图 1.1 高技术体系示意图
探索智力
探索宇宙空间
探索物质结构探索生命本质
探索海洋奥秘 环境科学技术
空间科学技术
新材料科
学技术
新能源与再生能源
信息科学技术生物科学技术
海洋科学技术
人
材料发展总的趋势
1,信息科学技术 信息材料
2,新能源科学技术 新能源材料
3,生物科学技术 生物材料
4,空间科学技术 空间技术用材料
5,生态环境科学技术 环保材料
6, 用高技术改造、更新现有材料，发展材料科学技术
21世纪重点发展的高技术领域的材料选择
材料发展总的趋势
材料发展总的趋势
?信息科学技术正在发生结构性变革，仍然
是经济持续增长的主导力量
? 通信网络技术为信息产业注入强大活力
? 宽带通信已成为国际上应用最广的通信技术
? 半导体技术进入纳米时代
? 计算机智能技术日新月异
材料发展总的趋势
?生物技术正经历着一场前所未有的技术革命
，一个庞大的生物产业正在孕育和形成
? 对生命现象本质和过程研究，进入了定量和系统整合阶段
? 基因组学、蛋白质科学、干细胞及再生医学的研究成为生命
科学的前沿与热点
? 蛋白质科学正向深度和广度迅速发展
? 干细胞及再生医学的研究及应用为人类健康开辟了新道路
? 生物芯片在医疗和科研领域发挥巨大作用
? 转基因技术及应用呈现出高速发展的态势
材料发展总的趋势
?生物技术正经历着一场前所未有的技术革命
，一个庞大的生物产业正在孕育和形成
? 对生命现象的本质和过程研究，进入了定量和系统整合阶段
? 基因组学、蛋白质科学、干细胞及再生医学的研究成为生命
科学的前沿与热点
? 蛋白质科学正向深度和广度迅速发展
? 干细胞及再生医学的研究及应用为人类健康开辟了新道路
? 生物芯片在医疗和科研领域发挥巨大作用
? 转基因技术及应用呈现出高速发展的态势
材料发展总的趋势
?航天技术快速发展，不断开辟人类探索的新
空间
? 太空探索带动太空探索技术加速发展
? 研制多种用途的人货分离的新一代航天飞行器成未
来趋势
? 小卫星技术日趋成熟并将广泛应用
? 太空攻防技术成为未来航天技术发展的重要领域
材料发展总的趋势
?能源技术将变革未来社会的动力基础，促进
人类实现可持续发展
? 煤炭的高效清洁利用成为化石能源技术研发热点。
? 核能技术酝酿新的突破。
? 氢能技术研发和商业应用加速
? 新能源和可再生能源技术展现良好前景
? 天然气水合物的开发受到重视用能技术发展前景广阔
材料发展总的趋势
?先进制造技术向绿色制造、高技术化、信息
化、极端制造方向发展，成为提升产业竞争
力的关键技术
? 光机电一体化技术
? 微电子光刻技术
? 重大装备制造技术
材料发展总的趋势
?新材料技术出现群体性突破，将对 21世纪基
础科学和几乎 所有工业领域 产生革命性影响
? 纳米技术是前沿技术中最具前瞻性和带动性的重点领域之一
? 电子信息材料技术进展迅速，光电子材料、光子材料将成为
发展最快和最有前途的电子信息材料。
? 新型功能材料及其应用技术面临新的突破（超导材料、智能
材料、生物医用材料）
? 新型结构材料发展前景乐观（高温合金、难熔金属、金属间
化合物、金属基复合材料、高分子材料、钛合金、镁合金）
高技术新材料及其特点
? 高技术新材料是指为高技术领域，如信息、生物、新能源、
航天航空、海洋、环境等高技术的发展提供的先进材料。
? 综合利用现代先进科学技术成就，多学科交叉，知识密集；
? 往往在一些特定条件下（如高温、高压、急冷、超净等）才
能完成其制备生产，依赖新技术、新工艺、精确控制和检测；
? 高技术新材料发展与基础理论研究密切相关，理论突破带动
新材料产生，从原理提出变成产品的时间变得越来越短，材
料合成和加工技术水平越来越高，科学转化为生产力的速度
越来越快；
? 需要的研究投资量大，有赖于知识创新和技术创新；
? 更新换代快，品种多，生产规模不大。
材料发展总的趋势
