新材料技术小论文.doc

现代物理概论 小论文姓 名： 李 露 院 系： 化学与环境工程学院班 级： 应化11002班 学 号： 201110585 序 号： 20 日 期： 2012.5.28 新材料技术 21世纪是信息与科技高速发展的时代，自从第二次世界大战以来，科学技术以一种前所未有的速度迅猛发展。美苏两个超级大国间的冷战更是极大地促进了其国内科学技术的发展，他们不断地向新型领域进发，以实际行动创造了一个又一个奇迹，航天技术、海洋技术一个又一个新的领域在他们的不断探索下一点一点展现在人们面前，伴随着科学家们对这些新型领域的探索，许多与之相关的高新技术应运而生，特别是新型物质材料的开发更使得到了前所未有的发展。21世纪是材料科学的世纪，不断发展的科学技术对与之相关的物质材料提出了更加苛刻的要求，普通的物质材料早已不能满足这种特殊的要求，为了适应科学技术的发展，科学家们通过改变物质材料的成分、结构与制备过程创造出一种又一种新型具有特意性能的新材料。如金属结构材料、高分子材料、陶瓷结构材料、碳碳结构材料、超导材料、生物材料、磁性材料、光声材料、电子材料、催化材料、机电材料，这些新型材料不仅帮科学家们解决了许多难题，使科学技术向前更进一步，也给人类带来了巨大的经济与社会效益。金属结构材料即合金材料，其通过改变各种元素的含量从而改变合金的性能，例如：在铁中加入12%30%的铬，合成的新型不锈钢，其耐蚀性、韧性和可焊性都得到了较大的提高。对普通碳钢而言，当表面上的铁与空气中的氧气进行化学反应形成氧化膜后，形成的氧化铁能够继续氧化，使锈蚀不断扩大，最终形成孔洞。而当钢中加入铬、镍、钼、钛、铜等元素时，其性能便会大大改变，不仅能够耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学侵蚀介质腐蚀，还可具有一些特殊的性能，如：导热性能、导电性能。另外钛合金还具有极其特殊的性能记忆性能，在某一固定温度下将钛合金制成所需的物品后，它会随着温度的改变而改变形状，当将温度恢复到制造时的温度时，其形状会恢复到设计状态。简而言之，人们可以通过控制温度来改变其形状，由于钛合金具有这一特殊性能，因此在高科技技术中应用十分广泛。高分子材料，是一种由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子复合材料。作为化学学院的一名学生，我们的日常学习基本上都是与此类物质有关，无论是高分子材料的合成还是材料性质的鉴定，都离不开高分子材料。人类最最先接触到高分子材料为天然高分子材料，例如蚕丝、棉、毛、木材、麻等，后来才逐渐接触到其他种类的高分子材料。今天，人们广泛使用的塑料便是先人经过不断努力后合成的高分子材料，例如：用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙乙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等高分子化合物制成的各种热塑性塑料，用环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、三聚氰胺、甲醛树脂制成各种热固性塑料，热固性塑料一旦成型，其形状便极难发生变化，而热塑性塑料恰恰相反。无论热塑性塑料还是热固性塑料，都含有一定浓度的有毒物质，长期使用不仅给人的身体健康带来影响，对人类的生活环境也有一定的破坏性。高分子材料中最为重要的三种材料为塑料、合成纤维与合成橡胶，这三种材料已经国民经济建设与人民日常生活中必不可少的重要材料，高分子材料虽然拥有许多优秀的特性。但其发展仍很慢，其中原因之一便是高分子材料仍有一些无法弥补的缺点，例如：机械强度和刚性较弱、耐热性较低等缺点。在不断地发展中，人们开发出一种又一种新型的高分子材料，高分子分离膜，是一种具有选择透过性功能的半透性薄膜，半透性薄膜的高度选择性能帮助我们很好地将某种物质从其他物质中分离出来，血液透析、海水淡化等都是很好的例子。磁性高分子材料，具有比重轻，容易加工成尺寸精度高和复杂形状的制品，还能与其他元件一体成型等优点。光功能高分子材料，高分子复合材料等一系列高分子材料因其具有的独特性能越来越受到人们的重视，成为了人们日常生活中必不可缺的一部分。陶瓷结构材料中比较重要的为新型陶瓷，传统技术烧制陶瓷制品，长则需要封炉好几天，短则需要保温几小时，新型材料采用人工合成的高纯度无机化合物为原料，在严格控制的条件下井成型、烧结和其他处理而制成，制成的陶瓷具有一些特殊的性能。新型陶瓷按化学成分主要分为纯氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷，按其性能与特征又分为高温陶瓷、超硬质陶瓷、高韧陶瓷、半导体陶瓷、电解质陶瓷、磁性陶瓷、导电性陶瓷，按其应用不同又可分为工程结构陶瓷和功能陶瓷两类。在工程结构上使用的陶瓷称为工程陶瓷，主要在高温下使用，该类陶瓷具有在高温下强度高、硬度大、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损、耐烧蚀等特点，在空气中可以耐受1980的高温，是空间技术、军事技术、原子能及化工设备等领域中的重要材料，目前使用最多的是氯化硅、碳化硅和增韧氧化物等三类材料。利用陶瓷对光、电、声、磁热等物理性能所具有的特殊功能而制造的陶瓷材料称为功能陶瓷。功能陶瓷种类繁多，用途各异。例如：根据陶瓷电学性质的差异可制成导电陶瓷、半导体陶瓷、介电质陶瓷、绝缘陶瓷等电子材料，电容器、电阻器、电子工业中的高温高频器件、变压器等电子零件。利用陶瓷的光学性能可制造固体激光材料、光导纤维、光储存材料及各种陶瓷传感器。压电陶瓷是一种将压力转变为电能的功能陶瓷，任何微小的压力都能使它们发生形变，从而使陶瓷表面带电。用压电陶瓷柱代替普通火石制成的气体电子打火机，能够连续打火几万次。另外透明陶瓷、氮化硅高强度陶瓷、氨化硅精密陶瓷等陶瓷应用范围也极广，利用光导纤维做成的光缆可用于通信，它不仅传导性能良好，而且传输信息容量大。光导纤维内窥镜可导入心脏、胃、脑室等人体内部器官，为医生观察，测量病人的身体健康状况提供了极大地帮助。如今，光导纤维已经进入了我们的日常生活，成为了我们生