新材料发展概况总结
目 录
1 金属材料....................................................................................................................1
1.1 低成本高性能先进钢铁材料....................................1 1.2 轻合金材料..................................................1 1.3 高温结构材料................................................2 1.4 结构钛合金..................................................3 2 高分子材料................................................................................................................4
2.1 特种工程塑料................................................4 2.2 高性能合成橡胶..............................................4 2.3 高性能树脂..................................................5 2.4 高性能特种纤维..............................................5 2.5 高分子材料的环境友好技术....................................5 3 半导体材料................................................................................................................7
3.1 大直径单晶硅、晶片..........................................7 3.2 高温宽带隙半导体材料........................................7 3.3 纳米电子学基础材料..........................................8 3.4 大直径III、V族化合物半导体材料.............................8 3.5 光电集成材料和集成工艺技术..................................9 3.6 半导体微结构材料............................................9 3.7 硅基异质外延技术...........................................10 4 能源材料..................................................................................................................11
4.1 锂离子电池材料及关键技术...................................11 4.2 太阳能转换材料.............................................11 4.3 储氢材料...................................................12 4.4 固体氧化物燃料电池的关键材料和制造技术.....................12
5 先进功能材料..........................................................................................................14
5.1 大尺寸高质量人工晶体材料及全固态激光技术...................14 5.2 信息显示材料...............................................14 5.3 超大容量信息存储材料和技术.................................15 5.4 封装材料和技术.............................................15 5.5 高性能符合纳滤膜材料技术...................................16 5.6 人体植入材料...............................................16 5.7 药物控释和组织工程材料.....................................16 5.8 仿生材料和生物传感器材料 ...................................17 5.9 高温超导材料工程应用技术...................................18 5.10 先进磁性材料 ..............................................18 5.11 电子陶瓷材料..............................................19 5.12 压电陶瓷材料..............................................19 5.13 电磁兼容技术中的关键材料..................................20 5.14 形状记忆材料..............................................20 6 其他材料与相关技术..............................................................................................21
