贵金属功能材料发展现状及趋势
金属材料技术的发展现状与未来趋势分析

金属材料技术的发展现状与未来趋势分析金属材料一直以来在工业领域中扮演着重要的角色,其广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等各个领域。
随着科技的不断进步,金属材料技术也在不断发展和演进,以满足新时代对材料性能的要求。
目前,金属材料技术的发展可分为两个方向:提高金属材料性能和创新金属材料用途。
第一方面,提高金属材料性能是金属材料技术发展的重要方向之一。
在材料科学领域,科研人员通过调控金属的组成、结构和加工工艺,不断改善金属的力学性能、导电性能、耐腐蚀性能等,使其适应更加复杂和苛刻的工况。
例如,通过合金化,可制备出高强度、高韧性的金属材料,以满足航空航天行业对材料强度和轻量化的需求;通过纳米结构调控,可以提高材料的导电性能,应用于电子设备领域。
第二方面,创新金属材料用途是金属材料技术发展的另一个方向。
近年来,随着科技的进步和社会的发展,人们对金属材料提出了越来越多的要求。
传统金属材料已经不能满足人们对多功能性、高性能材料的需求,因此科研人员开始探索金属材料的新用途。
例如,利用金属材料的优良导热性能,可以制备热管理材料用于电子器件散热;利用金属材料的光学、磁性等特性,可以制备出用于激光加工、磁共振成像等领域的高性能材料。
未来,金属材料技术的发展将呈现以下几个趋势:首先,多功能性将成为金属材料技术的重要方向。
人们对材料的要求越来越高,希望一个材料可以同时具备多种性能。
因此,未来金属材料的研发将注重提高材料的多功能性,使其能够同时满足不同领域的需求。
其次,绿色环保将成为金属材料技术的重要发展方向。
随着环境污染和资源短缺的日益严重,人们对材料的环境友好性提出了更高要求。
未来金属材料技术将致力于研发可再生、可回收的金属材料,以减少资源浪费和环境污染。
第三,数字化技术将与金属材料技术相结合。
数字化技术的快速发展为金属材料的设计和制造提供了新的思路和方法。
未来,金属材料技术将与人工智能、大数据等数字化技术相结合,实现材料的高效设计和智能制造。
金属材料行业的发展现状与未来趋势分析

金属材料行业的发展现状与未来趋势分析引言:金属材料作为现代工业的重要基础,广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑和电子等领域。
随着科技的不断进步和经济的快速发展,金属材料行业也面临着新的挑战和机遇。
本文将对金属材料行业的现状进行分析,并展望其未来的发展趋势。
一、金属材料行业的现状分析1.1 市场需求的扩大随着全球化时代的来临,国际市场对金属材料的需求不断增加。
特别是在新兴工业国家的快速崛起和城市化进程加快的背景下,对基础建设和工业制造的需求日益增长。
而金属材料作为现代产业体系的重要组成部分,将持续受益于市场的扩大。
1.2 技术创新的推动随着科技的不断进步,金属材料行业也在不断进行技术创新。
新材料的研发和应用将推动金属材料行业的升级和发展。
例如,先进的合金材料、高强度钢和高温合金等的出现,使得金属材料在航空航天和汽车工业中得到广泛应用,大大提高了产品的性能和质量。
1.3 环保与可持续发展环保和可持续发展已经成为全球社会关注的焦点,金属材料行业同样也不能忽视这一趋势。
减少能源消耗、降低碳排放、提高材料回收利用率等都成为行业发展的重要方向。
因此,在金属材料行业中,绿色生产和循环经济模式将逐渐兴起,并推动这一行业走向更加可持续的发展道路。
二、金属材料行业的未来趋势展望2.1 智能制造的兴起随着物联网、人工智能和大数据的快速发展,智能制造的理念将逐渐渗透到金属材料行业中。
智能制造不仅可以提高生产效率和产品质量,更可以实现生产过程的可视化和自动化,从而提高企业的竞争力。
