第1章 思考題

1、材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院思考題 1、材料科學(xué)與材料工程研究的對(duì)象有何異同？ 2、為什么材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)？ 3、為什么材料是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的先導(dǎo)？ 4、材料的制備技術(shù)或方法主要有哪些？ 5、材料的加工技術(shù)主要包括哪些內(nèi)容？材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院思考題 6、進(jìn)行材料設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？ 7、在材料選擇和應(yīng)用時(shí)，應(yīng)考慮哪些因素？ 8、簡(jiǎn)述金屬、陶瓷和高分子材料的主要加工方法。 9、材料設(shè)計(jì)包括哪幾個(gè)層次？進(jìn)行材料設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循哪些原則？ 10、如何區(qū)分傳統(tǒng)材料與先進(jìn)材料？材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院思考題 11、鋼鐵材料是如何分類的？其主要發(fā)展趨勢(shì)？

2、 12、有色金屬材料分為哪些類別？各有何特點(diǎn)？ 13、化工材料主要有哪些？ 14、建筑材料有何特點(diǎn)？ 15、電子信息材料主要有哪些？其發(fā)展特點(diǎn)？材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院思考題 16、航空航天材料的性能特點(diǎn)如何？ 17、先進(jìn)陶瓷材料如何分類？各有何特點(diǎn)？ 18、什么是復(fù)合材料？如何設(shè)計(jì)和制備復(fù)合材料？ 19、新能源材料有哪些？各有何特點(diǎn)？ 20、超導(dǎo)材料的三個(gè)臨界參數(shù)是什么？如何區(qū)分低溫超導(dǎo)與高溫超導(dǎo)？材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院思考題 21、納米材料與納米技術(shù)的異同？它們對(duì)科技發(fā)展的作用？ 22、生物醫(yī)用材料有哪些？應(yīng)具備什么特性？ 23、什么是生態(tài)環(huán)境材料？如何對(duì)其生命周

3、期進(jìn)行評(píng)價(jià)？材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)信息、材料、能源信息、材料、能源當(dāng)代文明的當(dāng)代文明的三大支柱三大支柱(20世紀(jì)世紀(jì)70年代年代)新材料、信息技術(shù)、生物技術(shù)新材料、信息技術(shù)、生物技術(shù)新技術(shù)革命新技術(shù)革命的重要標(biāo)志（的重要標(biāo)志（80年代）年代）戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)：節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造、新能源、：節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車、文化創(chuàng)意（湖南）（新材料、新能源汽車、文化創(chuàng)意（湖南）（2010年代）年代） 材料分類材料分類：理化屬性：金屬、無

4、機(jī)非金屬、高分子、復(fù)合材料：理化屬性：金屬、無機(jī)非金屬、高分子、復(fù)合材料 用途：電子、航天航空、建筑、核、能源、生物等用途：電子、航天航空、建筑、核、能源、生物等 功能屬性：結(jié)構(gòu)、功能（一體化）功能屬性：結(jié)構(gòu)、功能（一體化） 年代屬性：傳統(tǒng)、新型（相互轉(zhuǎn)化）年代屬性：傳統(tǒng)、新型（相互轉(zhuǎn)化）新型材料新型材料：新出現(xiàn)或正發(fā)展中具有優(yōu)異性能的材料；：新出現(xiàn)或正發(fā)展中具有優(yōu)異性能的材料； 高技術(shù)發(fā)展需要、具有特殊性能的材料；高技術(shù)發(fā)展需要、具有特殊性能的材料； 采用新技術(shù)（工藝、裝備）明顯提高了性能或出現(xiàn)新功能的材料采用新技術(shù)（工藝、裝備）明顯提高了性能或出現(xiàn)新功能的材料 1-1 材料科學(xué)與工程概述材

5、料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 材料是人類社會(huì)進(jìn)步的里程碑材料是人類社會(huì)進(jìn)步的里程碑一百萬年前（舊石器時(shí)代）一百萬年前（舊石器時(shí)代）由猿進(jìn)化為原始人，直立，使用工具由猿進(jìn)化為原始人，直立，使用工具一萬年前（新石器時(shí)代）一萬年前（新石器時(shí)代）熟食，皮毛遮身，熟食，皮毛遮身，發(fā)明陶器、絲綢、青銅發(fā)明陶器、絲綢、青銅器器3000年前：出現(xiàn)鐵器，煉鐵技術(shù)逐步推廣年前：出現(xiàn)鐵器，煉鐵技術(shù)逐步推廣2000年前：開始煉鋼，刀劍等兵器快速發(fā)展年前：開始煉鋼，刀劍等兵器快速發(fā)展18世紀(jì)：發(fā)明蒸汽機(jī)，工業(yè)革命世紀(jì)：發(fā)明蒸汽機(jī)，工業(yè)革命19世紀(jì)：發(fā)明電動(dòng)機(jī)，研制出特種鋼材，進(jìn)入現(xiàn)代物質(zhì)文明時(shí)代世紀(jì)：發(fā)明電動(dòng)機(jī)，

