导航:首页 > 工业生产 > 工业新材料都有哪些类型

工业新材料都有哪些类型

发布时间:2023-01-11 06:14:30

① 新材料有哪些

新材料新世界
防火资源网第二期专题:新材料

20世纪以来,新材料的使用改变着人类的生活习惯与生活方式。金属新材料、复合新材料、化工新材料、信息新材料、纤维新材料等丰富多彩。新建筑材料的出现,为人类创造了更加美观而舒适的居住条件。新材料还促进了交通运输条件的改善,它使得火车与飞机更加快捷,而汽车则为人类的个性化生活提供了前提条件。生物材料为人类提供了新的医疗手段,同时也为人类提供了新的健康概念。新的合成纤维的出现,使人类超越自然纤维单一途径获取更加丰富多彩的纺织品和服装;具有各种特殊功能的合成冼涤剂,使人类的生活更加清洁;信息材料的发展,丰富了人类的通信手段,改变着人们的交流方式,而且深刻地影响着人类的生活方式,它不仅使人们能够在现实空间,而且能够在虚拟空间里创造自己的个性化生活。新材料还为人类的航空航天事业提供了前提条件,为人类实现拓展生存空间和消解人类孤独提供可能的机会。

由国家工信部和黑龙江省人民政府共同主办的第一届中国国际新材料产业博览会2011年9月7日在哈尔滨召开。本届博览会以“新材料、新机遇、新发展”为主题,旨在落实《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,解读《新材料产业“十二五”发展规划》会,展示我国新材料产业发展水平,促进企业沟通信息,推动行业技术合作,加强地方工作交流,引导新材料产业持续快速健康发展。

《新材料产业“十二五”发展规划》势必带动我国新材料行业的发展,各大门户网站也纷纷对新材料进行详细的跟踪报道,如防火资源网的“新材料新世界”专题等。

材料及新材料的定义

材料是可以用来直接制造有用物件,构件或器件的物质。其形态可以是固体、液体、气体;

新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材料的范畴。

新材料的意义

新材料是我国重点推进的战略性新兴产业之一,对于支撑整个战略性新兴产业发展,促进传统产业转型升级,保障国家重大工程建设,具有重要战略意义。我国将大力发展新材料产业,新材料产业的市场发展前景将十分广阔。高云虎围绕着“十二五”期间新材料产业的发展目标、发展重点、产业布局和保障措施等内容做了解读。“十二五”期间,我国将加大新材料的推广应用和市场培育力度。加快发展科技含量高、产业基础好、市场潜力大的关键新材料,选择最有可能率先突破和做大做强的领域给予重点推进,并在产业布局上做出合理谋划。

新材料战略性
新材料是战略性新兴产业发展的支撑和保障,更是推动技术创新的先导。十二五期间,新材料发展将围绕国民经济和社会发展重大需求,以加快材料工业省级换代为主攻方向,以提高新材料自主创新能力为核心,以新型功能材料、高性能结构材料和先进复合材料为发展重点,通过产学研用相结合,大力推进科技含量高、市场前景广、带动作用强的新材料产业规模化发展,加快完善新材料产业创新发展政策体系,为战略性新兴产业发展、国家重大工程建设和国防科技工业提供支撑和保障。

新材料为人类的生活提供了最基本的服务,新材料在种类上的扩展和功能上的发掘,为工业经济的持续发展提供了必不可少的支持,从而极大地推动了人类社会的发展,而且,随着新工艺与新技术的迅速发展,新材料产业对于现代生活的影响远不止于此。

新材料市场分析
据透露,“十二五”期间我国将推广30个重点新材料品种,实施若干示范推广应用工程。形成10个产值过150亿元的综合性龙头企业,20个超过50亿元的专业性骨干企业。新材料产品综合保障能力提高到70%,关键新材料保障能力达到50%。

② 新材料有哪些

新材料有:石墨烯、气凝胶、碳纳米管、富勒烯、非晶合金、泡沫金属、离子液体、纳米纤维素、纳米点钙钛矿等等。

详细介绍几款:

1.石墨烯

突破性:非同寻常的导电性能、极低的电阻率极低和极快的电子迁移的速度、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性。

发展趋势:2010年诺贝尔物理学奖造就近年技术和资本市场石墨烯炙手可热,未来5年将在光电显示、半导体、触摸屏、电子器件、储能电池、显示器、传感器、半导体、航天、军工、复合材料、生物医药等领域将爆发式增长。

2.气凝胶

突破性:高孔隙率、低密度质轻、低热导率,隔热保温特性优异。

发展趋势:极具潜力的新材料,在节能环保、保温隔热电子电器、建筑等领域有巨大潜力。

3.碳纳米管

突破性:高电导率、高热导率、高弹性模量、高抗拉强度等。

发展趋势:功能器件的电极、催化剂载体、传感器等。

4.富勒烯

突破性:具有线性和非线性光学特性,碱金属富勒烯超导性等。

发展趋势:未来在生命科学、医学、天体物理等领域有重要前景,有望用在光转换器、信号转换和数据存储等光电子器件上。

5.非晶合金

突破性:高强韧性、优良的导磁性和低的磁损耗、优异的液态流动性。

发展趋势:在高频低损耗变压器、移动终端设备的结构件等。

③ 新材料包括哪些类型

新材料(或称先进材料)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 新材料按组分,有金属材料、无机非金属材料(如陶瓷、砷化镓半导体等)、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材 料性能分,有结构材料和功能材料。结构材料主要是利用材料的力学和理化性能,以满足高强度、高刚度、高 硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能要求;功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光热等效应, 以实现某种功能,如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料等