金属材料行业将会通过智能制造的转型与升级,迎接未来的发展挑战。
2.2 绿色制造的持续推进绿色制造将成为金属材料行业的重要发展方向。
通过提高生产过程中的资源利用和能源效率,减少对环境的污染和压力,实现经济效益与环境效益的双赢。
与此同时,金属材料行业还需要加强循环经济和废弃物处理,推动可再生材料的研发和应用,实现金属材料行业的可持续发展。
2.3 多元化发展的趋势金属材料的多元化发展也将成为未来的趋势。
2023年贵金属化合物行业市场分析现状

2023年贵金属化合物行业市场分析现状贵金属化合物行业是指以贵金属为原料制成的化合物。
贵金属主要包括金、银、铑、铂和钯等。
这些贵金属在很多领域都有广泛的应用,如珠宝制造、电子器件、催化剂等。
贵金属化合物行业是一个相对小众但具有很高市场价值和潜力的行业。
首先,贵金属化合物行业市场具有很高的市场价值。
贵金属化合物在许多高端行业中具有重要地位,例如珠宝和首饰制造业。
随着人们对高品质、高品位首饰的需求不断增加,贵金属化合物的市场需求也在增加。
此外,贵金属化合物还广泛应用于电子器件制造、催化剂等行业,这些行业的市场规模也相对较大。
其次,贵金属化合物行业市场存在较高的进入壁垒。
贵金属的采掘和提炼过程需要高昂的成本和技术要求,而且受到环境保护等因素的限制,使得贵金属化合物的生产不容易被其他企业复制。
另外,贵金属化合物的生产和销售也需要一定的许可证和认证,这些都增加了企业的进入壁垒。
再次,贵金属化合物行业市场发展较为稳定。
贵金属化合物在许多行业中有稳定的需求,尤其是在汽车制造、电子器件和催化剂等领域。
此外,贵金属化合物还有一定的投资价值,因为其供应量有限,价格相对较高,被投资者作为一种避险资产来购买。
这些因素使得贵金属化合物的市场需求相对稳定。
最后,贵金属化合物行业市场受到全球市场的影响。
贵金属的价格受到全球供需关系、金融市场走势和地缘政治等因素的影响。
例如,全球经济低迷和地缘政治紧张局势往往会导致投资者对贵金属的需求增加,推高价格。
因此,贵金属化合物行业需要密切关注全球市场的动态,及时调整供应和销售策略。
综上所述,贵金属化合物行业市场具有很高的市场价值和潜力,并且存在较高的进入壁垒。
市场发展较为稳定,但也受到全球市场的影响。
贵金属化合物行业需要与市场需求相结合,关注全球市场动态,提高产品质量和技术水平,不断推动行业的创新和发展。
2023年金属材料行业市场发展现状

2023年金属材料行业市场发展现状
随着全球经济的快速发展和工业化进程的加速,金属材料行业的市场发展迅速,成为全球最具活力和竞争力的行业之一。
目前,全球金属材料行业的市场规模已经达到数万亿美元,而且还在不断扩大。
市场格局
金属材料行业市场格局的主要特点是竞争激烈,市场份额分散,主要品种价格波动大。
全球金属材料行业竞争呈现多边角逐的趋势,主要有美国、日本、德国、中国和韩国等国家在全球市场中占据主要份额。
发展趋势
1.技术变革:随着科技的不断进步,先进的材料制备技术被广泛应用于金属材料行业,这为金属材料市场带来了更多的机遇。
2.生产规模的扩大:随着全球市场竞争的加剧,金属材料制造商开始扩大生产规模,
以减少成本和提高效率,这种趋势在亚洲地区特别明显。
3.市场需求转变:随着全球经济的快速发展,市场对高性能、轻量化的金属材料的需
求越来越大,同时对于环保、可持续发展的要求也在不断提高。
4.拓展新市场:金属材料行业正积极拓展新的市场领域,如航空、航天、医疗、新能
源等领域,这些市场将为金属材料行业带来更多的机遇和挑战。
金属材料行业作为战略性产业,在全球化和信息化的背景下,面临着前所未有的机遇和挑战。
未来,金属材料行业将继续朝着高性能、轻量化、绿色环保和可持续发展的
方向,加速创新和技术升级,加强产业链整合,扩大国际市场影响力,实现更高质量和更可持续的发展。