6、研制出特種鋼材，進(jìn)入現(xiàn)代物質(zhì)文明時(shí)代20世紀(jì)：發(fā)明人造絲（合成纖維）、電子管、晶體管，計(jì)算機(jī)等，進(jìn)入世紀(jì)：發(fā)明人造絲（合成纖維）、電子管、晶體管，計(jì)算機(jī)等，進(jìn)入科技快速發(fā)展的年代?？萍伎焖侔l(fā)展的年代。21世紀(jì)：納米材料，光計(jì)算機(jī)，世紀(jì)：納米材料，光計(jì)算機(jī)， 1-1 材料科學(xué)與工程概述材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 先進(jìn)材料是社會(huì)現(xiàn)代化的先導(dǎo)先進(jìn)材料是社會(huì)現(xiàn)代化的先導(dǎo) 科技發(fā)展科技發(fā)展社會(huì)進(jìn)步社會(huì)進(jìn)步材料是基礎(chǔ)、是先導(dǎo)材料是基礎(chǔ)、是先導(dǎo) 電子材料電子材料電子技術(shù)電子技術(shù)自動(dòng)控制自動(dòng)控制智能機(jī)器人智能機(jī)器人 光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維光纖通訊光纖通訊信息產(chǎn)業(yè)信息產(chǎn)業(yè)

7、互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng) 宇航材料宇航材料航天技術(shù)航天技術(shù)衛(wèi)星通訊衛(wèi)星通訊GPS定位定位 納米材料納米材料納米技術(shù)納米技術(shù) 傳統(tǒng)材料傳統(tǒng)材料性能提升性能提升節(jié)能減排節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展 1-1 材料科學(xué)與工程概述材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 材料科學(xué)材料科學(xué)：表征和發(fā)現(xiàn)材料的基本屬性（結(jié)構(gòu)、性能）：表征和發(fā)現(xiàn)材料的基本屬性（結(jié)構(gòu)、性能） 材料工程材料工程：研究材料的制備與加工技術(shù)：研究材料的制備與加工技術(shù) 進(jìn)行材料剪裁和設(shè)計(jì)進(jìn)行材料剪裁和設(shè)計(jì) 材料制備技術(shù)材料制備技術(shù)：從氣態(tài)、從液態(tài)、從固態(tài)制備材料：從氣態(tài)、從液態(tài)、從固態(tài)制備材料 材料加工技術(shù)材料加工技術(shù)：材料成型、材料加工、材料改性：材

8、料成型、材料加工、材料改性 材料設(shè)計(jì)材料設(shè)計(jì)：材料復(fù)合（：材料復(fù)合（剪裁剪裁）、材料結(jié)構(gòu)或功能設(shè)計(jì)）、材料結(jié)構(gòu)或功能設(shè)計(jì)1-1 材料科學(xué)與工程概述材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院1-2 材料制備工藝與技術(shù) 從從氣態(tài)氣態(tài)制備材料：物理氣相沉積（制備材料：物理氣相沉積（PVD） 化學(xué)氣相沉積（化學(xué)氣相沉積（CVD） 從從液態(tài)液態(tài)制備材料：鑄造、注漿、注塑、熔融紡絲、制備材料：鑄造、注漿、注塑、熔融紡絲、凝膠注模、溶膠凝膠注模、溶膠凝膠、溶液沉淀、聚合、凝膠、溶液沉淀、聚合、 從從固態(tài)固態(tài)制備材料：固相合成、粉末冶金、陶瓷燒結(jié)制備材料：固相合成、粉末冶金、陶瓷燒結(jié)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程

