材料科学的发展现状 基础教学部 杨芳.

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1 材料科学的发展现状 基础教学部 杨芳

2 材料：指为人类社会所需要并能用于制造有用器物的物质。

3 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。

4 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.

5 无机非金属材料

6 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。

7 传统陶瓷

8 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。

9 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。

10 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。

11 1.2 陶瓷制动器

12 1.3 航天飞机、火箭的“陶瓷外衣”

13 1.4 无冷却式陶瓷发动机

14 1.5 陶瓷复合装甲

15 2 压电陶瓷

16 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。

17 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。

18 2.1 声音转换器

19 2.2 压电引爆器

20 2.3 传感遥控器、压电变压器、压电马达

21 2.4 压电打火机、点火器

22 2.5 强闪光护目镜

23 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。

24 3.1 制造灯具

25 3.2 军事工业

26 4 纤维补强陶瓷

27 玻 璃

28 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。

29 1.1 钢化玻璃

30 1.2 夹丝玻璃

31 1.3 夹层玻璃

32 1.4 钛化玻璃 钛化玻璃

33 2.1 吸热玻璃 吸热玻璃幕墙

34 2.2 热反射玻璃

35 玻 璃 钢

36 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。

37 1. 制作飞机机体部件

38 2. 制作导弹和卫星外壳

39 3. 制作轮船和汽车外壳

40 4. 体育馆、展览馆、商厦、机场的巨大屋顶

41 5.日常生活中的应用

42 水 泥

43 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。

44 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

45 碳纤维复合材料

46 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。

47 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。

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50 光 导 纤 维

51 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。

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53 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。

54 手术灯

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56 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。