21世纪新材料
新一代钢铁材料_超级钢
2003 年成长性最好的润滑油企业
2003 年统一石化在市场和品牌建设上创下令人瞩目和称奇 的佳绩 : 2003 年统一销售车用小包装润滑油产品 17 万吨 , 同比 增长 58 % ; 销售额达到 12. 68 亿元 , 同比增长 90 % ; 全国零售商 数达到 13000 家 , 同比增加了 37 % ; 盲点市场同比降低了 18 % , 最远的西藏拉萨 、日喀则都有统一润滑油的经销点 ; 产品结构更 符合市场发展需要 , 最见功夫和利润的高端产品销售额增长了 300 % ,而低档产品比重则由去年的 15 %下降到 5 %以下 。
2003 年 , 统一高档润滑油除获得德国大众 、宝马 、保时捷原 厂认证外 , 还获得奔驰 、沃尔沃 、曼 、斯堪尼亚 、雷诺 、马克 、康明 斯 、东风等世界著名制造商认可 ; 在 OEM 领域 , 统一润滑油获得 了东风商用车第一季度 40 %的装车用油份额 , 并获得一汽轿车 售后服务用油认可 , 同时成为东安发动机公司出厂装机用油 , 东 风柳州风行装车及售后用油 , 取得了华北柴油机 、淮海发动机 、 陕汽斯太尔 、少林客车等 17 家国内车厂的 OEM 用油资格认可 。
玄武岩连续纤维—21世纪的新材料
取 代玻璃 纤维 和 金属 。用玄武 岩纤 维 制造 的复合 材 料 可 以替代钢 材 和传 统的增 强塑料 。
性 能 玄 武 岩 纤 维 玻 璃 纤 维
很 高 （ 氏硬 度 ５ ９ ）因此 具 有优 异 的耐磨性 ， 奠 ～度 ， 常 用 作铺 路 和建筑 材料 。 同时 ， 因具有 良好 的热性 能 ， 它 已广泛 用 作 制造 矿 物棉 的原 料 ，产 品用 于绝热 、
得 的复 合材 料 ，可大 幅度 提 高 其 耐磨性 、硬 度 、 强 度 、 热 和耐水性 能 。实验 对 比结果 表 明 ， 耐 在不饱 和 聚 酯树 脂 中添 加 ３ ５ ｗ ） ％一 ％（ｔ的纳 米 ＳＯ ， 耐磨 性 ｉ 其
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玄武岩连续纤维岫 ２ 世纪的新材料 １
叶鼎 铨
玄 武岩是 一 种硬 而致密 的深 色火 山岩 ，几 乎存 在 于 每一个 国家 。这 种岩石 是 由地壳 上升 时从 深处 冒出的熔 岩 凝 固形 成 的 ， 矿 藏 常 常覆 盖 成 千上 万 其 平 方公 里 的面积 。玄 武 岩密度 为２８ ２９ ／ ｍ ， 度 ． ． ｃ 硬 — ｇ
刘 德 勤 国家建筑材料工业科教委
１ 在树 脂基 复台 材料 中的应 用
增加 ； 耐水性 提高 了５ 多 ， 倍 耐热性能 也 大幅提 高 在聚 酯 中加 入 纳 米 材料 所 形 成 的纳 米 复合 聚
高科技材料有哪些
高科技材料有哪些
首先，碳纳米管是一种典型的高科技材料。
碳纳米管具有极高的导电性和导热性，同时还具有很高的强度和韧性。
由于其独特的结构和性能，碳纳米管被广泛应用于电子器件、纳米材料增强等领域，被誉为21世纪的“黑金”。
其次，石墨烯也是备受关注的高科技材料之一。
石墨烯是由碳原子以二维晶格
排列而成的单层薄膜，具有极高的导电性和光学透明性，同时还具有超高的机械强度和柔韧性。
石墨烯在电子器件、光电器件、传感器等领域有着广泛的应用前景，被誉为“未来材料之王”。
另外，金属玻璃也是一种备受瞩目的高科技材料。
金属玻璃具有非晶结构，具
有优异的力学性能、磁性能和耐腐蚀性能，同时还具有较高的弹性模量和屈服强度。
金属玻璃在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域有着广泛的应用前景，被誉为“21世纪的新材料明星”。
此外，纳米材料也是当前备受关注的高科技材料之一。
纳米材料具有尺寸小、
比表面积大、量子尺寸效应显著等特点，具有独特的光电、磁电、力学等性能。
纳米材料在电子器件、光电器件、生物医药等领域有着广泛的应用前景，被誉为“未来科技的基石”。
综上所述，高科技材料包括碳纳米管、石墨烯、金属玻璃、纳米材料等，它们
在电子器件、光电器件、航空航天、生物医药等领域有着广泛的应用前景，是推动科技进步和产业发展的重要引擎。
随着科技的不断进步和创新，相信高科技材料将会迎来更加美好的发展前景。
新材料行业的发展优势
新材料行业的发展优势
新材料行业是21世纪新型产业发展的重点领域之一，具有以下发展优势：
1.科学技术支撑，技术创新能力强。
新材料行业依赖于先进科技的支撑，拥有一批高水平的科研团队和研发中心，可以不断进行技术创新、开发新产品。
2. 市场需求广泛，市场前景广阔。
新材料行业广泛应用于汽车、建筑、航空、电子、医疗等领域，以其优异的性能及功能得到了广泛应用。
未来还有更多的市场空间等待新材料行业的拓展。
3. 资源丰富，技术门槛高。
新材料行业需要大量的稀有金属、工程塑料等原材料，而这些原材料的产业链相对较为单一，技术门槛也较高，能够降低市场竞争对手的数量，提高企业的市场地位。
4. 政策环境有利，政府支持力度大。
随着国家对高新技术产业的重视，新材料行业得到了政策环境的支持，政府在税收、投资、培育企业等方面提供了很大的支持力度，为新材料行业的发展提供了良好的政策保障。
总之，新材料行业具有较强的市场竞争力和技术实力，未来有望成为国民经济发展的重要支柱产业。
