漫談邁入21世紀(jì)新材料-資料下載頁(yè)
2025-02-16 11:57本頁(yè)面
【正文】 均勻化可提高強(qiáng)度一倍，并通過(guò)了大生產(chǎn)試驗(yàn)。 有色金屬資源在 21世紀(jì)前半葉就接近枯竭，如同鉛、鋅等。代用品的研究與開(kāi)發(fā)為當(dāng)務(wù)之急。有些金屬，如鋁，地殼中含量很高分布很廣，但合於開(kāi)采價(jià)值的礦石卻有限，因此開(kāi)發(fā)低品位礦石的采選與冶煉工藝的研究與尋找代用材料必須及早考慮。 鈦，性能優(yōu)越，地殼含量不低，以及生產(chǎn)成本高而不能得到廣泛應(yīng)用，有些水電豐富地區(qū)如我國(guó)攀西地區(qū)，不但水電豐富而且礦藏世界前茅， 21世紀(jì)將出現(xiàn)一個(gè)開(kāi)發(fā)鈦的高潮。 鎂與鋁頗多相似之處，而鎂取之不盡（海水中鎂 10 15噸），塑性好，減震性強(qiáng)但不耐腐蝕（特別海水和應(yīng)力腐蝕，又沒(méi)找到適于強(qiáng)化相而不能和鋁相競(jìng)爭(zhēng)， 21世紀(jì)將會(huì)受到重視。） 金屬作為功能材料（如硅鋼）的地位不會(huì)改變。硬磁材料在 NdFeB的基礎(chǔ)上還會(huì)有更大發(fā)展（ 2）工程陶瓷及其它無(wú)機(jī)非金屬材料會(huì)得到更大發(fā)展 功能陶瓷在功能材料中已占十分重要地位隨著凝聚態(tài)物理與化學(xué)進(jìn)展，將會(huì)有更大進(jìn)展，當(dāng)前氧化物研究正廣泛開(kāi)展，高溫超導(dǎo)便是成果之一。 工程陶瓷發(fā)展方向：一是開(kāi)發(fā)新工藝流程以降低成本，同時(shí)大力推廣只有生產(chǎn)量大，成本才能降下來(lái)。二是進(jìn)一步提高性能，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)過(guò)程的臨控手段，保證質(zhì)量的穩(wěn)定性。三是機(jī)械制造的工作者，開(kāi)發(fā)使用脆性材料的設(shè)計(jì)思想。 在金屬材料資源日益枯竭，科學(xué)技術(shù)日益進(jìn)步的情況下工程陶瓷會(huì)得到進(jìn)一步發(fā)展。 水泥與玻璃是極為重要的建筑材料，無(wú)疑會(huì)受到重視但水泥是重要污染源（一噸水泥產(chǎn)生 CO2 噸）：因此， 充分利用廢料 提高水泥標(biāo)號(hào)，減少產(chǎn)量 改進(jìn)水泥，增強(qiáng)組元（塑料不誘鋼絲） 玻璃的智能化對(duì)命能有明顯的作用（ 3）有機(jī)高分子材料將得到更大發(fā)展 高分子材料比重小，軟硬靈活加工外瑚比剛度比強(qiáng)度高（三大高強(qiáng)纖維：芳綸、碳纖維與結(jié)晶狀態(tài)的聚乙烯）。特別是資源可再生。 高分子材料已接近《分子設(shè)計(jì)》水平。 高分子結(jié)構(gòu)材料（塑料）的用途越來(lái)越廣，以體積計(jì)， 90年初全世界塑料廣告已越過(guò)了粗鋼的體積。1995年美德塑鋼比分別為 ，而我國(guó)目前塑鋼體積比不到 ，因此我國(guó) 21世紀(jì)初塑鋼將大發(fā)展 。 21世紀(jì)更有發(fā)展前途的是有機(jī)功能高分子，目前醫(yī)用高分子、高分子分離膜，高吸水樹(shù)脂、感光樹(shù)脂、離子交換樹(shù)脂、光導(dǎo)纖維已經(jīng)成熟并已得到廣泛應(yīng)用。 今后要大力開(kāi)發(fā)的是導(dǎo)電高分子、非線性高分子、鐵磁性材料、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體用于電池的離分子快離子導(dǎo)體以及液晶顯示材料等。由于這些材料質(zhì)輕、原料有保證而將得到發(fā)展。但穩(wěn)定性及老化是人們擔(dān)心的問(wèn)題。（ 4）先進(jìn)復(fù)合材料 先進(jìn)復(fù)合材料是近幾十年來(lái)十分重視開(kāi)發(fā)的一類材料。有的已經(jīng)很成熟并得到大量應(yīng)用，如樹(shù)脂及復(fù)合材料，已用于宇航及運(yùn)動(dòng)器材等要求比強(qiáng)度及比模量高的結(jié)構(gòu)件，長(zhǎng)纖維強(qiáng)化的金屬基復(fù)合材料雖然具有明顯優(yōu)越性，以其價(jià)格高連接難，不可大量推廣。因此今后的任務(wù)是發(fā)展新工藝降低成本。顆?；蚨汤w維強(qiáng)化的金屬基復(fù)合材料，為提高強(qiáng)度和耐熱性有可能大量推廣。