材料與社會可持續(xù)發(fā)展-資料下載頁
2025-03-22 07:45本頁面
【正文】 40％。46216。高性能結(jié)構(gòu)材料 開發(fā)高性能結(jié)構(gòu)材料一方面節(jié)約資源，減少污染，更重要的是提高產(chǎn)品的性能，因此，開發(fā)高性能結(jié)構(gòu)材料是永恒的主題。 對轉(zhuǎn)動構(gòu)件來說，要高比強度、高比剛度、耐疲勞；對發(fā)動機(jī)來說，除上述條件外，還要耐高溫，抗腐蝕，如航空發(fā)動機(jī)工作穩(wěn)定每提高 100186。C， 推力增加約 20％；發(fā)電裝置 (燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī) )的效率也都隨工作溫度的提高而增加，所以要大力開發(fā)耐高溫的材料，如耐熱鋼、高溫合金、鈦及其中間化合物，以及 C/C復(fù)合材料。47 在結(jié)構(gòu)材料中，鋼和鋁以其高性價比在 21世紀(jì)上半葉仍占主導(dǎo)地位；輕金屬鈦、鎂將逐年增加。有機(jī)高分子材料仍將不斷增加；無機(jī)非金屬材料中的水泥將因資源限制逐步下降；工程陶瓷將因其性能不斷改善，成本不斷下降而有更大發(fā)展。碳材料如碳纖維及其復(fù)合材料將因用途不斷擴(kuò)大而有更大發(fā)展。 構(gòu)件的破壞 (氧化、腐蝕、磨損、疲勞損傷 )往往從表面開始，因此構(gòu)件的表面改性與強化是提高性能、延長使用壽命有效而最經(jīng)濟(jì)的手段。48216。生物醫(yī)用材料、仿生材料與智能材料 生物醫(yī)用材料隨著人類生活水平的提高和老齡化而愈來愈重要。美國年產(chǎn)值超過 500億美元 (包括組織工程、藥物與裝置復(fù)合體以及分子藥物等 )，目前已研制出除神經(jīng)以外的人的各種器官，通過生物工程還可實現(xiàn)早期診斷、藥物緩釋或可控釋放、定向治療等。 仿生材料或受生物啟發(fā)而開發(fā)的材料將受到更大的重視。49 智能材料是隨外界環(huán)境而改變其性能的一類材料智能材料是隨外界環(huán)境而改變其性能的一類材料 (如變色太如變色太陽鏡陽鏡 )，也可發(fā)展為具有自適應(yīng)、自預(yù)警、自修復(fù)的材料。實際，也可發(fā)展為具有自適應(yīng)、自預(yù)警、自修復(fù)的材料。實際上，真正的智能材料很少，一般稱之為機(jī)敏材料。但正在發(fā)展上，真正的智能材料很少，一般稱之為機(jī)敏材料。但正在發(fā)展的是的是 “智能系統(tǒng)智能系統(tǒng) ”，即感知，即感知 (敏感元件敏感元件 )?電腦電腦 (指揮指揮 ) ?制動制動 (壓電壓電陶瓷、形狀記憶合金、電流變流體等陶瓷、形狀記憶合金、電流變流體等 ) 。智能系統(tǒng)用于控制飛機(jī)。智能系統(tǒng)用于控制飛機(jī)機(jī)翼，可提高可靠性、機(jī)動性和安全性，并可降低油耗。機(jī)翼，可提高可靠性、機(jī)動性和安全性，并可降低油耗。 高性能材料的研發(fā)將因納米科學(xué)技術(shù)及計算材料科學(xué)的進(jìn)展高性能材料的研發(fā)將因納米科學(xué)技術(shù)及計算材料科學(xué)的進(jìn)展而加速發(fā)展。而加速發(fā)展。 材料的制備過程，目前以自上而下為主材料的制備過程，目前以自上而下為主 ，而納米，而納米技術(shù)開發(fā)以后，技術(shù)開發(fā)以后， 改變?yōu)?“由下而上 ”流程， 形成所謂形成所謂 “自組裝自組裝”(SelfAssembly)制備方法，這種過程既節(jié)約資源，又高效可控制備方法，這種過程既節(jié)約資源，又高效可控，因而在不太長的時間內(nèi)將有大發(fā)展。，因而在不太長的時間內(nèi)將有大發(fā)展。50自組裝制備過程：楔形元件通過 物理或化學(xué)作用力物理或化學(xué)作用力 而形成一個輪 形，而不是人為的外界力量。51環(huán)境材料是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分、環(huán)境材料是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分 環(huán)境材料就是指與環(huán)境相協(xié)調(diào)的材料：節(jié)約資源和能源，排放少、無污染或少污染、可降解、可回收再利用。嚴(yán)格地講，所有材料都應(yīng)該成為環(huán)境材料。為了評價一個材料對環(huán)境的影響，提出了 “生命周期評估 (Life Cycle Assessment)(LCA)”這一概念，評估材料從生產(chǎn)、運輸、制品，一直到回收，據(jù)此可以確定材料的生產(chǎn)流程、運輸方式及合格使用等。 近年來又強調(diào) 生態(tài)設(shè)計 (Ecodesign)， 以實現(xiàn)資源與能源的有效利用、產(chǎn)品性能的提高、壽命的延長、廢品的回收、以及再制造工程的實施，以達(dá)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。 52 根據(jù)這一理念，以期使資源的利用率提高 10倍 (上世紀(jì) 70年代羅馬俱樂部提出的指標(biāo) )。近期目標(biāo)有人提出 4倍。近年來我國正在開發(fā)的新一代鋼計劃，將占鋼產(chǎn)量一半以上的碳鋼、低合金鋼的強度提高一倍，說明這一計劃有可能實現(xiàn)。 另一方面，治理環(huán)境需要材料，如氣體與水的分離膜、減少環(huán)境壓力的電動汽車和風(fēng)能，以及太陽能所需高功率電池，燃料電池的關(guān)鍵在于開發(fā)新材料。53結(jié)語：結(jié)語：材料在人類社會進(jìn)步過程中起到主導(dǎo)作用；為了社會的可持續(xù)發(fā)展，從現(xiàn)在起就應(yīng)重視材料科學(xué) 研究與開發(fā)；對未來材料的發(fā)展所需資源與能源提出了一些設(shè)想。回顧過去、把握現(xiàn)在、開拓未來回顧過去、把握現(xiàn)在、開拓未來 !54謝謝大家 !55
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