大理州經(jīng)委工業(yè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)知識(shí)講座課件

大理州經(jīng)委工業(yè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)知識(shí)講座材料基礎(chǔ)知識(shí)州經(jīng)委：鄭巍黎2006年7月大理州經(jīng)委工業(yè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)知識(shí)講座材料基礎(chǔ)知識(shí)州經(jīng)委：鄭巍黎2緒論材料（Material）是人類用以制成用于生活和生產(chǎn)的物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器和其它產(chǎn)品的那些物質(zhì)。材料、信息和能源是現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)的三大支柱勘探、采礦、選礦、冶金與材料的關(guān)系。1緒論材料（Material）是人類用以制成用于生活和材料學(xué)知識(shí)晶體學(xué)(空間點(diǎn)陣）晶體缺陷（點(diǎn)、線、面、體）固體材料熱力學(xué)和平衡態(tài)理論（相圖）固體動(dòng)力學(xué)理論（擴(kuò)散與相變）固體材料的結(jié)構(gòu)理論（原子結(jié)構(gòu)、能級(jí)、結(jié)合鍵等）固體電子論（分子軌道理論和能帶理論）2材料學(xué)知識(shí)晶體學(xué)(空間點(diǎn)陣）2主要講述內(nèi)容一、材料發(fā)展簡(jiǎn)史二、材料的分類三、一些新材料技術(shù)的介紹四、材料的展望3主要講述內(nèi)容一、材料發(fā)展簡(jiǎn)史二、材料的分類三、一些新材料技

人類發(fā)展的歷史證明，材料是社會(huì)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)，是人類進(jìn)步的里程碑?？煞譃橐韵聨讉€(gè)時(shí)代：材料發(fā)展簡(jiǎn)史石器時(shí)代高分子時(shí)代陶器時(shí)代青銅時(shí)代鐵器時(shí)代陶瓷時(shí)代復(fù)合材料時(shí)代4人類發(fā)展的歷史證明，材料是社會(huì)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)材料發(fā)

舊石器時(shí)代—早在100萬(wàn)年以前，人類開(kāi)始以石頭做工具1.1

材料發(fā)展簡(jiǎn)史—石器時(shí)代新石器時(shí)代—1萬(wàn)年前，人類對(duì)石頭進(jìn)行加工孟津妯娌新石器時(shí)代聚落遺址

金壇三星村新石器時(shí)代遺址

5舊石器時(shí)代—早在100萬(wàn)年以前，人類開(kāi)始以石頭做工具1.11.2

材料發(fā)展簡(jiǎn)史—陶器時(shí)代

新石器后期，人類發(fā)明了用粘土成型，再火燒固化而制成陶器，從而進(jìn)入陶器時(shí)代。目前考古發(fā)現(xiàn)的陶器，在亞洲有中國(guó)江西省萬(wàn)年縣大源鄉(xiāng)仙人洞的陶器和日本最早的繩紋陶（公元前8000年左右）；在歐洲，在希臘半島發(fā)現(xiàn)的陶瓷約在公元前6000至5000年；在美洲大陸，已發(fā)現(xiàn)的陶器約在公元前6000年前左右。陶器時(shí)代是人類文明史上的重要飛躍，陶器的發(fā)明不僅成為這一階段的最重要的物質(zhì)文明的創(chuàng)造，同時(shí)也成為這一時(shí)期最重要的生產(chǎn)工具。

