关注中国材料崛起“卡脖子”点：10大发达国家限制出口材料汇总及形势解析！

锂电联盟会长 2022-12-02

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中国刚刚改革开放的时候流传的一句话：中国用一亿五千万件衬衫换一架波音747。时过境迁，中国的工业水平早已今非昔比，“衬衫”换“飞机”这样的案例基本已不适用。电信业、超级计算机、重型机械、特高压直流输电、高铁、激光制造等领域，中国已跨入世界领先行列。
成绩有目共睹，但差距依然存在，比方说先进材料方面。高档材料是制造业的核心要素，对我们整个国家的制造业是非常重要的。材料行业是一个需要技术沉淀和持续创新的行业，发达国家的工业技术已经沉积上百年，本文将带领大家看下哪些材料是我们的短板、哪些材料是发达国家藏着不想卖给我们的。

碳纤维

概述

碳纤维是指碳的重量占90%以上的纤维状碳材料。碳纤维具有高比强度、高比模量、抗蠕变、导电、导热等特性，强度比钢大、密度比铝小、比不锈钢耐腐蚀，集优异的电学、热学和力学性能于一身。碳纤维一般与树脂基体制成复合材料使用，最初被广泛的用于航空航天，随后也成功应用于民用航空、土木建筑、体育器材、风电及汽车领域。

碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成的材料，就是碳纤维复合材料(CFRP)。高强型碳纤维主要用于机翼、机身等对强度有较高要求的航空航天结构部件；高模型碳纤维主要用于直升机旋翼、卫星和导弹壳体等对于强度要求稍低，对刚度有较高要求的航空航天结构部件。

全复合材料生产的无人机机翼

事件

日警方曾以涉嫌非法出口管制商品的罪名逮捕3名日本人。碳纤维可用于制造武器，一定强度以上的碳纤维需要获得批准才能出口。近藤正二等3人涉嫌于2011年借道韩国，向中国出口总长数千米的碳纤维材料。这已经不是第一次因为所谓走私碳纤维而发生被捕事件了。

主要应用

碳纤维是最重要的无机高性能纤维，这点是由其材料本性、产业技术复杂性、应用领域重要性和市场规模性等因素决定的，其首个市场化应用是1972年市售的碳纤维增强树脂钓鱼竿。此后，碳纤维应用快速向以航空航天器主结构材料为代表的高端化发展。碳纤维最主要的应用形式是作为树脂材料的增强体，所形成的碳纤维增强树脂（CFRP）具有优异的综合性能，其在导弹、空间平台和运载火箭，航空器，先进舰船，轨道交通车辆，电动汽车，卡车，风电叶片，燃料电池，电力电缆，压力容器，铀浓缩超高速离心机，特种管筒，公共基础设施，医疗和工业设备，体育休闲产品，以及时尚生活用具等多个领域，有着实际和潜在的应用。

全球企业

现在国际碳纤维材料市场，小丝束碳纤维技术目前被日本东丽、东邦和三菱等企业控制，市场占有率70%，大丝束碳纤维由美国卓尔泰克、德国西格里公司和日本东邦集团控制，市场占有率80%左右。中国碳纤维技术虽有突破，但差距仍然明显。

聚酰亚胺

概述

聚酰亚胺（PI）是综合性能突出的有机高分子材料，被誉为“二十一世纪最有希望的工程塑料之一”。该材料的使用温度范围很广，能在-200～300℃的环境下长期工作，短时间耐受400℃以上的高温。同时，该材料还具有高绝缘强度、耐溶、耐辐照、保温绝热、无毒、吸声降噪、易安装维护等特点。

聚酰亚胺薄膜（PI膜）是最早进入商业流通且用量最大的PI材料。2021年，全球 PI薄膜消费量1.63万吨，预计到2030年将达到2.9万吨，年均复合增长率达 6.5%，全球PI薄膜市场规模22.5亿美元。