金属材料发展现状及展望

金属材料发展现状及展望随着科技不断的发展,金属材料也在不断地壮大和成熟。
金属材料一直是传统材料行业的重要组成部分,广泛应用于工业、建筑、交通、航空航天等领域。
随着工业化和城市化的快速发展,金属材料行业也在不断壮大,市场需求不断增加。
以下是对金属材料发展现状及展望的分析。
一、现状1、产品品质不断提高随着科技的发展,金属材料的技术不断提高。
现代金属材料的品质和性能均比过去大大提高,使用寿命也更长,不仅能够满足传统需求,而且能够适应新型产品的需求。
2、产品的应用范围不断扩大金属材料的应用范围不断扩大,食品、医疗、环境等领域逐步成为新的应用领域。
目前,金属材料已经应用于铁路、桥梁、汽车、飞机等各领域,不断为经济社会发展作出贡献。
3、工艺技术水平不断提高由于需求的存在,金属材料行业的技术不断提升。
工艺技术的提高和自动化程度的提高,提高了产品的安全性和质量,增强了行业的竞争力。
4、市场规模不断扩大由于市场需求的不断增加,金属材料行业的市场规模也不断扩大。
据预测,未来5年,金属材料全球市场规模将达到1500万吨以上。
二、展望1、技术的升级换代将带来新的发展机遇现代工程技术的快速发展,为新型材料的研究和开发提供了更多的机会。
未来,随着钢铁、有色等金属材料技术的升级换代,将会带来更多新的发展机遇,产品的应用范围和市场需求也将越来越广泛。
2、环保将成为重点环保已成为全球发展的重点问题。
未来,金属材料行业也将从环保的角度出发,不断改进生产工艺,提高材料使用效率,减少二氧化碳的排放。
同时,还会推广使用环保型的新型金属材料,满足环保需求。
3、智能制造将加速升级智能制造将是未来金属材料行业的重要趋势。
自动化技术和智能控制设备的引入,将加速行业的自动化升级和智能化改造,提高生产效率和品质水平。
未来,智能制造还将越来越深入到金属材料的生命周期管理中,进一步提升行业的发展水平和竞争力。
4、产业升级和国际化发展将成为行业发展重点金属材料行业将继续加强国际化发展,更好地满足市场需求。
调研文章参考:关于贵金属产业发展情况的调研报告

关于贵金属产业发展情况的调研报告为贯彻落实省委、省政府重塑有色金属新优势的决策部署和市第六次党代会提出打造““稀贵金属之都””的工作部署。
结合我县坚持“大抓产业、主抓工业”的发展思路,紧扣打造百亿级有色稀贵金属产业目标,加快推动有色稀贵金属产业向高端化、绿色化、智能化转型发展,主动服务全市“一极两区”建设,全力打造我县“一区两城”。
县委党校调研组深入部门、乡镇、企业等进行调研,采取会议座谈、个别交谈、听取汇报、实地考察、查看资料等方式,深入了解我县有色稀贵金属产业发展情况,通过深入思考、研讨,形成以下调研报告。
一、发展的基本现状(一)矿产资源比较丰富。
我县境内矿产资源比较丰富,有铜、铁、钨、瓷土、黏土、石灰石、大理石等24种矿产资源,其中铜、钨、陶瓷土等9种曾列入《省矿产资源储量简表》,曾是中国八大铜矿之一。
目前,我县境内探明的有色稀贵金属矿产剩余量为:铜矿约**万吨、钨矿约*万吨、铅矿约*万吨、锌矿约*万吨、钴矿约***吨。
丰富的矿产资源为我县奠定了有色金属产业优越的发展基础,为我县拓展有色稀贵金属新材料产业发展空间提供了支撑。
(二)产业集群正在形成。
我县现有有色稀贵金属产业企业17户(规上企业9户),其中稀贵金属行业企业2户,分别为资源有限公司和工业催化剂有限公司;有色金属行业企业15户,分别为铜矿采选企业1户,钨矿采选企业1户,粗铜冶炼企业1户,铝及铝合金型材、制品企业5户,氧化锌生产企业2户,铜冶炼渣资源回收利用企业3户、电线电缆2户。
铜业有限公司已发展成为国内铜冶炼标杆企业,资源公司已发展成为国内领先、世界一流的行业企业,重恒铝业、乾园铝模等一批企业相继落地投产、发展势头强劲,形成了铜矿采选、钨矿采选、粗铜冶炼、铝及铝合金加工、氧化锌生产、铜冶炼渣资源回收利用的有色稀贵金属产业齐头并进的发展格局。