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化学气相沉积(CVD)金刚石技术及产业分析——21世纪新材料CVD金刚石
法 的技 术特 点是 投 资少 、 技术 相对 简 单 、 长速度 快 （ 生 可达 ｌ ５“ｍ／ 、 ～ｌ ｈ）
验 研究 阶段 向实 际应 用 的工业 化 、 市 场 化方 向转 变 随着 技 术进 步和 工艺 的完 善 ， Ｖ 金刚石 产品质量 的稳 定 Ｃ Ｄ
天、 电子 、 通讯 、 波 等 多学 科 领域 ， 微
２． 功 率 （ 大 ６０～ １ ） 波 ０ｋＷ 微 ０ （ ＡＣＶＤ） ＭＰ ＣＶＤ 刚 石 制备 方 法 金
大功率 （０ Ｗ ） ６ｋ ￣ Ｃ Ｄ技术是另 Ｖ
饰原 料具有重大 的意义。 所示为大 图２ 功率 微波 法 （ Ａ ＶＤ） ＶＤ金刚石 ＭＰ Ｃ Ｃ
３ 电弧等离子体喷射（ Ｃ Ａｒ ｌｓ ａ ． Ｄ ｃｐａ ｍ
ｊ ｔ Ｃ Ｄ）Ｃ ｓ Ｖ ＶＤ金刚石 制备 方法
品 已经 开始 进行 市 场销售 。 以美 国卡 内基研 究所地球物理 实 验 室 、 拉 巴马州 大学物 理系 及Ｅ 公 阿 ６ 司 为代 表所 研究 的 结果 显示 ， 采用 微
上 ， 方法在涂层 中的应用最为成 功， 该
代表 性 的企 业 有 著 名 的美 国 Ｓ Ｐ３、
图 ２ 大 功率 微波 （ ＭＰＡｃＶＤ）设备 （ 左侧 是美 国设 备 图 ，右 侧是 德国设 备囝 ）
新彻料产业
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到 更多 更广 泛 的应用 。
波等 离 子 体 Ｃ Ｄ设备 可 实 现 金 刚石 Ｖ
单 晶高速 外 延生 长 ， 沉 积速 度和 质 其
量 分别 达 到 １ ０ ０ ｍ／ｈ １ ０ Ｏ ～２ ０ ￣ １ 克 ３ 拉 。 为卡 内基研 究所利用 外延生长 图５ 技 术生产 的 单晶金 刚石 。 目前 ， ＣＶＤ单 晶金 刚石 的主要还
面向21世纪的新一代钢铁材料超低碳贝氏体钢及其焊接材料
天 津 大 学 材 料 学 院
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专 家视 点 ・
超 低 碳 贝 氏 体 钢 及 其 焊 接 材 料
天 津 大 学 材 料 学 院
马 成 勇 田 志 凌 杜 则 裕
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钢 铁 研 究 总 院 结 构 材 料 研 究 所
管 、大 型 工 程 机 械 、海 上 采 油 平 台 、低 温 压 力 容 和 减 小 珠 光 体 组 织 的 片 间距 来 实 现 强 韧 化 。 由于 采 器 、大 型 高 性 能 舰 船 等 ，要 求 钢 材 的 强 度 和 安 全 使 用 微 合 金 控 轧 工 艺 ，少 珠 光 体 钢 的强 韧 化 水 平 取 得 用 寿 命 成 倍 提 高 。为 实 现 这 一 目标 ，世 界 各 国都 在 了许 多 新 的进 展 。但 是 普 遍 认 为 ，在 保 证 高 韧 性 和 良好 焊 接 性 的条 件 下 ，少 珠 光 体 钢 强 度 的 极 限 水 平 竞相研究开 发新型钢铁 材料 。
别 是 钢 铁 材 料 仍 然 具 有 强 大 的 生 命 力 。 钢 铁 材 料 具 中碳 含 量 降 低 所 损 失 的强 度 。 ③ 控 制 轧 制 与 控 制 冷
21世纪的新材料——泡沫金属与泡沫陶瓷
２１世纪的新材料——泡沫金属与泡沫陶瓷进入二十一世纪，可持续发展已成为全人类共同关注的话题，我国政府高度重视可持续发展，将可持续发展确定为国家的重大发展战略。
如何开发新能源和新材料、减少已有能源与材料的消耗，是其中一个重要方面，已成为科技工作者共同努力的新课题，泡沫材料的开发就是在这种大背景下提出的。
泡沫材料按材料性质分为泡沫金属材料和泡沫陶瓷材料，按使用状态又可分为泡沫结构材料和泡沫功能材料。
一、轻质泡沫金属材料泡沫金属材料是八十年代后期国际上迅速发展起来的一种物理功能与结构一体化的新型工程材料。
多孔结构和金属特征使其得以具备其他实芯材料未有的功能，如防震、吸声、隔声、阻燃、屏蔽、耐候、耐湿、质轻、可渗透性等，在航空航天、交通运输、建筑、能源等高技术领域具有广阔的应用前景。
泡沫金属材料的制备方法大致可分为以下几种：（1）粉末冶金法，又可分为松散烧结和反应烧结两种；（2）渗流法；（3）喷射沉积法；（4）熔体发泡法。
在上述众多的制备方法中，除特殊要求外，作为工业大生产最有前途的是熔体发泡法，它的工艺简单，成本低廉。
熔体发泡法技术难点在于选择合适的金属发泡剂，一般要求发泡剂在金属熔点附近能迅速起泡。
世界泡沫金属材料技术开发具有两大热点，即泡沫镍和泡沫铝的开发。
泡沫镍的制备技术目前已很成熟，国内外均有不少厂家进行大批量连续化生产，如国内的长沙力元等，主要作为电池的极板材料应用于镍氢电池领域。
但随着世界锂离子电池的迅速发展，镍氢电池在世界可充电二次电池市场的需求已日趋饱和，因此泡沫镍的市场需求增长幅度逐年减缓。
泡沫铝制备技术则在航空航天、交通运输等行业的发展以及这些产业对综合性能优异的材料的巨大需求下得以迅速地发展，主要有合金气体发泡、合金发泡剂混合搅拌、金属及发泡剂混熔固结、熔融金属高压渗透等。
泡沫铝是一种高孔隙率、宏孔多孔材料。