6.1 新型结构陶瓷材料...........................................21 6.2 新型建筑材料...............................................21 6.3 废弃资源的再生利用技术.....................................21 6.4 材料的高均质合成和精炼技术.................................22 6.5 先进粉末冶金技术...........................................23 6.6 表面技术...................................................24 6.7 特种成型加工技术...........................................24
1 金属材料
1.1 低成本高性能先进钢铁材料
在可预见的将来,钢铁材料仍然是主要的结构材料。据中国联合钢铁网报告显示2010年我国粗钢总产量为6.28～6.29亿吨，同比2009年净增6000万吨左右，增幅为10.7%。与世界钢铁强国相比，我们的钢铁产品能耗高、劳动生产率低、质量稳定性差、市场竞争力弱，特别是一些对国民经济发展起关键作用的高附加值钢材主要还依赖进口。现代钢铁材料的研究表明，为使钢铁材料达到高性能和长寿命要求，在质量上已经向组织精确控制、提高钢材洁净度和高均匀度方向发展。洁净钢是指钢中S、P等有害元素、夹杂物、气体含量相对低的钢。 在今天，无论是冷轧薄板、不锈钢、硅钢片，镀锌锡板、X系列管线钢，H型钢、高速铁道用钢、桥梁用钢、耐候钢的开发，还是当前热门的高层建筑用可焊钢材、水电站高抗水（沙）蚀钢、高温工程机械用钢、船用中厚钢板和能源设施、储氢容器、精密仪器制造钢材料的生产，无不对钢的洁净度提出了更高要求。如对模具钢来说，当SKD（H13）的硫含量从0.03%降低到0.01%时，可使钢的冲击韧性提高一倍，抗疲劳性能显著提高，模具的寿命得到延长。我国目前的铁水预处理和钢水精炼比都分别只有25%，在很大程度上限制了我们很多钢厂产品结构调整和新品种开发走向深入。大批量生产洁净钢，将是中国炼钢技术发展的重要方向。
1.2 轻合金材料
主要包括新型损伤容限型铝合金、抗拉强度超过700MPa的超高强度铝合金、力学性能接近各向同性的新型铝锂合金、高强度铝合金、高温铝合金、高性能耐蚀铝合金等。二十世纪八十年代以来，国外已先后研制成功了7055等超高强度铝合金、2524等损伤容限铝合金、219
5、2197等铝锂合金、2
219、2
519、8009等高温铝合金、60
13、6056等耐蚀铝合金。这些先进铝合金的研制成功大大改善了传统铝合金的比强度、比刚度、损伤容限性能、耐热性能和耐腐蚀性能。我国对这些先进铝合金及其他类似合金进行过研究，比国外落后10~15年左右。铝合金有高的比强度和比刚度，有很好的阻尼性能，有优良的切削加工性能而且导热性好、电磁屏蔽能力强。
镁资源含量丰富，具有节能、高回收等优点，被誉为“21世纪绿色金属结构材料”，近几年来，镁及镁合金的应用在世界上得到了迅速发展，如每枚大力神洲际导弹使用镁合金近1吨，现在国外每辆轿车平均使用镁合金量已达40Kg/辆，未来10年内每辆轿车用镁合金量将达178Kg，在电子器件中（如手机、笔记本电脑等）的用量正以每年20%的速度增长。尽快形成一批具有我国自主知识产权的高性能镁合金及其加工技术，提高产品的技术含量，提高我国镁行业国际竞争力，从资源优势向经济优势转化，具有十分重要的战略意义。
1.3 高温结构材料
新型超合金主要包括高温、高持久强度、低成本镍基单晶合金，中温超高强度高损伤容限、双性能（组合）粉末涡轮盘合金，中温超高强度低膨胀合金。主要应用于先进航空、航天发动机等，可显著提高发动机使用温度，在空气冷却和涂层防护条件下涡轮使用温度可超过1650ºC，推重比超过10，提高冷却效率。金属间化合物高温TiAl（TiAl-Nb）基合金研究开发是热点，美国和欧洲都在作为重点研究，对高熔点金属间化合物各国都在探索研究。我国金属间化合物的大量系统研究取得了一系列有特色的创新性成果，如Ni3Al、高铌TiAl等，并在工程应用方面迈出了很大的步伐，与国际上的研究水平差距不大，但在基础研究和应用研究方面的投入均不足，影响了继续发展。
研究重点包括：Ni-Al系、Ti-Al系、Fe-Al系和高熔点金属间化合物材料的研制开发、制备工艺及工程应用研究。发展重点是TiAl基和高熔点（Nb-Si、Mo-Si）金属间化合物材料，使其能在800～900ºC（TiAl）和1200ºC（高熔点）用作高温结构材料。
难熔金属的高温氧化和低温脆性是它们加工和应用的最大限制。国内外的研究重点包括：通过合金化改善材料高温力学性能和提高高温抗氧化能力，如：Ta-Cr合金中加入La和Si微量元素，NbSi中加入Ti以及Ta-Ti新合金系等均获得了良好效果；通过“净化”、组织微细化（0.1μm）和材料微织构化降低韧脆转变温度和提高塑性；利用复合技术，如：Nb5Si3/Nb复合材料，使其有良好的热稳定性，在1500℃下还有很高的强度。
1.4 结构钛合金
结构钛合金是一类高比强、耐蚀结构材料。在航空、海洋开发、生物医用、化工及能源领域均有广泛的用途。在航空方面，主要用于重要承力结构件，重点研究中高强（990MPa～1100MPa以上），高韧（KIC应在70MPam，或者αK在50J/cm2以上）的高损伤容限钛合金。在舰船应用方面，主要用于承力耐蚀构件，重点研究高强耐蚀钛合金，其强度应在1200MPa之上，KIC应在65MPam之上，并具备良好的耐海水腐蚀能力和焊接性能；在民用方面，主要用于汽车、日常用品等，重点研究高性能低成本钛合金。
结构钛合金历来受到国内外研究者高度重视，如美国研制的Ti62222s合金，是一种高强高韧损伤容限性钛合金，在F22飞机上得到成功应用；并通过加工工艺优化，采用较先进的现代化工艺，改良原有结构钛合金。还开发了低成本的结构钛合金，如Ti62s、TiLCB、SP700等等，已在装甲等方面得到应用，我国高强和中强高韧高损伤容限性钛合金、低成本钛合金、中强低模量钛合金、高超塑性钛合金等尚属空白，目前正在研制高强和中强高韧损伤容限性钛合金、高性能低成本钛合金、高强耐蚀钛合金、高强塑性钛合金和中强低模生物相容性好的钛合金，扩大推广应用还需要一段时间。
