各有关单位：
　　为贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》，促进流程工业绿色化进程，科学技术部已将“含有毒有害元素材料的替代技术”项目列入“十一五”国家科技支撑计划，并委托教育部发布课题申请指南并受理课题申报。
　　现将“含有毒有害元素材料的替代技术”课题申请指南予以公开发布，请按照指南要求抓紧做好课题申报工作。

教育部科技司
二OO六年十月十二日

"十一五"国家科技支撑计划重点项目"含有毒有害元素材料的替代技术" 课题申请指南

 

 

　　一、指南说明
　　《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》将"流程工业绿色化、自动化及装备"作为制造业领域的优先主题。环境安全型材料是流程工业绿色化的物质基础。当前，以电子电器设备中使用的含铅、汞、六价铬、镉、两类溴系阻燃剂等6类有毒有害元素材料为代表的一批基础材料，涉及人民生活衣、食、住、行、用等各个方面。因其在全生命周期中对环境和人类健康造成的损害，许多国家已开始通过法律、法规限制或禁止使用含有毒有害元素材料的产品进入市场，对我国外贸出口造成了很大的影响。开发含有毒有害元素材料的替代技术，是保护生态环境、维护人民身心健康、支撑相关产业可持续发展的迫切需要。
　　本项目以市场需求为导向，选择有代表性的铅、镉、六价铬、溴系阻燃剂、毒害有机物、石棉等毒害物质的替代材料为突破口，强化产业化技术开发和应用研究，培育特色产业化基地，形成大规模产业化集群，完善并扩展产业链。通过替代有毒有害材料数据库的技术开发及建设工作，为所需替代材料的研发提供理论指导。通过研究制定有毒有害材料的检测方法，以标准和法规等形式限制有毒有害材料的使用和鼓励替代材料的推广应用。本项目还将根据本领域技术和产业发展趋势，提出技术壁垒应对和预警机制。
　　"十一五"期间，本项目将开发20个以上替代有毒有害材料的新品种，并在替代有毒有害材料系列产品的产业化技术及各替代产品的应用技术等方面进行重点部署，满足电子电气等相关行业的迫切需求，构筑完整的自主知识产权体系；依托本项目涉及的材料新品种，引导形成规模化产业群。
　　本项目计划实施期限为3年。
　　项目共设置8个课题：
　　课题一、替代有毒有害材料数据库系统开发和材料设计；
　　课题二、替代含铅材料的系列产品开发及产业化；
　　课题三、替代含镉材料的系列产品开发及产业化；
　　课题四、替代含六价铬材料的系列产品开发及产业化；
　　课题五、替代含溴阻燃材料的系列产品开发及产业化；
　　课题六、替代毒害有机物的系列产品开发及产业化；
　　课题七、替代含石棉密封和摩擦材料及填料的系列产品开发及产业化；
　　课题八、替代有毒有害材料的检测平台、标准化体系建设和技术壁垒应对机制研究。