它不仅具有优良的机械阻尼、消声降噪和电磁屏蔽等性能，而且具有轻便、坚固、耐热、美观等特点，在一些发达国家已经商品化，广泛地应用在噪声防护、电磁屏蔽、建筑装饰、吸能缓冲、医用植体、分离工程、生物工程以及国防高科技等领域。
石墨烯原材料
石墨烯原材料石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶体材料，具有出色的导电性、热导性和机械性能，被誉为21世纪的“黑金”。
作为石墨烯的原材料，石墨矿石是其最主要的来源之一。
石墨矿石是一种含碳量高达80%以上的矿石，主要成分是石墨，同时还含有少量的杂质。
石墨矿石通常以天然石墨、胶片石墨和晶体石墨等形式存在。
在石墨矿石中提取石墨烯，首先需要对石墨矿石进行粉碎、浮选等物理化学方法的处理，然后经过高温等条件下的化学氧化、还原等反应，最终得到石墨烯。
除了石墨矿石外，石墨烯的原材料还包括石墨烯氧化物和石墨烯衍生物。
石墨烯氧化物是一种由石墨烯和氧原子构成的化合物，通常是通过氧化石墨烯的方法得到的。
石墨烯衍生物则是指通过对石墨烯进行功能化改性，形成不同性质和用途的新材料。
这些衍生物可以是石墨烯的氧化物、硫化物、氮化物等多种形式。
在石墨烯的生产过程中，选择合适的原材料对于石墨烯的质量和性能至关重要。
石墨矿石作为石墨烯的主要原材料之一，其质量和纯度直接影响着石墨烯的最终性能。
因此，在石墨烯的生产中，需要对石墨矿石进行严格的筛选和加工，以保证石墨烯的质量。
在石墨烯的应用领域中，石墨烯的原材料选择也是至关重要的。
不同的原材料可以制备出具有不同性能和用途的石墨烯制品，如导电材料、柔性显示器、超级电容器等。
因此，在石墨烯的应用中，需要根据具体的需求选择合适的原材料，并进行相应的加工和改性，以满足不同领域的需求。
总的来说，石墨烯的原材料包括石墨矿石、石墨烯氧化物和石墨烯衍生物等多种形式。
这些原材料在石墨烯的生产和应用中起着至关重要的作用，对于石墨烯的质量和性能具有重要影响。
因此，在石墨烯产业的发展中，需要加大对石墨烯原材料的研究和开发，不断提高石墨烯的质量和性能，推动石墨烯产业的健康发展。
智能时代新材料新技术的前沿应用
智能时代新材料新技术的前沿应用在21世纪这个智能时代，新材料和新技术的发展为各行各业带来了前所未有的变革。
新材料新技术在众多领域中展现出了巨大的潜力和应用前景，例如、物联网、大数据、生物科技等。
本文将重点探讨智能时代下新材料新技术前沿应用的领域，以期为相关研究和产业发展提供一定的参考。
1. 领域作为当今科技领域的热点，已经成为新材料新技术应用的重要场景。
在领域，新型神经网络结构、计算模型和硬件设备的研究不断取得突破。
例如，基于新型纳米材料的人工神经网络，相较于传统硅基材料，可以实现更高的计算速度和更低的能耗。
此外，基于石墨烯等新材料的柔性电子器件，可为实现可穿戴式设备提供有力支持。
2. 物联网领域物联网是指通过信息传感设备，将物品连接到网络上进行信息交换和通信的技术。
在新材料新技术的推动下，物联网设备的尺寸、功耗和通信距离等方面的限制正在逐步被突破。
例如，利用纳米技术研发的传感器，可以实现对环境参数的高灵敏度检测；采用新型半导体材料的物联网设备，可实现更低功耗的高效运算和数据传输。
3. 大数据领域大数据技术是对海量、异构、实时数据的收集、存储、处理和分析的技术。
在新材料新技术的助力下，大数据领域取得了显著的成果。
例如，新型存储器件如存储电阻器、相变存储器等，可以实现更高速度和更大容量的数据存储；基于新型计算架构的量子计算机，则有望为大数据的实时分析和处理带来革命性的改进。
4. 生物科技领域生物科技是指利用生物技术手段，对生物体或生物分子进行研究和应用的技术。
在新材料新技术的推动下，生物科技领域取得了许多重要突破。
例如，基于纳米技术的生物传感器，可以实现对生物分子的高灵敏度检测；采用新型高分子材料的生物可降解材料，可为实现生物医学工程中的组织修复和再生提供支持。
本文对智能时代下新材料新技术的前沿应用进行了简要梳理，展示了新材料新技术在、物联网、大数据和生物科技等领域的重要应用价值。
随着科技的不断发展，新材料新技术的应用将更加广泛，为人类社会带来更多的变革和进步。
碳材料背景介绍
碳材料背景介绍
碳材料是指由碳元素组成的材料，具有独特的物理、化学和电子性质。
碳材料包括碳纳米管、石墨烯、碳纤维、碳纤维增强复合材料等。
碳材料广泛应用于电子器件、能源储存、生物传感、材料加工等领域，被誉为21世纪新材料的代表之一。
碳材料的研究始于20世纪50年代，当时主要以石墨和活性碳为研究对象。
随着科技的不断发展，人们对碳材料的应用和性能要求也越来越高，逐渐出现了碳纳米管、石墨烯等新型碳材料。
这些新材料的独特性质和广泛应用前景引起了全球科学家的广泛关注和研究。
碳材料具有许多独特的物理和化学性质，例如高导电性、高导热性、高机械强度、化学稳定性和生物相容性。
其中，碳纳米管是一种具有惊人导电性和导热性的材料，可以广泛应用于电子器件、储能设备、传感器等领域。
石墨烯则是一种具有优异机械强度和化学稳定性的材料，被认为是理想的柔性透明导电膜和超级电容器电极材料。
碳纤维则是一种轻、强、刚的材料，被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育用品等领域。
碳材料的独特性质不仅赋予了它们广泛的应用价值，还为科学家们提供了无限创新的可能性。
随着碳材料技术的不断发展，人们对碳材料的研究也越来越深入，涌现出了许多新的应用和发现。