④ 新材料产业的材料分类

新材料作为高新技术的基础和先导,应用范围极其广泛,它同信息技术,生物技术一起成为二十一世纪最重要和最具发展潜力的领域.同传统材料一样,新材料可以从结构组成,功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类,不同的分类之间相互交叉和嵌套.
新材料主要有传统材料革新和新型材料的推出构成,随着高新技术的发展,新材料与传统材料产业结合日益紧密,产业结构呈现出横向扩散的特点.
新材料的分类:按照应用领域来分,一般把新材料归为以下几大类:
1 信息材料
电子信息材料及产品支撑着现代通信,计算机,信息网络,微机械智能系统,工业自动化和家电等现代高技术产业.电子信息材料产业的发展规模和技术水平,在国民经济中具有重要的战略地位,是科技创新和国际竞争最为激烈的材料领域.微电子材料在未来10~15年仍是最基本的信息材料,光电子材料将成为发展最快和最有前途的信息材料.信息材料主要可以分为以下几大类:
集成电路及半导体材料:以硅材料为主体,新的化合物半导体材料及新一代高温半导体材料也是重要组成部分,也包括高纯化学试剂和特种电子气体;光电子材料:激光材料,红外探测器材料,液晶显示材料,高亮度发光二极管材料,光纤材料等领域;新型电子元器件材料:磁性材料,电子陶瓷材料,压电晶体管材料,信息传感材料和高性能封装材料等.
当前的研究热点和技术前沿包括柔性晶体管,光子晶体,SiC,GaN,ZnSe等宽禁带半导体材料为代表的第三代半导体材料,有机显示材料以及各种纳米电子材料等.
2 能源材料
全球范围内能源消耗在持续增长,80%的能源来自于化石燃料,从长远来看,需要没有污染和可持续发展的新型能源来代替所有化石燃料,未来的清洁能源包括氢能,太阳能,风能,核聚变能等.解决能源问题的关键是能源材料的突破,无论是提高燃烧效率以减少资源消耗,还是开发新能源及利用再生能源都与材料有着极为密切的关系.
传统能源所需材料:主要是提高能源利用效率,现在集中在要发展超临界蒸汽发电机组和整体煤气化联合循环技术上,这些技术对材料的要求都十分苛刻,如工程陶瓷,新型通道材料等;氢能和燃料电池:氢能生产,储存和利用所需的材料和技术,燃料电池材料等;绿色二次电池:镍氢电池,锂离子电池以及高性能聚合物电池等新型材料;太阳能电池:多晶硅,非晶硅,薄膜电池等材料;核能材料:新型核电反应堆材料.
新能源材料就材料种类主要包括专用薄膜,聚合物电解液,催化剂和电极,先进光电材料,特制光谱塑料和涂层,碳纳米管,金属氢化物浆料,高温超导材料,低成本低能耗民用工程材料,轻质,便宜,高效的绝缘材料,轻质,坚固,复合结构材料,超高温合金,陶瓷和复合材料,抗辐射材料,低活性材料,抗腐蚀及抗压力腐蚀裂解材料,机械和抗等离子腐蚀材料.当前研究热点和技术前沿包括高能储氢材料,聚合物电池材料,中温固体氧化物燃料电池电解质材料,多晶薄膜太阳能电池材料等.
3 生物材料
生物材料是和生命系统结合,用以诊断,治疗或替换机体组织,器官或增进其功能的材料.它涉及材料,医学,物理,生物化学及现代高技术等诸多学科领域,已成为21世纪主要支柱产业之一.
现在几乎所有类型的材料在健康治疗中都已得到应用,主要包括金属和合金,陶瓷,高分子材料,复合材料和生物质材料.高分子生物材料是生物医用材料中最活跃的领域;金属生物材料仍是临床应用最广泛的承力植入材料,医用钛及其合金,以及Ni-Ti形状记忆合金的研究与开发是一个热点;无机生物材料近年来越来越受到重视.
目前,国际生物医用材料研究和发展的主要方向,一是模拟人体硬软组织,器官和血液等的组成,结构和功能而开展的仿生或功能设计与制备,二是赋予材料优异的生物相容性,生物活性或生命活性.就具体材料来说,主要包括药物控制释放材料,组织工程材料,仿生材料,纳米生物材料,生物活性材料,介入诊断和治疗材料,可降解和吸收生物材料,新型人造器官,人造血液等.
4 汽车材料
汽车用材在整个材料市场中所占的比例很小,但是属于技术要求高,技术含量高,附加值高的三高产品,代表了行业的最高水平.
汽车材料的需求呈现出以下特点:轻量化与环保是主要需求发展方向;各种材料在汽车上的应用比例正在发生变化,主要变化趋势是高强度钢和超高强度钢,铝合金,镁合金,塑料和复合材料的用量将有较大的增长,汽车车身结构材料将趋向多材料设计方向.同时汽车材料的回收利用也受到更多的重视,电动汽车,代用燃料汽车专用材料以及汽车功能材料的开发和应用工作不断加强.
5纳米材料与技术
纳米材料及技术将成为第5次推动社会经济各领域快速发展的主导技术,21世纪前20年将是纳米材料与技术发展的关键时期.纳电子代替微电子,纳加工代替微加工,纳米材料代替微米材料,纳米生物技术代替微米尺度的生物技术,这已是不以人的意志为转移的客观规律.
纳米材料与科技的研究开发大部分处于基础研究阶段,如纳米电子与器件,纳米生物等高风险领域,还没有形成大规模的产业.但纳米材料及技术在电子信息产业,生物医药产业,能源产业,环境保护等方面,对相关材料的制备和应用都将产生革命性的影响..