9、學(xué)院1-2 材料制備工藝與技術(shù) 新材料從科研到應(yīng)用：產(chǎn)業(yè)化制備工藝與技術(shù)突破新材料從科研到應(yīng)用：產(chǎn)業(yè)化制備工藝與技術(shù)突破 成功：分子束外延，納米技術(shù)，成功：分子束外延，納米技術(shù)， 停滯：高溫超導(dǎo)，停滯：高溫超導(dǎo)，C60， 材料應(yīng)用：性能，壽命，可靠性，環(huán)境適應(yīng)性，價(jià)格。在工材料應(yīng)用：性能，壽命，可靠性，環(huán)境適應(yīng)性，價(jià)格。在工藝藝性能性能價(jià)格上找到平衡點(diǎn)。價(jià)格上找到平衡點(diǎn)。 先進(jìn)材料推動(dòng)高科技產(chǎn)業(yè)：納米材料先進(jìn)材料推動(dòng)高科技產(chǎn)業(yè)：納米材料電子信息產(chǎn)業(yè)，敏感電子信息產(chǎn)業(yè)，敏感材料材料遙感測(cè)控，新能源材料遙感測(cè)控，新能源材料新能源，生物材料新能源，生物材料生物工生物工程，環(huán)境材料程，環(huán)境材料環(huán)境工程

10、環(huán)境工程材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院1-3 材料的加工技術(shù) 金屬金屬：煅造、退火、回火、淬火等熱處理：煅造、退火、回火、淬火等熱處理 車、刨、鏜、磨等加工，焊接車、刨、鏜、磨等加工，焊接 陶瓷陶瓷：切割研磨、拋光、腐蝕、金屬化等：切割研磨、拋光、腐蝕、金屬化等 玻璃玻璃：鋼化、刻蝕、拋光、吹拉加工等：鋼化、刻蝕、拋光、吹拉加工等 聚合物聚合物：熱塑焊接、熱塑加工等：熱塑焊接、熱塑加工等材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院1-4 材料設(shè)計(jì) 量子設(shè)計(jì)量子設(shè)計(jì)：最基礎(chǔ)，基于電子運(yùn)動(dòng)，光學(xué)性能：最基礎(chǔ)，基于電子運(yùn)動(dòng)，光學(xué)性能 原子設(shè)計(jì)原子設(shè)計(jì)：基于原子操縱的納米技術(shù)，實(shí)用化：基于原子操縱的納米

11、技術(shù)，實(shí)用化 微觀設(shè)計(jì)微觀設(shè)計(jì)：微米級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，相變，晶界控制：微米級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，相變，晶界控制 宏觀設(shè)計(jì)宏觀設(shè)計(jì)：毫米以上尺度，產(chǎn)品及宏觀性能：毫米以上尺度，產(chǎn)品及宏觀性能 材料設(shè)計(jì)：材料設(shè)計(jì)：涉及材料科學(xué)、材料工程，需數(shù)學(xué)、物理、涉及材料科學(xué)、材料工程，需數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、材料學(xué)知識(shí)，建模十分復(fù)雜，計(jì)算量大，需理論化學(xué)、材料學(xué)知識(shí)，建模十分復(fù)雜，計(jì)算量大，需理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院1-5 基礎(chǔ)材料與新材料概述1-5-1 鋼鐵材料 分類分類：鐵、鐵合金、非合金鋼、低合金鋼、合金鋼、高：鐵、鐵合金、非合金鋼、低合金鋼、合金鋼、高合金鋼，還可按用途、冶煉

12、方法、材型、碳含量分類。合金鋼，還可按用途、冶煉方法、材型、碳含量分類。 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀：2012年我國(guó)大陸粗鋼產(chǎn)量年我國(guó)大陸粗鋼產(chǎn)量7.16億噸，占全球億噸，占全球的的15.48億噸的億噸的46%。加上臺(tái)灣的鋼產(chǎn)量，約占。加上臺(tái)灣的鋼產(chǎn)量，約占50%。寶鋼寶鋼4374萬噸，銷售收入萬噸，銷售收入2856億元，利潤(rùn)億元，利潤(rùn)112億元。億元。 存在問題存在問題：中低檔鋼多，高性能鋼少，能耗高，需結(jié)構(gòu)：中低檔鋼多，高性能鋼少，能耗高，需結(jié)構(gòu)調(diào)整調(diào)整 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)：高潔凈度，超細(xì)晶，高均勻性，微合金化：高潔凈度，超細(xì)晶，高均勻性，微合金化 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院1-5-2 有色

