新材料的认识.doc

新材料的认识摘要：材料、信息与能源构成现代文明的三大支柱，新材料也成为国家新兴发展产业之一。新材料作用于人们，优于一般材料，对社会发展具有重大的影响。材料科学技术是基础科学与工程科学融合的产物，涉及面十分广泛。材料存在于人们的方方面面，同时，也在不断的发展；例如：新能源材料、新型交通运输材料、电子信息材料、生物医用材料、新型化工材料、节能环保材料。在近万年人类社会发展的进程中，人们在实践中逐步认识了大自然提供的物质材料，并加以利用，提高和发展，建立了现代文明的基础，随着科学技术的迅猛发展，人们有设计、创造出许多新材料。人们经历了由史前时期的石器时代，经过了青铜器时代、铁器时代，如今正跨入人工合成材料的时代。材料尤其是新材料的研究、开发和应用，反映了一个国家科学技术和工业水平，材料是人类生产活动和生活必需的物质基础，一切高技术的发展更离不开材料，人类的可持续发展与环保、节能材料密切相关。新型材料的定义：新型材料是指那些新近发展或正在发展的，具有优异性能和应用前景的一类材料。其中包括金属材料、有机合成材料、无机非金属材料和复合材料等，根据其性质与用途，又可分为结构材料和功能材料。结构材料机械制造建筑交通运输能源开发高温高磨损高腐蚀高辐照功能材料集成电路电子计算机光导通讯多样化高灵敏度高精确度高稳定性新材料新能源材料新型交通运输材料电子信息材料生物医用材料新型化工材料节能环保材料核能材料储能材料铝合金镁合金碳纤维复合材料轨道交通材料新型发光材料新一代贮藏材料介入性治疗材组织修复材料新型工程塑料新型有机氟材新型有机硅材新型催化材料环境友好材料绿色建筑材料生态工程材料新材料的特征：1. 金属材料金属材料有金属元素或以金属元素为主形成的具有金属特性的材料统称。新金属材料除黑色金属、有色金属外，还包括特种金属材料，即指那些具有不同用途的结构或功能金属材料。其中有急冷形成的非晶态、准晶、微晶、纳晶等金属材料和用于隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等的金属材料。2无机非金属材料无机非金属材料以某些元素的氧化物、碳化物、氯化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。无机非金属材料就其组成物质的形态、性质可分为单晶体（各种宝石工业用矿物晶体、人工合成晶体等）、多晶体（陶瓷、水泥、废渣、分煤炭、烧结矿等）、以及非晶质体（玻璃）等三类物质状态。3.高分子材料又称聚合物材料。高分子材料主要指以高分子化合物为基础制得的材料，它是由许多分子量特别大的大分子所组成，每个大分子由大量结构相同的单元（链节）相互连接而成。高分子材料根据应用中的机械性能和使用状态分为三类，塑料、橡胶、合成纤维。高分子材料有像金属一样良好的延展性，有无机非金属材料那样优良的绝缘性，耐腐蚀性，还具有价格低廉，密度小的优点。其缺点是强度比金属差，熔点低和化学活动性高，稳定性也不及无机非金属材料。4.复合材料有两种或两种以上化学本质不同的材料组合在一起，使之互补性能优势，从而制成的一类新型材料。高比强度、高比刚度、耐热耐磨损、耐腐蚀等（航天、导弹火箭、原子能工业）。5.半导体材料典型的半导体是以共价键结合为主，其晶体大多为四面体结构。大量的研究工作表明有各种类型的半导体存在，包括元素、化合物、固溶体、非晶材料、有机材料等。半导体材料制成的半导体电子器件和集成电路光电子器件和光电子集成电路、电力电子器件，以及各种传感器等，已进入到电子产品的各个领域。