铜陵市铜基新材料产业“十二五”发展规划纲要

—1—铜政﹝2012﹞7号铜陵市人民政府关于印发铜陵市铜基新材料产业“十二五”发展规划纲要的通知县、区人民政府，市政府各部门，各有关单位：《铜陵市铜基新材料产业“十二五”发展规划纲要》业经市政府第87次常务会议研究通过，现印发给你们，请认真组织实施。铜陵市人民政府二○一二年二月九日—2—铜陵市铜基新材料产业“十二五”发展规划纲要（2011—2015）二○一二年二月—3—目录前言············································（4）一、铜基材料的应用及发展前景······················（6）（一）铜基材料的应用··························（6）（二）铜基材料的市场发展前景··················（10）二、铜陵市发展铜基新材料的条件和优势··············（17）（一）铜陵市铜基材料发展现状··················（17）（二）铜陵市发展铜基新材料的优势··············（23）（三）铜基材料发展的产业政策··················（26）三、铜陵市铜基新材料产业的发展方向················（28）（一）国内外铜基材料的发展方向················（28）（二）铜陵市发展铜基新材料产业的必要性········（36）（三）铜基新材料作为铜陵市战略性新兴产业的发展方向········································（37）四、铜陵市发展铜基新材料产业的目标和重点··········（41）（一）铜基新材料产业发展目标··················（41）（二）铜基新材料产业发展思路··················（41）（三）铜基新材料产业发展重点··················（42）（四）规划重点项目····························（49）五、铜陵市铜基新材料产业发展的保障措施············（49）—4—前言铜基材料是国民经济和社会发展最重要的基础材料之一。由于具有高强、高导（导电导热性）、高耐蚀耐磨性、抑菌性、可镀性、装饰性、易加工性等一系列优异的性能，成为优良的结构材料和功能材料，广泛应用于能源电力、电子信息、交通运输、建筑、医药、化工、机械、海洋工程、航空航天等领域。铜基新材料是当前各新兴产业领域发展的重要功能性新材料。目前，世界铜基材料的生产布局向发展中国家转移，发展中国家铜材生产规模已经超过发达国家，但世界铜材生产的核心技术仍然被OLIN、KME、WIELAND等专业化国际跨国公司控制，特别是在高性能、高精度、高稳定性铜基新材料生产技术的原始创新方面，专业化国际跨国公司的优势十分明显。相比之下，中国等发展中国家铜加工企业的技术创新，基本还处于引进技术再创新阶段，原始创新能力仍比较薄弱。目前世界范围内已纳入标准的铜制品有700多种合金、5000多个品种，而我国只有250种合金、3000多个品种。相对国外先进铜加工企业，国内铜加工在新材料、新合金、新工艺的开发上投入较低，仿制多、创新少，在基础理论和应用基础工作方面薄弱；工程化研究开发不够、成果转化迟缓；从而造成铜加工材合金品种少、规格不全，满足不了用户的要求。2010年10月10日国务院发布了《关于加快培育和发展战略—5—性新兴产业的决定》（国发〔2010〕32号）。《决定》提出：“我国要在未来国际竞争中占据有利地位，必须加快培育和发展战略性新兴产业，掌握关键核心技术及相关知识产权，增强自主发展能力。……根据战略性新兴产业的发展阶段和特点，明确当前重点发展节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等产业。”我国“国民经济和社会发展十二五规划纲要”也把新材料产业作为十二五期间大力发展的战略性新兴产业之一，提出要重点发展新型功能材料、先进结构材料、高性能纤维及其复合材料、共性基础材料等。