　　二、指南内容
　　课题一、替代有毒有害材料数据库系统开发和材料设计
　　研究目标：
　　基于材料的功能、毒害作用的特征、对人类和环境的危害程度以及所需要替代的紧迫性等对有毒有害材料进行科学的分类，建立有毒有害材料数据库；围绕本项目中替代有毒有害材料的关键技术开发，建立替代材料数据库；根据本项目中其它课题对替代材料研发的需要，建立材料设计平台，模拟备选替代材料的性能、技术指标和安全性指标；结合数据库和材料设计平台，对本项目所涉及的有毒有害材料，提供可替代材料和具有潜能的新型可替代材料的组成和结构、制备技术、材料设计技术、产业化技术、预期经济效益和环保指标等完整的信息，为整个项目的技术研发提供理论指导。
　　主要研究内容：
　　建立信息完整、易于检索、可满足本项目其他课题研究需要的有毒有害材料及其替代材料的专业数据库。建立材料设计平台，模拟备选替代材料的性能、技术指标和安全性指标。利用数据库和材料设计平台，为整个项目的技术研发和替代材料的发展方向提供理论指导。
　　主要考核指标：
　　完成具有自主知识产权的、有强大联合检索功能的有毒有害材料和替代材料的数据库以及材料设计计算机模拟平台的硬件和软件系统。数据库容量为40TB以上，融合和涵盖目前国际上六个以上与有毒有害物质相关的数据库中的数据内容并自行挖掘数据。具备多种功能的检索入口，方便用户对各种信息需求的查询。材料设计平台包括峰值运算速度超过10000亿次/秒的硬件系统和安装有Material Studio、Cerius2、InsightII等商业程序包及具有自主知识产权的模拟程序的软件系统，可以满足本项目中各课题提出的材料设计要求。
　　实施年限：3年
　　课题经费：国家拨款120万元，自筹经费应与国家拨款额相当。
　　课题二、替代含铅材料的系列产品开发及产业化
　　研究目标：
　　以开发电子电器工业中的无铅焊料、无毒热稳定剂以及无铅易切削黄铜合金材料为重点，通过无铅替代关键技术攻关，在满足生态、环保及绿色制造的前提下，实现含铅材料原有功能的再现，继而实现含铅材料的全面替代，解决使用含铅材料的相关产品的出口问题。
　　主要研究内容：
　　开发无铅焊料、无铅热稳定剂、无铅易切削黄铜合金及无铅射线防护复合材料等新产品及其关键制备技术，进行配套设备开发及产业化研究，完善相关应用技术，制定相关材料、产品检测方法和标准。
　　主要考核指标：
　　开发的系列无铅产品技术指标达到欧盟《RoHS指令》的技术指标要求；通过系列无铅产品制备技术攻关，能够形成具有核心竞争能力的关键技术，并构筑自主知识产权体系；可形成规模化生产能力。
　　无铅焊料主要指标：从源头上控制电子产品中有毒有害元素的污染，Pb≤0.1 wt%，Cd≤0.01 wt%，焊料和接头要有良好的抗蠕变和抗疲劳性能；产品结构和生产工艺具有自主知识产权；建成1kt/a以上规模生产线。
　　无铅热稳定剂主要指标：Pb≤0.009 wt%，Cr6+≤0.0075wt%，Cd≤0.0005wt%，Hg≤0.006wt%。制成PVC制品后，热稳定性要达到并超过以铅盐为稳定剂制备的PVC制品的标准；产品结构和生产工艺具有自主知识产权；建成10kt/a以上规模生产线。
　　无铅易切削黄铜主要指标：Pb≤0.03% ，Cd≤0.001%，延伸率≥8％(半硬态)，抗拉强度≥380MPa(半硬态)，切削性能＞78%(相对C36000合金)，无铅易切削黄铜应具备铅黄铜的切削性能，综合指标达到或超过国外同类产品的先进水平；产品结构和生产工艺具有自主知识产权；建成10kt/a以上规模生产线。
　　无铅射线防护材料主要指标：比铅当量值达到0.3mmPb/mm，满足欧盟《RoHS指令》中规定的医用X射线屏蔽材料无铅要求；产品结构和生产工艺具有自主知识产权；建成500km2/a以上规模生产线。
　　实施年限：3年
　　课题经费：国家拨款600万元，自筹经费应为国家拨款的2倍以上。
　　课题三、替代含镉材料的系列产品开发及产业化
　　研究目标：
　　以开发电子电器工业中的无镉触头材料、无镉中温钎料、无镉橡塑稳定剂为重点，通过无镉替代关键技术攻关，开发的无镉材料及其产品性能达到或超过现有含镉材料，解决含镉相关产品的出口问题。
　　主要研究内容：
　　研究含镉银基电工触头、含镉颜料、含镉橡塑稳定剂和含镉中温钎料等产品的替代技术及其替代产品的关键制备技术，开展系列产品工程化研究、配套设备开发及产业化研究，完善相关应用技术，研究制定相关材料及产品的检测方法和标准。
