新型无机材料思考题答案

1、材料的分类及特点分类：按材料的发展过程来分，可分为传统材料和新型材料特点：传统材料：需求量大，生产规模大，但环境污染严重新型材料：建立在新思路、新概念、新工艺、新检测技术的基础上，以材料的优异性能、高品质、高稳定性参与竞争，属高新技术的一部分；投资强度高，更新换代快，风险性大，知识和技术密集程度高增补信息：般将材料分为传统材料与新型材料两大类。

传统材料：是指那些已经成熟且在工业中已批量生产并大量应用的材料，如钢铁、水泥、塑料等。

这类材料由于用量大、产值高、涉及面广泛，又是很多支柱产业的基础，所以又称为基础材料。

新型材料(或称为先进材料)：是指那些正在发展，且具有优异性能和应用前景的一类材料。

从原子结合键类型，或者说从物理化学属性来分，可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和不同类型材料组成的复合材料。

金属材料的结合键主要是金属键，无机非金属材料的结合键主要是共价键或离子键，而高分子材料的结合键主要是共价键、分子键、氢键。

按材料用途或者性能要求的特点来分，又可分为结构材料和功能材料两大类。

2、新型材料的定义及特点新型材料是指新出现的或正在发展中的，具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料；或采用新技术(工艺,装备)，使传统材料性能有明显提高或产生新功能的材料；一般认为满足高技术产业发展需要的一些关键材料也属于新型材料的范畴。

特点：高附加值、低碳环保、功能性强（比如导电导热率高、比强度比模量高等）等等。

3、临界条件下新型材料制备特征临界技术包括：低温技术，超低温技术,冷冻干燥,超高压技术,元件工作速度的高速化技术,超纯、超净、超精细加工技术，超临界萃取技术，强磁场技术。

材料在普通条件下难以实现所需性能，为了达到特定要求，研究了各种临界技术，开发临界条件下新型材料。

该技术开发的新型材料往往具备一些特定性能，比如超导、超纯等等。

4、论材料科学中的矛盾运动材料在人类物质生活巾的重要性早已为人们所熟知。

当今, 材料和能源、信息被称为现代科学技术的三大支柱, 一个国家所生产的材料品种、产量和质量, 是衡量这个国家科学技术、经济发展水平的重要标志之一。

但是, 由于历史的种种原因, 目前我国的材料工业及材料科学水平, 与一些经济发达国家相比,尚有一定的差距。

为了改变这种状况, 这里除了应在材料科学本身作大量、长期的研究工作外, 运用马克思哲学原理, 探讨材料科学中的矛盾运动及其发展规律, 这对于推动我国材料科学的发展, 同样具有重要的意义。

从古到今, 人类使用的材料种类繁多, 千姿百态, 性能各异。

我们不禁要问# 为何某种材料具有某些性能而其它材料则不然呢∃为何同一种材料在不同的环境或加工条体下又具有不同的性能呢？我们知道, 所谓材料的性能, 是指材料在某种物理场或化学场的作用下所表现的宏观特征, 它可以由人们观察或由仪器测定, 而材料的物质属性, 即组成材料的化学成分、结构和组织则是人们借助各种特殊仪器测试, 再经理论分析而得到的微观特征。

正是材料这种宏观表象和微观本质之间的对立统一,构成了整个材料科学的基本矛盾, 而这个基本矛盾的运动则推动着材料科学不断向前发展。

今天, 随着科学技术的进步、生产的发展, 人类文明正向纵深发展, 从海洋开发到星际旅行, 从微观粒子到宏观宇宙, 人类活动和探索的领域不断扩大, 各种新技术领域不断诞生。

这样, 传统的材料再也不能满足生产和技术的要求, 从而对材料科学和技术提出了一个又一个新的任务。

这种生产的需要与材料工业现状的对立统一, 就构成了当今材料科学的主要矛盾, 即材料单一性能和综合性能的矛盾。

概括起来, 这个主要矛盾主要表现在以下几个方面。

1）材料强度和韧性的矛盾；2）材料表面性能和心部性能的矛盾；3）材料的机械性能和其性能之间的矛盾。

综上所述, 人类认识和使用材料的历史、实际上也是人类运用唯物辩证法!不管是自觉地还是不自觉地认识和改造客观世界的历史。

因此, 在材料科学研究中, 以马克思主义哲学基本原理为指导, 运用现代科学技术所提供的理论和物质手段, 分析材料内部组成和性能的关系, 揭示材料变化发展的内在规律, 对于材料科学技术的发展是非常重要的。

当前, 材料科学已进入一个崭新的发展阶段, 层出不穷的新材料正直接或间接地改变着世界的面貌。

在这样的形势下, 如果我们材料科学工作者能从哲学的角度, 按照辩证法的原理, 阐明其发展趋势及可行性, 从而从根本上为材料科学研究指明方向, 这对于促进我国材料工业的发展, 推动现代化建设, 将产生深远的影响。

参考文献：科学、技术与辩证法1988年第一期应用辩证法论材料科学中的矛盾运动程树红5、列举几个对近代科技发展起关键作用的新材料1)硅：高纯的单晶硅是重要的半导体材料。

集成电路半导体器件大多数是用硅材料制造，在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半导体；掺入微量的第VA族元素，形成n型和p型半导体结合在一起，就可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能。

②金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。

光导纤维通信，最新的现代通信手段将会使21世纪人类的生活发生革命性巨变单晶硅是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。

其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。

由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势，近三十年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。

2)钛及其合金：因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域尤其是航空航天领域，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，记忆钛合金在航空航天领域内的广泛应用，人造卫星上庞大的天线可以用记忆合金制作。