(三)质量效益持续向好。
一是产能逐年增长。
2023年,粗铜产量**吨,同比增长5.30%,稀贵金属铂族金属产品产量*吨,同比增长5.90%;铝单板*万平方米、铝合金模板*万平方米、氧化锌*吨。
2024年金属功能材料市场发展现状

2024年金属功能材料市场发展现状引言金属功能材料是一种具有特殊功能的金属材料,广泛应用于各个领域。
随着科技的进步和工业的发展,金属功能材料市场呈现出迅猛发展的趋势。
本文将对金属功能材料市场的发展现状进行分析和总结,以期了解其潜力和前景。
1. 金属功能材料市场概述金属功能材料市场是一个庞大且多元的市场,各种金属功能材料的应用领域涉及钢铁、汽车、航天航空、电子、建筑等诸多产业。
随着市场对高性能、高可靠性、环境友好的新型金属材料需求增加,金属功能材料市场得以快速扩大。
2. 金属功能材料市场的主要发展方向2.1 新型金属功能材料新型金属功能材料是金属材料领域的重要研究方向。
通过改变金属材料的结构、制备方法以及添加特定元素,使金属材料具备一定的物理、化学、磁性等特性,以满足不同需求。
例如,特种钢在汽车和机械制造中的应用不断增加。
2.2 绿色环保金属功能材料随着环境问题的日益严重,绿色环保金属功能材料的需求也在不断增加。
绿色环保金属功能材料具有低能耗、低污染、可再生等特点,受到各个行业的关注和重视。
例如,可降解金属材料在医疗领域中的应用逐渐增多。
2.3 智能金属功能材料随着智能科技的飞速发展,智能金属功能材料成为市场的热点。
智能金属功能材料能够根据外界的温度、压力、湿度等条件做出相应的响应和变化,具有很大的应用潜力。
例如,形状记忆合金在航空航天和电子领域有广泛的应用。
3. 金属功能材料市场的现状和前景金属功能材料市场目前呈现出快速增长的趋势。
随着科技的不断进步和工业的发展,金属功能材料的研究和应用将迎来更多的机遇和挑战。
从全球范围来看,金属功能材料市场将继续保持稳定增长,预计在未来几年内将迎来更大的发展。
结论金属功能材料市场的发展现状显示出其巨大的潜力和前景。
随着新型金属功能材料、绿色环保金属功能材料和智能金属功能材料的不断涌现,金属功能材料市场将迎来更多的机遇和挑战。
在全球范围内,金属功能材料市场将继续保持稳定增长,为各个行业的发展提供更多的可能性。
金属材料科技的发展现状与未来趋势分析

金属材料科技的发展现状与未来趋势分析近年来,金属材料科技领域取得了快速发展,对各行各业的发展起到了至关重要的作用。
金属材料的应用广泛,从建筑、航空、汽车制造到新能源领域,无不离不开金属材料的运用。
本文将从金属材料科技的发展现状以及未来趋势两个方面进行论述和分析。
首先,金属材料科技目前的发展现状值得关注。
随着科技的不断进步,金属材料的性能也在不断提升。
传统的金属材料具有强度高、导电性好等特点,但也存在一些缺陷,如质量较重、易生锈等。
然而,通过改良和创新,科学家们开发出了一系列优质的新型金属材料。
例如,超高强度钢材、镁合金以及钛合金等,具有质量轻、强度高、耐腐蚀等特点,被广泛应用于汽车制造和航空领域。
此外,以电子信息技术为核心的金属材料科技也得到了飞速发展。
从传统的电子元器件材料到新型的导电纳米材料,科技的进步不仅扩大了金属材料的应用范围,同时也提高了其性能和稳定性。
其次,未来金属材料科技的发展趋势也备受瞩目。
一方面,随着全球对环境保护的关注度提高,绿色环保的新型金属材料将成为科技发展的重点。
例如,一次性可降解金属材料的研发,不仅可以降低对环境的污染,还能减少可回收材料的使用。
另一方面,人类对材料性能的要求也在不断提高,金属材料的创新将朝着更高端和多功能方向发展。