彩陶釉陶61.2材料發(fā)展簡(jiǎn)史—陶器時(shí)代新石器后期

燒制陶器過(guò)程中還原出金屬銅和錫，創(chuàng)造了煉銅技術(shù)，生產(chǎn)出各種青銅器物，進(jìn)入了青銅時(shí)代。

古希臘大約在公元前3000年以前，埃及是公元前2500年前，中國(guó)是夏代（公元前2000年左右），歐洲是公元前1800年前后進(jìn)入青銅器時(shí)代。這是人類大量利用金屬的開(kāi)始，是人類文明發(fā)展的重要里程碑。1.3材料發(fā)展簡(jiǎn)史—青銅時(shí)代7燒制陶器過(guò)程中還原出金屬銅和錫，創(chuàng)造了煉銅技術(shù)，生人們開(kāi)始使用鐵來(lái)制造工具和武器的時(shí)代。冶煉青銅的基礎(chǔ)上逐漸掌握了冶煉鐵的技術(shù)之后，鐵器時(shí)代就到來(lái)了。世界上最早是小亞細(xì)亞的赫梯人在公元前1400年左右，古希臘和古羅馬開(kāi)始普遍使用在公元前1000年。中國(guó)最早在春秋戰(zhàn)國(guó)－晉國(guó)（大致公元前700年），鐵器的廣泛使用，使人類的工具制造進(jìn)入了一個(gè)全新的領(lǐng)域，生產(chǎn)力得到極大的提高。鐵器的使用，導(dǎo)致了世界上一些民族從原始社會(huì)發(fā)展到奴隸社會(huì)，也推動(dòng)了一些民族脫離了奴隸制的枷鎖而進(jìn)入了封建社會(huì)。長(zhǎng)沙戰(zhàn)國(guó)凹形鐵鋤湖北當(dāng)陽(yáng)宋代鐵塔滄州鐵獅1.4材料發(fā)展簡(jiǎn)史—鐵器時(shí)代8人們開(kāi)始使用鐵來(lái)制造工具和武器的時(shí)代。冶煉青銅的基礎(chǔ)上逐高分子時(shí)代——20世紀(jì)初，人工合成高分子材料問(wèn)世，如1909年的酚醛樹脂（膠木），1925年的聚苯乙烯，以及1941年的尼龍等，并發(fā)展十分迅速。如今，世界年產(chǎn)量已超過(guò)鋼陶瓷時(shí)代——20世紀(jì)50年代后，通過(guò)一些特殊制備方法，制造出一系列先進(jìn)陶瓷，由于其資源豐富、比重小、耐高溫、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，很有發(fā)展前途，用途在不斷擴(kuò)展。復(fù)合材料時(shí)代——最具有發(fā)展前途的是復(fù)合材料，因?yàn)檫@類材料具有每種單質(zhì)材料所不具備的性能。1.5材料發(fā)展簡(jiǎn)史—新材料時(shí)代9高分子時(shí)代——20世紀(jì)初，人工合成高分子材料問(wèn)世，如1909特點(diǎn)：1.特殊性（超強(qiáng)度、超塑性、超導(dǎo)性等）2.制備和生產(chǎn)和新技術(shù)、新工藝緊密相關(guān)。3.更新?lián)Q代快，式樣多變。4.發(fā)展和理論的關(guān)系比傳統(tǒng)材料更密切。1.6新材料的特點(diǎn)、趨勢(shì)

趨勢(shì)：1.從均質(zhì)材料復(fù)合材料2.由結(jié)構(gòu)材料功能材料,多功能材料并重3.材料結(jié)構(gòu)的尺度向越來(lái)越小的方向發(fā)展.4.由被動(dòng)性材料具有主動(dòng)性的智能材料5.通過(guò)仿生途徑來(lái)發(fā)展新材料.10特點(diǎn)：1.特殊性（超強(qiáng)度、超塑性、超導(dǎo)性等）1.6新材主要講述內(nèi)容一、材料發(fā)展簡(jiǎn)史二、材料的分類三、一些新材料技術(shù)的介紹四、材料的展望11主要講述內(nèi)容一、材料發(fā)展簡(jiǎn)史二、材料的分類三、一些新材料技術(shù)材料的分類材料的組成：金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料.材料的特性和用途：結(jié)構(gòu)材料、功能材料

—結(jié)構(gòu)材料：利用力學(xué)性能—承受載荷—功能材料：利用特殊的物理性能（電、熱、磁等）材料尺寸：一維、二維、三維材料內(nèi)部原子排布：晶態(tài)與非晶態(tài)材料熱力學(xué)狀態(tài)：穩(wěn)態(tài)與亞穩(wěn)態(tài)12材料的分類材料的組成：金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬

2.1.1

金屬材料—黑色金屬—鐵

鑄鐵——鑄鐵是含碳量大于2.11%的鐵碳合金，它含有比碳鋼更多的硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)。根據(jù)鑄鐵中碳的存在形式不同：白口鑄鐵——斷口呈銀白色，性能硬而脆，很難進(jìn)行切削加工，工業(yè)上極少用來(lái)制造機(jī)械零件。主要用作煉鋼原料或用于可鍛鑄鐵的毛坯.灰口鑄鐵——斷口呈暗灰色，灰口鑄鐵中的碳大部分或全部以自由狀態(tài)的石墨形式存在。

