【复材资讯】更新至299种重点新材料碳纤维、石墨烯、碳纳米管、金刚石… 工信部重磅发布!

发表时间:2024-01-06 22:30:15 来源:节能开发案例

  12月18日,工业与信息化部网站发布重点新材料首批次应用示范指导目录(2024 年版)。

  根据征求意见稿,先进化工材料包括铝基碳化硅复合材料、高导热人工石墨膜等共计55种,还涵盖高性能纤维及复合材料33种,先进半导体材料和新型显示材料45种,新型能源材料10种,前沿新材料16种等共计299种重点新材料。

  附件:下附指导目录中先进基础材料、关键战略材料、前沿新材料等部分碳相关材料名单及对应性能要求

  抗压强度≥140 MPa,抗折强度≥60 MPa,肖氏硬度 75~95 Hs,石墨化度≥85%,摩擦系数≤0.15,开口气孔率≤2%,热失重≤5%(650℃,50 h),颗粒度≤10 μm,导热系数≥60 W/(m·K)(400℃),泊松比 0.23~0.25,热线胀系数≤5×10-6/℃,体积密度≥1.95 g/cm3。

  (1)聚晶金刚石复合片PCD:硬度≥HV4000,拱形度≤0.1 mm,厚度公差≤±0.1 mm;

  (2)聚晶PCBN刀片:硬度≥3200 HV,抗冲击韧性≥25 J,抗弯强度≥500 MPa。

  (1)减薄砂轮:硬度偏差≤8%;动平衡精度≤0.2 g;晶圆加工精度:TTV≤3 μm;

  (2)倒边轮:多槽到基准面距离公差均≤0.05 mm,槽开口夹角≤1°;槽底圆弧≤0.02 mm;工件崩口≤30 μm;

  (3)研磨液/抛光液:抛光效率≥0.8 μm/h;表面粗糙度≤0.2 nm;

  (6)超精密加工用超硬材料制品:实现(70/80~20/30)目粒度范围的金刚石,按照在金属胎体材料中空间点阵预定位设计,精准布入率达95%以上;金刚石浓度达到60%;制备的金刚石刀头(工作齿)焊接抗弯强度≥700MPa,胎体洛氏硬度达到HRB90及以上。

  纤维:T700-12K,乙烯基型上浆剂;经编织物:单、双、三轴向碳纤维织物,面密度范围 200~900 g/m2,公差±5%;增强乙烯基树脂复合材料力学性能:单轴向层间剪切强度≥50 Mpa,双轴向层间剪切强度≥35 Mpa。

  (1)车船用燃料电池氢气瓶:工作所承受的压力≥35 MPa,常规使用的寿命10~15年,质量储氢密度4.0%;

  (2)无人机用燃料电池氢气瓶:工作所承受的压力35 MPa,常规使用的寿命5年,质量储氢密度7.0%。

  最高抗拉强度≥600 kN/m,延伸率≤3%,耐温性-100~280℃。

  (1)掺杂型二代连续碳化硅纤维:单纤维直径8~10 μm,密度 2.4~2.6 g/cm3,单丝拉伸强度≥2.8 GPa,束丝拉伸强度≥2.5 GPa,拉伸弹性模量≥200 GPa,断裂伸长率≥1%,氧化量≤10%,掺金属元素含量≤1%,单丝拉伸强度≥2.5 GPa(1250℃氩气1 h),单丝拉伸强度≥2.3 GPa(1000℃空气1 h);

  (2)掺杂型三代连续碳化硅纤维:单纤维直径为8±1.0 μm,密度为 3.10±0.15 g/cm3,单丝拉伸强度≥2.8 GPa,束丝拉伸强度≥2.6 GPa,拉伸弹性模量≥360 GPa,断裂伸长率≥0.8%,SiC 晶粒尺寸≥30 nm,碳硅原子比为1.05~1.2,氧含量≤0.8%,掺杂元素≤3 wt.%,耐温性能(1500℃氩气1 h,强度保留率≥80%),抗氧化性能(1250℃空气1 h,强度保留率≥80%);

  (3)吸波型连续碳化硅纤维:拉伸强度≥2.3 GPa,杨氏模量≥200 GPa,电阻率105~10-2 Ω·cm可调。

  密度≥1.85 g/cm3;抗住压力的强度≥150 MPa;抗弯强度≥120 MPa;层间剪切强度≥12 MPa;石墨化度≥35%;氧化失重率≤5%;高能刹车(能流密度≥3000 kW/m2,面积能载≥60 MJ/m2);摩擦系数≥0.25。

  密度≤2.2 g/cm3;使用温度-50~1650℃;抗压强度≥160 MP;抗弯强度≥120 MP;摩擦系数0.25~0.45;摩擦力矩峰值比≤2;摩擦系数热衰退≤15%;摩擦力矩湿态衰退≤5%。