13、金屬材料分類分類：黑色金屬黑色金屬：鐵、鉻、錳及其合金，其他：鐵、鉻、錳及其合金，其他64種金屬及其合金均種金屬及其合金均為為有色金屬有色金屬。重有色金屬重有色金屬（4.5g/cm3，銅、鉛鋅、鎳、鈷、錫、汞、鎘、鉍，銅、鉛鋅、鎳、鈷、錫、汞、鎘、鉍)；輕有色金屬輕有色金屬（鋁、鎂、鈦、鈉、鉀、鈣、鍶、鋇）；（鋁、鎂、鈦、鈉、鉀、鈣、鍶、鋇）；貴金屬貴金屬（金、銀、鉑族）；（金、銀、鉑族）；稀有金屬稀有金屬（豐度（豐度0.01%，稀有輕金屬稀有輕金屬：鈹、鋰、伽、銫；：鈹、鋰、伽、銫；難熔金難熔金屬屬：鋯、鉿、釩、鉬、鈮、鎢；：鋯、鉿、釩、鉬、鈮、鎢；稀散金屬稀散金屬：鎵、銦、鉈、鍺、錸、：鎵

14、、銦、鉈、鍺、錸、硒、碲；硒、碲；稀土金屬稀土金屬：鈧、釔和鑭系共：鈧、釔和鑭系共17種；種；放射性金屬放射性金屬：鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾）；：鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾）；半金屬半金屬（硼、硅、砷、碲）（硼、硅、砷、碲）材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院1-5-2 有色金屬材料 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀：2002年以來，我國(guó)年以來，我國(guó)10種常用種常用有色金屬（鋁、銅、鎂、鈦、鋅、錫、銻、有色金屬（鋁、銅、鎂、鈦、鋅、錫、銻、鉛、鎢、鉬）產(chǎn)量穩(wěn)居世界第一。鉛、鎢、鉬）產(chǎn)量穩(wěn)居世界第一。2003年年1205萬噸，萬噸，2012年為年為3696萬噸。萬噸。 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)：高性能、高效益、高質(zhì)量、低：高

15、性能、高效益、高質(zhì)量、低成本、低能耗、低環(huán)境污染，可持續(xù)發(fā)展。成本、低能耗、低環(huán)境污染，可持續(xù)發(fā)展。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院1-5-3 化工材料分類分類：主要是高分子材料，包括：主要是高分子材料，包括：天然高分子天然高分子：棉、麻、木、絲、天然橡膠；：棉、麻、木、絲、天然橡膠；半合成高分子半合成高分子：硫化橡膠、醋酸纖維、粘膠纖維；：硫化橡膠、醋酸纖維、粘膠纖維；合成高分子合成高分子：聚乙烯、聚丙烯、尼龍、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂等：聚乙烯、聚丙烯、尼龍、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂等塑料塑料：即合成樹脂，分熱塑性和熱固性。：即合成樹脂，分熱塑性和熱固性。橡膠橡膠：彈性體，分天然橡膠和合成橡膠。：

16、彈性體，分天然橡膠和合成橡膠。纖維纖維：天然纖維和合成纖維。：天然纖維和合成纖維。涂料涂料：由成膜物質(zhì)、顏料、填料、助劑、功能組分及分散介質(zhì)組成，分：由成膜物質(zhì)、顏料、填料、助劑、功能組分及分散介質(zhì)組成，分水性和溶劑性。水性和溶劑性。膠粘劑膠粘劑：熱塑性和熱固性，組成：樹脂、固化劑、增韌劑、填料、溶劑：熱塑性和熱固性，組成：樹脂、固化劑、增韌劑、填料、溶劑功能高分子功能高分子：高分子試劑、催化劑、藥物、導(dǎo)電高分子等：高分子試劑、催化劑、藥物、導(dǎo)電高分子等材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院1-5-3 化工材料 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀：2003年我國(guó)三大合成材料總產(chǎn)量年我國(guó)三大合成材料總產(chǎn)量1069萬

17、噸，進(jìn)入世界前三位，萬噸，進(jìn)入世界前三位， 2010年超過年超過3000萬噸，成世界第一。涂料、膠粘劑、催萬噸，成世界第一。涂料、膠粘劑、催化材料、微電子化工材料、新型化工材料發(fā)化材料、微電子化工材料、新型化工材料發(fā)展迅速。展迅速。 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)：調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，：調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，解決瓶頸技術(shù)問題，增加產(chǎn)品牌號(hào)，增強(qiáng)市解決瓶頸技術(shù)問題，增加產(chǎn)品牌號(hào)，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院1-5-4 建筑材料分類分類：涉及金屬、無機(jī)非金屬、高分子、復(fù)合材料，用量最大。：涉及金屬、無機(jī)非金屬、高分子、復(fù)合材料，用量最大。水泥及其制品水泥及其制品：