2 高分子材料
2.1 特种工程塑料
特种工程塑料具有高强、高模、耐高温等特性。同时还可能具有一项或多项其他高性能，如高韧、耐磨、耐腐蚀、耐溶剂、阻燃等。因而是航空、航天、电子信息，先进交通工具、国防等高技术领域必不可少的材料。目前特种工程塑料的生产技术，主要掌握在国外一些大公司手中，我国只有PEEK、PES、PPS等品种，具有工业生产能力。但生产规模小，只有年产几百吨的生产装置，且牌号单一，主要以提供原料为主，缺少制品的应用开发能力。该材料领域主要研究和开发特种工程塑料的合成和制备技术，加工技术及制品的应用开发技术，在PEEK、PES、PPS等特种工程塑料领域要提高生产技术和产能以保证市场的需求，在其他特种工程塑料，如PBO、LCP、PIM等品种上掌握工业化生产的技术。
2.2 高性能合成橡胶
目前我国合成橡胶的年产量达310万吨，呈现持续稳定发展态势。通用橡胶品种基本能满足国内需求，锂系SBS成型生产技术还向意大利和台湾公司转让。但我国合成橡胶的品种，特别是特种橡胶的品种和牌号单一，能满足专用橡胶制品的高附加值的专用料不能生产，技术含量较高的合成橡胶需要进口。另外，我国橡胶制品中，合成橡胶的使用率低，不到50%，而国际平均水平为61%。轮胎中，我国合成橡胶的使用率不到40%，而美国为62－64%，造成国内合成橡胶生产装置开工率不足，而高性能合成橡胶却需要进口。该材料领域需要开发和应用橡胶合成新技术如乙丙橡胶的气相聚合，茂金属催化剂，可控自由基聚合，锂系负离子聚合技术以及开发合成橡胶的应用技术，使未来我国合成橡胶能够实现完全自给，合成橡胶的使用率达到62%以上。
2.3 高性能树脂
目前全球塑料和树脂的年产量已超过17000万吨，我国的年产量已达1100万吨，多为低性能，低附加值产品，而我国塑料年消耗量已超过2000万吨。约50%的塑料和树脂需进口，主要是高性能，高附加值的产品及各种专用料。如ABS塑料、PC和POM等大部分需进口或由外资公司提供，燃气管专用PE80、PE100、PPR专用塑料，BOPP薄膜及高性能包装膜专用料，相当部分的汽车用专用料等都需进口。国外高级轿车的塑料占车身总重的使用率已达16～17%，一般轿车也达12～14%。我国只有8%左右，塑料使用率每增加一个百分点，塑料用量就需要增加约9万吨。目前我国迫切需要通过开发和应用新的合成技术（如单中心催化制备各种聚烯烃，新型催化剂制备岐化尼龙等），高分子材料的合金化和复合化技术，新型加工技术，全面提高我国通用塑料及通用工程塑料的产品的性能及高性能、高附加值的专用料产品品种。
2.4 高性能特种纤维
产业用的特种高性能纤维，是指具有高强、高模、耐高温纤维。它们可能同时兼具一项或多项其他性能，如耐辐射、耐腐蚀、阻燃等。这些高性能特种纤维是航空航天、国防、先进交通工具等高技术领域中必不可少的材料，而且绝大部分是西方对我国禁运的材料。目前我国除了在碳纤维，芳纶纤维上有低性能产品，且规模很小外，对能满足航空航天及国防等高技术领域需要的高性能碳纤维，芳纶纤维以及特种工程塑料为原料的高性能纤维如PBO纤维、PEEK纤维、PIM纤维等，均不能生产，严重影响了我国航空、航天、国防等高技术领域的发展。
2.5 高分子材料的环境友好技术
目前我国塑料制品的年消耗量已超过2000万吨。其中对环境危害最大的一次性再生塑料制品、餐饮具、包装袋、薄膜、地膜等约为每年300万吨。高分子材料的环境友好技术包括：环境可消纳塑料的制备技术，塑料和橡胶的回收再利用技术，废弃塑料制品的无公害处理技术，以及塑料制品的减量化生产技术。从目前的现状及技术发展趋势来看，单凭一项技术难以全面彻底地解决塑料的环境污染问题，需要上述各项技术综合发展和利用。目前我国在废弃塑料的无公害处
理技术，塑料和橡胶的回收再利用技术，以及塑料制品的减量化制备技术等方面，与国外相比存在较大差距。在可降解塑料的制备技术上相差较小，但都存在产品性能不够好，价格高，降解不完全或降解条件苛刻等问题。
3 半导体材料
3.1 大直径单晶硅、晶片
以硅为代表的半导体是目前集成电路和光电子元器件制造的基础材料。为了提高单片的集成度和降低成本，半导体芯片正朝着大尺寸、晶格高完整性、掺杂元素浓度精确控制的方向发展。目前国际上φ18的硅单晶已逐渐成熟，国内φ12的硅单晶已基本成熟。由于硅单晶的直径越大制造成本越低，可以预见下一个IC产品增长期主要是降低硅单晶的生产成本。目前全世界φ12生产技术已经成熟并成为主流，更大直径的硅单晶（φ18）预计要到2014年以后开始启用。 因此我国应加速φ18硅单晶控制及晶片切、磨、抛、清洗、包装的大生产技术的基础研究和产业化关键技术研发，并加快与之相配套的φ18的硅外延技术研究，为今后工业化大生产作技术准备。
3.2 高温宽带隙半导体材料
高温宽带隙半导体材料通常是指禁带宽度大于2 eV的半导体材料，当前主要是GaN基III族氮化物、碳化硅、金刚石等材料。目前主要应用领域：(1)射频系统（微波、毫米波技术）；(2)高功率电子学。从上世纪末开始，以III族氮化物、碳化硅为代表的第三代半导体材料成为国际研发的热点领域。然而，直到目前为止，这类宽带隙半导体还是处于研究发展阶段，无论是材料制备、物理性质，还是器件应用，都有待于去深入研究探索。今后III族氮化物要着重攻克制备低位错密度、高纯度外延低维结构材料和氮化镓单晶并解决材料器件表面态钝化等关键技术，例如4英寸、厚度大于100m的外延材料要求SiC微管道、密度小于0.5MP/cm2，特别是要提高作为III族氮化物和SiC外延衬底的SiC单晶体材料质量以及性能价格比，这对发展高温宽带隙半导体技术是极其关键。另外，研制AlN材料作为新衬底材料、高质量InN外延材料、探索(SiC)x(AlN)1-x合金等新材料以及氮化物和SiC的P型掺杂技术对发展高温宽带隙半导体器件也是至关重要的。从理论上讲，金刚石能提供比其它宽带隙半导体更为优越的电子性能，金刚石单晶也已实现，今后要攻克的是解决掺杂技术和金属与金刚石接触发生碳反应的两个重大难点。
3.3 纳米电子学基础材料