例如,具有自愈合功能的金属材料能在受到破坏后自动修复,为各行各业的应用提供更大的便利。
此外,利用纳米技术等前沿技术,在金属材料的基础上实现多层次结构的设计,能够使材料的功能更加多样化和灵活。
此外,金属材料科技的发展也与其他行业密切相关。
例如,在医疗领域,金属材料的应用从传统的人工关节、牙科材料等延伸到了生物医学材料的领域。
金属材料的优异性能和生物相容性,使其成为人工骨骼和假体等医疗器械的重要组成部分。
同时,金属材料科技的进步还为航空航天领域带来了革命性的发展。
高级合金材料的出现,使得飞行器的结构更加轻盈且具有更高的抗疲劳性能,极大地提高了飞行速度、安全性和舒适度。
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贵金属功能材料发展现状及趋势摘要:介绍了贵金属功能材料的应用领域,贵金属材料对国民经济和社会发展的重要性。
阐述了贵金属高纯材料、贵金属薄膜材料、贵金属制品、贵金属合金及化合物在电子电气行业、半导体微电子行业、环保领域、生物医药、化工行业的应用现状及发展趋势。
关键词:金属材料;贵金属;功能材料;应用贵金属具有优异的物理化学性能,高电导率、热导率、稳定性,以及特有的电学、光学等性能,广泛应用于现代工业的众多领域。
贵金属包括金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)、钌(Ru)、铑(Rh)、铱(Ir)、锇(Os)八个元素,其中以铂为代表的铂、钯、钌、铑、铱、锇又被称为铂族金属。
贵金属由于价格昂贵,历史上主要发挥其货币和金融功能。
随着我国工业和现代科学技术的不断发展,贵金属的高科技金属属性的作用越来越明显,现代工业对贵金属材料的需要量越来越大。
据国外统计,世界上大约有25%的工业制品都使用了贵金属[1]。
贵金属被誉为“现代工业维他命”。
贵金属高纯材料、贵金属制品、贵金属合金及化合物作为现代工业和高科技产业的功能材料,发挥着越来越重要的作用。
本文对贵金属功能材料的应用现状进行综述介绍,并对其发展前景进行展望分析。
1 电子电气行业贵金属及其合金在光学、热学、机械及化学方面有优良的综合特性,可广泛应用于电子电气行业。
根据用途来分,可用于电接触材料、电阻材料、钎料、镀层材料和测温材料等。
为加快培育和发展新材料产业,提高技术水平和核心竞争力,夯实制造强国建设基础,根据《增强制造业核心竞争力三年行动计划(2018-2020年)》,发改委制定的“新材料关键技术产业化实施方案”中,就对铂族金属电子信息功能材料:高纯铂、高纯钌、高性能铂铑热电偶微丝做出了指示和要求。
1.1 电接触材料目前广泛应用的贵金属电接触材料是银、金、铂、钯及其合金,铑和铱一般作为添加元素。
其中银基合金价格便宜,用量最大,代表性的合金有Ag-10Cu,常用作导电环、电刷等接点材料[2]。
有研亿金的子公司北京翠铂林有色金属技术开发中心有限公司自主研发的大尺寸银基合金导电环,产品性能优异,可稳定供货于军工行业。
此外还有银基金属氧化物接触材料,随着环保意识的加强,传统的AgCdO正在逐步退出市场,随之发展起来的替代产品有AgSnO2、AgZnO、AgCuO等。
目前还有研究在积极开发新品种银基电接触材料,Ag-碳纳米管(CNTs)、Ag-导电陶瓷、Ag-石墨烯(GNPs)[3]。
常用的金电接触材料中,二元系有Au-Cu合金和Au-Ni合金等,三元系有Au-Ag-Cu合金,还有通过添加合金元素对其进行改良的多元系AuCuPtAg、AuCuPtAgZn、AuCuPtPdNiRh等。
常用的铂及钯合金电接触材料有Pt-10Ir、Pt-25Ir、Pd-8Ir和Pd-10Ir合金等[2]。
目前国外生产和研发电接触材料的公司主要有德国大都克、瑞士美泰乐、比利时优美科、日本田中等,其中大都克、美泰乐和优美科都有在中国建立生产基地。