18、通用、專用、特種水泥；硅酸鹽、鋁酸鹽、礦渣水泥：通用、專用、特種水泥；硅酸鹽、鋁酸鹽、礦渣水泥建筑玻璃建筑玻璃：平板玻璃（真空、隔音、隔熱、透光、多色）：平板玻璃（真空、隔音、隔熱、透光、多色）建筑衛(wèi)生陶瓷建筑衛(wèi)生陶瓷：外墻磚、內(nèi)墻磚、地磚、瓦、廣場(chǎng)磚、衛(wèi)生潔具（便器、：外墻磚、內(nèi)墻磚、地磚、瓦、廣場(chǎng)磚、衛(wèi)生潔具（便器、面盆等）面盆等）金屬材料金屬材料：建筑鋼材（鋼筋、結(jié)構(gòu)鋼）、有色金屬門窗及裝飾材料等。：建筑鋼材（鋼筋、結(jié)構(gòu)鋼）、有色金屬門窗及裝飾材料等。高分子材料高分子材料：給排水塑料管、涂料、密封防水材料等。：給排水塑料管、涂料、密封防水材料等。非金屬礦物材料非金屬礦物材料：墻體材料、隔

19、熱保溫材料、裝飾材料（如石膏制品）。：墻體材料、隔熱保溫材料、裝飾材料（如石膏制品）。建筑涂料建筑涂料：內(nèi)墻涂料、外墻涂料、家具涂料等。：內(nèi)墻涂料、外墻涂料、家具涂料等。天然建材天然建材：木材，石材，蘆草等：木材，石材，蘆草等復(fù)合建材復(fù)合建材：塑鋼門窗、玻璃鋼、搪瓷制品等：塑鋼門窗、玻璃鋼、搪瓷制品等材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院1-5-4 建筑材料 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀：主要建材產(chǎn)品產(chǎn)量均為世界第一，：主要建材產(chǎn)品產(chǎn)量均為世界第一，是建材生產(chǎn)大國(guó)，但不是強(qiáng)國(guó)。建材屬于是建材生產(chǎn)大國(guó)，但不是強(qiáng)國(guó)。建材屬于“三高一低三高一低”產(chǎn)品：高資耗、高能耗、高污產(chǎn)品：高資耗、高能耗、高污染、低附加值。染

20、、低附加值。 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)：淘汰落后產(chǎn)能，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，：淘汰落后產(chǎn)能，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)能耗，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，提高產(chǎn)品附降低生產(chǎn)能耗，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，提高產(chǎn)品附加值。加值。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院1-5-5 電子信息材料 分類分類：指在微電子技術(shù)、光電子技術(shù)和新型電子元器件生產(chǎn)：指在微電子技術(shù)、光電子技術(shù)和新型電子元器件生產(chǎn)中所用的材料，包括微電子材料、光電子材料、電子陶瓷、中所用的材料，包括微電子材料、光電子材料、電子陶瓷、電池材料等，如各種半導(dǎo)體、芯片材料、基片材料、光刻材電池材料等，如各種半導(dǎo)體、芯片材料、基片材料、光刻材料、連線或引線、封裝材料等。料、連線或引線、

21、封裝材料等。 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀：年年有更新，：年年有更新，35年換代，年換代，58年性能提高一個(gè)年性能提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。產(chǎn)業(yè)與國(guó)外差距數(shù)量級(jí)。產(chǎn)業(yè)與國(guó)外差距510年，主要是原料基礎(chǔ)差，裝備年，主要是原料基礎(chǔ)差，裝備水平較低，產(chǎn)業(yè)規(guī)模小，產(chǎn)品質(zhì)量可靠性差。水平較低，產(chǎn)業(yè)規(guī)模小，產(chǎn)品質(zhì)量可靠性差。 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)：在新型電子材料開發(fā)方面加強(qiáng)研發(fā)，建立高品質(zhì)：在新型電子材料開發(fā)方面加強(qiáng)研發(fā)，建立高品質(zhì)電子信息材料的產(chǎn)業(yè)化基地，通過引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新培育電子信息材料的產(chǎn)業(yè)化基地，通過引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新培育一批龍頭骨干企業(yè)。一批龍頭骨干企業(yè)。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院1-5-6 航空航天材料

