材料与能源PPT课件
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• 新材料指新近发展或已在发展中具有比传统材料更为优异性能的一类 材料
• 特点：知识与技术密集度高；与新工艺和新技术关系密切；更新换代 快；品种式样变化多
• 多学科相互交叉和渗透的结果，合成、制造与许多极端条件技术相关 ，表现出综合性和复杂性，表征和评价技术须采用多种基于最新科学 技术成就的精密仪器和装置来进行。
• 顺丁橡胶、异戊橡胶、 乙丙橡胶等发展前途看 好
• 硅橡胶、氟橡胶能在零 下50度不变形，又可耐 250度高温，用于制造火 箭、导弹、飞机的某些 零件。
硅橡胶手镯 氟橡胶零件
三、新型无机非金属 材料
• 陶瓷材料：新型陶瓷的强度、 硬度、耐磨损、耐高温、耐腐 蚀等性能都比传统陶瓷有很大 提高，特别是在克服传统陶瓷 的致命弱点脆性问题上取得重 大突破。
• 新型结构陶瓷：氧化物陶瓷、 氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硅 化物陶瓷、硼化物陶瓷、砷化 物陶瓷、氰化物陶瓷等
• 新型功能陶瓷：装置陶瓷、电 容器陶瓷、压电陶瓷、电致伸 缩陶瓷、热释电陶瓷、磁性陶 瓷、半导体陶瓷、导电与超导 陶瓷、光学陶瓷和敏感陶瓷等 。
陶瓷零件
新型陶瓷制成的人造骨等
三、新型无机非金属 材料
• 玻璃材料：改变了传统玻璃材 料易碎、易传热的特性，研制 出具有“特异功能”的新品种 ，如玻璃钢、记忆玻璃、化学 敏感性玻璃、超韧性增强玻璃 、激光玻璃、防弹玻璃、防辐 射玻璃等。
• 光导纤维：纯度极高的玻璃纤 维制成使现代通信技术发生了 革命性的转变，并且在医疗、 遥感、遥测等领域也得到越来 越广泛的应用。
亚胺和常用做泡沫塑料的聚胺脂等
二、高分子合成材料
• 合成纤维：涤纶、锦纶、 晴纶、维纶、丙纶、氯纶 等“六大纶”
• 可做宇航服、耐超热超冷 的芳纶1313；可做飞机机 翼、高强缆索的芳纶1414 ；可耐400℃高温和负 273℃超低温的聚酰亚胺纤 维；
• 可做人造血管、软骨等人 体器件的氟纶纤维；
歼-11机体制造中使用大量钛合金材 料
镍钛记忆合金“花瓣”在 相应的温度下慢慢绽放
• 其他新型金属功能材料如贮氢合
金等
形状记忆合金在太空自然恢复原状
一、新型金属材料
• 超导金属材料：在特定条件下 ，电阻完全消失，产生超导电 性的材料。具有零电阻、完全 抗磁性和载流能力强三个基本 特征。
• 超导技术的应用：制造磁性极 强的超导磁铁，用于磁约束核 聚变反应、大容量储能设备、 高能加速器、超导发电机、电 力工业输电和交通运输工具等 。如美国实现超导输电，每年 可以节省100亿美元的电力； 制造超高速计算机和高灵敏度 的探测设备、通信设备、航天 系统等。如1989年日本研制出 世界第一台超导电子计算机， 其全部采用约瑟夫森超导器件 ，运算速度达每秒 10亿次， 功耗 6.2毫瓦，仅为常规电子 计算机功耗的千分之一
• 高分子材料特点：重量轻、高弹性、强度低、韧性好、粘弹性、耐 摩性、绝缘性好，低导热性、耐热性、耐蚀性好、易老化
二、高分子合成材料
• 合成塑料：聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯 、聚丙烯四大品种是日常生活中最常见的 塑料材料，全球总产量在1亿吨左右。
• 透光性好的有机玻璃（亚克力,Acrylic） • “塑料王”的耐腐蚀塑料聚四氟乙烯 • 作为工程塑料的聚碳酸脂、聚甲醛、聚酰
超导磁悬浮列车原理
二、高分子合成材料
• 高分子是由碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素组成的分子量足够高的 有机化合物。常用高分子材料的分子量在几百至几百万之间，有的 可高达上千万。
• 高分子材料主要包括塑料、纤维、橡胶、薄膜、胶粘剂和涂料等， 其中合成塑料、合成纤维、合成橡胶被称为现代高分子三大合成材 料。
• 可做新式伪装服的多色纤 维；
• 可做合成纸、合成革、高 效除尘器的高缩纤维、复 合纤维、有色纤维、网络 丝、完全变形纱、吸湿纤 维和离子交换纤维等。
涤纶
莫代尔
芳纶1313
晴纶