铜陵是国家重要的铜产业基地之一，目前已经形成采矿、选矿、冶炼、铜拆解、铜加工、铜贸易等完整的铜基材料产业链，具有铜基材料生产、研发的能力，为培育和发展铜基新材料战略性新兴产业奠定了雄厚基础。多年来铜陵历届市委、市政府高度重视铜基新材料产业的发展，已经初步形成铜基新材料高技术产业链的区域特色。日前，铜陵市铜基材料产业链规划已得到国家发改委的批复，成为国家当前重点支持的六条区域特色高技术产业链之一，铜基材料的发展对当地经济的促进和带动作用日益显现。因此，加快培育和发展首位战略性新兴产业—铜基新材料产业，是铜陵市铜产业发展的必经之路！—6—一、铜基材料的应用及发展前景（一）铜基材料的应用铜具有良好的导电、导热性、耐蚀（在碱性气氛中优于铝）和易加工成形性，被广泛应用于电力电气、电子、建筑、交通、能源、机械、冶金、化工以及航空航天等国民经济的各个行业。1．在电力电气工业中的应用（1）电力输送：电线电缆、汇流排、变压器、开关、接插元件和连接器等。（2）电机制造：定子、转子和轴头、中空导线等。2．在电子工业中的应用（1）电真空器件：高频和超高频发射管、波导管、磁控管等，使用高纯度无氧铜和弥散强化无氧铜。（2）印制电路：需要大量的铜箔和铜基钎焊材料。（3）集成电路：代替铝用于集成电路硅芯片的互连线和引线框架。（4）电气通信：通讯电缆及住宅电气线路使用的铜导线。3．在能源及石化工业中的应用（1）能源工业：火力发电厂的主冷凝器管板和冷凝管均使用黄铜、青铜或白铜制造，每万千瓦装机容量需要5吨冷凝管。太阳能加热器也常使用铜管制造。（2）石化工业：铜和许多铜合金，大量用于制造接触腐蚀—7—性介质的各种容器、管道系统、过滤器、泵和阀门、各种蒸发器、热交换器和冷凝器等。（3）海洋工业：由于铜不但耐海水腐蚀，而且溶入水中的铜离子有杀菌作用，可以防止海洋生物污损，因此，铜及其铜合金是海洋工业中十分重要的材料，在海水淡化工厂、海洋采油采气平台以及其他海岸和海底设施中广泛应用。例如，海水淡化过程中使用的管路系统、泵和阀门以及采油采气平台上使用的设备，包括飞溅区和水下用的螺栓、抗生物污损包套、泵阀和管路系统等。4．在交通工业中的应用（1）船舶：铝青铜、锰青铜、铝黄铜、锡锌青铜（炮铜），白铜以及镍铜合金（蒙乃尔合金），是造船的标准材料之一。在军舰和商船的自重中铜和铜合金一般占2%—3%，如铝青铜螺旋浆、螺栓、铆钉、冷凝管、含铜包覆油漆等。（2）汽车：铜和铜合金主要用于散热器、制动系统管路、液压装置、齿轮、轴承、刹车摩擦片、配电和电力系统、垫圈以及各种接头、配件和饰件等，每辆小轿车用铜约占自重的6%—9%。（3）铁路：列车上的电机、整流器以及控制、制动、电气和信号系统等都要依靠铜和铜合金来工作。此外，铁路的电气化对铜和铜合金的需要量很大，每公里的架空导线需用2吨以上的异型铜线。（4）飞机：飞机中的配线、液压、冷却和气动系统需使用铜材，轴承保持器和起落架轴承采用铝青铜管材，导航仪表采用抗磁铜合金。—8—5．在机械和冶金工业中的应用（1）机械工程：除了电机、电路、油压系统、气压系统和控制系统中大量用铜以外，机械上各种传动件和固定件，如缸套、齿轮、蜗轮、蜗杆、连接件、紧固件、扭拧件、螺钉、螺母等，都需要用铜或铜合金减磨和润滑。（2）冶金设备：连续铸造技术中的关键部件—结晶器，大都采用铬铜、银铜等高强度和高导热性的铜合金制造，电冶金中的真空电弧炉和电渣炉水冷坩埚使用铜管材制造，各种感应加热的感应线圈都是用铜管或异型铜管绕制而成，管内通水冷却。（3）合金添加剂：铜是钢铁和铝等合金中的重要添加元素。少量铜（0.2%—0.5%）加入低合金结构用钢中，可以提高钢的强度及耐大气和海洋腐蚀的性能。在耐蚀铸铁和不锈钢中加入铜，可以进一步提高它们的耐蚀性。含铜30%左右的高镍合金是著名的高强度耐蚀“蒙乃尔合金”，在核工业中广泛使用。6．在轻工业中的应用铜及铜合金可用于制造空调器的热交换器、钟表机芯、造纸机的网布、辊轮、印刷铜版、发酵罐内衬、蒸馏锅等。7．