6 超导材料与技术
超导材料与技术是21世纪具有战略意义的高新技术,广泛用于能源,医疗,交通,科学研究及国防军工等重大领域.超导材料的应用主要取决于材料本身性能及其制备技术的发展.
目前,低温超导材料已经达到实用水平,高温超导材料产业化技术也取得重大突破,高温超导带材和移动通讯用高温超导滤波子系统将很快进商业化阶段.
7 稀土材料
稀土材料是利用稀土元素优异的磁,光,电等特性开发出的一系列不可取代的,性能优越的新材料.稀土材料被广泛应用于冶金机械,石油化工,轻工农业,电子信息,能源环保,国防军工等多个领域,是当今世界各国改造传统产业,发展高新技术和国防尖端技术不可缺少的战略物资.
具体包括:稀土永磁材料:其是发展最快的稀土材料,包括NdFeB,SmCo等,广泛应用于电机,电声,医疗设备,磁悬浮列车及军事工业等高技术领域;贮氢合金:主要用于动力电池和燃料电池;稀土发光材料:有新型高效节能环保光源用稀土发光材料,高清晰度,数字化彩色电视机和计算机显示器用稀土发光材料,和特种或极端条件下应用的稀土发光材料等;稀土催化材料:发展重点是替代贵金属,降低催化剂的成本,提高抗中毒性能和稳定性能;稀土在其他新材料中的应用:如精密陶瓷,光学玻璃,稀土刻蚀剂,稀土无机颜料等方面也正在以较高的速度增长,如稀土电子陶瓷,稀土无机颜料等.
8新型钢铁材料
钢铁材料是重要的基础材料,广泛应用于能源开发,交通运输,石油化工,机械电力,轻工纺织,医疗卫生,建筑建材,家电通讯,国防建设以及高科技产业,并具有较强的竞争优势.
新型钢铁材料发展的重点是高性钢铁材料.其方向为高性能,长寿命,在质量上已向组织细化和精确控制,提高钢材洁净度和高均匀度方面发展.
9 新型有色金属合金材料
主要包括铝,镁,钛等轻金属合金以及粉末冶金材料,高纯金属材料等.
铝合金:包括各种新型高强高韧,高比强高比模,高强耐蚀可焊,耐热耐蚀铝合金材料,如Al-Li合金等;镁合金:包括镁合金和镁-基复合材料,超轻高塑性Mg-Li-X系合金等;钛合金材料:包括新型医用钛合金,高温钛合金,高强钛合金,低成本钛合金等;粉末冶金材料:产品主要包括铁基,铜基汽车零件,难熔金属,硬质合金等;高纯金属及材料:材料的纯度向着更纯化方向发展,其杂质含量达ppb级,产品的规格向着大型化方向发展.
10新型建筑材料
新型建筑材料主要包括新型墙体材料,化学建材,新型保温隔热材料,建筑装饰装修材料等.国际上建材的趋势正向环保,节能,多功能化方向发展.
其中玻璃的发展趋势是向着功能型,实用型,装饰型,安全型和环保型五个方向发展,包括对玻璃原片进行表面改性或精加工处理,节能的低辐射(Low—E)和阳光控制低辐射(Sun-E)膜玻璃等;此外,还包括节能,环保的新型房建材料,以及满足工程特殊需要的特种系列水泥等.
11新型化工材料
化工材料在国民经济中有着重要地位,在航空航天,机械,石油工业,农业,建筑业,汽车,家电,电子,生物医用行业等都起着重要的作用.
新型化工材料主要包括有机氟材料,有机硅材料,高性能纤维,纳米化工材料,无机功能材料等;纳米化工材料和特种化工涂料是近年来的研究热点.精细化,专用化,功能化成了化工材料工业的重要发展趋势.
12生态环境材料
生态环境材料是在人类认识到生态环境保护的重要战略意义和世界各国纷纷走可持续发展道路的背景下提出来的,一般认为生态环境材料是具有满意的使用性能同时又被赋予优异的环境协调性的材料.
这类材料的特点是消耗的资源和能源少,对生态和环境污染小,再生利用率高,而且从材料制造,使用,废弃直到再生循环利用的整个寿命过程,都与生态环境相协调.主要包括:环境相容材料,如纯天然材料(木材,石材等),仿生物材料(人工骨,人工器脏等),绿色包装材料(绿色包装袋,包装容器),生态建材(无毒装饰材料等);环境降解材料(生物降解塑料等);环境工程材料,如环境修复材料,环境净化材料(分子筛,离子筛材料),环境替代材料(无磷洗衣粉助剂)等.
生态环境材料研究热点和发展方向包括再生聚合物(塑料)的设计,材料环境协调性评价的理论体系,降低材料环境负荷的新工艺,新技术和新方法等.
13 军工新材料
军工材料对国防科技,国防力量的强弱和国民经济的发展具有重要推动作用,是武器装备的物质基础和技术先导,是决定武器装备性能的重要因素,也是拓展武器装备新功能和降低武器装备全寿命费用,取得和保持武器装备竞争优势的原动力.
随着武器装备的迅速发展,起支撑作用的材料技术发展呈现出以下趋势:一是复合化:通过微观,介观和宏观层次的复合大幅度提高材料的综合性能;二是多功能化:通过材料成分,组织,结构的优化设计和精确控制,使单一材料具备多项功能,达到简化武器装备结构设计,实现小型化,高可靠的目的;三是高性能化:材料的综合性能不断优化,为提高武器装备的性能奠定物质基础;四是低成本化:低成本技术在材料领域是一项高科技含量的技术,对武器装备的研制和生产具有越来越重要的作用.