发射人造卫星之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，火箭升空把人造卫星送到预定轨道后，只需加温，折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开，恢复抛物面形状3)激光材料：实现了激光在工业、医疗、商业、科研、信息和军事六个领域的广泛应用石英光纤是以二氧化硅（SiO2）为主要原料光纤通讯（Fiber-optic communication）也作光纤通信,是指一种利用光与光纤（optical fiber）传递资讯的一种方式。

属于有线通信的一种。

光经过调变（modulation）后便能携带资讯。

自1980年代起，光纤通讯系统对于电信工业产生了革命性，同时也在数位时代里扮演非常重要的角色。

光纤通信传输容量大，保密性好等优点。

光纤通信现在已经成为当今最主要的有线通信方式。

将需传送的信息在发送端输入到发送机中，将信息叠加或调制到作为信息信号载体的载波上，然后将已调制的载波通过传输媒质传送到远处的接收端，由接收机解调出原来的信息。

6、列举几个浙江省新材料的重点发展领域，并加以说明1)磁性材料：浙江省是最主要的磁性材料生产基地，目前，磁电共存这一基本规律导致磁性材料必然与电子技术相互促进而发展。

人们正在研究新的非晶态和稀土磁性材料，磁性液体已进入实用阶段2)硅材料：重点发展大功率LED封装技术，照明灯具和芯片设计制造及其相关检测设备3)太阳能：重点发展太阳能电池用低成本多晶硅和单晶硅及其生产装置，太阳能薄膜电池，太阳能热利用技术等等4)纳米材料：一些新兴领域例如纳米制造，纳米量衡，功能和分子纳米技术。

人们应该在不夸大纳米技术，积极调整传统产业结构，发展纳米技术7、传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别新型无机材料指由非金属元素组成的或由非金属元索与金属元素或由它们与常温下呈气态的单质组成的、具有特殊结构、特定性能、可为新技术服务的固体材料。

不同的化学组成，构成形形色色的新型无机材料．非金属元素与金属元素化台形成的无机材料，如金娼碳化物、碳化钨、碳化钍等，均属硬质材料．非金属元素与气态单质化合形成的水晶(压电晶体、氧化碲( 声光晶体)氮化硅( 高温高强材料)氮化硼(超硬材料)等．前2种属氧化物材料，后2种属非氧化物材料．金属元素在周期表中占大多数，与气态元素化台构成的无机材料也最多．如Al2O3，、MgO、ZrO2、ZnO、AIN、MgF2等．这些氧化物和非氧化物尚可形成各种复台物．如氮化物和氧化物结合成氨氧化物、氟化物和氧化物结合成氟氧化物等．除了上述各种单质、化合物和复合物外，尚有各种盐类和复合盐类构成的无机材料．传统的硅酸盐用作各种建筑材料、日用陶瓷和玻璃等已有几千年历史．随着无机材料的发展和扩大．硅酸盐专业已不限于传统的硅酸盐材料．还包括各种不含硅的新型无机材料．为与传统的硅酸盐材料区别开来．人们提出了无机材料。

或无机新材料。

这些名词，其范围涉及：铝酸盐、锗酸盐、钛酸盐、锆酸盐、铌酸盐、钮酸盐等，当然也包括新型的非传统的硅酸盐材料．所以，从化学的角度看．无机材料大致可分5类．——非金属元素材料、无机化台物材料、无机复台物材料无机盐类材料和无机复合盐类材料．其中具有特定性能和应用价值、能为新技术服务的就有可能发展为新型无机材料。

它是以人工合成的高纯原料经特殊的先进工艺制成的材料。

与高新技术发展相辅相成8、新型玻璃的特点及分类，列举并几种典型的新型玻璃材料定义：新型玻璃是指除平板玻璃和日用器皿玻璃以外的，采用精确、高纯或新型原料，采用新工艺在特殊条件下或严格控制形成过程制得的具有特殊功能或特殊用途的玻璃。

新型玻璃的特点：1)成分：（硅、硼、磷、锗、铅）酸盐、卤族、硫族等2)形状：板状、薄膜、纤维3)玻璃态：单一玻璃态、乳浊玻璃、微晶玻璃、泡沫玻璃4)功能：光、电、磁、声、生物等5)制备工艺：坩埚、池窑、电加热、真空熔炼等新型玻璃材料的分类：1)光学玻璃材料：SiO2光学纤维、激光玻璃、红外玻璃2)电磁玻璃材料：液晶显示器用导电玻璃、磁性玻璃3)热学玻璃材料：抗热震性、耐热、导热、透明微晶玻璃4)力学及机械玻璃材料：云母切削微晶玻璃、氧氮玻璃等5)生物化学玻璃材料：生物微晶玻璃、自清洁玻璃、多孔玻璃举例：1)光导纤维：光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有1~100μm左右。

它是由内芯和外套（如聚氨基甲酸酯）两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率，光由一端进入，在内芯和外套的界面上经多次全反射，从另一端射出。

光导纤维可以用在通信领域，具有许多突出的优点（例如频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰度能力强、保真度高等），同时还可用在医学领域（光导纤维内窥镜）、传感器、光纤艺术以及井下探测技术应用等。

2)微晶玻璃（CRYSTOE and NEOPARIES）又称微晶玉石或陶瓷玻璃，是将加有晶核剂的特定组合的玻璃，在有控条件（一定温度）下进行晶化热处理，成为具有微晶体和玻璃相均匀分布的复合材料。

微晶体由玻璃相与结晶相组成。