例如，碳材料在能源领域的应用包括超级电容器、锂电池、燃料电池等领域，为解决能源存储和转换难题提供了新的思路。
总的来说，碳材料作为一种全新的材料体系，具有丰富的研究内容和广阔的应用前景。
它不仅可以满足人们对材料性能的需求，还可以为人类社会的可持续发展做出贡献。
相信随着科学技术的不断进步，碳材料必将在未来的发展中扮演越来越重要的角色，为人类创造出更加美好的未来。
二维材料：开启电子科技新篇章
二维材料：开启电子科技新篇章在21世纪，新材料的研究与开发为电子科技的进步带来了极大的推力。
在众多新材料中，二维材料以其独特的物理和化学性质吸引了科研人员的广泛关注。
二维材料通常指的是厚度在纳米级别，且在平面上具有宏观尺度的材料。
这类材料不仅具有优异的电导性、热导性和光吸收能力，还展现出独特的机械和化学性质，为电子科技带来了革命性的改变。
二维材料的类型石墨烯石墨烯是一种由单层碳原子以sp²杂化形式构成的二维材料，其厚度仅为一个原子。
石墨烯表现出超高的电导率，是许多电子器件的新型导体。
由于其非常强的机械强度及优越的热导性，石墨烯已经广泛应用于各种传感器、场效应晶体管（FET）以及柔性电子产品。
此外，石墨烯还具有良好的光学透明性，使其在显示器和光电子器件中成为重要的候选材料。
过渡金属硫化物（TMDs）过渡金属硫化物如MoS₂、WS₂等，也是近年来备受关注的二维材料。
这些材料展示了独特的半导体性质，能带间隙可调，为下一代电子器件提供了可能性。
MoS₂作为一种具有良好光电性能的材料，被广泛研究用于光电探测和光伏应用。
其优异的可塑性使得它在柔性纳米电子学中表现出色，并有潜力应用于可穿戴设备中。
黑磷黑磷（BP）是又一种新兴的二维材料，其厚度可以通过剥离调节，具有各向异性的电子性质。
黑磷具有较大的可调带隙，同时表现出良好的光电性能，这使得它适合用于下一代光电器件和量子计算。
此外，黑磷的化学稳定性相对其他二维材料更高，为实际应用提供了保障。
然而，目前其在环境中的稳定性仍需进一步探讨，这也是其商业化应用的一大挑战。
二氧化钨（WO₂）二氧化钨是一种具有优异电导性的二氧化物，其表现出的金属-绝缘体相变特性使其在智能开关、温度传感器及存储器领域展现出良好的应用前景。
而且，该材料在气体传感器领域也得到了关注，其超高表面积赋予了良好的吸附性能，使其具备了灵敏度高、响应速度快等优点。
二维材料在电子科技中的应用随着对二维材料研究的深入，其在实际应用中的潜力逐渐显现。
镁合金：21世纪绿色工程新材料
镁合金：21世纪绿色工程新材料霍丽娜【摘要】当前，镁合金以其轻量优势在汽车和电子产品中的应用日趋增加，事实上，作为一种具有多种性能优势的绿色合金新材料，镁合金在耐热、耐腐蚀、生物医疗、能源储存等领域也有着广阔的应用前景。
本文结合中国有色金属工业协会镁业分会孟树昆教授在2012年有色金属新材料产业发展峰会上的报告，重点介绍镁合金新材料当前在热点领域的应用进展及前景。
【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2012(000)012【总页数】2页(P54-55)【关键词】新材料产业;镁合金;绿色工程;有色金属工业;性能优势;电子产品;生物医疗;能源储存【作者】霍丽娜【作者单位】《世界有色金属》编辑部【正文语种】中文【中图分类】TG146.22当前，镁合金以其轻量优势在汽车和电子产品中的应用日趋增加，事实上，作为一种具有多种性能优势的绿色合金新材料，镁合金在耐热、耐腐蚀、生物医疗、能源储存等领域也有着广阔的应用前景。
本文结合中国有色金属工业协会镁业分会孟树昆教授在2012年有色金属新材料产业发展峰会上的报告，重点介绍镁合金新材料当前在热点领域的应用进展及前景。
镁合金具有多方面的性能优势，是一种节能减排的金属材料。
镁合金质轻（1.75-1.90g/cm3），密度是铝的64%，钢的23%。
比弹性模量与高强度铝合金、合金钢大致相同，用镁合金制造刚性好的整体构件不易产生变形；镁合金减震性好，在弹性范围内，当受冲击载荷时，能吸收的能量比铝大一半，尤其适宜制造经常承受冲击的部件，采用阻尼良好的镁合金既减轻了汽车自重，节省了能源，又提高了汽车行驶的平稳性和安全性。
用铝合金与镁合金制造的汽车轮毂的实测平均油耗比较见表1。
另外，镁合金具有散热快，抗电磁干扰能力强等特点，可用作制造计算机、电子通信产品的外壳。
NEC公司2012年8月上市的新款笔记本在13英寸产品中应用了其自主研发的镁-锂合金作为电脑底板，实现了全球最轻重量。
21世纪——超级材料时代
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十大新材料
十大新材料新材料是指通过人类不断创新和发展所产生的一类具有新的物理、化学或材料特性的材料。
随着科技的不断进步和人类对材料需求的不断增加，新材料的发展越来越受到人们的关注。
下面是十大新材料：1. 石墨烯（Graphene）石墨烯是一种由碳原子构成的单层、具有二维结构的材料。
它具有良好的导电性、导热性和机械性能，被誉为"21世纪最具应用前景的材料"。
2. 金刚石薄膜金刚石薄膜是一种由人造金刚石材料制成的薄膜。
它具有极高的硬度和耐磨性，可以应用于切割、磨削等工业领域。
3. 超导材料超导材料是一种在低温下具有极低电阻的材料。
它可以应用于能源输送、电子学和磁共振等领域，具有重要的应用前景。