　　主要考核指标：
　　替代含镉材料的系列产品技术指标应满足欧盟《RoHS指令》的技术指标要求；初步形成具有核心竞争力的技术体系，并构筑自主知识产权体系；建成无镉电工触头、无镉颜料、无镉橡塑稳定剂和无镉中温钎料规模化生产线；替代含镉材料的系列产品在相关行业具有代表性的企业特别是出口创汇型企业的产品中获得应用，制定相关材料及产品的检测方法和标准，保障我国相关产品能够顺利走向国际市场。
　　无镉银基电工触头材料主要指标：Pb≤0.1 wt %，Cd≤0.01 wt %，形成Ag-SnO2(10)系、Ag-CuO(10)系、Ag-ZnO(10)系、Ag-CeO(10)系多个系列产品，产品性能及使用方法与现有含镉产品相近，批量生产后其产品价格与现有含镉产品相当，产品和生产工艺具有自主知识产权；建成100t/a以上规模生产线。
　　无镉颜料主要指标：无镉颜料产品使用方法与现有含镉产品相近，批量生产后其产品价格与现有含镉产品相当或略高10％～20％，镉溶出量≤2.3mg/dm2，遮盖力≥70 g/m2，耐光性6－8级，耐热性≥500℃。产品结构和生产工艺具有自主知识产权；建成100t/a以上规模生产线。
　　稀土热稳定剂主要指标：Pb≤0.009 wt%，Cd≤0.0005wt%，Hg≤0.0005wt%，使用该热稳定剂的PVC软制品的热稳定时间≥60分钟，PVC硬制品的热稳定时间≥70分钟，产品生产工艺具有自主知识产权；建成1kt/a以上规模生产线。
　　无镉中温钎料主要指标：无镉中温钎料在600℃～900℃之间形成多种产品规格，产品生产工艺、价格及使用方法与现有含镉产品相近，生产厂家和应用厂家只需适当调整工艺，即可生产、使用无镉中温钎料产品。产品结构和生产工艺具有自主知识产权；建成100t/a以上规模生产线。
　　实施年限：3年
　　课题经费：国家拨款400万元，自筹经费应为国家拨款的2倍以上。
　　课题四、替代含六价铬材料的系列产品开发及产业化
　　研究目标：
　　开发替代含六价铬材料的系列新产品，突破关键技术以取代原有六价铬钝化技术，实现产业化。
　　主要研究内容：
　　镀锌板非六价铬钝化技术开发及产业化；替代重铬酸盐的铝合金阳极氧化膜绿色封闭技术及产业化；电镀钨合金替代镀铬工艺研究。
　　主要考核指标：
　　替代含六价铬材料的系列产品技术指标应满足欧盟《RoHS指令》的技术指标要求；能够形成具有核心竞争力的技术体系，并构筑起自主知识产权体系；可形成规模化生产线；替代含六价铬材料的系列产品在相关行业具有代表性的企业特别是出口创汇型企业的产品中得到应用，保障我国相关产品能够顺利走向国际市场。
　　镀锌板用非六价铬钝化技术主要指标：钝化处理剂不含有毒有害物质，工艺排放完全符合环保要求；经过钝化处理的镀锌钝化膜，完全符合欧盟《RoHS指令》中关于六价铬含量的要求；膜层透明均匀，无色差；中性盐雾实验，耐腐蚀时间达到96小时，白锈面积小于5%；耐热性达到400℃ 5min无色泽变化；建成1kt/a无铬钝化处理剂生产线，将无铬钝化处理剂应用于年产30万吨热镀锌板无铬钝化生产示范线。
　　替代重铬酸盐的铝合金阳极氧化膜绿色封闭技术主要指标：开发的铝合金阳极氧化膜封闭工艺技术不使用有毒有害的重金属离子，工艺过程中不排放有害物质，完全符合环保要求；经过绿色封闭处理的阳极氧化膜不含铬或镍元素，其主要性能特别是耐蚀性等各项指标全面达到或超过重铬酸盐封闭处理，且低于目前常用的重铬酸盐和镍盐的处理成本；封孔质量按照国家标准(GB/T8753.1和GB/T8753.2)、国际标准(ISO3210-1983)以及相应的欧洲标准(EN12373-7：2001)采用磷铬酸失重实验法评定，达到我国、欧洲和国际标准的合格值30 mg/dm2；建立一条示范生产线，年处理能力达到10000件或3000吨，并产出合格产品。
　　电镀钨合金代镀铬电镀技术主要指标：电镀液中不含铬元素，工艺排放完全符合环保要求；能在普通碳钢、合金钢、球墨铸铁、合金铸铁等不同基材上镀出结合力好的合格镀层。镀层硬度达到550Hv以上，热处理后硬度达850Hv 以上；具有良好的耐磨耐蚀性能，建成一条在杆状工件上电镀钨合金的示范生产线。
　　实施年限：3年
　　经费概算：国家拨款300万元，自筹经费应为国家拨款的2倍以上。