在医药工业中的应用制药工业中，各类蒸、煮、真空装置等都用纯铜制作。在医疗器械中广泛使用锌白铜。铜合金还是眼镜架的常用材料等。8．在建筑领域的应用在住宅和公用建筑中，由于铜具有美观、耐蚀、卫生抑菌、安装方便、安全防火等诸多优点，成为供水、供热、供气、防火—9—喷淋管道系统以及建筑装饰、五金制品的首选材料。9．在高科技领域的应用铜不但在传统工业中有广泛应用，而且在高科技领域中也发挥着重要作用，例如超导合金的包套、超低温介质的容器与管路、火箭发动机的冷却内衬、高能加速器的磁体绕组等都是采用铜合金材料。（1）超导和低温：一般材料（除半导体以外）的电阻随温度降低而减小，当温度降得很低时，某些材料的电阻会完全消失，这种现象称为超导性。出现超导性的这个最高温度称为该材料的超导临界温度。超导性的发现为电的利用打开了一个新天地。但是对通常的金属而言，只有当温度降低到十分接近绝对零度（零K=-273℃）时才出现超导性，在工程上很难实现。近年来已开发出一些超导合金，它们的临界温度比纯金属的高，例如，Nb3Sn合金为18.1K。但是它们的应用仍离不开铜。首先是这些合金要在超低温下工作，要通过气体的液化来获得低温，例如：液氦、液氢和液氮的液化温度分别为4K（-269℃）、20K（-253℃）和77K（-196℃）。铜在这样低的温度下仍有良好的韧塑性，是低温工程中不可缺少的结构和管路输送材料。此外，Nb3Sn、NbTi等超导合金很脆，难以加工成型材，需用铜做包套材料把它们结合起来。目前这些超导材料已用于制作强磁体，在用于医疗诊断的核磁共振仪以及某些矿山强力磁选机上得到了应用。时速超过500km的磁浮列车，也要依靠这些超导材料磁体把列车悬浮起来，避免轮轨接触的阻力，以实现车厢的高速运行。—10—最近发现了一些临界温度更高的材料，称为“高温超导材料”，它们大多是复合氧化物。较早发现和比较著名的一种是含铅的铜基氧化物（YBa2Cu3O7—y），临界温度为90K，可以在液氮温度下工作。目前还没有获得临界温度在室温附近的材料；而且这些材料难于做成大块物体，它们能通过可保持超导性的电流密度也不够高。因此，目前还未能在强电的场合下应用，有待进一步研究开发。（2）航天领域：火箭、卫星和航天飞机中，除了微电子控制系统和仪器、仪表设备以外，许多关键性的部件也要用到铜和铜合金。例如：火箭发动机的燃烧室和推力室的内衬，可以利用铜的优良导热性来进行冷却，以保持温度在允许的范围内。此外，铜合金也是卫星结构中承载构件用的标准材料。卫星上的太阳翼板通常是由铜与其它几个元素的合金制成的。（3）高能物理：粒子对撞机用铜作绕组构筑出长距离的强磁场通道。此外，在受控热核反应装置中也要有类似的结构。为了降低由于通过大电流的发热升温，这些磁通道由中空的异型铜棒绕成，以便通入介质进行冷却。10．其他应用铜的化合物包括硫酸铜（五水、一水和无水）、醋酸铜、氧化铜和氧化亚铜等，在农牧业、工业和医药卫生等各个领域都有广泛应用。（二）铜基材料的市场发展前景1．铜基新材料是其他战略性新兴产业发展的基础—11—战略性新兴产业是以重大技术突破和重大发展需求为基础，对经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用，知识技术密集、物质资源消耗少、成长潜力大、综合效益好的产业。新材料是其他战略性新兴产业发展的基础。国务院《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》（国发〔2010〕32号）明确了战略性新兴产业发展的重点方向和主要任务，而铜作为功能和结构材料在这些战略性新兴产业得到广泛应用：（1）节能环保产业：重点开发推广高效节能技术装备及产品。其中铜基材料以其高导电性在输变电（铜绕组变压器）节能技术方面具有其他材料无法比拟的优势。（2）新一代信息技术产业：着力发展集成电路、新型显示、高端软件、高端服务器等核心基础产业。而超大规模集成电路铜镍硅和铜铬锆引线框架材料、多层电子焊料、高密度多层PCB板等是信息技术发展的重要材料。（