事件

目前只有少数国家具备生产聚酰亚胺泡沫材料的能力，由于应用领域的特殊性，技术和产品都不对中国出口。

主要应用

当前，聚酰亚胺已广泛应用在航空航天、船舶制造、半导体、电子工业、纳米材料、柔性显示、激光等领域。根据具体产品形式的不同，聚酰亚胺应用方向可以细分为PI泡沫、PI薄膜、PI纤维、PI基复合材料、PSPI等多种产品。其他PI产品应用大多局限于军事领域，尚未形成大规模商业化应用。聚酰亚胺纤维目前售价较高，目前主要以其独特的低温适用性（胜任外太空-100℃以下温度环境）用于航空航天领域。

全球企业

全球PI技术集中在少数国家的少数公司中，技术严密封锁！

PI纤维产品：全球供应集中于奥地利赢创一家，俄罗斯也有少量军工产品，并不对外销售。

PI薄膜产品：PI薄膜行业呈寡头垄断，产能集中于美、日、韩。生产高性能PI膜对设备定制、制作工艺、技术人才等方面要求苛刻，再加上发达国家行业寡头对PI薄膜生产技术、生产工艺进行严格保护。目前这一领域呈现寡头垄断的竞争格局， 90%以上的市场份额掌握在美国、日本、韩国生产商的手中。杜邦（Dupont）、日本宇部兴产（Ube）、钟渊化学（Kaneka）、日本三菱瓦斯 MGC、韩国PI尖端素材（原 SKPI）以及中国台湾地区达迈科技（Taimide）是当前全球聚酰亚胺薄膜的主要生产商。

PI工程塑料：全球供应集中于沙特基础化学公司和杜邦，高端产品由于应用领域的特殊性，技术和产品基本不对中国出口。
03钨合金

概述

钨合金是一类以钨为基（含钨量为85%~99%），并添加有少量Ni、Cu、Fe、Co、Mo、Cr等元素组成的合金，其密度高达16.5~ 18.75g/cm³，与黄金相当，被世人通称为高比重合金、重合金或高密度钨合金。钨呈银白色，其熔点高达3400℃，是熔点最高的金属。钨的导电性较好，膨胀系数也较小，常温下比较稳定。

事件

稀土、钼钨等稀有资源均涉及武器、高科技制造，中国对那些以关系国家安全为由禁止向中国出口武器、高科技的国家，禁止出口稀土、钼钨等稀有资源。

主要应用

在国防领域中，钨最主要的应用是制造含钨合金钢。含钨结构钢是制造现代兵器的主要钢种，用于制造火炮炮管嘚含钨钢可有效克服其回火脆性倾向，提高钢的强度和淬透性，另外，钨是航空发动机用高温合金、火箭喷管等关键原料。目前研究中的电磁炮导弹轨均选择钨银或钨铜材料来制造。此外，含钨工具材料如高速钢、硬质合金也广泛用于武器和航空航天设备制造与加工。相关资料显示，在我国，钨的军工需求占钨需求量的11%，而美国军工用钨的需求占比更是达到了20%。

在工业上，钨主要用于硬质合金、钨材、钨化工和钨钢，被誉为“工业的牙齿”。

中国虽然钨储量丰富，全球绝大部分钨供应来自中国，但是高附加值的钨制品仍需从国外进口。

贫铀

概述

贫铀（depleted uranium，DU）是铀浓缩加工成核燃料过程中的副产品，其定义是铀-235丰度低于0.711%的铀。贫铀是放射性重金属，可发射α、β和γ射线。贫铀的放射性主要由具有高线性能量转移( linear energy transfer，LET)能力的α，3粒子构成，其辐射强度是天然铀的40%，一般不引起外照射损伤。贫铀不仅具有放射毒性，更主要是具有化学（或称重金属）毒性。