4. 高分子材料高分子材料是一类由长链状分子构成的材料。
它具有良好的可塑性和可加工性，并且可以根据需要设计出不同的性能和功能。
5. 纳米材料纳米材料是一种具有纳米级尺寸的材料。
由于其具有较大比表面积和较小的颗粒尺寸，纳米材料具有独特的物理、化学和光电性质，可用于电子、催化剂、生物医学等领域。
6. 智能材料智能材料是一类具有响应和自主行为的材料。
它可以根据外界环境或刺激做出相应的变化，如形状记忆合金、压电材料等。
7. 生物可降解材料生物可降解材料是一类可以被生物降解并无毒无害的材料。
它在医疗、食品包装等领域有广泛应用。
8. 碳纳米管碳纳米管具有良好的力学性能和导电性能，可以应用于电子、光电、催化等领域。
9. 变色材料变色材料可以随着外界条件的变化而改变颜色，如温度变色材料、光敏变色材料等。
10. 光电材料光电材料是一类能够通过光电效应产生电能的材料。
它被广泛应用于太阳能电池、光导纤维等领域。
以上是十大新材料的简要介绍，随着科技的发展，新材料的种类将会不断增加，为未来的科技发展提供更多可能性。
21世纪有哪几种突出的新型材料？
90年代以来，随着材料科学技术的发展异常迅猛，材料科学与生命科学、信息科学、环境科学等共同构成了当代科学技术的前沿。
展望21世纪，材料科学技术研究开发的前沿有微电子材料：大直径300mm硅单晶及片材技术，用于硅深亚微米工艺的大直径200mm 硅片外沿技术，150mm的GaAs和100mm的InP晶片及其以它们为基的Ⅲ、Ⅴ族半导体超晶格、量子阱异质结构材料制备技术，GeSi合金和宽禁带半导体材料制备与应用技术。
新型光电子材料：大直径、高光学质量人工晶体制备技术和有机、无机新型非线性光学晶体探索，大功率半导体激光光纤模块及全固态可调谐激光技术，有机、无机超高亮度红、绿、蓝三基色材料及应用技术，新型红外、蓝、紫半导体激光材料以及新型光探测和光储存材料及应用技术。
稀土功能材料：高纯稀土材料的制备技术，超高磁能积稀土永磁材料的大规模生产技术，高性能稀土储氢材料及相关技术，高性能稀土催化剂材料的制备与应用。
生物医用材料：高可靠植入人体内的生物活性材料合成关键技术，生物相容材料制备技术，如组织器官替代材料，人造血液、人造皮和透析膜技术，以及生物医用新材料制品质量性能的在线检测和评价技术。
先进复合材料：复合材料的低成本制造技术，复合材料的界面控制和优化技术，不同尺度、不同结构异质材料复合新技术，以及复合增强材料的高性能、低成本化技术。
新型金属材料：交通运输用轻质高强材料，能源动力用高温耐蚀材料，新型有序金属间化合物的脆性控制与韧化技术以及高可靠性生产制备技术。
先进陶瓷材料：信息功能陶瓷的新制备技术和多功能化及系统集成技术，高性能陶瓷薄膜、异质薄膜的制备、集成与微加工技术，结构陶瓷以及复合材料的补强、韧化技术，先进陶瓷的低成本、高可靠性、批量化制备技术。
高温超导材料：高温超导薄膜及异质结构薄膜的制备、集成和微加工技术，可实用化高温超导线材制备技术，高温超导体材料准单晶和织构材料批量生产技术。
生态环境材料：发展与环境相协调的材料及其设计与评价技术，如可完全降解农用塑料薄膜制备技术，材料的延寿、再生与综合利用新技术，降低材料生产的资源和能源消耗新技术。
炭素行业信息
石墨制品：电炉炼钢、刚玉冶炼和黄磷生产用石墨电极、石墨电炭材料等。按通载电流能力可分为普通功率、高功率、超高功率石墨电极。
炭制品：炼铁高炉用炭砖、铝电解槽用阴极炭砖、大型矿热炉用内衬材料、炭电极、炭糊类制品等。
特种炭素材料：航空航天、光伏、核能、电子、医疗、建筑、节能环保等领域，以及作为特殊环境下的结构材料、功能材料。包括特种石墨制品、炭纤维、炭/炭复合材料、炭纳米材料等。
表：国内等静压特种石墨供给替代空间巨大
需求量(吨) 2006 2007 2008 2009 2010E
太阳能光伏用石墨 4000 5250 6500 7600 8000
电火花加工用石墨 2000 2380 2750 3245 3500
(新兴产业对碳纤维需求潜力巨大图)
新材料之炭素行业投资策略
按照有关规划设想，“十二五”期间，我国将以碳碳复合材料为重点，积极开发新型超大规格、特殊结构材料的一体化制备工艺，推进高性能复合材料低成本化、高端品种产业化和应用技术装备自主化。此外，还将提升高性能增强纤维规模化制备水平，积极开展高强、高模等系列碳纤维开发和产业化，加快推广高性能复合材料在航空航天、风电设备、汽车制造、轨道交通等领域的应用。
金属连铸用石墨 500 570 630 690 750
当前我国特种石墨产能分布：新成特碳39%；方大碳素22%；兴和永兴16%；中钢吉炭7%；唐山金湾4%；其他12%。
特种石墨需求量相对较大的依次是光伏太阳能、电火花及模具加工、核能等。等静压工艺生产出来的特种石墨又称等静压石墨，是目前最成熟也是最先进的生产工艺。我国目前等静压石墨的供给严重不足，2010年的自给率仅有约25%。
“黑金子”之王—碳纤维
碳纤维
我国从20世纪60年代后期开始研制碳纤维。
碳纤维的生产现状
世界PAN 基碳纤维的主要生产厂商有：
日本 Toray(东丽) 、Toho (东邦) 、Mitsubishi Rayon (三菱人造丝) ,美国 Hexcel (赫克塞尔) 、Amoco (阿 莫科) 和 Zoltek (卓尔泰克) 等公司。
加氢 各种 沥青
预中间相 沥青 拟 似 中 间 潜在中间 相 相沥青 加氢 中间相 沥青