高分子人造血管
合成革
复合纤维棉内 胆
二、高分子合成材料
• 合成橡胶 ：将天然乳胶 经过硫化处理变成能成 型、富有弹力的材料， 填补天然橡胶的不足； 发展极快 。
材料的评价
• 电镜观察纳米级材料
新材料的类型
高分子合成材料 合成橡胶、塑料 化学纤维
新型金属材料 合金、稀有金属
新材料
新型无机非金属材料 工业陶瓷、光导纤维 半导体材料
复来自百度文库材料
光电子材料 纳米材料
一、新型金属材料
• 非晶态金属：又称为“ 金属玻璃” ，由沸腾的 钢液经每秒100万度的速 度冷却而成,其内在结构 发生了质变，原子从有 序排列变成了无序排列, 具有极优异的物理磁性 能、化学耐腐蚀性能和 力学耐磨性能,传统的车 钳铣刨和强酸溶液对它 们无可奈何,可以在通信 、交通、电子、家电、 防盗等很多领域大显身 手。
• 光纤通信具有传输距离远、保 密性好、抗干扰等优点，一条 电缆就可以传输几百万路电话 ；可传输高强度的激光 ；制 作光纤传感器
防弹玻璃
防辐射高铅玻璃
由光导纤维构成的光缆
光导纤维工艺品
三、新型无机非金属 材料
• 半导体材料：20世纪40年代发展起来 的重要信息材料，通过近几十年来的 研究工作，半导体材料种类不断更新 ，应用领域不断扩展，成为信息技术 发展的基础。
第十章 新材料与新能源技 术
第一节 新材料
什么是材料？
• 材料是宇宙间可用于制造有用物品的物质 • 材料是人类生存和发展的物质基础，也是人类社会现代文明的重要支柱
，材料的变化直接影响社会的变革 • 信息技术、生物技术和新材料技术成为新技术革命的重要标志
• 材料是整个新技术群落的物质承担者
新材料及其特点
外表轻薄如纸、优雅华丽、 用手可轻易撕断的带形金属 玻璃
“终结者”的材料变现实
一、新型金属材料
• 合金材料：新型合金材料包括许 多种类，它们性能各异，用途各 不相同，铝合金、镁合金、钛合 金、铁镍铬及高温合金、稀贵金 属合金等等
• 形状记忆合金：能够使温度值变 化时人为造成的形状变化，在温 度恢复到特定值时，形状也自动 丝毫不差地恢复到原来的状态， 坚韧性极强，可反复变形和复原 500万次而不产生疲劳断裂，其广 泛应用于卫星、飞船和空间站的 大型天线、飞机部件接头以及骨 科整形等方面。
• 特点：知识与技术密集度高；与新工艺和新技术关系密切；更新换代 快；品种式样变化多
• 多学科相互交叉和渗透的结果，合成、制造与许多极端条件技术相关 ，表现出综合性和复杂性，表征和评价技术须采用多种基于最新科学 技术成就的精密仪器和装置来进行。
• 顺丁橡胶、异戊橡胶、 乙丙橡胶等发展前途看 好
• 硅橡胶、氟橡胶能在零 下50度不变形，又可耐 250度高温，用于制造火 箭、导弹、飞机的某些 零件。
硅橡胶手镯 氟橡胶零件
三、新型无机非金属 材料
• 陶瓷材料：新型陶瓷的强度、 硬度、耐磨损、耐高温、耐腐 蚀等性能都比传统陶瓷有很大 提高，特别是在克服传统陶瓷 的致命弱点脆性问题上取得重 大突破。
• 新型结构陶瓷：氧化物陶瓷、 氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硅 化物陶瓷、硼化物陶瓷、砷化 物陶瓷、氰化物陶瓷等
• 新型功能陶瓷：装置陶瓷、电 容器陶瓷、压电陶瓷、电致伸 缩陶瓷、热释电陶瓷、磁性陶 瓷、半导体陶瓷、导电与超导 陶瓷、光学陶瓷和敏感陶瓷等 。
陶瓷零件
新型陶瓷制成的人造骨等
三、新型无机非金属 材料
• 玻璃材料：改变了传统玻璃材 料易碎、易传热的特性，研制 出具有“特异功能”的新品种 ，如玻璃钢、记忆玻璃、化学 敏感性玻璃、超韧性增强玻璃 、激光玻璃、防弹玻璃、防辐 射玻璃等。
• 光导纤维：纯度极高的玻璃纤 维制成使现代通信技术发生了 革命性的转变，并且在医疗、 遥感、遥测等领域也得到越来 越广泛的应用。
亚胺和常用做泡沫塑料的聚胺脂等
二、高分子合成材料
• 合成纤维：涤纶、锦纶、 晴纶、维纶、丙纶、氯纶 等“六大纶”
• 可做宇航服、耐超热超冷 的芳纶1313；可做飞机机 翼、高强缆索的芳纶1414 ；可耐400℃高温和负 273℃超低温的聚酰亚胺纤 维；
• 可做人造血管、软骨等人 体器件的氟纶纤维；
歼-11机体制造中使用大量钛合金材 料
镍钛记忆合金“花瓣”在 相应的温度下慢慢绽放