新材料发展的三个主要方向：
1,在可预见的时期内改造和更新现有材料，发挥
其性能潜力仍是关注的重点：
2,适当集中，突出重点，积极研究与开发高技术
新材料，根据市场需求和材料科学自身发展，围绕
重点领域，特别是高技术及其产业发展的需求；
3,重视研究材料制备、使用和废弃全过程中的与
生态环境协调。发展生态环境材料，解决材料节约
资源、节能、再生循环和环境保护，探索和实施材
料的可持续发展战略。
材料发展总的趋势
新材料的发展趋势
1,注重多学科交叉，综合利用现代科学技术最新成
就，促进材料科学与材料工程、各大类材料之间的交叉、
借鉴、互补，充实和完善以成分与结构、性质、合成与
加工、使用性能为核心知识，能指导各类材料研究与开
发的材料科学与工程学科。
2,新心理整体向着高性能化、多功能化、复合化、
智能化和经济实用化方向发展。
3,结构材料仍然是研究与开发的主体，高技术新材
料研究与开发与现有材料提升改造并重，以满足工业经
济和国防安全的基础产业的需求；功能材料均是 21世纪
新材料研究与开发的热点，其动力主要来自于高技术需
求和有关材料行为深层次的认识和控制的科学进展。
材料发展总的趋势
4,重视基础性研究，实现在微观、介观和宏观
不同层次上，在分子、原子、电子层次上按预定
性能设计和制备新材料。
5,高度重视材料及其制品和生态环境与资源的
协调性。
6,新材料的合成与加工技术（制备技术）和表
征评价技术及其装备的研究与开发是新材料发展
的重要基础，倍受重视。
材料发展总的趋势
材料种类
能耗
（万吨标准煤）
占工业能耗比重 %
黑色金属矿采选业 2 8 2, 6 3 0, 3 2 1 7
有色金属矿采选业 4 8 7, 3 3 0, 5 5 4 7
非金属矿采选业 5 5 3, 6 1 0, 6 3 0 2
其它矿采选业 2 5 2, 2 4 0, 2 8 7 1
化学纤维制造业 9 9 3, 1 3 1, 1 3 0
橡胶制造业 6 3 0, 4 3 0, 7 1 7 6
塑料制造业 5 4 1, 1 6 0, 6 1 6 0
非金属矿物制造业 1 2 5 5 6, 1 4 1 4, 2 9
黑色金属冶炼 1 5 3 3 8, 6 2 1 7, 4 6
有色金属冶炼 2 5 5 5, 1 2 2, 9 0 8
金属制品业 9 2 6, 8 6 1, 0 5 5
合计 3 5 1 1 7, 2 7 3 9, 9 7
工业能耗总量
（万吨标准煤）
87853,40
1994年主要材料能源消耗
材料发展总的趋势
材料种类 工业废水
（万吨）
工业废气
（亿标立米）
固体废物产生量
（万吨）
矿业 140 44 8 328 7 263 77
化学纤维工业 520 40 221 9 256
橡胶制品 153 89 567 102
塑料制品 665 9 205 3 8
建筑材料及非金属矿物制品 610 10 140 67 107 8
水泥制造业 270 45 101 86 285
黑色金属冶炼 304 64 5 151 41 108 12
有色金属冶炼 507 42 452 4 212 4
金属制品 979 5 305 69
合计 667 77 3 505 01 411 41
占工业排放总量百分数 % 31 44,5 66,7
1994年材料制造业污染物排放情况
材料发展总的趋势
0 5 10 15 20 25 30 35 40
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材料发展总的趋势
国别 能耗 （ T OE ） 相对比例
日本 1 5 0 1
美国 3 9 1 2,6
欧洲 2 8 7 1,9
前苏联 5 6 3 3,8
中国 1,7 6 3 1 1,7
每百万美元 GNP的能耗
材料发展总的趋势
探索智力
探索宇宙空间
探索物质结构探索生命本质
