新材料导论.docx
《新材料导论.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新材料导论.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
新材料导论
新材料导论
材料概论
材料的定义：
材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其它产品的物质。
材料的分类
按物理、化学属性分：
金属（Metals），非金属（non-ferrous），高分子化合物（Polymers），复合材料（Composites）
材料概况
按组成与结构划分：
金属材料，无机非金属材料，高分子材料，复合材料。
按用途划分：
电子信息材料，航空航天材料，能源材料，生物医用材料。
按性能划分：
结构材料，功能材料。
按应用与发展划分：
传统材料，新材料。
材料在汽车上的各种成分：
塑料10%--20%，铝合金5%--10%，铁合金60%--75%，15%--20%低合金高强钢，其它。
汽车材料：
价廉，易成形，长寿，高可靠性，低油耗，低污染，便于回收。
新材料的发展趋势
1.注重多学科交叉，综合利用现代科学技术最新成就，促进材料科学与材料工程、各大类材料之间的交叉、借鉴、互补，充实和完善以成分与结构、性质、合成与加工、使用性能为核心知识，能指导各类材料研究与开发的材料科学与工程学科。
2.整体向着高性能化、多功能化、复合化、智能化和经济实用化方向发展。
3.结构材料仍然是研究与开发的主体，高技术新材料研究与开发与现有材料提升改造并重，以满足工业经济和国防安全的基础产业的需求；功能材料是21世纪新材料研究与开发的热点，其动力主要来自于高技术需求和有关材料行为深层次的认识和控制的科学进展。
4.重视基础性研究，实现在微观、介观和宏观不同层次上，在分子、原子、电子层次上按预定性能设计和制备新材料。
5.高度重视材料及其制品和生态环境与资源的协调性。
6.新材料的合成与加工技术（制备技术）和表征评价技术及其装备的研究与开发是新材料发展的重要基础，倍受重视。
高性能结构材料
高分子材料的分类
按用途分塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、涂料等。
高分子材料的应用进展
高分子材料因具有从可流动的凝胶体到柔软弹性体再到
刚性固体的极宽的力学状态而获得了广泛应用。
现在，以塑料、合成橡胶和合成纤维为代表的三大合成材料的体积已经超过了所有金属材料的总和，并继续高速发展。
高性能结构材料、信息功能材料领域新型功能材料发展趋势
结构材料是社会生活和国民经济建设的重要的物质基础。
金属、陶瓷和高分子材料长期以来是三大传统的工程结构材料。
随着工业化的迅速推进，对工程结构材料的性能提出了越来越高的要求，也推动了发展新一代高性能结构材料。
“高性能结构材料发展趋势”文稿介绍了高性能结构材料发展趋势的部分内容。
现代通信、计算机、信息网络技术、集成微机械智能系统、工业自动化和家电等以电子信息技术为基础的高技术产业迅速发展，推动了系列信息功能材料的研究、发展，以及广泛应用。
“信息功能材料领域新型功能材料发展趋势”文稿介绍了信息功能材料领域新型功能材料发展趋势的部分内容。
高性能结构材料发展趋势
研制与开发具有高比强度、高比刚度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等性能结构材料，是新一代高性能结构材料发展的主要方向。