根據(jù)石墨存在形式可分為普通灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵等。132.1.1金屬材料—黑色金屬—鐵鑄鐵——鑄2.1.2

金屬材料—黑色金屬—鋼鋼分為碳素鋼（簡(jiǎn)稱碳鋼）和合金鋼兩大類。碳鋼—含碳量小于2.11%并含有少量硅、錳、硫、磷雜質(zhì)的鐵碳合金.按含碳量分：低碳鋼（0.25%）、中碳鋼、高碳鋼（0.60%）按質(zhì)量分：普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、高級(jí)碳素鋼按用途分：碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼合金鋼按用途：合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、特殊性能鋼。按合金元素總含量：低合金鋼（5%）、中合金鋼、高合金鋼（10%）142.1.2金屬材料—黑色金屬—鋼鋼分為碳素鋼（簡(jiǎn)稱碳鋼）有色金屬種類繁多，結(jié)合我州與周邊的一些重大礦產(chǎn)，講3種有色金屬及其合金的基本性質(zhì)與目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)。（一）銅及銅合金（德欽羊拉、中甸普朗）（二）鋅及鋅合金（蘭坪鉛鋅礦）（三）鉑族金屬（大理彌渡金寶山）

2.2

有色金屬及其合金

15有色金屬種類繁多，結(jié)合我州與周邊的一些重大礦銅是人類最早發(fā)現(xiàn)的古老金屬之一，早在三千多年前人類就開(kāi)始使用銅。自然界中的銅分為自然銅、氧化銅礦和硫化銅礦。自然銅及氧化銅的儲(chǔ)量少，現(xiàn)在世界上80%以上的銅是從硫化銅礦精煉出來(lái)的2.2.1

銅及銅合金

銅具有許多可貴的物理化學(xué)特性例如其熱導(dǎo)率都很高，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，抗張強(qiáng)度大，易熔接且抗蝕性、可塑性、延展性均好。能與鋅、錫、鉛、錳、鈷、鎳、鋁、鐵等金屬形成合金.16銅是人類最早發(fā)現(xiàn)的古老金屬之一，早在三千多年工業(yè)上使用的銅有電解銅（含銅99.9％～99.95％）和精銅（含銅99.0％～99.7％）兩種。前者用于電器工業(yè)上，用于制造特種合金、金屬絲及電線。后者用于制造其他合金、銅管、銅板、軸等。銅的冶煉仍以火法治煉為主，其產(chǎn)量約占世界銅總產(chǎn)量的85%，現(xiàn)代濕法冶煉的技術(shù)正在逐步推廣，濕法冶煉的推出使銅的冶煉成本大大降低。2.2.1.1銅17工業(yè)上使用的銅有電解銅（含銅99.9％～99在純銅中加入某些合金元素（如鋅、錫、鋁、鈹、錳、硅、鎳、磷等），就形成了銅合金。銅合金具有較好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和耐腐蝕性，同時(shí)具有較高強(qiáng)度和耐磨性。根據(jù)成分不同，銅合金分為黃銅、青銅和白銅我們重點(diǎn)介紹黃銅、青銅。2.2.1.1銅合金18在純銅中加入某些合金元素（如鋅、錫、鋁、鈹黃銅是以鋅為主要合金元素的銅合金:普通黃銅

普通黃銅是銅鋅二元合金。由于塑性好，適于制造板材、棒材、線材、管材及深沖零件，如冷凝管、散熱管及機(jī)械、電器零件等2.2.1.1銅合金—黃銅特殊黃銅

為了獲得更高的強(qiáng)度、抗蝕性和良好的鑄造性能在銅鋅合金中加入鋁、硅、錳、鉛、錫等元素，就形成了特殊黃銅。如鉛黃銅、錫黃銅、鋁黃銅、硅黃銅、錳黃銅等。19黃銅是以鋅為主要合金元素的銅合金:2.2.1.1銅合青銅原指銅錫合金，但工業(yè)上都習(xí)慣稱含鋁、硅、鉛、鈹、錳等的銅合金也為青銅。主要有：錫青銅—以錫為主要合金元素的銅基合金。工業(yè)中使用的錫青銅，錫含量大多在3%～14%之間2.2.1.1銅合金—青銅鋁青銅—以鋁為主要合金元素的銅基合金。鋁青銅的力學(xué)性能比黃銅和錫青銅高。實(shí)際應(yīng)用的鋁青銅的鋁含量在5%～12%之間，含鋁為5%～7%的鋁青銅塑性最好。鈹青銅—以鈹為基本元素的銅合金。鈹青銅的含鈹量為1.7%～2.5%。20青銅原指銅錫合金，但工業(yè)上都習(xí)慣稱含鋁、硅、鉛、鈹、錳等銅最大的使用市場(chǎng)是電器和電子市場(chǎng)，約占總數(shù)的28%,－回收時(shí)限較長(zhǎng)，尤其大型設(shè)備(30-50年)