⑤ 目前工业造型有哪些新材料

产品设计常用的六种塑料之重要特性及用途
ABS树脂(无定形热塑性塑料)
乳白色、半透明、良好的抗拉强度、耐冲击性能、流动性能、表面硬度、刚性、耐热性、低温性能和电性能,成本适中 设备壳体、排水管道配件、汽车缓冲板材、头灯罩、电冰箱(柜)门内衬胆、行李箱、支承物品、电动工具和家具面层等
聚丙烯PP(半结晶热塑性塑料)
低成本日用塑料;密度最低的塑料;性能均衡,集电性能、耐热性、刚性、韧性、耐化学药品、尺寸稳定性、表面光泽性和熔体流动性于一体,且弯曲疲劳强度特别高;收缩率大、耐磨性较差、易低温脆化 PP铰链;仪器设备中的管材、搅拌器和泵壳体等;汽车风扇罩、风扇叶片、门板和坐席框架等;医疗器具、行李箱、玩具、包装用品和家用器具等
聚乙烯PE(半结晶热塑性塑料)
旋转模塑行业使用的主要原料;低成本日用塑料、品级柔软;耐药品、水,电气绝缘性能良好;耐热及接触印刷差
玩具、盖罩、外壳、包装材料、旋转模塑箱、医疗设备、管材、大型容器、教室桌椅、户外家具、桶、容器和家用器具等
聚碳酸脂PC(无定形热塑性塑料)
淡黄透明、优越的冲击强度、尺寸稳定性好、模塑收缩率低、耐蠕变性好、耐热性高、良好的电性能和自熄性、废旧料可回收再利用;耐油和油脂性差、疲劳强度低、缺口敏感性高、易开裂 器械和工具壳体、电话、电视和船舶部件;汽车尾板、指示灯、头灯支承固定装置、仪表板、装饰带和外壳体部件;交通指示灯罩、光学透镜、微波炉器皿等
聚氯乙烯PVC(半结晶热塑性塑料)
可以配料,良好的刚性和柔韧性,光学、加工和绝缘性能良好,耐热性低、有一定的毒性 仪器设备、体育用品、电视机和电动机箱部件、管材配件、玩具、餐具、鞋后跟、信誉卡等
压克力树脂PMMA(无定形热塑性塑料)
突出的光学透明性、良好的耐候性、机械强度、电性能和耐化学药品性能、硬度85-105HRM、优良的绝缘性能、燃烧速度慢且不产生火花、易受强腐蚀溶剂腐蚀 设备面板、旋钮和壳体、汽车透镜、街道荧光灯、户外标牌、船舶风挡、刻度盘、仪器仪表盘、铭牌、窗户等
资料来源:本研究搜集整理二、 常用的塑料成型方式
在选择塑料产品的成型方式时,应当根据塑料的种类(热塑性或热固性)以及产品的成本要求(产品成本的粗略估算:原材料成本×系数=产品成本[2])选用合适的成型方式。在产品设计中,常用的塑料成型方式按使用频率由高到低排列依次为注射成型、压制成型、挤出成型和吹塑成型。