一、金属类工程结构材料
钢铁材料、稀有金属新材料、高温合金、高性能合金是属于金属类工程结构材料。
（1）钢铁材料和稀有金属新材料
钢铁作为金属材料的主角在经济建设和现代工业文明中起着十分重要的作用。
世界钢铁工业目前发展趋势是：
在扩张钢铁生产规模的同时，各国注重产品结构的优化；为节约能源和减轻钢铁工业对环境的污染程度，大力发展绿色钢铁冶金技术。
因此，短流程炼铁和炼钢生产方式得到发展，熔融还原、直接还原等新的炼铁工艺，以及连铸连轧和“带液芯压下”等钢板生产技术得到广泛采用。
为了提高钢材的质量、性能，延长使用周期，在钢铁材料生产中，广泛应用信息技术改造传统的生产工艺，提高生产过程的自动化和智能化程度，实现组织细化和精确控制，提高钢材洁净度和高均匀度，出现低温轧制、临界点温度轧制、铁素体轧制等新工艺。
世界各先进的国家当前也争相发展稀有金属新材料。
高强、高韧、高损伤容限钛合金，以及热强钛合金、锆合金、难熔金属合金、钽钨合金、高精度铍材等，这些是被主要包括的稀有金属新材料。
（2）高温合金和高性能合金
高温结构材料被世界各国列为高性能结构材料领域的重点发展的对象。
高温结构材料主要种类包括：
高温合金、粉末合金、高温结构金属间化合物，以及高熔点金属间化合物等。
在国际上，变形高温合金品种目前有百种以上，在这些变形高温合金品种中，用量最多的有Inconel718和Hastoloyx，新型的还有In909和In783等。
粉末合金主要用于高推重比发动机涡轮盘和发动机叶片，第三代粉末合金产品目前已经研制成功。
高温结构金属间化合物主要是NiAl、TiAl合金。
高熔点金属间化合物主要探索研究的是Mo-Si系合金。
耐热、耐磨、高比强、高比刚、高韧性的新型高性能铝合金，以及纤维增强和颗粒增强金属基复合材料是交通运输等行业急需的新材料，是美国、日本等发达的国家重点研究发展的方向。
轻质高性能镁材因具有系列优良性能和资源优势而被称为“21世纪新兴绿色工程材料”，也是工业发达的国家大力发展的轻质结构材料。
二、先进陶瓷材料
先进的陶瓷材料是近年来迅速发展的新材料之一，主要是功能陶瓷和陶瓷基复合材料。
先进的结构陶瓷研究的技术问题主要是增韧技术。
高温结构陶瓷材料是先进陶瓷材料发展的重点，其主要应用目标是燃气轮机和重载卡车用低散热柴油机。
采用陶瓷发动机可以提高热效率，降低燃料消耗。
美国的综合高温涡轮燃气机计划（IHPTET）和先进热机材料计划（HITEP）提出，陶瓷基复合材料目标用于高温1650摄氏度以上的发动机。
三、高分子合成材料
树脂、纤维和橡胶，这3大类高分子合成材料目前世界年产量已经达到1.8亿吨以上，其中有80%以上是合成树脂和塑料。
新型高分子结构材料发展的重点是特种工程塑料、有机硅材料、有机氟材料、高性能纤维、高性能合成橡胶、高性能树脂等。
合成树脂是在迅速发展中的材料。
高性能乙丙橡胶生产技术已经进入新阶段，以活性阴离子聚合、活性阳离子聚合，以及弹性体改性和热塑化等技术为开发的热点。
高分子材料的绿色工程技术在世界范围内也已经受到普遍的重视。
四、复合材料
复合材料是先进结构材料发展的新方向，应用十分广泛。
其研究与开发重点是：
高聚物（树脂）基复合材料，金属基复合材料、陶瓷基复合材料。
C/C复合材料（碳纤维增强碳基体复合材料）强度比高温合金高5倍，被普遍认为是推重比20-30发动机热端件的优选材料。