交通設(shè)備是銅的第三大市場(chǎng)，約占總數(shù)的13%，－散熱器和配線（回收10－15年）

工業(yè)機(jī)器和設(shè)備是另外一個(gè)主要的應(yīng)用市場(chǎng)，回收時(shí)間一般也比較長(zhǎng)。硬幣和軍火，－回收較少。2.2.1.2銅的消費(fèi)與回收年限21銅最大的使用市場(chǎng)是電器和電子市場(chǎng)，約占總數(shù)的28%,－回收（1）供需矛盾。1.2002年世界經(jīng)濟(jì)全面復(fù)蘇，對(duì)銅的需求增大，庫(kù)存大減。2.主要生產(chǎn)國(guó)智利、贊比亞和扎伊爾政治局勢(shì)不穩(wěn)，勞資糾紛嚴(yán)重。3.環(huán)保問(wèn)題，促使國(guó)際大量銅礦停產(chǎn)。國(guó)內(nèi)目前也出臺(tái)了一系列要求重視資源、能源與環(huán)保的政策和措施，促使產(chǎn)量暫時(shí)性減少。

（2）國(guó)際炒家的介入。國(guó)際投機(jī)基金瘋狂的針對(duì)中國(guó)套利盤展開(kāi)了擠空行情，銅價(jià)與現(xiàn)貨升水紛紛創(chuàng)出新高，投機(jī)基金的興風(fēng)作浪已經(jīng)改變了銅市場(chǎng)由供求本身所決定的運(yùn)行規(guī)律?；饠D倉(cāng)從目前還看不到完結(jié)的跡象。2.2.1.3銅的價(jià)格影響主要因素22（1）供需矛盾。1.2002年世界經(jīng)濟(jì)全面復(fù)蘇，對(duì)銅的需求增(1)國(guó)內(nèi)銅冶煉產(chǎn)能將過(guò)剩。目前總能力在205萬(wàn)噸,預(yù)計(jì)2007年產(chǎn)能將達(dá)到370萬(wàn)噸,遠(yuǎn)超全國(guó)銅精礦資源保障能力和國(guó)際可提供的精銅礦量。(2)全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)趨勢(shì)減弱，消費(fèi)增長(zhǎng)逐漸降低。(3)全球資源回收工作的加強(qiáng)。(4)國(guó)際炒家資金鏈問(wèn)題。銅價(jià)上漲越猛烈說(shuō)明基金本身交易成本的不斷提升，持倉(cāng)成本、融資成本，越來(lái)越高，操作難度越來(lái)越大。

結(jié)論：銅價(jià)近期增減幅漸平穩(wěn)，價(jià)格逐步降低，間有反復(fù)，但降低趨勢(shì)不變，突降幾率較大。2.2.1.4銅的價(jià)格趨勢(shì)23(1)國(guó)內(nèi)銅冶煉產(chǎn)能將過(guò)剩。目前總能力在205萬(wàn)噸,預(yù)計(jì)20

鋅是一種藍(lán)白色金屬。密度為7.14克/厘米3熔點(diǎn)為419.5℃。在室溫下，性較脆；100-150℃時(shí)，變軟，超過(guò)200℃后，又變脆。

鋅的化學(xué)性質(zhì)活潑。在常溫下的空氣中，表面生民一層薄而致密的堿式碳酸鋅膜，可阻止進(jìn)一步氧化。當(dāng)溫度達(dá)到225℃，鋅氧化激烈。燃燒時(shí)，發(fā)出藍(lán)綠色火焰。鋅易溶于酸，也易從溶液中置換金、銀、銅等。鋅在自然界中，多以硫化物狀態(tài)存在。主要含鋅礦物是閃鋅礦。也有少量氧化礦，如菱鋅礦和異極礦