探索海洋奥秘 环境科学技术
空间科学技术
新材料科
学技术
新能源与再生能源
信息科学技术生物科学技术
海洋科学技术
人
材料发展总的趋势
1,信息科学技术 信息材料
2,新能源科学技术 新能源材料
3,生物科学技术 生物材料
4,空间科学技术 空间技术用材料
5,生态环境科学技术 环保材料
6, 用高技术改造、更新现有材料，发展材料科学技术
21世纪重点发展的高技术领域的材料选择
材料发展总的趋势
材料发展总的趋势
?信息科学技术正在发生结构性变革，仍然
是经济持续增长的主导力量
? 通信网络技术为信息产业注入强大活力
? 宽带通信已成为国际上应用最广的通信技术
? 半导体技术进入纳米时代
? 计算机智能技术日新月异
材料发展总的趋势
?生物技术正经历着一场前所未有的技术革命
，一个庞大的生物产业正在孕育和形成
? 对生命现象本质和过程研究，进入了定量和系统整合阶段
? 基因组学、蛋白质科学、干细胞及再生医学的研究成为生命
科学的前沿与热点
? 蛋白质科学正向深度和广度迅速发展
? 干细胞及再生医学的研究及应用为人类健康开辟了新道路
? 生物芯片在医疗和科研领域发挥巨大作用
? 转基因技术及应用呈现出高速发展的态势
材料发展总的趋势
?生物技术正经历着一场前所未有的技术革命
，一个庞大的生物产业正在孕育和形成
? 对生命现象的本质和过程研究，进入了定量和系统整合阶段
? 基因组学、蛋白质科学、干细胞及再生医学的研究成为生命
科学的前沿与热点
? 蛋白质科学正向深度和广度迅速发展
? 干细胞及再生医学的研究及应用为人类健康开辟了新道路
? 生物芯片在医疗和科研领域发挥巨大作用
? 转基因技术及应用呈现出高速发展的态势
材料发展总的趋势
?航天技术快速发展，不断开辟人类探索的新
空间
? 太空探索带动太空探索技术加速发展
? 研制多种用途的人货分离的新一代航天飞行器成未
来趋势
? 小卫星技术日趋成熟并将广泛应用
? 太空攻防技术成为未来航天技术发展的重要领域
材料发展总的趋势
?能源技术将变革未来社会的动力基础，促进
人类实现可持续发展
? 煤炭的高效清洁利用成为化石能源技术研发热点。
? 核能技术酝酿新的突破。
? 氢能技术研发和商业应用加速
? 新能源和可再生能源技术展现良好前景
? 天然气水合物的开发受到重视用能技术发展前景广阔
材料发展总的趋势
?先进制造技术向绿色制造、高技术化、信息
化、极端制造方向发展，成为提升产业竞争
力的关键技术
? 光机电一体化技术
? 微电子光刻技术
? 重大装备制造技术
材料发展总的趋势
?新材料技术出现群体性突破，将对 21世纪基
础科学和几乎 所有工业领域 产生革命性影响
? 纳米技术是前沿技术中最具前瞻性和带动性的重点领域之一
? 电子信息材料技术进展迅速，光电子材料、光子材料将成为
发展最快和最有前途的电子信息材料。
? 新型功能材料及其应用技术面临新的突破（超导材料、智能
材料、生物医用材料）
? 新型结构材料发展前景乐观（高温合金、难熔金属、金属间
化合物、金属基复合材料、高分子材料、钛合金、镁合金）
高技术新材料及其特点
? 高技术新材料是指为高技术领域，如信息、生物、新能源、
航天航空、海洋、环境等高技术的发展提供的先进材料。
? 综合利用现代先进科学技术成就，多学科交叉，知识密集；
? 往往在一些特定条件下（如高温、高压、急冷、超净等）才
能完成其制备生产，依赖新技术、新工艺、精确控制和检测；
? 高技术新材料发展与基础理论研究密切相关，理论突破带动
新材料产生，从原理提出变成产品的时间变得越来越短，材
料合成和加工技术水平越来越高，科学转化为生产力的速度
越来越快；
? 需要的研究投资量大，有赖于知识创新和技术创新；
? 更新换代快，品种多，生产规模不大。
材料发展总的趋势
新材料发展的三个主要方向：
1,在可预见的时期内改造和更新现有材料，发挥
其性能潜力仍是关注的重点：
