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固体氧化物燃料电池的结构（1） 固体氧化物燃料电池的结构（2） 材料工程(工艺)与制备技术： 材料工程(工艺)这一主题,常常构成材料科学与工程中一个颇为突出的矛盾体。 ★一方面材料工艺被认为是材料科学赖以发展的基础； 因为材料的性能对工艺过程有明显的依赖性，工艺是确定材料 能否推向预期市场的决定因素，陶瓷材料尤其如此。 ★另一方面，与工艺的重要性这一普遍认识相反，要找找到有关这一主题的系统文献，或者说非常准确的工程参数，并不容易，尽管近些年来有所发展和改进。 这主要是因为： ①人们往往根据实用准则来评判（陶瓷）材料工艺，一个产品的成功往往由最后质量衡量，而很少通过形成过程构思的“精巧”或论证的“严谨”来体现。如果性能不好，往往原来构思就被否定，过程中的“变化”常常被忽略。实际上在制备过程中，涉及许多制备技术、工艺手段和“Know How”。如此，阻碍了工艺的发展。 ②专利制度： 追求目标不太成功，就可能像①所述那样否定原来构思，或大谈自己的经验，而缺乏把各种变量结合而纵观分析提升；一旦达到追求目标，又专成专利，为了必威体育官网网址而保持沉默。 ③工艺过程复杂，工艺过程是多变量，结果也可能取决于局部因素，甚至非可控因素，造成结果的离散性，难于短期内总结、提高。 ④工艺技能常常是由技术“诀窍”表示，而不是用建立成熟、系统的学科理论表示，也就是常说的“熟能生巧”。 总之，工艺过程非常重要，但由于种种原因，在教科书、 文献中常常一笔代过，所有这些，都给材料工程的系统 发展带来困难。 制造 结构 物性 通过结构控制,达到所需物性； 通过对物性得要求,设计合理结构,选择制 造方法,从而制造出新材料。 课程主要章节内容： Lab for Solid State Chemistry Inorganic Membranes,USTC 固体化学与无机膜研究所 当前新材料研究热点领域： ●信息技术领域与信息材料 世所公认，我们当前是处于信息时代， 即以信息技术为时代特征。信息技术主要是指信息的获取、传递、处理、存储、显示等技术，包括微电子技术，光电子技术，计算机技术，软件技术，通讯技术，辐射成像技术，高清晰度电视技术等，以这些技术为基础，互相交叉，形成现代信息高技术和产业。 这些技术的发展的基于种种新型材料，这些材料主要包括： ★ 半导体材料和集成电路、微电子工业 ★ 激光材料与非线性光学材料 ★信息传感与传感器技术材料 ★ 半导体发光材料、液晶显示材料与感光材料 ★ 信息传输材料：石英光纤，非氧化物玻璃纤维，有机聚合物光纤 ★ 信息存储材料：磁记录材料、磁光记录材料、光存储材料 ●新型半导体材料与大规模三维集成电路 ★元素半导体和化合物半导体：Si， Ge，金刚石, III－V、II－VI族化 合物单晶硅Si材料，直径，1970年50mm；1985年150mm； 2000 年225mm集成电路集成度：1987年 100万晶体管/平方厘米,2000 年1000万(1024K)IBM预测, 2007年, 设计线宽将达到0.01 微米, 芯 片上可集成10亿晶体管 ★ GaAs为第二代半导体, 可在300-500℃ 使用, 运算频率可达2000 Mhz而 Si 仅可工作在250℃以下,频率仅为300 MHz ★ GaN为第三代化合物半导体 ,工作放热有可能使电路失效,  发展高热导的II型金刚石是个方向 ★ CVD法金刚石薄膜和AlN薄膜,将有效的提高了集成度 ★ 三维电路要求高性能衬底材料和高热导封装材料的研发 ★ 铁电-Si微集成系统, 具有良好系统功能, 成为当前的研制热点 ●信息传输光纤材料 多模光纤、新型色散补偿光纤与色散管理光纤、稀土掺杂光纤和高聚合物光纤和其他特种微气孔光纤或微结构光纤；特别是光纤预制棒制造技术是光纤制造技术的核心，也一直是我国光纤产业发展的最薄弱环节 ●新型能源材料 目前地球上的主要能源－化石燃料（煤、石油、天然气等）存在的主要问题是： ? 利用效率低 ? 应用技术落后，对环境造成污染（烟尘、有害气体等） ? 未开采的储量已经不多，终将消耗 因而，开发新能源和节能技术是当前始终如一的研究课题， 涉及种类繁多的新材料： ★核能技术材料（陶瓷核燃料，核反应堆容器材料……） ★储氢材料（SmCo5，NbTi合金……） ★燃料电池材料（电解质、阴极、阳极、连接材料、密封材料……) ★风力发电设备材料（高强度轻质复合材料……） ★太阳电池材料（Si，a－Si， CdSe， GaAs……） ★超导输电线材料 ★镍氢电池、锂离子电