纳米电子学核心任务是解决微电子学及微电子器件进入深亚微米、纳米领域后遇到的各种技术问题、材料问题以及理论问题，并致力于发展基于全新物理原理的新一代纳电子器件。纳米电子学研究在美国受到高度重视，处于领先地位，日本投入亦非常大，其次是欧洲和韩国。我国在973计划内已有布局。当前的问题是纳米加工与纳米测量方向重视不够，尚缺少关键的基础研究设施。理论研究亦显不足，须予加强。纳米电子学研究包括以下三大主要内容：
1）新一代纳米电子器件的工作原理。如单电子器件（SED）、量子点(QCA)、量子计算机、自旋电子学器件、分子电子学器件以及DNA计算机等。
2）纳米结构加工技术。线宽0.09m的刻蚀技术已经成熟，今年将进入市场，X-ray、电子束、离子束、纳米压印技术以及SPM均是下一代纳米加工技术的可能候补。
3）纳电子器件支撑材料。在器件原理未定的情况下，应大力发展各种纳米尺度的新材料，结合纳米加工技术和纳米测量技术，探索纳米材料和纳米结构中的特异性质，以成为新原理器件的物理基础。
4）除上述信息技术的核心技术运算器和存储器研究之外，基于纳米材料和技术的显示器件以及信息传输等技术亦属于纳米电子学的重要内容在今后十至十五年内将有重大进展。
3.4 大直径III、V族化合物半导体材料
具有代表性的大直径Ⅲ-V族化合物半导体材料主要有GaAs和InP单晶，目前已成为重要的光电子和微电子基础材料，在民用和国防科技等领域具有广泛的应用。近十年来，国际上对InP材料及微波器件和集成电路等进行了大量的研究，现在国际上报道的频率最高的器件为InP异质结晶体管和高电子迁移率晶体管，具有低噪声、大功率、功耗低等优点。这种高频微波器件已用于生产新一代移动通信、宽带网络系统等。半绝缘GaAs单晶材料目前市场需求以4英寸材料为主，
6英寸材料产量和市场需求正在快速增加。另外大直径化合物半导体在发光器件、大屏显示等的需求会有很大增长。
3.5 光电集成材料和集成工艺技术
光电集成电路（OEIC）技术，即用先进的材料生长技术和半导体工艺技术将部分有源光器件和无源光器件与相关的电子电路集成在同一芯片上，完成某一特定功能或子系统功能，具有寄生效应小、速度快、体积小和成本低等特点，对解决日益增长的宽带大容量光纤通信和光互连系统对传输速率和集成度的需求有重要意义。InP材料特性决定了其在光波长、集成光器件种类及电路速度方面有着巨大的优越性，InP基OEIC将成为新一代40Gbit/s以上长波长高速光纤通信的关键技术之一。目前InP基长波长光接收OEIC样品带宽的实验室结果均已超过50GHz，其灵敏度和带宽指标均已超过现有混合集成光接收前端的性能。特别是近2～3年，在高速大容量光纤通信系统需求的推动下，Opto speed、Vehidium、Vitee、IPAG等公司先后推出了10Gbit和40Gbit PIN PD/HBT长波长光接收OEIC系列产品。光电器件的发展由于受到市场激烈竞争的影响，必须沿高性能、低成本方向发展。走集成化方向是必然的趋势，在这方面创新和产业化的空间很大。
3.6 半导体微结构材料
半导体微结构材料主要指的是除三维体材料之外的二维半导体超晶格、量子阱材料，一维量子线和零维量子点材料，它是一种人工设计、制造的新型半导体材料，是新一代微电子和光电子高技术产业的基础，在超高速、超高频、低功耗、低噪音器件和电路，特别是在光电子器件和光电集成方面有独特优势，它们的发展将会使通信、成像和信息处理等这些对于国民经济和国家安全至关重要领域产生巨大技术进步。GaAs和InP基超晶格、量子阱材料目前已发展得相当成熟，在国际上已有商品出售。
从现阶段我国的国力和基础出发，拟以光通信、移动通信、高速信息网络和三基色（红、绿和蓝）光显示和白光照明等用的半导体微结构材料为主攻方向，兼顾纳米电子学和基于全新原理的量子计算对低维结构（量子线、量子点）材料
的长远需求，加强MBE和MOCVD等，争取到2015年，每年能具备至少100万平方英寸半导体微结构材料的生产能力，达到当时的国际先进水平，以满足我国信息技术和国防建设发展的需求。半导体量子线、量子点材料与超晶格、量子阱材料相比，具有更加优异性能，目前虽处于探索研究阶段，但极其重要，它的发展极有可能触发新的技术革命，应给予充分重视和必要的支持；争取在2015年左右，我国能在纳米电子学、光电子学和量子计算等几个国际前沿研究领域占有一席之地，以保证我国信息技术的可持续发展。
3.7 硅基异质外延技术
硅基异质外延材料以及硅绝缘衬底将是未来10年科研和技术发展的重要领域。根据外延材料的不同主要有以下几种外延技术。
1）GeSi/Si HBT 和BiCMOS：目前已显示出直接产业前景的是GeSi/Si （BiCMOS）技术，在传统的硅（数字和模拟电路）和砷化镓（射频电路）技术之间，提供了集高频和高集成度于一体的线路，并且GeSi/Si HBT提供了Si RF CMOS所无法媲美的大功率特性。此领域已经规模化生产，国内需要跟踪和开发。国际上IBM等大公司拥有最先进的技术。
2）GeSi/Si CMOS：高迁移率沟道的CMOS这一领域目前几个大公司正在大力开发，包括IBM，Motorola，是CMOS领域继Cu、SOI、GeSi-BiCMOS、low-k dielectric、high-k gate等一系列突破经典莫耳定律后技术创新的一大重点，科研和产业化的潜力重大。
3）III-V/Si：如GaAs/Si或InP/Si，这一领域曾因Motorola宣称的技术突破产生了广泛的注意。实现高质量GaAs外延在Si衬底上将是一个较大的突破，但GaAs衬底有比Si衬底更优异的微波特性，所以也并不意味着GaAs技术就可完全被取代。
4）其他III-V/Si外延：可协变Si衬底技术在其他的半导体方面（如宽禁带半导体等领域）将可能会产生巨大的创新性和产业化的突破。
4 能源材料
4.1 锂离子电池材料及关键技术
（可参考之前我写的那份报告）
锂离子电池自从上世纪九十年代初问世以来，一直以其优越的性能受到人们的青睐，并逐渐占据了移动储能领域的半壁江山。随着人们日益关注环保，能源危机问题不断涌现，锂离子电池的应用领域也在不断扩大。石油危机使人们对传统燃油汽车的关注逐渐转移到电动汽车身上，人们迫切需要一种成熟的储能技术来为电动汽车提供动力来源，而锂离子电池经过多年的实践与发展，自然而然地被人们所关注并逐渐被采用。另外，清洁能源技术也是近年来发展的热点，风能太阳能发电发展迅速，这些发电领域对大型储能电池需求量也非常巨大，也是锂离子电池的一个重要应用领域。在电动汽车领域及储能领域应用的锂离子电池相对于移动电子设备的电池，其体积容量较大，使用过程中电流功率较高，对制作电池的材料本身具有更高的要求。