各向同性 熔 沥青纤维 融 纺 丝 各向异性 沥青纤维
氧 化 不 熔 化 250 | 400 ℃
炭 各向同性 化 不熔纤维 1100 | 1800 ℃ 各向异性 各向异性 高性能 不熔纤维 碳纤维 各向异性 不熔纤维
活性碳纤维
按力学性能 通用级 高性能 标准型 高强型 高模型 高强高模型
长丝
按制品形态
束丝短纤维 超细短纤维 织物等
碳纤维的结构
条带模型 微原纤结构模型 皮芯结构 三维结构模型 葱皮结构
碳纤维结构的条带模型
碳纤维的微原纤模型
碳纤维的皮芯结构模型
高模量碳纤维的三维结构模型
碳纤维的葱皮结构与石墨晶须的结构模型
方法：将碳纤维在密闭的石墨化炉中、2000℃以
上、惰性气体保护下处理。 变化： 石墨化处理过程中，纤维结构得到完善， 非碳原子几乎全部排除，C—C键重新排列，结晶 碳的比例增多，纤维取向度增加。纤维内部由紊
乱的乱层石墨结构转变为类似石墨的层状结晶结
构。
PAN纤维在热处理过程中化学反应 历程及结构分析
2004年我国碳纤维用量为4 000 t ,其中体育休闲领域需求量 约占87 % ,一般产业需求量约占11 % ,军工领域需求量约占 2 % ,到2009 年碳纤维需求将达到7 500 t/ a 。
新材料新技术在工业制造中的应用
新材料新技术在工业制造中的应用1.在21世纪的今天，随着科技的飞速发展，新材料和新技术在工业制造中的应用越来越广泛。
这些新材料和新技术不仅提高了产品的性能和质量，而且降低了生产成本，缩短了生产周期。
本文将重点介绍几种在工业制造中应用的新材料和新技术，以及它们对工业制造带来的影响。
2. 新材料在工业制造中的应用2.1 纳米材料纳米材料是指至少有一个维度在纳米尺度的材料。
由于其独特的物理和化学性质，纳米材料在工业制造中得到了广泛应用。
例如，纳米材料可以用于生产更轻、更强的汽车零部件，提高电池的能量密度，或者用于生产高效率的润滑油添加剂。
2.2 复合材料复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料组成的材料。
通过合理设计和制造，复合材料可以具有比单一材料更优异的性能。
例如，复合材料可以用于生产飞机、船舶、汽车等交通工具的车身和结构部件，提高其强度和耐腐蚀性。
2.3 生物材料生物材料是指用于与生物体接触的材料，如医疗器械、人工关节、组织工程等。
生物材料需要具有良好的生物相容性、生物可降解性和机械性能。
随着生物科技的发展，生物材料在工业制造中的应用也越来越广泛。
3. 新技术在工业制造中的应用3.1 3D打印技术3D打印技术，也称为增材制造技术，是一种通过逐层叠加材料来制造三维物体的技术。
3D打印技术可以用于快速原型制造、个性化定制、复杂结构制造等。
这使得制造商能够更加灵活地设计和生产产品，缩短了产品从设计到生产的周期。
3.2 机器人技术机器人技术在工业制造中的应用越来越广泛。
机器人可以完成重复性、高精度、高危险性的工作，提高生产效率和产品质量。
此外，随着技术的发展，机器人还可以实现更高级别的自动化，如自主决策、自适应调整等。
3.3 互联网技术互联网技术，特别是物联网技术，在工业制造中的应用也越来越广泛。
通过将传感器、控制器、执行器等设备与互联网连接，可以实现设备的远程监控、数据采集、智能控制等功能。
这有助于提高生产过程的透明度、可靠性和可控性。
超材料简介
“超材料（metamaterial）”指的是一些具有人工设计的结构并呈现出天然材料所不具备的超常物理性质的复合材料。
“超材料”（Metamaterial）是21世纪以来出现的一类新材料，其具备天然材料所不具备的特殊性质，而且这些性质主要来自人工的特殊结构。
超材料的设计思想是新颖的，这一思想的基础是通过在多种物理结构上的设计来突破某些表观自然规律的限制，从而获得超常的材料功能。
超材料的设计思想昭示人们可以在不违背基本的物理学规律的前提下，人工获得与自然界中的物质具有迥然不同的超常物理性质的“新物质”，把功能材料的设计和开发带入一个崭新的天地。
典型的“超材料”有：“左手材料”、光子晶体、“超磁性材料”、“金属水”。
六类超材料及用途1、自我修复材料——仿生塑料伊利诺伊大学的Scott White研发出了一种具备自我修复能力的仿生塑料。
这种聚合物内嵌有一种由液体构成的“血管系统”，当出现破损时，液体就可像血液一样渗出并结块。
相比其他那些只能修复微小裂痕的材料，这种仿生塑料可以修复最大4毫米宽的裂缝。
2、热电材料一家名为Alphabet Energy的公司开发出了一种热电发电机，它可被直接插入普通发电机的排气管，从而把废热转换成可用的电力。
这种发电机使用了一种相对便宜和天然的热电材料，名为黝铜矿，据称可达到5-10%的能效。
科学家们已经在研究能效更高的热电材料，名为方钴矿，一种含钴的矿物。
热电材料目前已经开始了小规模的应用——比如在太空飞船上——但方钴矿具备廉价和能效高的特点，可以用来包裹汽车、冰箱或任何机器的排气管。
3、钙钛矿除晶体硅外，钙钛矿也可可用来制作太阳能电池的替代材料。
在2009年，使用钙钛矿制作的太阳能电池具备着 3.8%的太阳能转化率。
到了2014年，这一数字已经提升到了19.3%。
相比传统晶体硅电池超过20%的能效。
科学家认为，这种材料的性能依然有提升的可能。
钙钛矿是由特定晶体结构所定义的一种材料类别，它们可以包含任意数量的元素，用在太阳能电池当中的一般是铅和锡。
21世纪新材料发展趋势
