出极低缺陷密度的高品质碳化硅（SiC）单晶。同时，技术开发单位采用多线切割技术对碳化硅（SiC）单晶进行切片，使用优化德尔物理研磨技术进行研磨，使用独特的化学机械抛光液清洗液对晶片进行精密抛光，批量稳定生产高质量碳化硅（SiC）单晶衬底。该技术采用自主研制的碳化硅单晶生长炉，攻克了单晶生长、缺陷控制、衬底加工等一系列核心关键技术，批量稳定生产高品质碳化硅半导体单晶衬底材料，产品性能达到国际先进、国内领先水平。

应用范围：广泛应用于5G通讯、航空航天、轨道交通、新能源汽车、充电桩、电源服务器、变频家电以及太阳能逆变器等领域，实现电力电子系统的高效率、小型化和轻量化。

4、艾保板---纳米孔二氧化硅气凝胶岩棉复合保温板

技术及应用：该技术采用纳米二氧化硅气凝胶材料复合的新工艺，开发出艾保板系列防火保温板。系列产品是以二氧化硅气凝胶材料与超细无机纤维棉、高强纤维线、无机复合贴面材料以及无机防水封闭材料，经过特殊复合工艺加工而成的新型复合保温材料。属于A级不燃防火材料，抗拉强度高，导热系数在0.020～0.300W/(m·K)之间，材料的研制方案主要方向是满足现有工程技术规程要求，满足目前施工规范要求。艾保板材中含有大量细长纤维形成内腹丝增强结构，提高保温板的整体稳定性和使用寿命，不粉化，不会膨胀，耐久性长，与建筑同寿命。新型气凝胶复合材料的抗拉拔强度达到110KP以上，吸水率低于0.2%。该产品可以广泛应用于建筑节能领域的传统外墙薄抹灰工艺，能够解决目前市场新国标消防设计规范所要求的A级防火材料问题。

5、铜钢复合材料制造技术

技术及应用：该技术采用可控气氛保护热复合技术，将铜、钢两种金属在高温高压下复合而成的一种新型金属材料。铜钢复合材料表层为铜，芯层为优质低碳钢，具有覆铜牢、板型好，良好的深冲和导电性能，与普通钢材相比，其耐蚀性、抗氧化性和表面质量大幅提高；与普通黄铜相比，具有性能相似、铜用量少的特点。铜钢复合材料由于质量优、性能好、成本低，可制作各种冲压拉深零件、表面覆盖件、接插件，目前已成为电子、通讯、五金、装饰、散热器等行业黄铜及锡磷青铜板带的最佳替代材料。

6、电弧法碳纳米角

技术简介：用物理电弧剥离法制备出1～3层碳纳米角、石墨烯、富勒烯、碳纳米管和纳米金属镁、3D打印等新材料。2013年研制成功第一条量产物理电弧剥离碳纳米角、石墨烯生产线。2015年通过北京市环评，实现落地批量生产。电弧法导电碳纳米角是以石墨棒为原料，在密闭的机器内通过瞬间电弧放电，形成5000度高温，石墨棒材料自动连续剥离，并附着基板上，通过加入清洁气体在反应室内反应冷却。单根碳纳米角直径为2～5 nm，一端为封闭的锥形结构，另一端开口，长度为10～20nm。碳纳米角通常以直径为80～100nm的球形聚集体存在，聚集体的形貌有dahlia, bud 和seed三种类型。

应用范围：碳纳米角的比表面积大并且具有中空结构, 在催化剂载体、药物载体、燃料电池等方面具有广阔的应用前景。目前正致力于实现碳纳米角在能量存储和催化剂载体等方面的应用。

7、人工合成云母超大晶体

技术简介：该晶体为平整透明的长方体书状单晶体，超大尺寸；可按要求分拨厚度在2mm～0.02mm范围内；可耐1100℃高温；与强酸、强碱不发生任何反应；完全光透率（纯透明）。相对于传统的天然云母，人工合成云母超大晶体的耐腐蚀性、抗长期热气热水冲刷性，以及耐高温性能、透过率更好。

应用范围：人工合成云母超大晶体可用于电绝缘、高频介质、高温真空、高温高压、强酸强碱、分子生物学研究、DNA结构分析 、中子反射试验等工作环境。可广泛应用于电力、航空航天、船舶、核、石油化工、环保等领域。

8、石墨烯新材料

技术及应用：使用直流电弧法，用氨气和氦气的混合气作为反应气氛，制得氮掺杂石墨烯。采用该石墨烯的制备方法，在低压力和小电流下即可高产率制备氮掺杂石墨烯，生产安全性高。制得的石墨烯纯度在97％以上，经透射电子显微镜表征，其层数大多在2-6之间，石墨烯片的大小在100-200纳米之间，层间距约为0.4纳米。生产的氮掺杂石墨烯在催化剂载体、锂离子电池及导电薄膜等方面具有很好的应用前景。