• 其他新型金属功能材料如贮氢合
金等
形状记忆合金在太空自然恢复原状
一、新型金属材料
• 超导金属材料：在特定条件下 ，电阻完全消失，产生超导电 性的材料。具有零电阻、完全 抗磁性和载流能力强三个基本 特征。
• 超导技术的应用：制造磁性极 强的超导磁铁，用于磁约束核 聚变反应、大容量储能设备、 高能加速器、超导发电机、电 力工业输电和交通运输工具等 。如美国实现超导输电，每年 可以节省100亿美元的电力； 制造超高速计算机和高灵敏度 的探测设备、通信设备、航天 系统等。如1989年日本研制出 世界第一台超导电子计算机， 其全部采用约瑟夫森超导器件 ，运算速度达每秒 10亿次， 功耗 6.2毫瓦，仅为常规电子 计算机功耗的千分之一
• 高分子材料特点：重量轻、高弹性、强度低、韧性好、粘弹性、耐 摩性、绝缘性好，低导热性、耐热性、耐蚀性好、易老化
二、高分子合成材料
• 合成塑料：聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯 、聚丙烯四大品种是日常生活中最常见的 塑料材料，全球总产量在1亿吨左右。
• 透光性好的有机玻璃（亚克力,Acrylic） • “塑料王”的耐腐蚀塑料聚四氟乙烯 • 作为工程塑料的聚碳酸脂、聚甲醛、聚酰
超导磁悬浮列车原理
二、高分子合成材料
• 高分子是由碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素组成的分子量足够高的 有机化合物。常用高分子材料的分子量在几百至几百万之间，有的 可高达上千万。
• 高分子材料主要包括塑料、纤维、橡胶、薄膜、胶粘剂和涂料等， 其中合成塑料、合成纤维、合成橡胶被称为现代高分子三大合成材 料。
• 可做新式伪装服的多色纤 维；
• 可做合成纸、合成革、高 效除尘器的高缩纤维、复 合纤维、有色纤维、网络 丝、完全变形纱、吸湿纤 维和离子交换纤维等。
涤纶
莫代尔
芳纶1313
晴纶
高分子人造血管
合成革
复合纤维棉内 胆
二、高分子合成材料
• 合成橡胶 ：将天然乳胶 经过硫化处理变成能成 型、富有弹力的材料， 填补天然橡胶的不足； 发展极快 。
材料的评价
• 电镜观察纳米级材料
新材料的类型
高分子合成材料 合成橡胶、塑料 化学纤维
新型金属材料 合金、稀有金属
新材料
新型无机非金属材料 工业陶瓷、光导纤维 半导体材料
复来自百度文库材料
光电子材料 纳米材料
一、新型金属材料
• 非晶态金属：又称为“ 金属玻璃” ，由沸腾的 钢液经每秒100万度的速 度冷却而成,其内在结构 发生了质变，原子从有 序排列变成了无序排列, 具有极优异的物理磁性 能、化学耐腐蚀性能和 力学耐磨性能,传统的车 钳铣刨和强酸溶液对它 们无可奈何,可以在通信 、交通、电子、家电、 防盗等很多领域大显身 手。
• 光纤通信具有传输距离远、保 密性好、抗干扰等优点，一条 电缆就可以传输几百万路电话 ；可传输高强度的激光 ；制 作光纤传感器
防弹玻璃
防辐射高铅玻璃
由光导纤维构成的光缆
光导纤维工艺品
三、新型无机非金属 材料
• 半导体材料：20世纪40年代发展起来 的重要信息材料，通过近几十年来的 研究工作，半导体材料种类不断更新 ，应用领域不断扩展，成为信息技术 发展的基础。
第十章 新材料与新能源技 术
第一节 新材料
什么是材料？
• 材料是宇宙间可用于制造有用物品的物质 • 材料是人类生存和发展的物质基础，也是人类社会现代文明的重要支柱
，材料的变化直接影响社会的变革 • 信息技术、生物技术和新材料技术成为新技术革命的重要标志
• 材料是整个新技术群落的物质承担者
新材料及其特点
外表轻薄如纸、优雅华丽、 用手可轻易撕断的带形金属 玻璃
“终结者”的材料变现实
一、新型金属材料
• 合金材料：新型合金材料包括许 多种类，它们性能各异，用途各 不相同，铝合金、镁合金、钛合 金、铁镍铬及高温合金、稀贵金 属合金等等
• 形状记忆合金：能够使温度值变 化时人为造成的形状变化，在温 度恢复到特定值时，形状也自动 丝毫不差地恢复到原来的状态， 坚韧性极强，可反复变形和复原 500万次而不产生疲劳断裂，其广 泛应用于卫星、飞船和空间站的 大型天线、飞机部件接头以及骨 科整形等方面。