⑥ 目前新材料有哪些

新材料综述:
汽车:
http://www.bjkp.gov.cn/kjbgt/k10640-04.htm
新材料在线,包括如能源新材料,化工新材料,电子新材料,纳米新材料,陶瓷新材料,航空新材料,纺织新材料等等。
由科技部、财政部和国家税务总局共同编制的《中国高新技术产品目录》于2000年8月正式发布。这是我国第一个较为系统、完整地函盖了各领域高新技术产品,并具有详尽的产品技术界定条件的目录。
在目录中,新材料共有十大类别,632项产品,约占总数的31%。
新材料高技术产品分类目录
(一)金属材料
(二)无机非金属材料
(三)有机高分子材料及制品
(四)复合材料
(五)新型医疗器械
(六)新型能源及装备
(七)核辐射产品
(八)同位素及应用产品
(九)核材料
(十)主要农副产品贮藏、加工新技术产品及其设备
新能源
按照各种能源在当代人类社会经济生活中的地位,人们把能源分为常规能源和新能源两大类。
常规能源为技术上比较成熟,已被人类广泛利用,在生产和生活中起着重要作用的能源。例如煤炭、石油、天然气、水能和核裂变能等。
新能源为目前尚未被人类大规模利用,还有待进一步研究试验与开发利用的能源。例如太阳能、风能、地热能、海洋能及核聚变能等。
所谓新能源,是相对而言的。现在的常规能源在过去也曾是新能源,今天的新能源将来也会成为常规能源。
参考资料:
http://www.chinarein.com/ndlk/ndqh/web/2004/docs/2004-09/2004-09-02.htm