22、分類分類：指用于飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星制造的關(guān)鍵材料，要：指用于飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星制造的關(guān)鍵材料，要求具有高性能、高可靠性、高比強(qiáng)度、高比剛度、高比容重求具有高性能、高可靠性、高比強(qiáng)度、高比剛度、高比容重等，等， 需耐受超高溫、超低溫、高真空、高輻射、高應(yīng)力等極需耐受超高溫、超低溫、高真空、高輻射、高應(yīng)力等極端苛刻環(huán)境。端苛刻環(huán)境。 航空材料航空材料：高強(qiáng)鋁合金（機(jī)身等）、鈦合金（發(fā)動(dòng)機(jī)）、高：高強(qiáng)鋁合金（機(jī)身等）、鈦合金（發(fā)動(dòng)機(jī)）、高強(qiáng)度鋼（起落架）、強(qiáng)度鋼（起落架）、C/C（剎車）、樹脂基復(fù)合材料（座椅、（剎車）、樹脂基復(fù)合材料（座椅、內(nèi)飾）、隱身涂料（戰(zhàn)機(jī)），陶瓷基復(fù)合材料（燃燒室）

23、。內(nèi)飾）、隱身涂料（戰(zhàn)機(jī)），陶瓷基復(fù)合材料（燃燒室）。 航天材料航天材料：C/C復(fù)合材料，復(fù)合材料，Cf/SiC復(fù)合材料，復(fù)合材料，C/環(huán)氧復(fù)合材環(huán)氧復(fù)合材料，高性能鋁合金（鋁料，高性能鋁合金（鋁-鋰合金），耐燒蝕材料，超高溫材鋰合金），耐燒蝕材料，超高溫材料等。太空反射鏡、太陽能電池材料等。料等。太空反射鏡、太陽能電池材料等。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院1-5-7 先進(jìn)陶瓷材料 先進(jìn)陶瓷先進(jìn)陶瓷：為滿足現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)應(yīng)用需求而：為滿足現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)應(yīng)用需求而開發(fā)的各種新型陶瓷的總稱，亦稱：特種陶瓷、現(xiàn)開發(fā)的各種新型陶瓷的總稱，亦稱：特種陶瓷、現(xiàn)代陶瓷、精細(xì)陶瓷、工程陶瓷、高技

24、術(shù)陶瓷等。代陶瓷、精細(xì)陶瓷、工程陶瓷、高技術(shù)陶瓷等。 結(jié)構(gòu)陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷：利用陶瓷材料耐高溫、耐磨、耐腐蝕等：利用陶瓷材料耐高溫、耐磨、耐腐蝕等特性。如氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、氮化硅等。特性。如氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、氮化硅等。 功能陶瓷功能陶瓷：利用陶瓷材料特殊的電、熱、光、敏感、：利用陶瓷材料特殊的電、熱、光、敏感、生物等功能特性，如高溫超導(dǎo)陶瓷、高導(dǎo)熱陶瓷、生物等功能特性，如高溫超導(dǎo)陶瓷、高導(dǎo)熱陶瓷、絕熱陶瓷、壓電陶瓷、光電陶瓷、光導(dǎo)纖維、電子絕熱陶瓷、壓電陶瓷、光電陶瓷、光導(dǎo)纖維、電子陶瓷、生物陶瓷等。陶瓷、生物陶瓷等。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院1-5-8 先進(jìn)復(fù)合材料 復(fù)合材

25、料復(fù)合材料：將兩種或兩種以上不同特性的材料通過特定的制：將兩種或兩種以上不同特性的材料通過特定的制備工藝進(jìn)行復(fù)合而取得性能互補(bǔ)的新型材料?？煞譃闃渲涔に囘M(jìn)行復(fù)合而取得性能互補(bǔ)的新型材料?？煞譃闃渲?、陶瓷基、金屬基復(fù)合材料。陶瓷基、金屬基復(fù)合材料。 結(jié)構(gòu)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)復(fù)合材料：聚合物基聚合物基（聚酯、環(huán)氧樹脂）：玻纖、碳纖、（聚酯、環(huán)氧樹脂）：玻纖、碳纖、Kevlar纖維，拉伸強(qiáng)度：纖維，拉伸強(qiáng)度：1000MPa。金屬基金屬基（鋁、鎂、（鋁、鎂、鈦）：硼纖、碳纖、鈦）：硼纖、碳纖、SiCf、SiCw、SiCp，拉伸強(qiáng)度：拉伸強(qiáng)度：400MPa。陶瓷基（玻璃、陶瓷）：。陶瓷基（玻璃、陶瓷）：