新材料发展趋势冶金建筑研究院冶金与焊接材料专家教授级高工唐伯钢21世纪将是科技高速发展的世纪。
焊接材料就世界范围而言，一方面在21 世纪前期，仍将在目前传统焊材产品框架内继续增长与改进；另一方面，已开始出现某些重大变革的前奏，这种变革可能将在21 世纪20 年代左右，对焊材产业将产生重大影响。
1、适应焊接自动化和高效焊接的潮流进行产品结构调整21世纪前期，我国钢材的品质将随着冶金工艺的进步，特别是“纯洁化、微合金化和控轧控冷”等技术在各重点钢铁企业的推广，将使各种用焊接的钢材可焊性更好，不易产生焊接裂纹并且可以采用大线能量焊接，因而将在目前传统焊接技术框架内，全力追求焊接自动化和高效焊接。
我国造船系统已率先提出，到2005 年我国船厂的焊接高效化率要达到80% 以上，其中CO 2 气保护焊的应用率达到55% ，焊接机械化自动化率达到70% 左右。
预测到2005 年，我国消费的焊接材料中，可能焊条占60% — 70% 、气保护实芯焊丝约占20% ，药芯焊丝占2% — 5% ，埋弧焊用焊丝和焊剂占10% — 12% 。
因此我国的焊材产业，应适应消费需求变化的潮流，进行产业结构的调整。
在气保护焊用实心焊丝、药芯焊丝、埋弧焊丝和烧结焊剂等方面形成规模效益和高质量产品。
2、气保护实心焊丝向低飞溅高性能方向发展CO2气保护实心焊丝，影响产品质量有两个关键问题，一是焊丝的化学成分，二是镀铜和绕卷。
近年来，为降低CO 2 焊的飞溅和提高焊缝金属的性能，国外对焊丝的化学成分作了大量研究工作，包括在标准的较宽的成分范围内，规定较窄的内控标准及加入各种微量合金元素，取得了降低焊接飞溅量50% 以上，减少焊接烟尘量25% 以上的好成绩。
因此在继续关注焊丝生产规模效益，希望重点企业建立“年产 1 — 3 万t 以上镀铜焊丝生产线”的同时，必须关注焊丝成分的改进，期望有关钢厂与有关重点焊丝生产企业合作进行这方面的工作。
3、药芯焊丝向“宽电流幅度”、“低尘低飞溅”、“快速焊”的方向发展4、埋弧焊用焊丝和焊剂向高效率多品种方向发展埋弧焊用焊丝，发展了低锰、中锰、高锰的系列产品和与锰硅相配合的加入不同镍、钼、铬含量的多种产品，并在此基础上，向“纯净化、微合金化”的方向发展。
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三、航空航天新材料的发展趋向
新材料应用的发展趋向向尖端领域迈进
新型航空航天器(尤其是军用航空航天武 器)的高性能、高推重比和高可靠性要求新材 料具有耐高温或低温 长寿命(或重复使用)、 轻质 低成本等一系列特性，复杂苛刻的应用 要求激励新材料技术必须登上更高的阶梯 如 美国为加速NASP的研制进程，组织了由5家 公司构成的聪台体，开发5种新型材誊=}今后 航空航天新材料将更多地向民用扩展。例如， 美国复合材料在民用运输机结构重量中的比 例至2000年将上升到65呖 。日前欧洲和日 本已将复合材料的市场转向民用飞机和民用 工程， 建筑、体育用品等民用领域中去。
张立同.flv 陶瓷基复合材料 张立同.flv
陶瓷基复合材料具有高的模量、很高的耐热性和耐蚀性及优于陶瓷的韧性， 主要可用于飞机发动机涡轮进口端部件，航天或空天飞机机体热结构部件等， 使 用温度口可达1 400-- 1 700℃ 。这类复合材料日前处于开发阶段，接体主要包括 碳化硅， 氮化硅等。在生产方而法国居世界领先地位。所研制的碳／碳化硅(C／ Sic)和碳化硅／碳化硅(Sic／SIC)拟用于海尔梅斯(Hermes) 航天飞机机体盖板防 热结构。 陶瓷基复台材料的今后发展方向主要包括： 大量生产聚合物转化的陶瓷基体； 发展耐高温陶瓷纤维、·高强度陶瓷纤维和晶须；发展工艺、降低制造成本； 实 现加工自动化， 发展一体化设计
碳纤维与碳纤维复合材料
新科技三分钟《碳纤维复合材料》 新科技三分钟《碳纤维复合材料》.flv
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般 在90％ 以上。它是由有机母体纤维(粘胶、沥青、聚丙烯腈等含碳量较高、在热处 理过程中不熔融的化学纤维)经预氧化、碳化、石墨化等工艺制成。其主要用途是与 树脂、金属、陶瓷、水泥等基体复合，做成结构材料。碳纤维增强树脂基复合材料 (CFRP)为典型代表，其比强度、比模量等性能是现有结构材料中最高的。碳纤维在 20世纪50—60年代工业化，是应宇航工业对耐烧蚀和轻质高强材料的迫切需求发展 起来的。目前，有粘胶基、沥青基和聚丙烯腈(PAN)基三种原料体系的碳纤维，粘 胶基和沥青基碳纤维用途较单一，产量有限，PAN基碳纤维由于生产工艺较简单， 产品力学和高温性能优异，而且兼有良好的结构和功能特性，发展较快，已成为高 性能碳纤维发展和应用最主要和占绝对优势的品种，是当前碳纤维的主流，其产量 占90％ 左右。碳纤维主要用于高性能结构及功能复合材料，在航空、航天、兵器、 船舶及核工业等国防领域具有不可替代的作用，同时广泛用于体育休闲用品和产业 领域，是世界各国高度蕈视的战略性基础材料。
二、航空航天新材料的最新进展和发展趋向
高性能环氧复材应用亮点