⑦ 新材料的类型

复合新材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代,因航空工业的需要,发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢),从此出现了复合材料这一名称。50年代以后,陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合,构成各具特色的复合材料。超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一,尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性,许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩,大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力,在国内思嘉新材料开发的复合新材料代表了国内的较高水平。除在军事领域,在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域超高分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的极大兴趣和重视。
中国复合新材料的发展
中国复合材料发展潜力很大,但须处理好以下热点问题。复合材料创新
复合材料创新包括复合材料的技术发展、复合材料的工艺发展、复合材料的产品发展和复合材料的应用,具体要抓住树脂基体发展创新、增强材料发展创新、生产工艺发展创新和产品应用发展创新。到2007年,亚洲占世界复合材料总销售量的比例将从18%增加到25%,亚洲人均消费量仅为0.29kg,而美国为6.8kg,亚洲地区具有极大的增长潜力。
聚丙烯腈基纤维发展
中国碳纤维工业发展缓慢,从CF发展回顾、特点、国内碳纤维发展过程、中国PAN基CF市场概况、特点、“十五”科技攻关情况看,发展聚丙烯腈基纤维既有需要也有可能。
玻璃纤维结构调整
中国玻璃纤维70%以上用于增强基材,在国际市场上具有成本优势,但在品种规格和质量上与先进国家尚有差距,必须改进和发展纱类、机织物、无纺毡、编织物、缝编织物、复合毡,推进玻纤与玻钢两行业密切合作,促进玻璃纤维增强材料的新发展。
开发能源、交通用复合材料市场
一是清洁、可再生能源用复合材料,包括风力发电用复合材料、烟气脱硫装置用复合材料、输变电设备用复合材料和天然气、氢气高压容器;二是汽车、城市轨道交通用复合材料,包括汽车车身、构架和车体外覆盖件,轨道交通车体、车门、座椅、电缆槽、电缆架、格栅、电器箱等;三是民航客机用复合材料,主要为碳纤维复合材料。热塑性复合材料约占10%,主要产品为机翼部件、垂直尾翼、机头罩等。中国未来20年间需新增支线飞机661架,将形成民航客机的大产业,复合材料可建成新产业与之相配套;四是船艇用复合材料,主要为游艇和渔船,游艇作为高级娱乐耐用消费品在欧美有很大市场,由于中国鱼类资源的减少、渔船虽发展缓慢,但复合材料特有的优点仍有发展的空间。 有些材料当温度下降至某一临界温度时,其电阻完全消失,这种现象称为超导电性,具有这种现象的材料称为超导材料。超导体的另外一个特征是:当电阻消失时,磁感应线将不能通过超导体,这种现象称为抗磁性。
一般金属(例如:铜)的电阻率随温度的下降而逐渐减小,当温度接近于0K时,其电阻达到某一值。而1919年荷兰科学家昂内斯用液氦冷却水银,当温度下降到4.2K(即-269℃)时,发现水银的电阻完全消失,
超导电性和抗磁性是超导体的两个重要特性。使超导体电阻为零的温度称为临界温度(TC)。超导材料研究的难题是突破“温度障碍”,即寻找高温超导材料。
以NbTi、Nb3Sn为代表的实用超导材料已实现了商品化,在核磁共振人体成像(NMRI)、超导磁体及大型加速器磁体等多个领域获得了应用;SQUID作为超导体弱电应用的典范已在微弱电磁信号测量方面起到了重要作用,其灵敏度是其它任何非超导的装置无法达到的。但是,由于常规低温超导体的临界温度太低,必须在昂贵复杂的液氦(4.2K)系统中使用,因而严重地限制了低温超导应用的发展。
高温氧化物超导体的出现,突破了温度壁垒,把超导应用温度从液氦( 4.2K)提高到液氮(77K)温区。同液氦相比,液氮是一种非常经济的冷媒,并且具有较高的热容量,给工程应用带来了极大的方便。另外,高温超导体都具有相当高的磁性能,能够用来产生20T以上的强磁场。
超导材料最诱人的应用是发电、输电和储能。利用超导材料制作超导发电机的线圈磁体,可以将发电机的磁场强度提高到5~6万高斯,而且几乎没有能量损失,与常规发电机相比,超导发电机的单机容量提高5~10倍,发电效率提高50%;超导输电线和超导变压器可以把电力几乎无损耗地输送给用户,据统计,铜或铝导线输电,约有15%的电能损耗在输电线上,在中国每年的电力损失达1000多亿度,若改为超导输电,节省的电能相当于新建数十个大型发电厂;超导磁悬浮列车的工作原理是利用超导材料的抗磁性,将超导材料置于永久磁体(或磁场)的上方,由于超导的抗磁性,磁体的磁力线不能穿过超导体,磁体(或磁场)和超导体之间会产生排斥力,使超导体悬浮在上方。利用这种磁悬浮效应可以制作高速超导磁悬浮列车,如上海浦东国际机场的高速列车;用于超导计算机,高速计算机要求在集成电路芯片上的元件和连接线密集排列,但密集排列的电路在工作时会产生大量的热量,若利用电阻接近于零的超导材料制作连接线或超微发热的超导器件,则不存在散热问题,可使计算机的速度大大提高。 能源材料主要有太阳能电池材料、储氢材料、固体氧化物电池材料等。
太阳能电池材料是新能源材料,IBM公司研制的多层复合太阳能电池,转换率高达40%。
氢是无污染、高效的理想能源,氢的利用关键是氢的储存与运输,美国能源部在全部氢能研究经费中,大约有50%用于储氢技术。氢对一般材料会产生腐蚀,造成氢脆及其渗漏,在运输中也易爆炸,储氢材料的储氢方式是能与氢结合形成氢化物,当需要时加热放氢,放完后又可以继续充氢的材料。储氢材料多为金属化合物。如LaNi5H、Ti1.2Mn1.6H3等。
固体氧化物燃料电池的研究十分活跃,关键是电池材料,如固体电解质薄膜和电池阴极材料,还有质子交换膜型燃料电池用的有机质子交换膜等。 智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,是现代高技术新材料发展的重要方向之一。国外在智能材料的研发方面取得很多技术突破,如英国宇航公司的导线传感器,用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况;英国开发出一种快速反应形状记忆合金,寿命期具有百万次循环,且输出功率高,以它作制动器时、反应时间仅为10分钟;形状记忆合金还已成功在应用于卫星天线等、医学等领域。