C/C复合材料在民用飞机、高速列车等应用上呈发展态势，到目前为止，已经形成成熟材料和工艺，正在向高效率、低成本、多功能方向发展。
结构材料是社会生活和国民经济建设的重要的物质基础。
金属、陶瓷和高分子材料长期以来是三大传统的工程结构材料。
随着工业化的迅速推进，对工程结构材料的性能提出了越来越高的要求，也推动了发展新一代高性能结构材料。
信息功能材料领域新型功能材料发展趋势
新型功能材料是信息领域赖以发展的极为重要基础材料。
信息功能材料是指具有电子和光学、电学、磁学等功能的特殊功能新材料，主要包括半导体材料、光电子材料、传感器材料、磁性材料、电子功能陶瓷、光传导纤维、绿色电池材料等。
一、半导体材料
在目前国际上，电子材料和器件的设计理论原理正在由传统电子学向以应用量子效应为基础的纳米电子学转移；宽带隙材料、硅基异质结构材料和光学功能材料等已经成为新一代光电子、光子信息技术发展的基础，成为当前电子信息材料研究和发展的重点。
随着电子学向光电子学、光子学的迈进，尽管微电子材料在将来10至15年内仍是最基本的信息功能材料，而光电子材料、光子材料将成为发展最快和最有前途的领域。
以硅为代表的半导体是目前集成电路和光电子元器件制造的基础材料。
为降低成本和提高集成度，半导体芯片正朝着大尺寸、晶格高完整性、渗杂元素浓度精确控制的方向发展。
因此，Si、GaAs、InP等半导体单晶材料也朝着大尺寸、高均质和晶格高完整性的方向发展。
在目前国际上，IC主流生产线产品采用8英吋硅芯片，并且正在向12英吋硅芯片过渡。
6英吋GaAs单晶片已经开始批量生产，芯片质量已经达到“开盒即用”水平。
在以Si、SiGe、GaAs为代表的第一、二代半导体材料继续发展的同时，包括SiC、GaN、ZnSe、金刚石等作为第三代半导体材料的宽禁带半导体材料近年来国外发展也十分迅速，用以制作高温、高频、高功率、抗辐射，以及蓝绿光、紫外光的发光器件和探测器件，总的发展趋势是晶体大直径、大尺寸化。
2英吋4HS-SiC、6H-SiC芯片目前已经商品化。
GaN材料异质外延技术目前已经取得突破，并且实现了GaN的P型渗杂，制备出高亮度的蓝光LED和LD、绿光LED和LD。
以GaAs、InP、GaN为代表的半导体光电材料和以分子束外延多层膜量子级连激光器的研究获得重大的突破，已经研制出GaN基紫蓝光量子阱激光器。
继经典半导体的同质结、异质结之后，基于量子阱、量子线、量子点的器件，其设计、制造和集成技术在将来10至15年内，将在信息材料和元器件制造中占据主导地位。
随着金属有机化合物化学气相外延（MOCVD）和分子束外延（MBE）两大超薄层外延技术的日趋成熟，促进了超薄层微结构材料的迅速发展，涌现出大批新器件，例如，PHEMTMMIC放大器、GaAs基HBT器件、InP基HEMT器件等。
MOCVD和MBE技术今后将进一步得到发展和更加广泛应用。
近年来，在高速、低压、低功耗的需求驱动下，商用IC芯片的SOI芯片制造技术取得了飞速发展。
二、光电子材料
光电集成是21世纪光电子技术发展的重要方向。
光电子材料是发展光电信息技术的先导和基础。
其正在朝着“材料尺度低维化”的方向发展，由体材料转向薄层、超薄层和纳米结构材料等。
在世界范围内，激光晶体材料目前已经发展有数十种。
固体激光晶体正在向高功率、LD泵浦、可调谐、新波长、多功能和新工艺的方向发展。
应用最广泛、用量最大的激光晶体为Nd:
YAG；应用较多的激光晶体有Nd:
YLF、Ho:
YAG、Er:
YAG、Ti:
AL2O3等。
三、光传导纤维
通信光纤材料在总体上向扩大容量、增加传输距离、降低损耗与色散、提高带宽、抑制非线性效应、实现密集波分复用、高灵敏度传感的方向发展。
敷设量最大的目前为G.652光纤，其占敷设总量的90%以上。
在新一代光纤通信系统中，最佳传输介质目前是G.655光纤，其适用于密集波分复用系统。
国外制作的大尺寸光纤预制棒每棒拉丝目前最长达到1000公里。
国外开发了通信光纤，还开发了保偏光纤、有源光纤、约外光纤、细径光纤、抗辐照光纤、耐高（低）温光纤、高强度光纤、增敏和退敏光纤等特种光纤。
四、磁性材料
磁性材料主要用于计算机存储领域的磁记录设备和介质，磁记录器的高密度、低噪音、小型化等要求磁粉的颗粒尺寸由微米向亚微米、纳米方向发展，且颗粒分布要尽可能密集。
由于当今高密度磁盘和数字磁带的发展，对高性能金属磁粉的需求将明显增加。
现代通信、计算机、信息网络技术、集成微机械智能系统、工业自动化和家电等以电子信息技术为基础的高技术产业迅速发展，推动了系列信息功能材料的研究、发展，以及广泛应用。
陶瓷：
传统意义上的陶瓷是指陶器和瓷器包括玻璃、搪瓷、耐火材料、砖瓦、水泥、石膏等
陶瓷材料是除金属和高聚物以外的无机非金属材料通称。
陶瓷——是用天然或人工合成的粉状化合物，经过成型和高温烧结制成的是由无机化合物构成的多相固体材料。
陶瓷材料的相组成特点：
通常由三种不同的相组成，即晶相，气相，玻璃相。
晶相是陶瓷材料中主要的组成相，决定陶瓷材料物理化学性质的主要是晶相；气相是在工艺过程中形成并玻保留下来的；玻璃相的作用是充填晶粒间隙、粘结晶粒、提高材料致密度、降低烧结温度和抑制晶粒长大。
陶瓷材料的主要成分是氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等，因而其结合键以离子键（如Al2O3）、共价键（如Si3N4）及两者的混合键为主。
陶瓷材料的性能特点
陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高化学稳定性，耐高温、耐氧化、耐腐蚀等特性。
陶瓷材料还具有密度小、弹性模量大、耐磨损、强度高等特点。
功能陶瓷还具有电、光、磁等特殊性能。
陶瓷材料的性能
1.
（1）硬度是各类材料中最高的。
（高聚物<20HV，淬火钢500-800HV，陶瓷1000-5000HV）
（2）刚度是各类材料中最高的。
（塑料1380MN/m2，钢207000MN/m2）
（3）强度理论强度很高；由于晶界的存在，实际强度比理论值低的多。
耐压（抗压强度高），弯（抗弯强度高），不耐拉（抗拉强度很低，比抗压强度低一个数量级）较高的高温强度。
（4）塑性低：
在室温几乎没有塑性。
（5）韧性差，脆性大。
是陶瓷的最大缺点。
（6）热膨胀性低－导热性差，多为较好的绝热材料（λ=10-2～10-5w/m﹒K）；
（7）热稳定性—抗热振性（在不同温度范围波动时的寿命）急冷到水中不破裂；
所能承受的最高温度。
陶瓷的抗热振性很低（比金属低的多，日用陶瓷220℃）；
（8）化学稳定性：
耐高温，耐火，不可燃烧，抗蚀（抗液体金属、酸、碱、盐）；
（9）导电性—大多数是良好的绝缘体，同时也有不少半导体（NiO，Fe3O4等）；
（10）其它：
不可燃烧，高耐热，不老化，温度急变抗力低。
陶瓷材料分类
碳化物陶瓷（SiC、B4C、WC等）、氮化物陶瓷（Si3N4、TiN、BN等）、新型碳化物陶瓷（C3N4等）、硼化物陶瓷（TiB2、ZrB2等）、复合陶瓷（3Al2O3·2SiO2（莫来石）等）。