陶瓷基復(fù)合材料除了提高高溫性能以外，更重要的是增加性，目前正處于開(kāi)發(fā)階段 。（ 5）碳素材料將得到更大發(fā)展 ? 自然界是碳素的大循環(huán) ? 碳資源取之不盡用之不竭（ CO2中的碳） ? 碳的同素多形體使之成為多用途材料無(wú)定形碳（煤、木炭） — 石墨（天然） — 熱解石墨（ CVD） — 玻璃態(tài)石墨 — 碳纖維 — 類金剛石 — 金剛石 — 巴基球（納米管）由于結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，碳材料有以下突出特點(diǎn)： ? 潤(rùn)滑劑（石墨） ? 高強(qiáng)纖維（碳纖維） ? 最硬晶體（金剛石）（人造寶石。耐磨材料） ? 高溫半導(dǎo)體（金剛石 500、 GAAS250、 S150） ? 最佳吸附材料（活性碳） ? 優(yōu)良阻氦材料（玻璃態(tài)碳、核材料） 1985發(fā)現(xiàn) 巴基球（ C60）， 隨后又發(fā)現(xiàn)以此組成的 納米碳管 ，雖然目前還沒(méi)找到特殊應(yīng)用對(duì)象但有很好的前景，重要的是能大量生產(chǎn)并大幅度降低成本， （ C60） 的市場(chǎng)價(jià)， 1990為每英兩 $35,000，2023年 $225，有人認(rèn)為需要降到每英兩 $3）才能得到廣泛應(yīng)用。從目前看納米管的應(yīng)用前景更為廣闊，且研究與開(kāi)發(fā)工作十分活躍，在納米技術(shù)研究高潮中， 21世紀(jì)上半葉可能有突破性進(jìn)展。 進(jìn)入 21世紀(jì)，我國(guó)碳材料在重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目， 只有納米碳管貯氫材料列入（ 973）的能源項(xiàng)目。結(jié) 束 語(yǔ) （一）新材料的發(fā)現(xiàn)不等于能應(yīng)用于實(shí)際，有很多看來(lái)誘人如金屬的非晶態(tài)、高溫超導(dǎo)等，但生產(chǎn)工藝不過(guò)關(guān)，價(jià)格沒(méi)競(jìng)爭(zhēng)能力，而不能產(chǎn)業(yè)化。 （二）新材料的發(fā)現(xiàn)往往出于偶然，如超導(dǎo)、 C60等因此廣泛探索，悉心鉆研十分關(guān)鍵。 （三）新材料的研究開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，有賴于高技術(shù)的發(fā)展而高技術(shù)又以新材料基礎(chǔ)和先導(dǎo)，因此新材料與高技術(shù)相輔相成。（四）在開(kāi)發(fā)先進(jìn)材料的同時(shí)，必須重視傳統(tǒng)材料，因此后者是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和支柱產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，資源消耗的大戶，又是環(huán)境的主要污染源。傳統(tǒng)材料性能的提高的生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，有很大潛力必須給以更高的投入（人力、財(cái)力）和足夠的重視。 （五）通過(guò)納米科學(xué)技術(shù)和學(xué)科間的交叉， 21世紀(jì)材料科學(xué)技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)突破性進(jìn)展，新型材料不斷涌現(xiàn)為信息技術(shù)、能源技術(shù)、機(jī)械制造、空間技術(shù)等的發(fā)展創(chuàng)造條件，并達(dá)到小型化、智能化和多功能化。（六）進(jìn)入 21世紀(jì)我國(guó)重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目中，在國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究（ 973） 80個(gè)項(xiàng)目中有 26項(xiàng)與材料有關(guān)屬于材料領(lǐng)域者有 11項(xiàng)，自然科學(xué)基金有 60個(gè)重大項(xiàng)目，與材料有關(guān)的有 17項(xiàng)，但多數(shù)于化學(xué)領(lǐng)域 。謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAI
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