材料科学的发展现状 基础教学部 杨芳
材料：指为人类社会所需要并能用于制造有用器物的物质。
第三，由宏观尺度材料向纳米材料的方向发展。第四，由被动性材料向具有主动性的智能材料方向发展。 材料技术的发展趋势 第一，从均质材料向复合材料发展。 第二，由结构材料向功能材料的方向发展。 第三，由宏观尺度材料向纳米材料的方向发展。第四，由被动性材料向具有主动性的智能材料方向发展。 第五，通过仿生途径来发展仿生材料。
材料的分类 按来源分为：天然材料和合成材料 按化学组成可分为：无机非金属材料、金属材料、有机高分子材料和复合材料 按使用性能可分为：结构材料和功能材料 按应用对象又可分为：信息工程材料、能源工程材料、建筑工程材料、机械工程材料、航空航天工程材料和生物工程材料等.
无机非金属材料
陶瓷 陶瓷是以粘土［Al2(Si2O6)(OH)4］、石英(SiO2)、长石［NaAlSi3O8］为主要原料，进行研磨、加水调成泥状，再制成坯子，待干燥后，经高温烧制而成的制品的总称。
传统陶瓷
先进陶瓷 先进陶瓷与传统陶瓷的区别在于：先进陶瓷是以高纯、超细的人工合成的无机化合物为原料，采用精密控制的先进工艺烧结而成的、比传统陶瓷结构更加精细、性能更加优异的新一代陶瓷。先进陶瓷又称为精细陶瓷或高性能陶瓷。
按化学成分可分为：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、氟化物陶瓷、碳化物陶瓷、硅化物陶瓷、硼化物陶瓷等 按使用性能又可分为:先进结构陶瓷和先进功能陶瓷两大类。
1.韧性陶瓷 1.1 陶瓷刀具、密封环、球阀、坩埚、轴承滚珠及耐腐蚀部件。
1.2 陶瓷制动器
1.3 航天飞机、火箭的“陶瓷外衣”
1.4 无冷却式陶瓷发动机
1.5 陶瓷复合装甲
2 压电陶瓷
所谓压电效应是指某些介质在力的作用下，产生形变，引起介质表面带电，这是正压电效应。反之，施加激励电场，介质将产生机械变形，称逆压电效应。
压电陶瓷的特性 具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转 换成电信号 2. 在电场作用下产生的形变量很小，最多不超过本 身尺寸的千万分之一 具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转 换成电信号 2. 在电场作用下产生的形变量很小，最多不超过本 身尺寸的千万分之一 3. 它频率稳定性好，精度高及适用频率范围宽，而 且体积小、不吸潮、寿命长，特别是在多路通信 设备中能提高抗干扰性，使以往的电磁设备无法 望其项背而面临着被替代的命运。
2.1 声音转换器
2.2 压电引爆器
2.3 传感遥控器、压电变压器、压电马达
2.4 压电打火机、点火器
2.5 强闪光护目镜
3 透光陶瓷 由于陶瓷的不透光，使陶瓷的用途受到很多的限制，从20世纪30年代起，不少科学家就热衷于透光陶瓷的研究，经过长时间悉心研究后，终于在1957年制成了世界上第一片透光陶瓷。
3.1 制造灯具
3.2 军事工业
4 纤维补强陶瓷
玻 璃
作为一种基础工程材料，玻璃以其光学性能好、可熔炼塑形、有较高的强度和硬度、良好的耐蚀性和电绝缘性等，在日用器皿、房屋建筑、交通工具、光学仪器等方面得到了广泛的应用。
1.1 钢化玻璃
1.2 夹丝玻璃
1.3 夹层玻璃
1.4 钛化玻璃 钛化玻璃
2.1 吸热玻璃 吸热玻璃幕墙
2.2 热反射玻璃
玻 璃 钢
玻璃钢既不是纯粹的硅酸盐材料，更不含任何单质金属，它是以玻璃纤维布为增强体的树脂基复合材料。故又名“玻璃纤维增强塑料”。由于其质地坚硬，且机械强度与高强度钢材相当而得名。
1. 制作飞机机体部件
2. 制作导弹和卫星外壳
3. 制作轮船和汽车外壳
4. 体育馆、展览馆、商厦、机场的巨大屋顶
5.日常生活中的应用
水 泥
粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌成浆体后能在空气或水中硬化，用以将砂、石等散粒材料胶结成砂浆或混凝土。 水泥是重要的建筑材料，用水泥制成的砂浆或混凝土，坚固耐久，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。
装饰水泥常用于装饰建筑物的表层，施工简单，造型方便，容易维修，价格便宜。品种有：白色硅酸盐水泥 彩色硅酸盐水泥
碳纤维复合材料
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。
碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合做为结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。
光 导 纤 维
光导纤维又称导光纤维﹑光学纤维，是一种把光能闭合在纤维中而产生导光作用的纤维。它能将光的明暗﹑光点的明灭变化等信号从一端传送到另一端。
优点： 1、信息量大，每根光纤理论上可同时 通过10亿路电话。 2、质量小：每公里27g，不怕腐蚀。 3、性能好，抗电磁干扰、保密性强。 4、成本低。
手术灯
在漫长的人类历史发展过程中，材料一直是社会进步的物质基础和先导。纵观人类利用材料的历史，每一种新材料的诞生和利用，都将人类支配自然的能力提高到一个新的水平；材料科学技术的每一项重大突破，都会引起生产技术和科学技术的革命，大大加速社会发展的进程，并给人们的物质文明带来巨大的变化。