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中国石墨烯产业发展现状与问题毕业论文

 2020-05-23 16:00:12  

摘 要

石墨烯是一种二维材料,只有一个原子的厚度,外在表现形式是由碳原子组成六角型的晶格外形的平面薄膜。虽然它在2004年才被发现,却因为高导电性、超轻薄性,硬度高韧性强等等优异性能使得石墨烯应用领域十分广阔,囊括了电子学、光学、磁学、生物医药、储能传感器等领域,被称为21世纪的革命性材料。文章通过研究对比欧美日韩等国在石墨烯方面的政策支持和产业发展情况,在了解我国对石墨烯的政策及产业发展现状情况下,提出合理化的建议和发展方向预测。为抓住机遇,提高我国石墨烯产业的发展水平、形成新的经济增长点,应加强对石墨烯产业的统筹引导,广揽人才,多方面加大资金投入,提升我国石墨烯科研创新能力。

关键词:石墨烯 产业化 政策

Development status and problems of graphene industry in China

Abstract

Graphene is a two-dimensional material, there is only one atomic thickness, the external manifestations of the carbon atoms of the six angular form of the lattice plane film. Although it in 2004 was discovered, but because of the high conductivity, super thin, high hardness and toughness and so on outstanding performance makes graphene application field is very broad and includes electronics, optics, magnetics, biomedicine, energy storage sensors, known as the 21st century revolution of materials. The through comparative study of Europe, Japan and other nations in the graphene policy support and industry development, in our country of graphene policy and current situation of the development of industry to understand the situation, put forward rationalization suggestions and development direction prediction. In order to seize the opportunities, improve our graphene industrial development level and the formation of new economic growth point should be strengthen co-ordination of graphene industry guidance, wide football talent, many increase capital investment, improve our graphene research and innovation capacity.

Key Words:Graphene; Industrialization; Policy

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章导论 1

1.1研究背景 1

1.2研究现状 1

1.3研究目的和意义 3

1.4研究内容和方法 3

第二章 世界典型国家或区域的石墨烯产业发展现状 4

2.1美国石墨烯产业发展现状 4

2.2欧洲石墨烯产业发展现状 5

2.3日韩国家石墨烯产业发展现状 5

2.4各国或区域石墨烯产业发展的特点和趋势 6

第三章 我国石墨烯产业发展现状 7

3.1全国角度 7

3.2典型省份层面 8

3.3我国石墨烯产业发展的特点和趋势 10

第四章 促进我国石墨烯产业发展的政策建议 12

4.1世界典型国家或区域促进石墨烯产业发展的政策 12

4.2我国石墨烯产业发展的不足 12

4.3促进我国石墨烯产业发展的对策 14

第五章 结论与启示 16

5.1研究结论 16

5.2相关启示 17

结束语 18

参考文献 19

第一章 导论

1.1研究背景

石墨烯是一种二维材料,只有一个原子的厚度,外在表现形式是由碳原子组成六角型的晶格外形的平面薄膜。石墨烯是近几年才发现的科技含金量高同时应用潜力广泛的新材料,它是目前已知道的最薄但是硬度最高的碳材料,近乎完全透明,导热导电性能极佳,其优异的韧度和强度以及超大比表面积等特点,让这个它在半导体、光伏、电池、显示器等传统方面和新能源、新材料等新兴领域都有广阔的成长前景。2004年,英国两位物理学家因成功分离出石墨烯,共同摘得 2010年诺贝尔物理学奖。这样的背景下,美欧日韩等国发现了这一新材料的市场上升空间和诱人的经济效益,纷纷拨巨资以发展本国石墨烯的研发和应用,我国政府和企业也在不失时机、不遗余力地抢占石墨烯的发展先机,争取在这一领域获得一席之地。

1.2研究现状

新材料产业是我国七大战略性新兴行业之一,不仅技术高度鳞集,产品利润值高、应用领域广和成长前景好等优点,它与能源、信息、生物医学等等产业方面密切相关,发展新材料产业也是我国化学工业领域加快转变发展方式的重要着力点(陈瑞峰,2014)。此外,一个国家的新材料发展水平是这个国家科技和工业发展能力的重要体现,从而对发展战略性新兴产业、保障国家重点工程、促进传统行业转型等都意义非凡(牛禄青,2015)。