锂离子电池主要由正极材料（含锂化合物）、负极材料（石墨等）和中间的液态或固态电解质构成，目前电解质的主流应用是使用电解液加隔膜的方式，电极两端还有相应的集流体收集电流。对于锂离子电池来说，正负极以及电解质对它的性能影响都相当巨大，对各项材料性能要求都非常高。在锂离子电池的制造成本中，极材料所占比重最高，为40～46%，负极材料占5～15%，电解液占5～11%，隔膜占10～14%。
4.2 太阳能转换材料
能源和环境是人类社会必须面对的两大基本问题，太阳能是同时解决这两个问题的最佳选择，所以太阳能转换材料的研究、开发与产业化有十分重要的意义。光电转换材料在其中占有非常重要的位置，而硅材料（包括单晶硅、多晶硅、非晶硅、硅薄膜）由于其材料无毒、资源丰富，在太阳能光电转换材料中占有极其重要的地位。成本问题是单晶硅太阳电池发展的主要障碍，尽管技术进步和市场
扩大使其成本不断下降，但由于材料工艺限制，单晶硅太阳能电池进一步降低成本的空间相当有限，迫切需要新一代的太阳电池替代。
多晶硅电池是具有良好前景的发展方向。到2015年，应该力争实现商业化多晶硅太阳能电池转换效率18％，成本1美元左右。薄膜电池由于材料用量少，可以大大降低太阳电池的材料成本。同时，薄膜太阳电池的材料和器件制备可同步完成，易于实现连续、大面积电池制备和互连，从而降低生产成本，是实现这一目标的最佳选择。
4.3 储氢材料
储氢材料主要用于燃料电池和镍氢电池领域，在燃料电池领域根据材料不同主要有镁基储氢合金、金属化合物储氢材料（如NaBH
4、NaAlH4和氮化锂等金属化合物）和非金属储氢材料（如纳米碳管、超级活性碳和硼化氮纳米管等非金属材料）。研究重点为其气固储氢的容量和循环储氢性能等方面，力争达到燃料电池用氢源的要求。
镍氢电池用储氢电极材料，根据电池的特殊要求，重点研究储氢电极材料的功率输出、高温和低温等性能，同时研制新型高容量储氢电极材料。
4.4 固体氧化物燃料电池的关键材料和制造技术
固体氧化物燃料电池（SOFC）最初一直被作为电站式能源进行研究。近几年，为了避免高温操作所遇到的密封及连接材料困难，努力降低工作温度（操作温度低于800℃），特别是采用多孔阳极（YSZ/Ni或DCO/Ni）支撑和电解质薄膜化路线，使电池性能有了突破性进展。其主流工艺是以流延法制备陶瓷生坯，多层共压共烧形成多孔阳极支撑的致密电解质层，再以丝网印刷或等离子喷涂等技术制备阴极，形成PEN构件。阳极厚度一般为300-600µm，电解质为10-30µm。目前以YSZ为电解质的SOFC在800℃时最大功率密度达到1.9W/cm，而以DCO为电解质的SOFC在650℃时也以达到或超过400mW/cm2功率输出。另
2一方面把SOFC作为一种中小型分散电源进行应用开发，如作为家用、办公用小型电热联供装置等，目前也取得了今人瞩目的成功。
5 先进功能材料
5.1 大尺寸高质量人工晶体材料及全固态激光技术
全固态激光器以激光晶体、非线性光学晶体等人工晶体材料为基础、大功率半导体激光器为泵源，集半导体激光器和固态激光器优势于一身，推动着传统激光器的更新换代，并不断开拓新的应用产业生长点。例如发展紫外深紫外晶体材料和全固态激光器件，应用于信息、微电子技术；发展高效晶体材料和红绿蓝三色全固态激光器件，应用于激光彩色显示；发展高功率晶体材料和全固态激光器件，应用于国防、先进制造业和能源业。激光晶体目前美国处于领先水平，我国在多种晶体生长技术上已具国际先进水平。在紫外深紫外非线性光学晶体以及微结构非线性光学晶体方面，我国在国际上保持领先地位，拥有LBO等重要非线性光学晶体及器件的自主知识产权。今后应该在激光晶体、非线性光学晶体生长技术；晶体光学表面加工、镀膜、光胶技术；大功率半导体激光器和模块技术；全固态激光器件技术等方面加强研究，特别注意器件的创新研究和开发，并由此开创新的需求和应用领域，形成产业，以此拉动全固态激光器的相关材料研究和产业化。
5.2 信息显示材料
在信息社会中信息的显示是不可缺少的高技术。进入新世纪，传统的显示材料已完全满足不了需求，小至仪表、手机，大到数十平方的公共显示装置，巳经渗透到每家每户、街头、广场。有机发光材料、液晶、发光二极管、场发射平板显示、等离子体平板显示等在近五年内以不同份额进入市场。在今后数十年PDP显示技术将随成本价格的降低逐步占据家用市场。提高分辨率以适应高清晰度数字图像的传播是其发展方向。有机发光材料将逐步解决寿命和工艺问题、软屏显示和大尺寸结构。场发射平板显示技术将趋于成熟和进入市场。高现场感显示技术（如三维立体显示、高分辨头盔显示、彩色全息显示）和相应材料及器件的研究将加速进行和实现。
5.3 超大容量信息存储材料和技术
信息是社会发展的战略资源，信息资源的保存、复制与传播是实现信息有效应用的保证。“超大容量信息存储”技术对科技进步、国民经济建设及军事科学技术现代化有举足轻重的影响。实现“超大容量信息存储”有三条途径：（1）继续提高磁记录（磁盘、磁带）的存储密度与容量；（2）随IC技术的进步，研究开发超大容量固态存储器；（3）光信息存储，此项技术存在巨大潜力，现在的产品还远没有达到这一技术的物理极限。其中光信息存储潜力较大，其基本思路首先是继续缩小信息符所占的空间尺寸，具体方法近期是加大光学头物镜的数值孔径和缩短半导体激光器的波长，但更大的发展目标是增加存储空间，除了几何上从二维至三维外，还可利用光的频率维及光信号的可分阶特性等实现多维存储。此外，采用近场技术突破衍射极限，进一步提高存储面密度是值得十分重视的发展方向。这些技术都离不开各种新型光电子材料与器件的支持，例如短波长（波长
5.4 封装材料和技术
SOP(系统封装)是代表未来微电子元器件制造，高性能、便携式电子产品开发，系统集成方面的重要技术潮流。发达国家近几年来在事关SOP的各种关键性技术方面投入了大量的资金、人力，以期在新一代产品开发生产上抢占一个技术制高点。我国力量薄弱，未来也不可能依赖国外引进，开发具有自主知识产权的SOP技术势在必行。SOP系统涉及材料、电学、光学、力学、热学、机械学等诸多领域，要求材料介电常数低、热导率高、膨胀系数低、低损耗。关键性技术包括低温/常温等精密连接技术、埋置元件、系统设计、可靠性分析等。光电系统已经被提上日程，其中包含微细布线、精密光路连接、可控折射率等诸多技术。利用纳米技术制备高性能复合材料及光电器件成为新的突破口。开展产学研联合，国际合作，攻破SOP封装关键技术，发展我国的国防和民用微电子产品具有重要战略意义。
