新材料1

新材料，使我们生好活得更好

——关于《新材料概论》的读书报告

材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是国民经济、社会进步和国家安全的基石与先导，材料技术已成为现代工业、国防和高技术发展的共性基础技术，是当前最重要、发展最快的科学技术领域之一。

这个学期，本着对新材料技术的好奇与喜爱，在学校所开设的选修课程中，选择了《新材料及其用》这门课程进行学习。通过老师的精彩讲解，运用多媒体的现代化教学方式，向我们展示了我们生活中所见到的一些新材料，以及它们的基本原理和形成。还有通过我们自己对教材的阅读和自己在生活的体验，对新材料有了一些新的认识——

(一)什么是新材料，新材料与传统材料的关系？

所谓的新材料，是指那些新近发展或正在发展之中的具有比传统材料的性能更为优异的一类材料。新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料，具有比传统材料更为优异的性能。新材料技术则是按照人的意志，通过物理研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程，创造出能满足各种需要的新型材料的技术。而新材料与传统材料之间并无明显的界限，传统材料也可以通过采用新技术，提高技术含量，提高性能，大幅度地增加附加值后成为新材料，新材料在经过长期生产与应用之后蜕变为传统材料。

（二）材料的发展历史

我是文科生，所以对这些新材料的基本原理的理解很困难，不知道所谓的离子、电子是什么东西，也不懂这些事物的反应原理。由于学科的惯性思维，我对材料的发展历史比较感兴趣，热衷于这方面的研究。

在人类文明的进程中，材料大致经历了以下五个发展阶段，它们是——

♦使用纯天然材料的初级阶段 :旧石器时代,人类只能使用天然材料之后也都只是纯天然材料的简单加工而已。

♦人类单纯利用火制造材料的阶段：新石器时代、铜器时代和铁器时代，是人类利用火来对天然材料进行煅烧、冶炼和加工的时代，

主要材料有：陶、铜和铁。

♦利用物理与化学原理合成材料的阶段：20世纪初，由于物理和化学等科学理论在材料技术中的应用，从而出现了材料科学。在此基础

上，人类开始了人工合成材料的新阶段，主要材料：人工合成塑料、

合成纤维及合成橡胶等合成高分子材料的出现，。超导材料、半导

体材料、光纤等材料都是这一阶段的杰出代表。

♦材料的复合化阶段：20世纪50年代金属陶瓷的出现标志着复合材料时代的到来。人类已经可以利用新的物理、化学方法，根据实际

需要设计独特性能的复合材料。

♦材料的智能化阶段：如形状记忆合金、光致变色玻璃等等都是近年研发的智能材料。

在材料的发展历史中，每一个历史阶段都有着非凡的意义！每一次跨越都是人类文明史上的重大进步，给人们的生活带来了诸多的方便与快乐！

（三）我印象最深的几种新材料

1.陶瓷材料

在我以前的思维中，陶瓷只不过是一种再老不过的一种材料，我国在夏商周时期，就有了陶制品。所以当书上讲陶瓷也是一种新材料时，我满脑子的困惑。原来陶瓷也就是通过成型和高温烧结所得到的成型烧结体。传统的陶瓷材料主要是指硅铝酸盐。这时得到陶瓷称为传统陶瓷。后来发展到纯度高，粒度小且均一，成型压强高，进行烧结得到的烧结体叫做精细陶瓷。

接下来的阶段，人们研究构成陶瓷的陶瓷材料的基础，使陶瓷的概念发生了很大的变化。陶瓷内部的力学性能是与构成陶瓷的材料的化学键结构有关，在形成晶体时能够形成比较强的三维网状结构的化学物质都可以作为陶瓷的材料。更进一步拓宽了陶瓷材料的范围。因此陶瓷材料发展成了可以借助三维成键的材料的通称。陶瓷的概念就发展成为可以借助三维成键的材料，通过成型和高温烧结所得到的烧结体。

