贵金属材料制造行业是国家重点支持的新材料领域。随着高新技术产业的快速发展,贵金属需求也越来越大。由于贵金属单件产品及元器件体积、质量小,技术性能要求精,通常均应用于关键和核心部位,应用领域广,使用价值昂贵。阐述了贵金属材料在电子信息、生物医药、高温材料、汽车工业、石油化工、国防安全等6个领域中的应用和发展,其已成为新材料领域研究重点。
随着现代工业的快速发展和科学技术的进步,贵金属因具有优良的物理化学性能(高温抗氧化性和抗腐蚀性)、稳定的电学性能、高催化活性等特点,成为中国高新技术产业中不可缺少的关键支撑材料。贵金属主要包括金、银、铂、钯、铑、铱、钌、锇等8种,其中铂、钯、铑、铱、钌、锇为铂族金属。2005年至2015年,铂族金属以工业应用为主,需求量占比达80%;银工业应用需求量占比50%以上;金以饰品应用为主,需求量占比保持在60%以上。国务院2016年印发并实施的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中指出,贵金属在中国汽车、节能环保、电子与电气、石油化工、精细化工及医药医疗等战略新兴产业中均占有重要位置,需求也在逐年递增。
1 电子信息产业中的应用
贵金属因具有良好的化学稳定性,高电导率、热导率,以及特有的电学、磁学、光学等性能,广泛应用于高性能薄膜材料的制备,各种高纯贵金属、新型合金和化合物功能薄膜不断得到开发。高纯贵金属在半导体制造中的性能及应用。
高纯金和高纯银因具有接触电阻小,热阻低,热应力小和可靠性高等优点,其靶材材料广泛应用于背面金属化系统。背面金属化薄膜制备常用2种方法:传统的蒸发镀膜法和先进的溅射镀膜法。导电层位于金属化结构的最外层,需性能稳定,易于焊接,特别是对于大功率晶体管,工作电流过大,需要低电阻材料,高纯金靶或高纯银靶成为首选。此外,随着集成电路制造技术的发展,先进封装对封装密度和封装效率的要求越来越高,高纯金靶和高纯银靶的需求同样增加。
2 生物医药中的应用
贵金属材料具有独特的抗腐蚀性、生理上的无毒性、良好的延展性以及生物相容性,其在医学领域的应用越来越受到重视,应用也越来越广泛。贵金属在中国生物医药产业主要应用领域为牙科、针灸、体内植入及药用、生物传感器等。
3 高温材料中的应用
现代工业和高技术领域对材料耐高温、抗氧化等性能提出了更高的要求,贵金属材料尤其是铂族金属材料具有高熔点、高温抗氧化、热稳定性良好、高抗腐蚀性及高温强度、在高温材料领域的应用受到重视,许多国家已将其列为战略物资。
4 汽车工业中的应用
汽车工业用到的贵金属多达十几种,按特性可分为贵金属催化材料、贵金属传感材料、贵金属电接触材料和贵金属浆料,主要用于尾气净化、传感器、发动机点火、制动、车窗除雾、空调等众多系统,尤其在尾气净化系统制造中,使用了大量的铂、钯和铑等贵金属。由于铂族金属对汽车尾气有独特的净化能力,每年超过60%的铂、钯、铑等铂族金属用于生产汽车尾气净化催化剂。
贵金属工业材料制造行业是技术和资金密集型产业,产品技术含量高,生产工艺复杂,产品和技术更新换代快,在高新技术的发展中处于重要地位。随着科学技术的发展,其应用领域和用途还会扩大,起到越来越重要的作用。积极推广清洁生产、绿色技术和绿色产业,提高资源、能源的利用效率,实现废弃物的高效率回收和再利用,减少贵金属工业污染排放,建立起环保与经济协调发展的绿色贵金属行业是未来发展的方向。