石墨烯在力学性能、热性能、光学性能和电学性能等方面的优异表现,使得它在化学、能源、物理、材料等各个领域被极大重视(张继国,2014)。如今欧美日韩等发达国家的生物医学、环保监测、电子材料、散热材料等领域正在形成技术研发和产业投资的新浪潮,力争在石墨烯发现的初期把握石墨烯技术革命和产业革命的机遇(胡耀娟, 2010)。从专利布局来看,韩国的三星电子是世界上目前已知的最大的石墨烯专利持有机构,我国的优势在于世界石墨烯专利拥有机构前 10 名里中国占了五分之四的席位(李汉清,2014)。在世界石墨烯专利申请的技术分布图中显示,我过科学技术研究院的专利申请量位在前三位置,但是PCT专利申请仅1件,这里的PCT专利申请是指只要获得PCT专利保护,就可以获得在多个PCT成员国的专利保护,这样可以极大地简化申请国外专利的手续。由此可见,我国的石墨烯专利申请区域保护意识不强,大部分专利根本没有国外保护(沈慧,2015)。与此同时,我国一个普遍的现象是科研成果的的转化率不高,大批优秀的科研成果只能沉默于一篇篇论文中,停留在专利申请的白纸黑字见(张萌欣,2015)。目前来看,我国石墨烯产业的特点可以用四个字概括——热而不火。产业化难以实现、产品市场不火、制备技术方面表现欠佳(江晶晶,2014)。21世纪宏观研究院指出,我过目前石墨烯发展遇到了工业化障碍——生产过程中的高费用和次成果以及产业链下游尚未产生规模化(康永, 2015)。为此,整个产业的前行需要政策的支持。

自从我国第一个国家级石墨烯高新技术产业基地在江苏常州建立,我国石墨烯产业发展已开启“速跑”模式(王腾宇,2015)。国家在“十二五”规划中已经将新材料列为重要的战略新兴产业,国家自然科学基金委员会也陆续拨巨资以资助石墨烯相关项目(李波,2015)。但是,就目前来看,国内石墨烯成果大部分用于研究单位和各个公司科研部门中自我消耗,研发机构与下游需求公司缺乏沟通,石墨烯的研发过程里重基础科学,轻实用技术,从而使得石墨烯市场需求一直未开,政策的扶持重点应在于财税支和政策引导持,此外,设立产业基金也可以很好地激发企业和市场的活跃程度,由此吸引更多的民间资金力量投资石墨烯产业(康永,2015)。张继国(2014)在其论文中指出了几点促进石墨产业发展的政策建议,比如必须加大科技创新力度,加强自主创新能力,制定石墨烯产业发展规划,加强对产业的统筹引导,同时坚持市场导向,促进研发与商业化并行发展。

1.3研究目的和意义

石墨烯虽然直到本世纪初才被发现,真正引发大范围关注是在2010年,两位发现者获得诺贝尔奖之后,作为"新材料之王",石墨烯研究者毫不吝啬地指出石墨烯将有望改变21世纪。为此,研究石墨烯在中国的发展状况,包括我国政策支持情况,资金扶持力度,重点省市的发展方向、石墨烯产业化的进度以及取得的成果和遇到的问题等等,鉴于石墨烯的优异性能,抓住世界上石墨烯产业的发展机遇,带动我国涂料、储能、航空、医药等产业发展和升级,实现“弯道超车”,作为我国为数不多能与国际先进国家处于同步阶段的产业,研究我国目前石墨烯产业的发展现状与问题,利于全方位了解我国石墨烯的发展状况,利用石墨烯提升我国多领域的产业水平,提高我国在高科技产业领域的话语权,形成新的经济增长点。

1.4研究内容和方法

(1)研究内容。新材料产业的内涵特点,石墨烯产业发展现状,培育和促进石墨烯产业发展的政策、世界典型国家或区域的石墨烯产业发展现状、国内典型省份的石墨烯产业发展现状,总结我国在该产业发展上存在的问题、借鉴国外经验,结合我国不足,提出促进我国石墨烯产业发展的政策建议。

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