  (1)碳化硅单晶衬底:6英寸及以上,微管密度≤0.2/cm2,TTV10 µm,-15 µm2;半绝缘碳化硅衬底电阻率≥1010 Ω·cm。

  (2)碳化硅同质外延片:大于6英寸,外延片内浓度不均匀性:≤10%;外延片内厚度不均匀性:≤5%;外延表面缺陷密度:≤1 cm-2;外延表面粗糙度:≤0.3 nm。

  (4)6寸及以上高温扩散工序用烧结碳化硅舟:密度≥3.1 g/cm3,导热系数≥160 W/(m·K),纯度≥99.9%,抗弯强度≥370 MPa;

  (6)6寸及以上高温扩散工序用烧结碳化硅炉管:纯度≥99.96%,密度≥2.9 g/cm3,抗压强度≥350 MPa;热线胀系数≤4.5×10-6℃-1;

  (7)6寸及以上高温扩散工序用CVD碳化硅炉管:弹性模量≥350 GPa,抗弯强度≥350 MPa,纯度>6 N,导热系数≥180 W/(m·K),热膨胀系数≤4.5×10-6℃-1,密度≥3.2 g/cm3,硬度>29 GPa。

  (1)8英寸轻掺硅单晶抛光片:晶向(100),P型,硼掺杂,电阻率1~200 ohm·cm,氧含量6~15 ppma,≥90 nm的颗粒少于80颗;尺寸要求:外径200 mm±0.2 mm,厚度600~750 μm,厚度允许偏差±15 μm,总厚度变化≤4 μm;总平整度≤3 μm;局部平整度(SBIR25×25)≤0.8 μm;弯曲度≤40 μm;翘曲度≤40 μm;

  (2)8英寸重掺硅单晶抛光片:晶向(100)/(111),P 型/N 型,硼/磷/砷/锑掺杂,电阻率 0.0007~0.08O hm·cm,氧含量8~18 ppma,≥120 nm的颗粒少于200颗;尺寸要求:外径200 mm±0.2 mm,厚度600~750 μm,厚度允许偏差±15 μm,总厚度变化≤5 μm;总平整度≤4 μm;局部平整度(SBIR25×25)≤1.2 μm;弯曲度≤60 μm;翘曲度≤60 μm;

  (3)12英寸硅单晶抛光片:外径 300 mm±0.2 mm,厚度允许偏差±25 μm,总厚度变化≤3 μm,翘曲度≤50 μm,局部平整度(SFQR25×25)≤0.1 μm。

  (4)12 英寸硅单晶外延片:产品类型 N/N,掺杂元素磷;外延电阻率>80O hm·cm;电阻率梯度≤7%;外延层厚度>80 μm;厚度偏差≤3.5%;BOW≤45 μm;Warp≤60 μm。

  (1)石墨烯散热材料:xy 轴热传导系数≥1950 W/(m·K),z 轴热传导系数≥22 W/(m·K),幅射系数≥92%,膜厚25~500 μm;

  (2)石墨烯散热涂层:附着力0级,热辐射率≥95%,平面热导系数≥100 W/(m·K),耐中性盐雾性能≥5000 h,耐温≥200℃,硬度≥2 H。

  涂布法制备石墨烯电热膜:PET、云母或PI封装,工作电压 110~220 V,功率密度 160~260 W/m2,表面工作时候的温度45~100℃,常规使用的寿命≥30000小时,电热转化效率≥98%,电热辐射转化效率≥70%,可有效发射 4~14 μm 波长远红外线,温度不均匀性10%。

  (1)照明/通讯用石墨烯高导热复合材料:热导率>20 W/(m·K),拉伸强度>29 MPa,弯曲强度>45 MPa,悬臂梁无缺口冲击强度>3.0 Kj/m2,阻燃达到V0级别,密度1.6 g/cm3,热辐射率≥0.8,耐候,耐腐蚀等。

  (2)石墨烯高导热复合管材:密度200℃,爆破压力>5 MPa,长期使用压力>1 MPa,热辐射率>0.8,耐酸碱等腐蚀介质。

  (2)石墨烯抗磨液压油:FZG台架测试不低于9级;摩擦系数0.11;氧化安定性≥3000 h。

  额定功率 10~120 W/m;耐温≥200℃;介质最高维持温度 150℃;外观尺寸:厚度 0.6~5.0 mm;幅宽80~500 mm;单电源最大使用长度 6~300 m;绝缘电阻≤50 MQ。

  (1)单壁碳纳米管导电浆:浆料固含量≥0.8%,浆料体积电阻率:≤12 mΩ·cm;浆料粘度≤6000 mPa·s;

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