结构陶瓷：
这类陶瓷是作为结构材料用于制造结构零部件，要求有更好的力学性能，如强度、韧性、硬度、模量、耐磨性及高温性能等。
不同成分陶瓷均可设计成为结构陶瓷，如Al2O3、Si3N4、ZrO2等，是常用的结构陶瓷。
功能陶瓷：
作为功能材料，主要是利用无机非金属材料除机械性能外的优异的物理和化学性能，如电磁性、热性能、光性能及生物性能等，用以制作功能器件。
例如用于制作电磁元件的铁氧体、铁电陶瓷；制作电容器的介电陶瓷；作为力学传感器的压电陶瓷，还有固体电解质陶瓷、生物陶瓷、光导纤维材料等大量的功能性陶瓷。
复合材料
复合材料定义：
国际标准化组织定义为“由两种以上物理和化学上不同的物质组合起来而得到的一种多相体系”。
复合材料两点特征：
多相体系，复合效果。
复合效果：
复合材料比单一组成的材料具有更好的综合性能。
复合材料的发展
第一代复合材料以玻璃纤维增强塑料复合材料（GFRP或GRP）（俗称玻璃钢）为代表。
第二代复合材料以碳纤维增强塑料复合材料（CFRP或CRP）为代表。
碳纤维密度低、强度搞、弹性模量高、热膨胀系数小，且能全部用耐多种介质腐蚀，是一种较为理想的增强材料。
CFRP制
碳纤维增强塑料可以在高达300℃高温下长期使用，被成功地用来制作飞机发动机叶片、造的曲轴喷气发动机罩和曲轴连杆等高温工作构件。
第二代复合材料的基体还是聚合物（树脂），主要是环氧树脂。
聚合物基复合材料存在横向力学性能差，层间剪切强度低，易吸潮、老化、蠕变、燃烧等缺点。
第三代复合材料金属基复合材料（20世纪70年代出现），陶瓷基复合材料（80年代出现）。
复合材料分类
按照基本类型分：
1）树脂（聚合物）基复合材料纤维增强塑料（FRP）;聚乙烯-铝（PE-Al）复合膜夹网波纹板；橡胶基复合材料，如轮胎、输送带等；木塑复合材料，如人造板等
2）陶瓷（无机非金属）基复合材料钢筋水泥混凝土；纤维增强陶瓷（FRC）；玻纤增强水泥，如玻纤瓦；夹网玻璃；金属陶瓷；压电陶瓷。
3）金属基复合材料定向凝固的共晶合金；弥散增强金属；纤维增强金属（FRM）,如Al2O3短纤维增强的铝合金活塞；包覆金属，如喷塑钢板、管等
有机纤维耐高温性能差，所以不能用来增强金属。
按增强材料类型分类：
1）有机纤维增强复合材料芳纶纤维增强环氧树脂,尼龙丝增强树脂,超高分子量聚乙烯纤维增强树脂，等有机纤维主要用于聚合物基复合材料。
2）无机非金属增强复合材料陶瓷短纤维（如Al2O3、SiC等）增强铝合金,石墨纤维增强铝合金,硼纤维增强金属,石墨/铜导电、耐磨复合材料,碳纤维增强树脂,玻璃纤维增强树脂，等
3）金属增强复合材料钨丝增强高温合金,钢丝增强树脂、橡胶，钢筋水泥混凝土,不锈钢丝增强铝，等。
复合材料的组成和特性
（1）种类不同，性质差异很大的几种材料及其界面相（层）所组成（组成上）；
（2）多相固体材料（结构）古代复合材料；
（3）经设计复合而成（制备上）；
（4）通过复合效应获得原组份材料所不具备的性能，或产生性能协同作用，与简单混合有本质的区别（性能上）。
简言之：
复合材料由连续基体相（matrixphase）和分散增强相（dispersephase）及界面相（interfacephase）所构成。
复合材料的特性
1）比强度、比模量高；2）抗疲劳性能好；3）减振性能好；4）使用安全性高；5）耐热性能好；6）性能具有可设计性。
复合材料在汽车上应用