5.5 高性能符合纳滤膜材料技术
该技术主要通过对高性能精细复合纳滤材料和制备技术的开发，开发出选择分离性高、抗污染性能好、耐溶剂性能好、不同孔径系列的高性能复合纳滤膜，提高纳滤膜对不同价态离子、不同分子量（200~2000）有机物以及有机物与无机盐的选择分离特性。主要技术参数为复合纳滤膜对MgSO4的脱除率大于98%，而对NaCl的脱除率可在10~90%之间可调，并形成系列复合纳滤膜。该材料和技术可应用于苦咸水淡化，海水予脱盐，水资源开发，废（污）水处理和资源化，化工、生物、制药、食品等领域中产品的分离、分级、提纯、浓缩等。目前，国外已有商用纳滤膜，但膜材料种类和品种相对较少，且主要应用于工业水处理；国内前几年对纳滤膜进行了研究和开发，尤其对纳滤膜应用进行了很好的研究，但膜选择分离性能较差，在膜材料及制备技术等方面与国外差距较大，高性能纳滤膜依赖进口。
5.6 人体植入材料
用于修复、替代人体几乎所有组织的植入材料，需要在人的体内环境中长期工作并维持其功能，即具有良好的生物相容性。技术上主要涉及材料在人体内与体液、血液、细胞等相互作用而不引起人体不良反应，在需要的时期内能够保持一定的物理化学性能，在某些领域还需要特定的生物学功能。应用范围很广，如人工血管，人工心脏，人工皮肤等软组织材料；人工关节，人工骨等硬组织材料以及生物型人工器官等。目前的修复植入材料大多是从已有传统材料中筛选，如金属、陶瓷、高分子等。近年来随着组织工程的发展，天然材料、活体细胞与无生命材料合成的杂化材料都开始得到广泛的研究，材料的生物功能和相容性方面是人体植入材料需要考虑的首要问题。
5.7药物控释和组织工程材料
药物控制释放的目标是让药物按照人们设计的进程释放，例如延长药物释放时间（缓释药物），或者让药物集中在靶部位释放（靶向药物）等，以建立起一个具有最佳响应、最小副作用和更长功效的环境，从而扩大药物治疗的安全性、有效性和可靠性，控释药物已成为当今药剂学发展的主导方向。药物控制释放的
关键是研发出药物载体材料并与药物一起制成适宜的剂型（如微囊、微球、纳米颗粒等）。研发控释材料必须综合考虑药物性质（如分子量等）、生物相容性（机体与制剂间的相互作用）、药靶（器官、组织、细胞）、给药途径（口服、经皮、植入、注射）、药物释放形式（连续释放、脉冲调制释放）及释放持续时间等。
目前药物控释材料基本上是人工合成的或者天然的可降解聚合物。不仅常规药物新剂型需要，而且不断涌现的肽与蛋白质药物、寡核苷酸、基因等在体内的释放，都要求有更多优良性能的药物控释材料，特别是智能型的药物控释材料。这是一个市场巨大、社会影响深远、关系国计民生的重要技术领域。
组织工程利用人体细胞、细胞生长因子及生物材料做成的三维“支架”，培养出“活”的人体器官或组织，用于替代或修复损伤、病变或老化的组织与器官。既可彻底解决器官移植的供体来源，又可解决器官移植的免疫排斥反应。对提高人类健康水平和生命质量具有重大意义，国外已有产品面市，国内起步较晚，现有一支相当规模的研究队伍，已有成果进入临床。组织工程将是本世纪最具竞争力的领域，其经济效益与社会效益不可估量，各国政府、国际学术界、产业界均十分关注。
组织工程材料，即细胞三维培养的支架材料，是组织工程的关键技术之一。组织工程材料须有适宜的机械性能、优异的生物相容性、良好的生物降解性和可加工性等。天然高分子材料（如壳聚糖、透明质酸和海藻酸盐等）和人工合成的高分子材料（如聚乳酸、聚乙交酯和聚丙交酯等）是组织工程支架材料的基本来源。但这些材料仍存在许多问题需要解决。特别要指出：我国具有自主知识产权的组织工程材料少之又少。因此研究开发具有自主知识产权的、性能优良的组织工程材料具有特别重要的意义。
5.8仿生材料和生物传感器材料
许多天然生物材料具有优越的性能，许多生物过程形成材料的高性能是现有材料不可比拟的。如牙齿组织砝瑯质的高强韧性比现在陶瓷材料都优越，但它是室温下用普通材料磷灰石、胶原等组装出来的。人工做出类似珐琅质高质量陶瓷显然是对现有的材料科学的一个巨大的挑战。
生物传感器材料可广泛应用于生物医学工程、食品发酵控制、临床诊断、环境检测、军事和军事医学、科学研究等领域。生物传感器材料是生物传感器的核心部分，包括生物活性敏感材料及其固定化材料。采用仿生技术、分子自组装技术和固定化技术，模拟生物体感官，获得具有新的生物活性的、多功能的、价格便宜的高敏感性生物传感器材料，并与现有的换能器相结合实现具有多功能特点的、新的检测功能的生物传感器。生物传感器材料包括酶、微生物、抗体、抗原等多种类型。酶是最早作为生物传感器的材料，但由于价格、技术难度等因素，微生物、抗体、抗原等敏感材料受到了广泛的关注、研究和应用。目前生物传感器材料主要致力于具有新的生物活性、多功能性、高敏感性和稳定性、仿生智能化等方面，以及材料制备技术、固定化技术和降低成本的研究。
5.9 高温超导材料工程应用技术
超导技术，基于超导材料的零电阻，完全抗磁和约瑟夫逊效应三大特性，是具有重大经济战略意义和巨大发展潜力的高新技术。高Tc超导(HTS)材料，摆脱了昂贵的液氦，近年来的成材研究和应用探索取得了长足的进步，将开创电力产生和分配的新纪元。超导技术的发展还将带动低温制冷技术的进步。特种加工技术的开发、交通运输及能源的革命。估计今后十年左右将是高温超导走向实用化和商品化发展的关键时期。据估计世界范围内到2020年超导产业的产值将达15002000亿美元，其中高温超导占60%到70%，高温超导在电力能源应用全球市场将达435亿美元。
5.10 先进磁性材料
新型磁性材料主要应用领域包括信息、计算机、汽车、医疗和宇航等产业所需要的精密传感器、电机和仪表等。其未来的研究方向主要为：新型稀土永磁材料、磁－电子材料、新型磁制冷材料、大块非晶磁性材料、磁流液体、复合磁性材料、微波磁材和具有科研和技术创新性的原创性新型稀土－过渡组－金属磁性功能材料。其中，新型永磁材料包括：纳米永磁材料、稀土永磁薄膜材料、可加工永磁材料和高性能永磁材料；磁－电子材料包括：自旋－电子材料、新型磁半导体材料、具有“准超导”性的氧化物庞磁阻材料和应用磁记录和磁头材料的金属