其他处于发展中的新型材料还有光学光电子材料、磁性材料、超导材料、生物医用学材料和和材料等。新型材料的要求:第一， 材料的结构与功能要结合起来，做到多功能应用；第二， 开发智能型材料；第三， 要求材料本身少污染，生产过程也要少污染，而且能够再生；第四， 要求制造材料的能耗少，而且本身最好能创造新能源或能够充分利用能源。新型材料发展和研究的趋向:1. 研究多相复合材料（多相复合陶瓷）2. 研究并开发纳米材料3. 开发机敏材料（变色眼镜）4. 研究开发生物医学材料5. 材料制备工艺、检测仪器和计算机的应用研究环保材料：由于资源过度消耗、人口激增以及环境污染等影响，目前全球面临着生物多样性日益减少，全球气候持续变暖，森林面积锐减、大气污染状况持续恶化、水体污染日益严重、臭氧层不断被破坏、土地荒漠化趋势增加等问题，严重影响经济的可持续发展，因此，环保型材料是世界可持续发展必要的。环保材料是能够循环利用、再生利用或降解腐化，不造成资源浪费，并在材料存在的整个生命周期中对人体及环境不造成公害的包装材料。绿色包装材料（一）一般材料：聚合树脂类塑料，聚乙烯（PE）、聚丙烯、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚偏二氯乙烯（PVDC）、聚乙烯醇、乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）纤维素类塑料，玻璃纸、乙酸纤维素（CA）、乙基纤维素（EC）光降解性塑料，聚乙烯包装薄膜、环保塑料袋、乙烯和一氧化碳聚合塑料生物降解性塑料，热塑淀粉（塑料杯）、多乳酸材料（PLA）、PET合成衍生的聚酯（各种薄膜和包装用品）(二)新型的材料：纳米塑料强度高耐热性、高阻隔性、高阻燃窒息性、良好的热稳定性、良好的导电性。纳米塑料类型制成品优点和用途纳米薄膜纳米尼龙6膜有更好的阻隔性、力学性能和透明性；食品包装材料注塑制品纳米尼龙相对密度、耐磨性好；电子电器部件、发动机等部件强力纤维纳米尼龙6高强度、高韧性、高耐热性；界胎帘子布、渔网渔绝纤维塑料母粒降低聚合物加工的掺配混炼成本混炼复配材料有效提高复配塑料的强度、模量、热变形温度、重置强度小；细菌生物塑料、木粉塑料、杀菌吸水食品袋、水溶性塑料等包装材料功能新材料生物材料是一种与生物体组织接触，用以评估、治疗、置换生物体任何组织、器官，增进和恢复其功能的材料，通常被制成医疗器械。生物材料的分类：天然高分子生物材料再生纤维、胶原、透明质酸、甲亢素等合成高分子材料硅橡胶、聚氨酯及其嵌段共聚物、涤纶、尼龙、聚丙烯？、聚烯烃医用金属材料不锈钢、钛及钛合金、钛镍记忆合金等无极生物医学材料碳素材料、生物活性陶瓷、玻璃材料杂化生物材料只来自活体的天然材料与合成材料的杂化，如胶源与聚乙烯醇的交联杂化等复合生物材料用碳纤维增强的塑料，用碳纤维或玻璃纤维增强的生物陶瓷、玻璃等生物新材料还有;(1) 仿生功能新材料的微纳结构不同等离子体处理的可降解医用PLGA薄膜的微纳结构研究（2）新型PVC自支撑薄膜的微纳结构选择适当的有机小分子对于PVC高分子进行修饰和改性，能够制备成具有纳米尺度孔洞结构的新的介孔薄膜（）新型医用靶向药物中单个Gd 纳米粒子的形态和性能研究。复合材料的应用波音747飞机上采用的几种复合材料部位零件复合材料机翼前缘后缘控制表面（抗流气等）玻璃纤维增强树脂；铝包复的玻璃纤维塑料蜂窝芯夹层板机体地板铝外壳连接聚氯乙烯泡沫芯板；铝粘结聚氯乙烯泡沫芯板垂直尾翼方向舵玻璃纤维蜂窝芯层压板水平稳定器升降机玻璃纤维蜂窝芯层压板发动机热冲击换向器InConel（因科镍）625钎焊蜂窝结构支柱覆盖层20