第四章_新材料技术-罗.ppt

能源材料 能源材料主要有太阳能电池材料、储氢材料、固体氧化物电池材料等。 氢是无污染、高效的理想能源，氢的利用关键是氢的储存与运输，美国能源部在全部氢能研究经费中，大约有50%用于储氢技术。氢对一般材料会产生腐蚀，造成氢脆及其渗漏，在运输中也易爆炸，储氢材料的储氢方式是能与氢结合形成氢化物，当需要时加热放氢，放完后又可以继续充氢的材料。目前的储氢材料多为金属化合物。如LaNi5H、Ti1.2Mn1.6H3等。 智能材料 智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一。国外在智能材料的研发方面取得很多技术突破，如英国宇航公司的导线传感器，用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况；英国开发出一种快速反应形状记忆合金，寿命期具有百万次循环，且输出功率高，以它作制动器时、反应时间仅为10分钟；形状记忆合金还已成功在应用于卫星天线等、医学等领域。 碳纤维 碳纤维是指化学组成中碳元素质量分数在90%以上的纤维材料，每一根碳纤维由数千条更微小的碳纤维所组成，在原子层面的碳纤维跟石墨很相近，由一层层以六角型排列的碳原子构成。碳纤维与石墨两者的差别在于层与层之间的连接，石墨是晶体结构，它的层间连接松散；而碳纤维不是晶体结构，层间连接是不规则的，这样可防止滑移，增强物质强度。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如比重小、耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。 新型陶瓷 新型陶瓷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经成型、烧结和其他处理而制成具有微细结晶组织的无机材料。新型陶瓷以其独特的优异性能，已成为航天、航空、建筑、冶金、机械、化工、电子、生物等工程技术中的关键材料，且应用领域仍处于不断扩展中。 新型陶瓷制成的人造骨等 光纤 光纤为光导纤维的简称，由直径大约为0.1mm的细玻璃丝构成。光纤通信就是因为光纤的这种神奇结构而发展起来的以光波为载频，光导纤维为传输介质的一种通信方式。 由光导纤维构成的光缆 第四节 新材料技术展望 进入20世纪90年代以来，材料科学技术的发展异常迅速。材料科学与生命科学、信息科学、认知科学、环境科学和非线性科学共同构成了当代科学技术的前沿。展望21世纪，基于物理、化学、数学等自然科学与电子、化工、冶金等工程技术必威体育精装版成就的材料科学技术前沿有： 新型光电子材料 稀土功能材料：主要是高纯稀土材料的制备技术，超高磁能和稀土永磁材料的大规模生产技术，高性能稀土储氢材料及相关技术，高性能稀土催化剂材料制备与应用技术。 生物医用材料：高可靠植入体内的生物活性材料合成关键技术，生物相容材料制备技术，如组织器官替代材料，人造血液、人造皮和透析膜技术。 先进复合材料：主要是复合材料的低成本制备技术，复合材料的界面控制与优化技术，不同尺度不同结构异质材料复合新技术，以及复合增强材料的高性能、低成本化技术。 新型金属材料：主要是交通运输用轻质高强材料，能源动力用高温耐蚀材料，新型有序金属间化合物的脆性控制与韧化技术以及高可靠性生产制备技术。 先进陶瓷材料：主要是信息功能陶瓷的新制备技术和多功能化及系统集成技术，高性能陶瓷薄膜、异质薄膜的制备、集成与微加工技术，结构陶瓷及其复合材料的补强、韧化技术，先进陶瓷的低成本、高可靠性技术。 材料是国民经济、社会进步和国家安全 的物质基础与先导 先进材料具有强烈的基础性、支撑性、 技术经济价值和迫切战略需求 材料发展战略思考 与新材料相关的战略研究 科技发展总体战略研究 世界科学技术发展的优先领域 信息科学和技术 生命科学和生物技术 能源科学和技术 环境科学和技术 材料科学和技术 高密度存储材料、生态材料、生物材料、碳材料 和高性能结构材料等 纳米科学和技术 先进制造技术 研发原创性成果 在微电子材料技术、光电子材料技术、功能陶瓷、纳米材料、生物医用材料等前沿技术领域取得一批原创性成果 提升支柱产业 钢铁、有色金属、建材、化工等领域的关键新材料达到国际先进水平，辐射带动一大批支柱产业的技术改造升级 促进高新成果转化 一批应用型新材料项目取得重大突破,引导和促进形成年产值达数十亿元的大型新材料产业 材料领域总体战略目标 培育经济新增长点 -信息新材料和特种功能新材料领域一批新兴 的、产业化前景好的新材料技术步入国际先进行 列；培育一批新兴产业生长点。形成和完善若干 新材料研究开发基地 保障重点工程建设 -为国防重点工程、“振兴东部老工业基地”、 “奥运”、“大型民用客机” 、“探月计划”等重大 建设工程项目提供一批关键新材料