巨磁阻材料及巨磁致伸缩材料；大块非晶磁性材料包括：硬磁性非晶材料和软磁性非晶材料。
5.11 电子陶瓷材料
电子陶瓷材料是一大类重要的信息功能材料，是无源电子元件和部分有源电子元件的主要基体材料。目前较为常用的电子陶瓷材料包括：介电陶瓷，主要用于各类电容元件、频率器件，以及电子基板、封装和陶瓷集成元件等；磁性陶瓷，主要用于各类电感和抗电磁干扰元件等；半导陶瓷，主要用于各类敏感元件；压电陶瓷，主要用于各类机电耦合元器件。新一代数字化和便携式电子产品发展对电子陶瓷材料和技术提出了一系列新的挑战，同时也使电子陶瓷成为一个创新十分活跃的领域－－为了实现元件的小型化和多层、薄层化，需要实现电子陶瓷的纳米化，目前单一多层陶瓷元件的层数可以达到500层，要求每层的厚度仅为2微米，其陶瓷中的晶粒尺寸需要在100纳米以下，而这一趋势在未来将进一步发展；为了实现多种陶瓷元件的集成，需要将具有不同功能的陶瓷材料能够在几乎相同的情况下烧成，目前出现的以低温共烧陶瓷技术（LTCC）为基础的陶瓷器件模块已经可以把多个陶瓷元件集成到一起，但具有普适性的共烧陶瓷材料和方法尚在探索之中；此外，信息元件的高频化要求电子陶瓷具有更高的使用频率和更复杂的电磁响应结构，除进一步寻找具有良好高频特性的新型陶瓷材料外，以微波带隙或左手材料为基础的具有特殊设计结构的材料已经进行了商业化。
5.12 压电陶瓷材料
压电陶瓷材料是应用十分广泛的一类信息功能陶瓷材料。世界各国在信息功能陶瓷及器件的新材料、新产品等方面投入巨资进行研究开发。世界许多著名的公司如美国Motorola、韩国三星、日本NEC、TDK、村田制作所等，都把压电陶瓷等元器件的微型化、高度集成化作为研究的重点。在未来5~10年内压电陶瓷材料的主要研究和提高应用性能的方向有：
1、压电单晶材料的制备；
2、高压电常数和机电耦合系数的无铅压电材料的研究；
3、压电材料与其它材料（玻璃、金属）低温共烧(LTCC)以及与聚合物等形成复合元件；
4、纳米/亚微米压电陶瓷尺寸效应及微晶控制技术；
5、高性能多层压电陶瓷变压器微型化及其应用关键
技术；
6、压电陶瓷与微电子器件集成、与MEMS系统的集成；
7、微传感器、微马达、微驱动器、微泵、微位移器。
5.13 电磁兼容技术中的关键材料
如何防止由电磁波产生的电磁干扰和电磁辐射污染等危害是当前许多领域所面临的一项重要课题。实施电磁兼容技术是解决干扰及辐射的一种有效方案，其中电磁兼容材料是技术应用的基础和关键。目前我国在该领域的技术水平与国外相比，还有一定的差距，表现为产品总体性能指标不高，品种较为单一，不能为客户提供整套技术解决方案。国内市场上高质量的电磁兼容材料及配件还主要依赖进口，并且价格昂贵，由此增加了电子产品的成本，阻碍了电磁兼容技术的推广应用。
电磁兼容技术中的关键材料主要包括各种形式的电磁屏蔽材料、滤波和波导功能的软磁材料以及电磁波吸收材料和防静电材料等。
5.14 形状记忆材料
形状记忆材料以其优异的形状记忆效应和超弹性而成为人们广泛关注的新型功能材料，包括晶体和高分子，是一项很有发展前景的高技术新材料。目前国内外已得到实际应用的形状记忆材料主要有3种：（1）Ti-Ni基形状记忆合金；（2）Cu基形状记忆合金；（3）Fe基形状记忆合金。近年来，人们对形状记忆薄膜、陶瓷基形状记忆材料、磁控形状记忆材料和高分子记忆材料也开展了大量的研究工作，取得了很多成果。形状记忆材料的应用范围涉及机械、电子、化工、能源、建筑、医疗和航空航天等领域。其主要产品有：管接头、驱动元件、牙弓丝、医用内支架、眼镜架、文胸支架、移动电话天线等。
我国早在20世纪80年代初就开始研究Ti-Ni和Cu-Zn-Al合金，以后又研究了ZrO2陶瓷、Fe-Mn-Si基和Ni-Al基合金的马氏体相变及与其紧密相关的形状记忆效应，相应地探索了形状记忆合金的制备、加工和应用（尤其是在医疗器械中的应用），还开发出了以Ti-Ni基合金为代表的多种新型形状记忆材料，成为在形状记忆合金材料界的重要国家之一。
6 其他材料与相关技术
6.1 新型结构陶瓷材料
上世纪的陶瓷发动机热推动了世界各国对先进结构陶瓷的研究，先进陶瓷材料每年以7~10％的速度增长，是近二十年来迅速发展的新材料之一，结构陶瓷广泛应用于机械、化工、造纸、能源、环保等领域。我国在结构陶瓷的基础研究方面与国外先进水平差距不大，但在应用和产业化方面与发达国家存在较大的差别，所占的市场份额还不到1%。发展高性能结构陶瓷的关键问题：开展耐高温、耐磨、耐腐蚀、耐冲击陶瓷的低成本制备技术，尤其是高温使用的大型陶瓷部件和复杂形状部件的烧成制造技术、微细精密陶瓷部件成型加工技术、陶瓷部件内部缺陷的无损检测技术及其服役性能预测、相关的新工艺和新装备的研究开发。
6.2 新型建筑材料
我国建筑材料产量已经跃居世界首位，但生产技术上还属于粗放型，生产水泥、平板玻璃、建筑陶瓷、卫生陶瓷、玻璃纤维等主要产品的技术多数相对落后，行业的劳动生产率偏低；建筑水泥强度普遍低于国际标准；新型墙体材料的比例不足20％；建筑卫生陶瓷的中高档产品仍需部分进口。研究和开发重点：如具有轻质、保温、隔音、防火以及除湿透气作用的建筑材料，建筑补强材料；提高建筑材料的强度、耐候性和使用寿命，赋予和附加新的功能和效用；发展低环境负担和低能源消耗的建筑材料及材料生产技术。拟突破的关键技术主要为高性能、低成本、低消耗的新型建材，高强度、多孔、轻质、保温、隔音等新型建筑材料制备技术，以固体废弃物和废旧建材为原料的建材回收利用和再生以及大型建筑的修补强化技术。
6.3 废弃资源的再生利用技术
国内外发展趋势：废弃资源再生利用正日益得到世界各国的高度重视。尤其是在欧美、日本等西方发达国家，政府重视，行政干预，鼓励回收（如各种强制回收法、回收税），同时社会强烈要求为复合材料制品废弃物的回收再利用立法，包括法律及税收政策等。法律要求制造商必须“回收”其产品达到一定的比例。目
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前有关的法律框架已基本成形，具体的法律条款还有待于逐步构建与完善。然而他们虽然在废弃物的回收利用问题上做了大量的工作，技术相对靠前，但总体上说，仍然是一个没有解决的环境难题。我国每单位国民生产总值所消耗的矿物原料比发达国家高2－4倍，而二次资源的利用率只相当于世界先进水平的1/4－1/3。目前，我国一般工业企业缺乏环境意识，社会居民对回收工程缺乏正确理解，我国环保法律与相应的税收制度不够健全，研究部门缺乏与企业及政府的合作，回收技术和水平与国外相比有较大差距。