另外,还有压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料、电流变液和磁流变液等智能材料驱动组件材料等功能材料。 磁性材料可分为软磁材料和硬磁材料二类。
1.软磁材料
是指那些易于磁化并可反复磁化的材料,但当磁场去除后,磁性即随之消失。这类材料的特性标志是:磁导率(μ=B/H)高,即在磁场中很容易被磁化,并很快达到高的磁化强度;但当磁场消失时,其剩磁很小。这种材料在电子技术中广泛应用于高频技术。如磁芯、磁头、存储器磁芯;在强电技术中可用于制作变压器、开关继电器等。常用的软磁体有铁硅合金、铁镍合金、非晶金属。
Fe-(3%~4%)Si的铁硅合金是最常用的软磁材料,常用作低频变压器、电动机及发电机的铁芯;铁镍合金的性能比铁硅合金好,典型代表材料为坡莫合金(Permalloy),其成分为79%Ni-21%Fe,坡莫合金具有高的磁导率(磁导率μ为铁硅合金的10~20倍)、低的损耗;并且在弱磁场中具有高的磁导率和低的矫顽力,广泛用于电讯工业、电子计算机和控制系统方面,是重要的电子材料;非晶金属(金属玻璃)与一般金属的不同点是其结构为非晶体。它们是由Fe、Co、Ni及半金属元素B、Si 所组成,其生产工艺要点是采用极快的速度使金属液冷却,使固态金属获得原子无规则排列的非晶体结构。非晶金属具有非常优良的磁性能,它们已用于低能耗的变压器、磁性传感器、记录磁头等。另外,有的非晶金属具有优良的耐蚀性,有的非晶金属具有强度高、韧性好的特点。
2.永磁材料(硬磁材料)
永磁材料经磁化后,去除外磁场仍保留磁性,其性能特点是具有高的剩磁、高的矫顽力。利用此特性可制造永久磁铁,可把它作为磁源。如常见的指南针、仪表、微电机、电动机、录音机、电话及医疗等方面。永磁材料包括铁氧体和金属永磁材料两类。
铁氧体的用量大、应用广泛、价格低,但磁性能一般,用于一般要求的永磁体。
金属永磁材料中,最早使用的是高碳钢,但磁性能较差。高性能永磁材料的品种有铝镍钴(Al-Ni-Co)和铁铬钴(Fe-Cr-Co);稀土永磁,如较早的稀土钴(Re-Co)合金(主要品种有利用粉末冶金技术制成的SmCo5和Sm2Co17)广泛采用的铌铁硼(Nd-Fe-B)稀土永磁,铌铁硼磁体不仅性能优,而且不含稀缺元素钴,所以成为高性能永磁材料的代表,已用于高性能扬声器、电子水表、核磁共振仪、微电机、汽车启动电机等。 纳米本是一个尺度,纳米科学技术是一个融科学前沿的高技术于一体的完整体系,它的基本涵义是在纳米尺寸范围内认识和改造自然,通过直接操作和安排原子、分子创新物质。纳米科技主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学七个方面。
纳米材料是纳米科技领域中最富活力、研究内涵十分丰富的科学分支。用纳米来命名材料是20世纪80年代,纳米材料是指由纳米颗粒构成的固体材料,其中纳米颗粒的尺寸最多不超过100纳米。纳米材料的制备与合成技术是当前主要的研究方向,虽然在样品的合成上取得了一些进展,但至今仍不能制备出大量的块状样品,因此研究纳米材料的制备对其应用起着至关重要的作用。
1.纳米材料的性能
物化性能 纳米颗粒的熔点和晶化温度比常规粉末低得多,这是由于纳米颗粒的表面能高、活性大,熔化时消耗的能量少,如一般铅的熔点为600K,而20nm的铅微粒熔点低于288K;纳米金属微粒在低温下呈现电绝缘性;钠米微粒具有极强的吸光性,因此各种纳米微粒粉末几乎都呈黑色;纳米材料具有奇异的磁性,主要表现在不同粒径的纳米微粒具有不同的磁性能,当微粒的尺寸高于某一临界尺寸时,呈现出高的矫顽力,而低于某一尺寸时,矫顽力很小,例如,粒径为85nm的镍粒,矫顽力很高,而粒径小于15nm的镍微粒矫顽力接近于零;纳米颗粒具有大的比表面积,其表面化学活性远大于正常粉末,因此原来化学惰性的金属铂制成纳米微粒(铂黑)后却变为活性极好的催化剂。
扩散及烧结性能 纳米结构材料的扩散率是普通状态下晶格扩散率的1014~1020倍,是晶界扩散率的102~104倍,因此纳米结构材料可以在较低的温度下进行有效的掺杂,可以在较低的温度下使不混溶金属形成新的合金相。扩散能力提高的另一个结果是可以使纳米结构材料的烧结温度大大降低,因此在较低温度下烧结就能达到致密化的目的。
力学性能 纳米材料与普通材料相比,力学性能有显着的变化,一些材料的强度和硬度成倍地提高;纳米材料还表现出超塑性状态,即断裂前产生很大的伸长量。
2.纳米材料的应用
纳米金属:如纳米铁材料,是由6纳米的铁晶体压制而成的,较之普通铁强度提高12倍,硬度提高2~3个数量级,利用纳米铁材料,可以制造出高强度和高韧性的特殊钢材。对于高熔点难成形的金属,只要将其加工成纳米粉末,即可在较低的温度下将其熔化,制成耐高温的元件,用于研制新一代高速发动机中承受超高温的材料。
“纳米球”润滑剂:全称 “原子自组装纳米球固体润滑剂”,是具有二十面体原子团簇结构的铝基合金 成分并采用独特的纳米制备工艺加工而成的纳米级润滑剂。采用高速气流粉碎技术,精确控制添加剂的颗粒粒度,可在摩擦表面形成新表面,对机车发动机产生修复作用。其成分设计及制备工艺具有创新性,填补了润滑油合金基添加剂的空白技术。在机车发动机加入纳米球,可以起到节省燃油、修复磨损表面、增强机车动力、降低噪音、减少污染物排放、保护环境的作用。
纳米陶瓷:首先利用纳米粉末可使陶瓷的烧结温度下降,简化生产工艺,同时,纳米陶瓷具有良好的塑性甚至能够具有超塑性,解决了普通陶瓷韧性不足的弱点,大大拓展了陶瓷的应用领域。
纳米碳管 纳米碳管的直径只有1.4nm,仅为计算机微处理器芯片上最细电路线宽的1%,其质量是同体积钢的1/6,强度却是钢的100倍,纳米碳管将成为未来高能纤维的首选材料,并广泛用于制造超微导线、开关及纳米级电子线路。
纳米催化剂 由于纳米材料的表面积大大增加,而且表面结构也发生很大变化,使表面活性增强,所以可以将纳米材料用作催化剂,如超细的硼粉、高铬酸铵粉可以作为炸药的有效催化剂;超细的铂粉、碳化钨粉是高效的氢化催化剂;超细的银粉可以为乙烯氧化的催化剂;用超细的Fe3O4微粒做催化剂可以在低温下将CO2分解为碳和水;在火箭燃料中添加少量的镍粉便能成倍地提高燃烧的效率。
量子元件 制造量子元件,首先要开发量子箱。量子箱是直径约10纳米的微小构造,当把电子关在这样的箱子里,就会因量子效应使电子有异乎寻常的表现,利用这一现象便可制成量子元件,量子元件主要是通过控制电子波动的相位来进行工作的,从而它能够实现更高的响应速度和更低的电力消耗。另外,量子元件还可以使元件的体积大大缩小,使电路大为简化,因此,量子元件的兴起将导致一场电子技术革命。人们期待着利用量子元件在21世纪制造出16GB(吉字节)的DRAM,这样的存储器芯片足以存放10亿个汉字的信息。
中国已经研制出一种用纳米技术制造的乳化剂,以一定比例加入汽油后,可使象桑塔纳一类的轿车降低10%左右的耗油量;纳米材料在室温条件下具有优异的储氢能力,在室温常压下,约2/3的氢能可以从这些纳米材料中得以释放,可以不用昂贵的超低温液氢储存装置。