1.2 测温材料Pt-10Rh作为热电偶材料应用最广。
随后为了提高其使用温度,发展出了双铂铑热电偶,此外还有金-钯、银-钯和铱-铱铑热电偶,以适应不同的温度和环境需求。
还有特殊用途热电偶,如用于低温技术的AuFe-NiCr[4]。
为了满足更高端领域的需求,研制出新型贵金属Pt/Pt-13Rh薄膜热电偶,具有快速响应和高精确高温测试的特点[5]。
重庆材料研究院研究了弥散强化Pt-10Rh合金的性能[6],相对于普通的Pt-10Rh合金,提高了其加工性能和使用寿命,还研究了非标热电偶Pt-40Rh/Pt-20Rh[7],可用于飞机尾焰高温测量。
1.3 钎料银基钎料研究应用体系较成熟。
据统计,我国每年银基钎料的消耗量达200 t以上。
银基钎料常用的有Ag-Cu系和Ag-Mn系,如Ag-28Cu,Ag-7.5Cu,Ag-50Cu。
Ag-Cu基础焊料中常添加In、Si、Sn、Ti、Mo、Ni、Zn等,形成多元合金焊料,适应不用焊接环境。
Ag-Mn系有Ag-15Mn,Ag-15Mn-0.5Li 等[8]。
金基钎料根据使用温度的不同设计不同的合金成分,如高温焊料Au-Ni系列、Au-Cu系列等,中温焊料Au-Ag、Au-In系列等,低温焊料Au-Ge、Au-Sn系列等,钯基钎料最常用的是Pd-Ag、Pd-Cu、Pd-Ni系列以及特殊用途的钯基钎料成分,根据其使用性能要求来设计不同的合金成分[9]。
设计多元合金体系钎料,通过增强机制改善钎料性能,探索新型的贵金属钎料是未来发展的趋势。
另外绿色环保钎料的使用受到越来越多关注。
AuSn20共晶合金钎料具有优异的抗疲劳性能、抗蠕变性能、耐腐蚀性能、高热导率、高电导率和免助焊剂等优点,可以作为替代高熔点铅基合金的无铅钎料,缺点是脆性大,难以加工成型。
目前国内AuSn20钎料实现了小批量,跟国外水平仍有一定的差距,目前国内对这类焊料的需求90%以上依靠进口[10]。
国内的研究者也做了大量的工作,研究重点是通过工艺优化达到细化晶粒的目的,改善其性能,实现AuSn20钎料产品的精密化、批量生产和自动化是今后的研究目标。
2 半导体、微电子行业随着半导体、微电子技术、表面封装技术和显示技术向小型化、集成化、智能化和多功能方面发展,贵金属功能材料的应用形式也逐渐从丝、片、管转向微纳米体系贵金属浆料、贵金属薄膜材料得到了很快的发展。
2.1 贵金属浆料贵金属浆料作为制备微电子元件的重要材料,对其的需求量也越来越大,同时也对贵金属粉末的性能提出了更高要求。
其中贵金属粉末作为功能相材料,根据其性能不同,主要有电阻浆料、导电浆料、电极浆料等,涉及到的贵金属材料有Ag粉、Ag-Pd粉、Pd粉、Au粉、Pt粉、Ru粉。
金属粉末的特性直接决定浆料及最终产品的性能,主要的技术要求是要控制粉末粒度和形态,粉末的比表面、烧结温度、高分散性都是关键技术指标,工业化生产过程中要保证产品质量的稳定性。
目前的研究热点依然是制备超细贵金属粉体材料,粒度更细,表面性能更优越。
另外还有研究贱金属来代替贵金属浆料,如Ni、Cu、Al浆料,但是对设备、加工环境提出了更高的要求。
目前主流的电子浆料还是以贵金属为主[11]。
另外超细片状银粉印刷性能优异、导电率高、可靠性高也是目前的研究热点,发展前景更广阔,并且未来向纳米片状银粉以及银纳米线方向发展[12-13]。
目前美国、日本、德国生产的电子浆料处于世界领先水平,如美国杜邦公司、日本田中、德国贺利氏等。
我国涉足电子浆料比较晚,尤其是高端电子浆料,与国外技术差距很大。
外资企业贺利氏和中国光电企业在光伏行业用电子浆料方面建立战略合作关系。
目前中国企业也在积极开发和研究,涌现出的电子浆料生产企业有有研亿金、贵研铂业、西北有色院、上海宝银等[14]。
我们必须加大产品研发和产业化的力度,加快实现该类产品的国产化。