在技术创新性方面，需要建立有效的废弃资源产业体系，包括回收、处理、再利用等各个环节上技术的创新；新产品的开发方面，特别对于产量大（金属--钢、铝、铜；无机非金属材料――建材；有机高分子材料――塑料等）以及危害大、结构复杂的废弃资源（如废弃电器产品等），要开发分离、提纯的新技术；环境协调性方面，在再生利用的各个环节注重低能耗，低（无）污染。
6.4 材料的高均质合成和精炼技术
采用有效的熔炼手段，准确快速测定和智能化控制熔炼过程参数，是材料合成加工中的一项重要共性技术，在钛合金、镍基高温合金、难熔金属合金及形状记忆合金、低温超导等先进材料制备中特别需要这样的技术。本项技术包括特种电源（电子枪等）、冷炉床与坩埚或结晶器设计制造技术、熔炼过程状态参数（熔池温度、深度、功率密度、气相成份）实时监测与智能化控制技术、熔炼过程的计算机模拟技术、原材料预处理技术等。
合成高均质材料和提高精炼效果主要依赖先进的熔炼技术。20世纪中期以来，国外开发出了各具特色的熔炼技术，如真空感应熔炼（VIM）、真空电弧熔炼（VAR）、真空壳式炉熔炼（VSM）、悬浮炉熔炼（CCLM）、电渣熔炼（ESR）、电子束熔炼（EB）、等离子熔炼（PA）及冷床炉熔炼（CHM）等。其中，真空感应炉与真空自耗电弧炉熔炼得到最大的发展。但20世纪80年代以来，冷床炉熔炼取得很大成功。在美国，冷床炉特别是电子束冷床炉熔炼已日益成为规模化生产的工程技术，它的熔炼能力已达约5万t/a。冷床炉能有效地消除夹杂、偏析，可制备空心锭、扁锭和大量回收残废料，可获得均质细晶铸锭和用于精铸，有广泛的适用性。美国冷床炉制备的铸锭最大圆锭达22.7t，最大扁锭16t，最大
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功率达2400KW。美国的许多公司都拥有这种技术。德国、日本、英国、法国、乌克兰都在发展这种技术。乌克兰还发明冷阴极光辉放电电子枪，可在较低真空下进行熔炼。冷坩埚感应熔炼对制备无污染、高均质材料也非常有用。冷坩埚感应熔炼大型化也是各国关注的热点技术。在我国已基本掌握中、小型真空电弧熔炼技术，但冷床炉技术和冷坩埚感应炉等先进熔炼技术处于探索试验阶段，没有自主知识产权，应予以大力发展。
6.5 先进粉末冶金技术
先进粉末冶金技术是创制高性能粉末冶金新材料、高精度复杂近净形件以及大批量生产低成本高精度结构零部件的关键技术，包括先进制粉技术、先进烧结技术和先进成形技术。先进制粉技术有纳米粉制备技术、快凝粉末制备技术、等离子旋转电极法、惰性气体超声雾化法、机械合金化、SHS法以及超高纯金属粉末、合金粉末及化合物粉末制粉技术等。先进烧结技术有激光烧结、放电等离子烧结、微波烧结、低压真空烧结及受控气粉烧结等。先进成形技术有注射成形、喷射成形、陶瓷模热等静压成形、温压成形以及粉末爆炸成形等。这些先进粉末冶金技术为制备军工及民用工业所需的高性能结构材料、功能材料以及高精度低成本近净形零部件开辟新的有效途径。
先进粉末冶金技术的研发历来受到各国的高度重视。美国在等离子旋转电极制粉、陶瓷模-热等静压成形、放电等离子烧结、高性能钛合金粉末结构件等技术方面领先。日本、德国在Ar气超声雾化、机械合金化以及PM-Ti汽车构件制备等技术方面领先。俄罗斯对SHS技术具有全面优势。特别是近年来日本在注射成形技术方面取得重要进展，处于世界领先地位。其他如瑞典用放电等离子烧结法制得高速钢致密材，日本用微波烧结法制取全致密氧化铝材料，德国开发了金属球形空心粉末及材料制备技术等。我国在先进粉末冶金技术的研究方面均有较大进展，可以跟上世界前沿，但在产业化发展方面有较大差距，特别是先进粉末冶金技术所需的新设备、新仪器的制造方面需要奋起直追。
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6.6 表面技术
在表面制备技术方面，近几年开展了激光表面涂覆技术、气体放电渗金属技术、非平衡溅射技术、离子束增强PVD、低能量大束流离子注入等制备技术的研究；在沉积纳米膜方面开展了PVD工艺、电镀沉积纳米颗粒镀层工艺、喷涂纳米有机涂层等工艺；利用气体放电的离子渗金属工艺近几年开展了深入的研究，实现可控的渗入金属元素。利用束能技术进行表面改性是发展方向。
在表面涂镀层材料方面，ITO膜层取得可喜的进展，我国在靶材制备上取得了成功；在纳米多层膜上研究了多层膜结构，得到耐磨同时耐蚀的纳米膜；在金刚石和类金刚石膜层材料的性能、激光沉积涂层的性能、离子渗金属渗层性能等方面进行的研究工作在不断地深入；在超导膜方面，开始研究MgB2膜的性能。
6.7 特种成型加工技术
合成与加工是现代材料科学与工程的四个基本要素之一，其技术发展方向是高效、低耗、高精度、低成本。特种成型加工技术不断兴起，主要是：半固态成形、激光快速成形、超塑性成形、定向凝固、精密铸造、喷射成形、粉末注射成形和放电等离子烧结等。主要目标是创制非常规的新材料，解决传统制备、加工与成形过程中存在高能耗、高材料消耗及环境污染问题。
特种成型加工技术是1980年前后出现和发展起来的，近几年已得到一些工业应用，总体发展趋势是：（1）发展精确、优质清洁、节约、高效的加工成形新技术。（2）揭示材料制备、成形、加工过程中不同层次的内禀特性及演变规律，发展材料组织精确调控技术。目前在美、日、欧等工业发达国家，铝、镁合金的半固态成形技术比较成熟，产品主要应用在轿车上，生产一些小型零件。喷射成形和粉末注射成形技术也已处于工业化的前期，已出现相当种类和数量的产品。激光快速成形技术正在逐步走向成熟。采用高功率激光器直接制造金属零件是该领域新的研究热点，已能成功制造不锈钢、工具钢、高温合金、钛合金、难熔金属及金属间化合物、陶瓷、复合材料、功能梯度材料的零件。放电等离子烧结在日本发展较快、较成熟，已应用于商业生产，其它国家仅处于研究开发阶段。国内三年前才开始介入此技术，引进了数台放电等离子烧结设备。
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