2,适当集中，突出重点，积极研究与开发高技术
新材料，根据市场需求和材料科学自身发展，围绕
重点领域，特别是高技术及其产业发展的需求；
3,重视研究材料制备、使用和废弃全过程中的与
生态环境协调。发展生态环境材料，解决材料节约
资源、节能、再生循环和环境保护，探索和实施材
料的可持续发展战略。
材料发展总的趋势
新材料的发展趋势
1,注重多学科交叉，综合利用现代科学技术最新成
就，促进材料科学与材料工程、各大类材料之间的交叉、
借鉴、互补，充实和完善以成分与结构、性质、合成与
加工、使用性能为核心知识，能指导各类材料研究与开
发的材料科学与工程学科。
2,新心理整体向着高性能化、多功能化、复合化、
智能化和经济实用化方向发展。
3,结构材料仍然是研究与开发的主体，高技术新材
料研究与开发与现有材料提升改造并重，以满足工业经
济和国防安全的基础产业的需求；功能材料均是 21世纪
新材料研究与开发的热点，其动力主要来自于高技术需
求和有关材料行为深层次的认识和控制的科学进展。
材料发展总的趋势
4,重视基础性研究，实现在微观、介观和宏观
不同层次上，在分子、原子、电子层次上按预定
性能设计和制备新材料。
5,高度重视材料及其制品和生态环境与资源的
协调性。
6,新材料的合成与加工技术（制备技术）和表
征评价技术及其装备的研究与开发是新材料发展
的重要基础，倍受重视。
材料发展总的趋势
材料种类
能耗
（万吨标准煤）
占工业能耗比重 %
黑色金属矿采选业 2 8 2, 6 3 0, 3 2 1 7
有色金属矿采选业 4 8 7, 3 3 0, 5 5 4 7
非金属矿采选业 5 5 3, 6 1 0, 6 3 0 2
其它矿采选业 2 5 2, 2 4 0, 2 8 7 1
化学纤维制造业 9 9 3, 1 3 1, 1 3 0
橡胶制造业 6 3 0, 4 3 0, 7 1 7 6
塑料制造业 5 4 1, 1 6 0, 6 1 6 0
非金属矿物制造业 1 2 5 5 6, 1 4 1 4, 2 9
黑色金属冶炼 1 5 3 3 8, 6 2 1 7, 4 6
有色金属冶炼 2 5 5 5, 1 2 2, 9 0 8
金属制品业 9 2 6, 8 6 1, 0 5 5
合计 3 5 1 1 7, 2 7 3 9, 9 7
工业能耗总量
（万吨标准煤）
87853,40
1994年主要材料能源消耗
材料发展总的趋势
材料种类 工业废水
（万吨）
工业废气
（亿标立米）
固体废物产生量
（万吨）
矿业 140 44 8 328 7 263 77
化学纤维工业 520 40 221 9 256
橡胶制品 153 89 567 102
塑料制品 665 9 205 3 8
建筑材料及非金属矿物制品 610 10 140 67 107 8
水泥制造业 270 45 101 86 285
黑色金属冶炼 304 64 5 151 41 108 12
有色金属冶炼 507 42 452 4 212 4
金属制品 979 5 305 69
合计 667 77 3 505 01 411 41
占工业排放总量百分数 % 31 44,5 66,7
1994年材料制造业污染物排放情况
材料发展总的趋势
0 5 10 15 20 25 30 35 40
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ò×?ó ê?
è? éí ±￡ ?¤
×? ?ˉ ?ˉ 3ì ?è ·?
?ú ?ü ?￠ ?ú 2?
?? ?·?3 o?
?? ·? μí
材料发展总的趋势
国别 能耗 （ T OE ） 相对比例
日本 1 5 0 1
美国 3 9 1 2,6
欧洲 2 8 7 1,9
前苏联 5 6 3 3,8
中国 1,7 6 3 1 1,7
每百万美元 GNP的能耗
材料发展总的趋势
