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。新材料技术是按照人的意志,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。新材料技术被称为"发明之母"和"产业粮食"。
新材料按材料的属性划分,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。按材料的使用性能性能分,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 。新材料在国防建设上作用重大。例如,超纯硅、砷化镓研制成功,导致大规模和超大规模集成电路的诞生,使 计算机运算速度从每秒几十万次提高到现在的每秒百亿次以上;航空发动机材料的工作温度每提高100℃,推力 可增大24%;隐身材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射,使敌方探测系统难以发现,等等。
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。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。
超导材料在电动机、变压器和磁悬浮列车等领域有着巨大的市场,如用超导材料制造电机可增大极限输出量20倍,减轻重量90%。超导材料的研制,关键在于提高材料的临界温度,科学家在超导材料上有不少新收获,相继发现了临界温度更训的新型超导材料,使人类朝着开发室温超导材料迈出了一大步。我国在高温超导产业化技术上也获得了重大突破,目前已有高温超导线材生产线投产。
高性能复合材料可以根据要求进行设计,能够使材料扬避短,当前的研究重点有:纤维增强塑料、碳/碳复合材料、陶瓷基复合材料和金属基复合材料。高分子功能材料是近年来发展最快的有机合成材料,每年的递增速度达到14%。
当前,美国、欧洲、日本等发达国家和地区十分重视新材料技术的发展,都把发展新材料作为科技发展战略的重要组成部分。我国新材料科技及产业近年来也取得了重大的进展和成绩,为国民经济和社会发展提供了强有力的支撑。
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