26、Cf、 SiCf、SiCw、SiCp、Al2O3等。等。 功能復(fù)合材料功能復(fù)合材料：利用復(fù)合材料的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、：利用復(fù)合材料的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、生物等功能，如壓電復(fù)合材料、導(dǎo)電高分子復(fù)合材料、隱身生物等功能，如壓電復(fù)合材料、導(dǎo)電高分子復(fù)合材料、隱身材料、耐燒蝕材料等。材料、耐燒蝕材料等。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院1-5-9 新能源材料 二次電池材料二次電池材料：可充式電池，主要有鉛酸、鎳鎘、鎳氫、鋰：可充式電池，主要有鉛酸、鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池，材料包括正極、負(fù)極、隔膜、電解質(zhì)。離子電池，材料包括正極、負(fù)極、隔膜、電解質(zhì)。 Ni/MH：正：正：Ni(OH)2，泡沫

27、鎳，負(fù)：，泡沫鎳，負(fù)：LaNi5H6, 鋰離子鋰離子：正：正：LiCoO2，LiMn2O4，LiFePO4, 負(fù)：負(fù)：C 燃料電池材料燃料電池材料：質(zhì)子交換膜型（：質(zhì)子交換膜型（PEMFC）、熔融碳酸鹽型）、熔融碳酸鹽型（MCFC）、固體氧化物型（）、固體氧化物型（SOFC）。）。 太陽能電池材料太陽能電池材料：?jiǎn)尉Ч?、多晶硅、非晶硅薄膜、：?jiǎn)尉Ч?、多晶硅、非晶硅薄膜、GaAs型、型、顏料敏化柔性等。顏料敏化柔性等。 核能材料核能材料：核裂變（：核裂變（U-235或或Pu-239)：核聚變（氘和氚）：核聚變（氘和氚）材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院臨界溫度臨界溫度Tc：材料出現(xiàn)超導(dǎo)特性的最

28、高溫度 金屬超導(dǎo)材料：Nb3Ge的Tc: 23.2K 陶瓷超導(dǎo)材料：Tl2Ca2Ba2Cu3O10: 125K臨界磁場(chǎng)臨界磁場(chǎng)Hc：破壞超導(dǎo)態(tài)的最小磁場(chǎng)強(qiáng)度 Hc=Hc0(1-T2/Tc2) (TTc) 邁斯納效應(yīng)：邁斯納效應(yīng)： 材料處于超導(dǎo)態(tài)，外加磁 場(chǎng)的磁通全部排出體外。臨界電流臨界電流Ic： 超導(dǎo)態(tài)允許流動(dòng)的最大電流 Ic=1/2aHc a超導(dǎo)線的半徑超導(dǎo)體的邁斯納效應(yīng)超導(dǎo)體的邁斯納效應(yīng)1-5-10 超導(dǎo)材料材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院元素超導(dǎo)體元素超導(dǎo)體 超導(dǎo)性金屬元素：28種, Nb的Tc最高，為9.24K，實(shí)用價(jià)值不大 過渡族18：Ti, V, Zr, Nb, Mo, Ta

29、, W, Re 非過渡族10種：Bi, Al, Sn, Cd, Pb合金超導(dǎo)體合金超導(dǎo)體 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院從金屬超導(dǎo)到陶瓷超導(dǎo)的飛躍 1911年 Hg： 4.2K 1986年 Nb3Ge: 23.2K 75年19K 1986年4月 LaBaCuO: 35K /13K 瑞士IBM, 繆勒、柏諾茲 1986.12.15 LaBaCuO: 40.2K 美國(guó)休斯敦 朱經(jīng)武 1986.12.26 SrLaCuO: 48.6K 中國(guó)物理所 趙忠賢 1987.2.16 YBaCuO: 92K 美國(guó)休斯敦 朱經(jīng)武 1987.2.24 YBaCuO: 100K/78.5K 中國(guó)物理所 趙忠賢 1989 TlBaCuO: 120K 1987年10月14日，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予柏諾茲和朱經(jīng)武 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院1-5-11 納米材料 納米材料納