⑧ 目前的新材料包括哪些 这些高科技你还不知道

随着科学技术的进步,新材料不断地呈现发展趋势,用途也不断向多种领域扩展。目前的新材料有什么?这些你一定想不到。

目前,新材料技术正朝着研制生产更小、更智能、多功能、环保型以及可定制的产品、元件等方向发展 纳米材料20世纪90年代,全球逐步掀起了纳米材料研究热潮。由于纳米技术从根本上改变了材料和器件的制造方法,使得纳米材料在磁、光、电敏感性方面呈现出常规材料不具备的许多特性,在许多领域有着广阔的应用前景。专家预测,纳米材料的研究开发将是一次技术革命,进而将引起21世纪又一次产业革命。

复合材料创新包括复合材料的技术发展、复合材料的工艺发展、复合材料的产品发展和复合材料的应用,具体要抓住树脂基体发展创新、增强材料发展创新、生产工艺发展创新和产品应用发展创新。到2007年,亚洲占世界复合材料总销售量的比例将从18%增加到25%,亚洲人均消费量仅为0.29kg,而美国为6.8kg,亚洲地区具有极大的增长潜力。

中国碳纤维工业发展缓慢,从CF发展回顾、特点、国内碳纤维发展过程、中国PAN基CF市场概况、特点、“十五”科技攻关情况看,发展聚丙烯腈基纤维既有需要也有可能。

此外,当前科技含量比较高的新材料有:修复(愈合)材料。自修复材料是一种可以感受外界环境的变化,集感知、驱动和信息处理于一体,通过模拟生物体损伤自修复的机理,在材料受损时能够进行自我修复的智能材料。一般应用在军用装备、电子产品、汽车、飞机、建筑材料等领域;微晶格。微晶格材料是目前世界上质量最轻的金属结构组合,在外形上它呈三维开放蜂窝聚合物结构。这种材料的密度是0.9毫克每立方厘米,比泡沫轻100倍。有望在航空新材料中发展,波音公司计划将该项成果造出更轻、省的燃油飞机。

目前的新材料主要应用在国防、航天等大的方面,毕竟国家投入很多,等到轮到民用的时候,国家早已又有新的新材料技术。

⑨ 新材料产业包括哪些行业

它是材料行业发展的基石,新材料的出现会升级产品,就像可降解塑料袋的出现,会缓解塑料污染。那么未来十年二十年还有哪些新材料有更大的发展潜力呢?下面的纪弦。com边肖简单介绍了新材料包括哪些行业,并整理了未来最具潜力的新材料,供大家参考。

新材料包括哪些行业?

工信部《第一批重点新材料示范指导目录(2018年版)》主要分为这几类:

高级基础材料

高级钢铁材料

先进有色金属材料

高级化学材料

高级无机非金属材料

其他材料

关键战略材料

高性能纤维和复合材料

稀土功能材料

先进半导体材料和新型显示材料

新能源材料

前沿新材料

仔细观察可以发现,新材料包括(涉及)机械、铁路、汽车、航空、船舶、海上风电、家用电器、火电、核电、发动机、桥梁、建筑、压力容器、医疗、3D打印、化工设备、换热设备、新能源电池、电子电路、新型显示器、工业废水处理、海水淡化、薄膜光伏封装等行业。

⑩ 新材料的主要类型

新材料可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类,下面是一种分类方法按照新材料研究的热点及相对成熟的新材料行业分为:
电子信息材料、纳米材料、环保材料、生物医用材料、高性能结构材料、化工新材料、先进陶瓷材料、新型建筑材料

阅读全文

与工业新材料都有哪些类型相关的资料

热点内容
汽车漏电维修多少钱 浏览:398
宝马320顿挫感太强怎么处理 浏览:555
二万多的宝马怎么选 浏览:331
凯翼汽车钥匙怎么拆 浏览:67
华北汽车销售中心在哪里 浏览:62
名爵汽车安全性怎么样 浏览:3
汽车进烤漆房多久能出来 浏览:10
汽车hvac回风口在哪里 浏览:842
什么汽车游戏最好玩 浏览:822
嘉兴工业齿轮减速机多少钱一台 浏览:33
奔驰a200车头怎么变大 浏览:535
汽车电瓶电量过低出现哪些故障 浏览:359
顺义奔驰c级排气哪里好 浏览:537
07年宝马760加多少氟利昂 浏览:695
纺织工业大学与哈工大哪个好 浏览:662
宝马x3后备箱遮物帘怎么取 浏览:745
汽车喇叭是怎么控制的 浏览:933
汽车iec常电是什么功能 浏览:201
宝马x2前除雾按钮在哪里 浏览:901
干汽车钣金怎么 浏览:961