事件

美国禁止出口资钿寺给中国，该被禁产品认为“可能增强中国军事实力”，国务部称该条例的出台是为了保障国家安全。

主要应用

贫铀弹：贫铀弹爆炸时，能产生6000度的高温，化学反应，穿透力极强，性能好于钨合金弹芯。多用来穿透坦克装甲和高防护建筑物。
贫铀装甲：贫铀在军事装备上用途最广的就是装甲车的防护装甲。

铀矿石储量国内外差距

按照铀矿石储量的保证程度排序，拥有超过150万吨地质储量的澳大利亚公司必和必拓首屈一指（占世界总储量的43%），拥有53.8万吨铀储量的俄罗斯公司APM3稳居第二C位（14%），居第三位的是法国AREVA公司（约14%），紧随其后的是加拿大公司Cameco和哈萨克斯坦核工业公司。美国为世界第四大铀资源国和第八大铀生产国，尽管美国拥有丰富的铀矿资源，但对境内铀矿开发有着非常严格的规定。

05超高纯钛

概述

钛被认为是一种稀有金属，这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰富，在所有元素中居第十位。钛的矿石主要有钛铁矿及金红石，广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中。从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法或亨特法。

主要应用领域

超高纯钛被广泛应用于超大规模集成电路制造、高端新型钛合金等产业，对航空航天、国防建设起着至关重要的作用，市场价高达100万元/吨。

全球企业

美国霍尼韦尔、日本东邦大阪钛业

马氏体时效钢

概述

以无碳（或微碳）马氏体为基体的，时效时能产生金属间化合物沉淀硬化的超高强度钢。与传统高强度钢不同，它不用碳而靠金属间化合物的弥散析出来强化。这使其具有一些独特的性能：高强韧性，低硬化指数，良好成形性，简单的热处理工艺，时效时几乎不变形，以及很好的焊接性能。

主要应用领域

一些国家在马氏体时效钢的生产、进出口方面受到国际社会的密切监控。
1、马氏体时效钢用于制造铀浓缩用气体离心分离机，这利用了该钢种的极高强度、良好的加工性能以及优异的尺寸稳定性等特点，很少有其它材料能胜任这一用途。
2、马氏体时效钢其他方面的使用也极具特色。例如，供给伊朗马氏体时效钢就是一个存在争议的话题，因为伊朗在生产马氏体时效钢方面存在难度，而这对伊朗要进行大规模铀浓缩来说是一主要阻力。
3、马氏体时效钢还在火箭发动机壳体，导弹壳体捆绑带，导弹陀螺仪表内外挠性接头，铀浓缩用离心分离机的旋转筒，直升飞机起落架，水翼船支柱，高压容器，扭力转动轴，飞机用高强度齿轮，高强度轴承，高压传感器，紧固件，弹簧，以及铝合金压件模和挤压模，精密模具等方面获得广泛的应用。

全球企业

国际镍公司（INCO），钨钒高速工具钢公司（Vasco）等。

07含氟化合物

概述

氟化物指含氟的有机或无机化合物。氟可与除He、Ne和Ar外的所有元素形成二元化合物。在军用尖端材料中，含氟材料占近一半（由于其独特优异的稳定性和其它物理特性）；作为氟化工产业的重要产品，含氟新材料在空间探索、卫星通信、信息革命、半导体材料加工、新能源电池隔膜等领域应用广泛,是首选且不可替代的基础材料。

主要应用领域

我国在氟化工与含氟新材料方面与欧、美、日已形成四足鼎立之势，但与发达国家在品种、应用、研发和规模上还有巨大差距，许多国内发展急需的含氟新材料项目还有待加快开发和建设。国内含氟聚合物技术和产品比国外要落后十几年,还没有突破发达国家在1980年前的水平。国内产品多占据着全球含氟聚合物的低端市场。长期以来，我国的含氟新材料一直处于功能性和价值链的低端，高附加值的下游产品依赖进口，应用研发不足。