汽车重量每减轻100公斤,百公里可节油0.3公升。
先进复合材料、钢和铝在车身减重方面比较
高强度钢减重25%～35%,铝减重40%～55%,先进复合材料减重据报道,美国TPM复合物公司制造的复合材料汽车,壳体长9.1米,采用环氧玻纤毡、RTM成型,汽车重3175Kg,比同尺寸的钢汽车壳体减重30%,其燃油消耗不到钢质汽车的60%。
复合材料在汽车上的应用包括外装件以及承力结构部件,近年来高性能复合材料汽车板簧、驱动轴及全复合材料车身等技术也研究成功并投入应用。
复合材料适合于制造用金属板难于制造、生产效率低、难于保证精度的汽车零件。
汽车部件应用：
刹车盘、汽车片、汽车板簧、保险杠。
聚合物复合材料在发动机的研究进展
具有性能：
比强度、比模量高、耐疲劳、减振性良好、耐腐蚀和尺寸稳定。
生产成本低：
生产部件的总能耗是钢材的50-60％是铝镁材料的70-80％。
汽车部件应用：
车身、车门、发动机罩、保险杠、板簧和驱动轴。
研究动向：
随着先进的成型加工方法问世，免去了零件的后续加工，推广应用前景好。
多孔泡沫金属材料的应用
具有特点：
能量吸收、渗透性、阻燃耐热性、轻质。
应用：
建筑材料、吸音材料、减振材料、过滤器材料等。
复合材料在欧洲汽车上的最新应用
SMC双层车顶，GMT车门中间板，VECO卡车SMC前围面板、保险杠，法国RENAULT公司Megnae车型后盖箱，IVECO客车侧护板、耐蚀、保温、隔音，保时捷997Top车型车身底板和轮罩
耐腐蚀、防石击和隔音。
纳米材料
超微粉——特性
小尺寸效应和表面效应，表面能大，原子活性大，熔点降低。
表面原子数多，缺陷也多，可使催化反应加速。
小尺寸效应，光吸收性强，所以超微粉呈黑色。
对可见光的反射率极低表面原子数比体内更具有对称性，由此带来热、磁、电性显著变化。
纳米碳管例如，铜颗粒达到
纳米粒子即非微观粒子又非宏观物体，一种介观粒子有一系列不同于宏观块体的特性。
（1）表面效应是指纳米粒子表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后引起的性质上的变化。
随着颗粒尺寸的减小，比表面大大增加，当粒径为5nm时，表面将占50%。
（2）小尺寸效应当纳米粒子尺寸与德布罗意波以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，对于晶体其周期性的边界条件将被破坏，对于非晶态纳米粒子其表面层附近原子密度减小，这些都会导致电、磁、光、声、热力学等性质的变化，这称为小尺寸效应。
（3）量子尺寸效应当粒子尺寸降低到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为分立能级和纳米半导体微粒的能隙变宽的现象均称为量子尺寸效应。
（4）宏观量子隧道效应微观粒子具有穿越势垒的能力称为隧道效应。
纳米材料的制备
机械粉碎法：
球磨制粉机——利用磨球滚动摩擦粉碎金属或合金。
工艺简单，效率高。
适用范围广。
对高熔点合金、陶瓷等均可。
又称作“机械合金化”。
噪声、污染大，纯度不高，磨球本身材料成分掺杂到粉末中，故不能用于功能材料。
易氧化，得不到纯金属微粉。
化学法：
沉淀法——通过化学反应生成，这种方法投资少，简易。
溶剂蒸发法——用硝酸镁+硝酸锰+硝酸铁溶入乙醇中，然后喷出得到MgO,FeO,MnO粉末工艺简单，连续操作，产量大，如东南大学制超微粉用车拉。