2.2 贵金属薄膜靶材现代制备技术的提升,以及环境友好型的绿色工业要求,贵金属薄膜材料需求的增长迅猛,带动了贵金属靶材及贵金属蒸发料的发展。
靶材的微观组织结构直接决定其使用性能,生产过程工艺的控制尤为重要。
从金属的提纯、杂质控制、微观组织调控、焊接一整套流程,各个环节和链条必须紧密配合,才能最终保证性能稳定性。
高纯金、银、铂、钌等金属及合金靶材在半导体行业应用广泛,要求纯度至少在4N(99.99%)以上。
国外发达国家对高纯材料的研究较早,有的产品纯度甚至最高可达6N以上。
半导体行业涉及到的贵金属材料体系有Ti/Ni/Ag、V/Ni/Ag、Cr/Au、Cr/Ni/Au、Ti/Ni/Au、V/Ni/Au、TiW/Ni/Au、TiW/Au、NiPt等[15]。
目前国内研究集中在提纯技术的提升,昆明贵研铂业研究了5N以上金靶的制备[16],有研亿金采用电解精炼法制备6N超高纯银[17]。
有研亿金采用离子交换树脂选择性除杂和氧化蒸馏分离联合提纯的工艺,制备5N高纯钌,开发出4~12英寸全系列镍铂靶材已经占据了国内集成电路领域80%以上的市场份额[14]。
3 环保领域3.1 汽车催化剂贵金属催化剂活性大,在低温下能起催化作用,又能耐高温,应用于汽车尾气处理、废气净化。
全球铂族金属的60%以上应用于汽车尾气催化剂。
Pt和Pd 净化尾气中的的CO和碳氢化合物,Rh净化汽车尾气中的NO x。
非贵金属催化剂无论在起燃特性、空燃比特性,还是抗中毒能力等方面都难以与贵金属催化剂相媲美,因此贵金属催化剂在汽车尾气净化中仍占主导地位[18]。
一辆汽油车约需使用3 g铂族金属。
随着愈发严格的环保标准的实施,汽车催化剂中贵金属的需求量也在不断增加。
由于贵金属资源稀缺,价格昂贵,如何在降低贵金属使用量的同时,保证其使用效率和净化效果,一直都是国内外的研究热点。
寻找新型催化材料部分替代贵金属已成为必然趋势,贵金属-非贵金属混合催化技术,纳米稀土材料催化技术等都是目前的研究热点方向[19]。
目前我国的汽车催化剂仍然主要由国外企业垄断,巴斯夫、庄信万丰、优美科等在国内均建有汽车催化剂生产厂。
国内的汽车催化剂生产商主要有昆明贵研铂业和无锡威孚力达等,近几年国产自主品牌市场的占有率在不断提高[20]。
3.2 燃料电池汽车燃料电池具有能量转化率高、污染小、适用范围广、负荷响应快等特点,是一种高效清洁、环境友好型能源。
电极对燃料电池的性能起决定作用,铂电极应用最广泛,有Pt/C负载型催化剂,Pt-Cr/C、Pt-V/C、Pt/Ru等多元催化剂[21]。
但是由于成本高昂,大规模商业化受限制。
以丰田的燃料电池汽车为例,平均每辆车用量为15 g铂,国内整车铂的用量是国外的4~5倍[22]。
目前的研究集中在降低铂金使用量的情况下,如何提高催化剂的比表面积和使用效率。
德国慕尼黑工业大学研究小组制造出了用于燃料电池催化过程的铂纳米颗粒,尺寸只有约1纳米,与目前已实现工业化的最佳工艺制成的铂颗粒相比,其性能增加了一倍[23]。
国内中国科技大学研究学者做了很多这方面的工作,研制出超细的铂镍铑三元金属纳米线催化剂,直径只有一纳米,展现了超高的原子利用率,质量活性是目前商用铂碳纳米催化剂的15.2倍[24]。
除了电池本身的成本和性能外,燃料电池汽车的商业化发展和基础设施加氢站等配套设施的建设有关[25]。
3.3 气体传感器随着环保意识的不断增强,气体传感器的市场也在不断发展,贵金属材料作为电极、加热元件或者掺杂剂,近年来得到了广泛应用。
未来也会具有广阔的研究前景。
主要使用Pt电极,此外还有Pt及其合金,Rh、Pt-Ru、Au、Pd等[26]。
3.4 甲醛净化近年来,关于甲醛对人类影响的报道越来越多,人们越来越关注生活环境,对甲醛的治理研究也引起社会及研究学者的重视。