全球企业

美国AP公司、普拉塞尔技术有限公司；日本的关东电化公司、三井化学公司等。

金属磁性材料

概述

具有铁磁性能的贵金属材料。主要包括铂钴合金、铂铁合金、铂锰合金、铂镍合金等。铁镍钼材料在国内军工领域应用最为广泛。钼被俗称为“战争金属”。原因很简单：把钼加到钢里，钢的强度、韧性以及耐高温、抗腐蚀的本领都会得到很大的提高。

主要应用领域

钼是重要的战略物资，全世界大部分的钼仍被用来制造枪炮、装甲车、坦克等战争武器。并且随着时代的进步，钼还被广泛应用于航空航天、核工业等国防军工领域。钼主要用于制造金属材料和新能源开发研究领域，产品主要应用于航天、国防、稀土冶炼、磁性材料、电光源、电子元器件、化工设备、医疗器械、冶金机械、熔炼设备、石油等行业。在军工上，美国磁性材料公司要占有60%以上市场；工业上韩国企业占了70%的市场。

全球企业

日立金属；美磁公司（MAGNETICS）

磷酸三丁酯

概述

磷酸三丁酯是一种有机化合物，是一种无色、几乎是无臭的液体。主要用作溶剂，还常作为硝基纤维素、醋酸纤维素、氯化橡胶和聚氯乙烯的增塑剂，稀有金属的萃取剂等，热交换介质。由于其低的表面张力，微溶于水的物性，可作为工业用消泡剂，有效的使已形成的泡沫的膜处于不稳定的状态而迅速消泡。不能用于食品/化妆品。

主要应用领域

在铀纯化研究和工业中。除日本、阿根廷采用胺类萃取纯化，美国的麦楚玻利斯采用干法纯化外，西方各国普遍采用对高浓度铀的TBP萃取工艺。高浓度铀TBP溶剂萃取就是以铀化学浓缩物为原料，通过TBP溶剂萃取纯化，生产核电纯的UO2。即首先以铀化学浓缩物为原料，制备出高浓度铀溶液，然后用TBP萃取，负载有机相经洗涤后，采用稀酸反萃取，获得高纯度硝酸铀酰溶液，再经沉淀、碳酸铵转型结晶、煅烧、还原等工序，最终制得核电纯UO2。

陶瓷基复合材料

概述

陶瓷基复合材料是以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料。陶瓷基体可为氮化硅、碳化硅等高温结构陶瓷。这些先进陶瓷具有耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能，而其致命的弱点是具有脆性，处于应力状态时，会产生裂纹，甚至断裂导致材料失效。而采用高强度、高弹性的纤维与基体复合，则是提高陶瓷韧性和可靠性的一个有效的方法。纤维能阻止裂纹的扩展，从而得到有优良韧性的纤维增强陶瓷基复合材料。

主要应用领域

陶瓷基复合材料已用作液体火箭发动机喷管、导弹天线罩、航天飞机鼻锥、飞机刹车盘和高档汽车刹车盘等，成为高技术新材料的一个重要分支。

全球企业

航空航天复合材料的主要全球生产商有：通用电气公司（美国） ,劳斯莱斯股份有限公司（美国），西格里集团（德国），COI陶瓷（美国） ,联合科技（美国），CeramTec（德国），三菱（美国），CoorsTek（美国）,Applied Thin Films（美国） ,Ultramet （美国）等。
材料，尤其是高精尖材料，需要技术沉淀和持续创新才能领跑。客观的来讲，发达国家的工业技术已经沉积上百年，不如国外很正常，需要我们材料人共同努力。哪些高精尖材料是我们国家领先的？哪些材料是国外限制出口到我国的？欢迎留言补充！让更多的人知道，并明确差距，不断攻关，才能迎头赶上甚至引领全球！

锂电联盟会长向各大团队诚心约稿，课题组最新成果、方向总结、推广等皆可投稿，请联系：邮箱ibatteryalliance@163.com。

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