溶胶-凝胶法——将金属醇盐水解与缩聚而凝胶化，再经过干燥、烧结后处理。
获得的材料一般为块状、粉体状，需进一步破碎。
产量大，但污染严重，制备种类少，只能制备氧化物。
物理气相沉积PVD：
在真空条件下，以各种物理方法产生的原子或分子沉积在基材上。
与制备薄膜设备相同。
采用电加热或电子束加热、激光加热、等离子体加热母材，合金气化后被吸附器吸收，让其以分子态冷却。
制得的微粉质量好，但产量低。
化学气相沉积（ChemicalVaporDepositionSystemCVD）：
把一种或几种含有构成粉末元素的化合物、单质气体通入放置有基片的反应室，借助气相作用或在基片上的化学反应沉积出超微粉。
高温高压，操作要求严格。
纯度高，可制备纯金属、合金、金属化合物微粉，但产量低，收集难，浪费大。
对纯金属或合金微粉收集要采用真空收集。
非晶晶化法：
采用快速凝固法将液态金属制备非晶条带,再将非晶条带经过热处理使其晶化获得纳米晶条带的方法。
特点﹕工艺较简单,化学成分准确。
纳米技术的应用：
微粒的活性及其催化作用（领带表面经过物理、化学处理后，有很强的自洁能力，并且不沾水、不沾油）；光吸收材料（纳米微粒的量子尺寸效应等使它对某种波长的光吸收能力极强。
例如，防晒油、化妆品中普遍加入纳米微粒）；陶瓷增韧（氧化锆陶瓷）；红外反射材料（纳米微粒用于红外反射材料上主要制成薄膜和多层膜来使用）；纳米级武器（例如，微型间谍飞行器——15厘米长，能持续飞行1小时以上，将成为对敌封闭设施进行侦察和军事对抗的理想工具；袖珍遥控飞机——不足扑克牌大小的遥控飞机装置；“间谍草”——是一种分布式战场微型传感器网络，外形似小草，装有敏感的电子侦察器、照相机和感应器；纳米卫星——一种分布式的卫星结构体系，提高航天系统的生存能力和灵活性）；碳纳米管（纳米电子器件加强型纤维生物/化学传感器纳米探针储氢、储能材料催化剂载体）；最新研究（热电效率、集成电路产业、纳米金属花、纳米药物）。
纳米技术2009：
重点围绕纳米器件与纳米加工、纳米生命科学、纳米结构与性能表征方法、纳米技术应用等开展研究。
陶瓷材料
陶瓷材料定义：
陶瓷材料是除金属和高聚物以外的无机非金属材料通称。
陶瓷——是用天然或人工合成的粉状化合物，经过成型和高温烧结制成的；是由无机化合物构成的多相固体材料。
陶瓷材料的相组成特点
通常由三种不同的相组成：
晶相、气相、玻璃相。
晶相是陶瓷材料中主要的组成相，决定陶瓷材料物理化学性质的主要是晶相。
气相是在工艺过程中形成并玻保留下来的。
璃相的作用是充填晶粒间隙、粘结晶粒、提高材料致密度、降低烧结温度和抑制晶粒长大。
陶瓷材料的结合键特点：
陶瓷材料的主要成分是氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等，因而其结合键以离子键（如Al2O3）、共价键（如Si3N4）及两者的混合键为主。
陶瓷材料以离子键结合为主，由于离子键的结合力大，因此离子晶体的硬度高，强度大，热膨胀系数小，但脆性大。
陶瓷的成形
原料的制备：
粘土——细颗粒含水铝硅酸盐用水混合，具有可塑性，是作为基础。
石英——无水SiO2，难熔，可减粘，在瓷坯中起骨架作用。
长石——含K、Na、Ca离子的无水硅酸盐，属熔剂。
坯料的成形：
可塑成形——传统陶瓷用较多，注浆成形——浆料浇注到石膏模中成形，用于制造日用陶瓷和建筑陶瓷等形状复杂件，压制成形——粉料加入塑化剂，在金属模具加压成形。
制品的烧结：
干燥的毛坯加热高温烧结，相变获
升级会员 