适应航空、航天、军工等高科技领域的需要而发展起来的环氧树脂 高性能复合材料，已成为制造飞机、导弹、火箭、卫星及航天飞机的 关键性材料. 神五、神五航天器应用了大量高性能环氧树脂复合材料，航空航 天成为环氧树脂复合材料应用亮点，除该材料具有可靠的性能外，还 在于其本身重量很轻，能以最小动力将飞船送上天。高性能环氧树脂 复合材料最早是在各种飞机上展现功能的，美国20世纪60年代就开始 应用硼/环氧复合材料作飞机蒙皮、操作面等，由于硼纤维造价太贵， 70年代转向碳/环氧复合材料并得到快速发展。大致可分为3个发展阶 段，第1阶段应用于受力不大的构件，如各类操纵面、舵面、扰流片、 副翼、口盖、阻力板、起落架舱门、发动机罩等次结构上；第2阶段应 用于承力大的结构件上，如安定面、全动平尾和主受力结构机翼等； 第3阶段应用于复杂受力结构，如机身、中央翼盒等，一般可减重20～ 30%。目前军机上复合材料用量已达结构重量的25%左右，占到机体 表面积的80%。我国于1978年首次将碳—玻/环氧复合材料用于强—5 型飞机的进气道侧壁，20世纪80年代在多种军机上成功地将C/EP用作 垂直安定面、舵面、全动平尾和机翼受力盒段壁板等主结构件。
我国研制成功新型轻质航空航天材料.flv 新型高温高强度铝合金我国研制成功新型轻质航空航天材料.flv
在A1-SFe基体中加入Ce、 Mo、W 、Zr、V、Si等元素， 采用快速凝固技术，可太大提高铝合金的使用温度。最 近美国联合信号公司研制出8009台金，使用温度为 400℃，在318℃时最大抗拉强度仍可达276MPa， 可望用 于飞机、航能 罩复使用的关键在于轨道器返同地面时 不被烧蚀轨道器再入托气 时，机翼前绿的温度会高达 l500V，其它温度屉低处世高选600“C．而机身材料铝蒙 皮的温度蛀高不得超过350C轨道器采用4种外部绝热材 料．园地制宜给各个部位 同的保护。头部和机强前缘用 碳基石墨织物的垒碳复合材料．外层甩经化学处理后的 碳化硅 最窖易产生高温的区域用耐高温附瓷防热瓦屏蔽 陶瓷防热瓦体内90％是空气．质量非常轻．放任手里感 觉就像章了一块泡沫塑料．而且它散热特SⅡ快 轨道器 上共贴有近30000片陶瓷肪热瓦．每片面积 6 方英寸。
航空航天上的新材料
材料科学与工程学院 2009级五班 2009级五班 王林200900150215 王林200900150215
一 、前言
近年来新材料层出不穷， 近年来新材料层出不穷，材料是社会发展的物 质基础和先导，而新材料则是社会进步的里程碑。 质基础和先导，而新材料则是社会进步的里程碑。 材料技术一直是世界各国科技发展规划之中的一个 十分重要的领域，它与信息技术、生物技术、 十分重要的领域，它与信息技术、生物技术、能源 技术一起， 技术一起，被公认为是当今社会及今后相当长时间 内总揽人类全局的高技术。 内总揽人类全局的高技术。由于新材料在功能方面 的优越性，它已被广泛地应用到航空航天领域当中。 的优越性，它已被广泛地应用到航空航天领域当中。 下面，我们就看一下新材料在航空航天领域的应用。 下面，我们就看一下新材料在航空航天领域的应用。
新型电子材料和光学材料
当代微电子学和光学技术的发展在很大程度上依赖于新型电子材料和光学材料技术 的进步。化合物半导体材料给微电子和光学技术带来了新的希望，主要包括砷化镓(GaAs)、 砷镓铝(A1GaAs)、砷辣锢(InGaA~)、碲镉汞(HgCdTe)、礴化锢(InP)、礴砷镓铟 (InGaAsP)、锑化铟(InSb)等“ ．目前最有希望替代硅的是GaAs“”。欧溯认为InP比GaAs 纯度更高。HgCdTe是多光谱和高性能红外探测材料““ ”。目前美国正在寻求HgCdTe 的替代物，开发碲锰汞 (H~MnTe)和碲锌汞(HgZnTe)。超导材料近年来获得较大突破，新 型氧化物高温超导体(HTS，T。高达125K)材料发展更为迅速。美国科学界普遍认为，高 c超导材料在航天和电子学方面的应用前景极为乐观，特别是空间极易满足i00—140K的低 温，可使超导体首次得以方便地用F航天器内， 预计将在2^v3年内进行首次空间实验。采 用超导电子技术可以把超高速、超级计算机装于飞机和航天器内，这是要求巨大功率和庞 大冷却系统的常规半导体技术所无法做到的。据报遭，近期在块状、多晶HTS材料方面己 取得进展。目前在世界超导领域中，美、日居领先地位并将继续保持， 原苏联在HTS方 面也取得新进展。氟化物玻璃红外光纤材料是目前超低损耗光纤的核心， 以氟化锫(ZrF) 为主体的玻璃将成为下一代通信、制导光纤的主要材料 据认为，氟化物被璃距实用化目 标尚远，美 日、荚、法等国正加紧研究。此外，非晶态番金(又称金属玻璃)是异军突起的 磁性功能材料“”。
新材料技术的发展趋向
向结椅材料和功能材料并重、大力开发非金 属材料的方向控展； 向重点领域突破向高性能、耐极端环境、多 功能的材料方向发展； 向新概念、新设计 新工艺的方向发展。
四、结束语
新材料已经或将要为航 空航天的发展作出重要的贡 献，其作用无法替代。谁能 更快地开发和应用具有特定 性能的新材料，谁就拥有最 强大的技术潜力。展望未来， 航空航天新材料将会朝着多 用途，高性能，新工艺、低 成本和新概念的方向发展。
碳／碳复合材料
碳／碳复合材料主要特点是经防氧化处理后可在很高温度 (164942760℃)下m保持其性能(温度、模量和耐烧蚀性)， 因而 是一种理想的热结构材料， 可用于飞机刹车片，火箭喷管，航天 飞机、空天飞机或其他高超音速飞行器机体热结构， 面板， 发 动机高温构件等。碳／碳复台材料的今后发展方向主要包括：发 展高密度碳慕体： 发展高性能碳纤维， 发展预浸、编织、加工 工艺： 发展抗氧化保护体系：改进涡轮发动机构件和航天器热屏 蔽的性能 。