新型材料的發展前景和現狀

篇一：新型材料的現狀及發展

材料是人類賴以生存和發展的物質基礎。20世紀70年代人們把信息、材料和能源譽為當代文明的三大支柱。80年代以高技術羣為代表的新技術革命，又把新材料、信息技術和生物技術並列為新技術革命的重要標誌。材料則直接影響產品的性能和壽命，是現代工業、農業、國防工業及科學技術等飛速發展的先決條件。因此材料與國民經濟建設、國防建設和人民生活密切相關。

一．金屬材料

金屬材料，它經歷了長期的研究發展過程，它具有工藝成熟、質量穩定、性能優良、價格低廉等優點，相對於陶瓷材料和高分子材料來説，它具有很大的優勢，是人類使用較為廣泛的材料，尤其是新型金屬材料新型金屬材料種類繁多如金屬納米、準晶、超細晶材料等，作為具有優異特性的高技術新型金屬材料，愈來愈顯示出重要的應用前景。

另外還有許多其它的新型金屬材料，如:

1.形狀記憶合金

形狀記憶合金是一種新的功能金屬材料，用這種合金做成的金屬絲，即使將它揉成一團，但只要達到某個温度，它便能在瞬間恢復原來的形狀形狀記憶合金所具有這種特殊形狀記憶功能，被廣泛地應用於衞星、航空、生物上程、醫藥、能源和自動化等方面。

但是，這種合金的造價過於昂貴，而且形狀變化不能過於頻繁。最重要的是這個種類的合金都有一個類似於最高記憶温度的存在，超過了那個臨界温度，可能導致合金完全失效。

2.金屬塑料

長期以來，在國際科學界，如何讓金屬材料具有塑料的玻璃形成能力一直是一個焦點問題。由我國科學家研製的“金屬塑料”，結合了金屬與塑料的部分特性，在開水中就可以像橡皮泥一樣，很容易進行變形處理。當温度降到室温，它又恢復了一般金屬玻璃所具有的優良性能。

我國科學院物理研究所汪衞華研究小組在國家自然科學基金的支持下，經過多年努力，研製出這種具有廣闊應用前景的新型材料。有關專家評價説，這種“金屬塑料”在很多領域都具有重大的應用和研究價值，可作為納米、微米加工和複寫的優良材料，將來可使汽車部件像塑料一樣便宜。

3.敷鈦板

本實用新型涉及一種敷鈦板層狀產品。其結構特點是由鈦薄層１、鋅薄層２、基材鋼板３、鋅薄層４、鈦薄層５依次複合為一個整體。優點主要是具有良好的防腐蝕性，美觀持久性，是鈦材、不鏽鋼材在某些領域（如化工、家電、機械）的較好替代品，也是進口敷鋁鋅板的理想代用品。缺點是價格較高，而且鈦金屬較為稀缺。

二．非金屬材料的發展和應用

新型材料不斷崛起，各種非金屬材料（高分子材料、陶瓷材料及不同類型材料所組成的複合材料等)的發展達到了前所末有的速度。

自從1907年出現合成高分子酚醛樹脂，標誌着人類應用合成高分子材料的開始，到現代，已廣泛用於科學技術、國防建設和國民經濟各個領域，引一已成為現代社會生活中衣、食、住、行、用各個方面小可缺少的材料。像橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子塗料以及高分子基複合材料都顯現了非常優越的性能。

1.聚合物玻璃

聚合物玻璃是一種廣泛應用的有機材料它具有優良的玻璃形成能力、低的玻璃化轉變温度和穩定的過冷液體區間。它最顯著的特點是具有優良的塑性，可以在較低的温度下軟化和塑性加工。

但是聚合物基複合材料也存在一些缺點和問題，如工藝方法的自動化，機械強度低，材料性能的一致性和產品質量的穩定性差，質量檢測辦法的不完善，長期耐高温和環境老化性能的不好。這些問題也正待研究解決，從而推動複合材料的發展，使之日臻成熟。

2.特種陶瓷材料

特種陶瓷材料突破了傳統陶瓷一粘土為主要原料的界限，主要以氧化物、炭化物、氮化物、硅化物等為主要原料，又是還可以與金屬進行復合形成陶瓷金屬複合材料。特種陶瓷不通的化學組成和組織結構決定了它不同的特殊性質和功能。

特種陶瓷通常包括結構陶瓷、功能陶瓷和生物陶瓷等。結構陶瓷具有高強度、高硬度、高耐磨、耐高温、耐腐蝕等特性；功能陶瓷具有導電、半導性。絕緣、雅典、透光、光電、聲光、磁光等性能；生物陶瓷具有醫療（人工關節、骨骼、牙齒等）和催化等功能。

特種陶瓷的未來發展方向：①加強基礎技術研究，例如燒結極力、檢測技術和粉末製備技術等；②超導陶瓷的研究；③多孔陶瓷的結構和性能研究；④陶瓷與陶瓷或陶瓷與其他材料複合（陶瓷纖維增強陶瓷，陶瓷纖維增強技術）問題是現階段研究重點；⑤陶瓷纖維化是研究隔熱材料、複合增強材料等的重要基礎，日本對陶瓷纖維及晶須增強金屬複合材料的.研究極為重視，其研究主要集中於碳化硅及氮化硅；⑥進一步開發無污染和環境協調的新技術。

3.複合材料

複合材料是指由兩種或兩種以上不同物質以不同方式組合而成的材料，它可以發揮各種材料的優點，克服單一材料的缺陷，擴大材料的應用範圍。由於複合材料具有重量輕、強度高、加上成型方便、彈性優良、耐化學腐蝕和耐候性好等特點，已逐步取代木材及金屬合金，廣泛應用於航空航天、汽車、電子、電氣、建築、健身器材等領域，在近幾年更是得到了飛速發展我國複合材料發展潛力很大，然而，當前國際金融危機仍在擴散和蔓延，對全球實體經濟的衝擊和造成的損失將進一步擴大，經濟社會發展中的一些矛後會更加突出，對我國複合材料行業的影響也將更加明顯。但也要注意好以下幾個問題:如複合材料創新;玻璃纖維結構的調整;開發能源、交通用複合材料市場以及複合材料的綜合處理與再生等等

總之，各種新型材料迅速發展的態勢來看，金屬材料的主體地位受到了強有力的挑戰，非金屬材料在材料總量中的比重正逐步提高。因此從總體上看，金屬作為主體材料在20世紀可能已達到了頂峯,21世紀將會是金屬材料、高分子材料、陶瓷材料及複合材料等並駕齊驅的時代！

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