陶瓷材料在我们的生活中有着广泛的应用。氮化硅、碳化硅等新型陶瓷还可用来制造发动机的叶片、切削刀具、机械密封件、轴承、火箭喷嘴、炉子管道等，具有非常广泛的用途。利用陶瓷对声、光、电、磁、热等物理性能所具有的特殊功能而制造的陶瓷材料称为功能陶瓷。功能陶瓷种类繁多，用途各异。例如，根据陶瓷电学性质的差异可制成导电陶瓷、半导体陶瓷、介电陶瓷、绝缘陶瓷等电子材料，用于制作电容器、电阻器、电子工业中的高温高频器件，变压器等形形色色的电子零件。利用陶瓷的光学性能可制造固体激光材料、光导纤维、光储存材料及各种陶瓷传感器。

2先进的钛合金

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。20世纪50～60年代，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，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

航空和宇航的飞速发展 ,促进了钛合金的研发。航空和宇航对材料的要求很严格 ,不仅要求材料强度高、耐高温、耐腐蚀 ,而且要求有好的成型性和良好的加工性能 ,同时也会采取特殊表面处理技术增加其强度和硬度。钛及其合金在航空及宇航方面的应用广泛。由于飞机和导弹的速度已增加到远远超过音速 ,从前使用铝合金的地方 ,因其耐热性的要求 ,已不大适应 ,所以采用新材料 ,尤其是钛及其合金来代替。钛的密度小 ,又具有高的热强性和持久强度 ,对在振动载荷及冲击载荷作用下裂纹扩展的敏感性低 ,并且有良好的耐蚀性。

可想而知，如果没有钛合金的出现及在航天事业上的应用，我国的“神州”

系列飞船不可能那么顺利地进入宇宙太空，世界航空事业的发展可能要滞后几年乃至更长的时间。

3.纳米新材料

“纳米材料”这个名词，我在小学、初中就听老师讲过，在课本都看到过。可真要问我，纳米材料、纳米技术是什么？这可就为难我啦！通过这次选修课的学习，我真正地懂得了为什么叫它们纳米材料，纳米技术又是什么东西？

所谓的纳米材料，从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下。因此，颗粒尺寸在1～100纳米的微粒称为超微粒材料，也是一种纳米材料。

而纳米技术是指用单个原子、分子制造物质的科学技术。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如纳电子学、纳米材科学、纳机械学等。

纳米技术和纳米材料在我们生活中的应用更加广泛——

♦超微传感器传感器是纳米微粒最有前途的应用领域之一。纳米微粒的特点如大比表面积、高活性特异物性、极微小性等与传感器所要求的多功能、微型化、高速化相互对应。

♦超细微粒的轻烧结体可以生成微孔过滤器，作为吸附氢气的储藏材料。还可作为陶瓷的着色剂，用于工艺美术中。

♦、电子工业量子元件主要是通过控制电子波动的相位来进行工作，因此它能够实现更高的响应速度和更低的电力消耗。

♦，纳米布料是用一种特殊的物理和化学处理技术将纳米原料融入面料纤维中，从而在普通面料上形成保护层，增加和提升面料的防水、防油、防污、透气、抑菌、环保、固色等功能，可广泛应用于服装、家用纺织品以及工业用纺织品。

从现代科学技术史中可以看到，每一项重大的技术突破与创新在很大的程度上多依赖于相应的新材料的发展。新材料的研制、开发与应用不仅构成对高科技术发展的推进力，而且也成了衡量一个国家科技水平的标志。从这个意义上讲，新材料是技术与创新的基石，是社会现代化的先导。

信息、生物工程、新能源、激光、海洋开发和空间技术作为促进生产、振兴经济、增强综合国力的高技术群和知识密集型产业，如果没有相应的新材料作基础，其提高、进步与发展是不可能的。

经济的发展是可持续发展的条件，社会的发展是可持续发展的目的，而科学技术是可持续发展的强劲推动力量。新材料作为科学技术革命与创新的基石，是可持续发展的前提保证！

没有新材料，我们的生活不一定比现在好。所以，新材料的出现与广泛应用才是我们美好生活的基础！