2.2.2鋅及鋅合金閃鋅礦菱鋅礦異極礦24鋅是一種藍(lán)白色金屬。密度為7.14克/厘米（一）鍍鋅工業(yè)－約50%。（二）合金制造－約17.5%

與鋁、銅等組成的合金用于壓鑄件；與銅、錫、鉛等合金用于機(jī)械制造業(yè)（三）電池工業(yè),鋅錳干電池。(四）鋅肥、醫(yī)藥。鋅對(duì)人體蛋白質(zhì)的合成、物質(zhì)代謝、生長(zhǎng)發(fā)育、免疫功能和智力健美有重要作用。

(五）橡膠、油漆、顏料等工業(yè)2.2.2.1鋅的用途

25（一）鍍鋅工業(yè)－約50%。2.2.2.1鋅的用途2（1）按合金成分分：Zn－A1系：含少量Cu、Mg以提高強(qiáng)度和改善耐蝕性；Zn－Cu系：是抗蠕變合金，一般還含Ti；Zn－Pb系：電池殼，小五金及體育運(yùn)動(dòng)器材等；Zn－Pb－A1合金：鍍鋅。（2）按加工方式分：鑄造合金，變形合金，熱鍍鋅合金（3）按性能和用途分：抗蠕變鋅合金、超塑性鋅合金、阻尼鋅合金、模具鋅合金、耐磨鋅合金、防腐鋅合金、結(jié)構(gòu)鋅合金。2.2.2.2鋅合金分類26（1）按合金成分分：2.2.2.2鋅合金分類26目前：（1）國(guó)際鋅冶煉——破產(chǎn)、整合、關(guān)閉。（2）世界鋅消費(fèi)因汽車市場(chǎng)擴(kuò)大而增加。（3）國(guó)內(nèi)外鋅資源枯竭，世界儲(chǔ)備的減少。（4）近幾年來(lái)世界勘探費(fèi)用的降低。趨勢(shì)：（1）世界一些重大礦將正常運(yùn)作。（2）世界消費(fèi)能力的減弱－汽車。（3）世界勘探費(fèi)用的增加，原礦增產(chǎn)。（4)中國(guó)環(huán)保加強(qiáng)與產(chǎn)業(yè)的調(diào)控。

價(jià)格趨于平緩，利潤(rùn)減薄，不排除“銅”現(xiàn)象出現(xiàn)擁有資源與核心能力的煉鋅企業(yè)能發(fā)展壯大。2.2.2.3鋅價(jià)格影響因素及趨勢(shì)27目前：（1）國(guó)際鋅冶煉——破產(chǎn)、整合、關(guān)閉。2.2.2.3

鉑族金屬是指鉑、鈀、銠、銥、釕、鋨六種元素

六種元素彼此之間廣泛存在類質(zhì)同象置換現(xiàn)象，所以混合在一起。鉑族元素均為等軸晶系，單晶體極少見(jiàn)。礦物一般呈不規(guī)則粒狀、葡萄狀、樹枝狀或塊狀形態(tài)。顏色和條痕為銀戶色至鋼灰色，金屬光澤，不透明。2.2.3鉑族金屬鉑鈀銠28鉑族金屬是指鉑、鈀、銠、銥、釕、鋨六種

世界上已發(fā)現(xiàn)鉑族金屬礦物約200種，我國(guó)有115種，其中主要工業(yè)礦物為砂鑰礦和共生硫化礦，目前約98%的鉑族金屬來(lái)自這類資源。世界鉑族金屬可采儲(chǔ)量3.67萬(wàn)噸，總儲(chǔ)量為10.02萬(wàn)噸。主要產(chǎn)于南非、前蘇聯(lián)、美國(guó)、加拿大、哥倫比亞等國(guó)家。其中南非(阿扎尼亞)的鉑金可采儲(chǔ)量約為1.2萬(wàn)噸，前蘇聯(lián)的可采鉑金儲(chǔ)量為1866噸，兩者占世界總儲(chǔ)量的98%。每年世界鉑金的年產(chǎn)量?jī)H85噸，遠(yuǎn)比黃金少，加上鉑金熔點(diǎn)高，提純?nèi)蹮掋K金較黃金更為困難，耗能源更高。所以其價(jià)格較黃金更加昂貴。鉑金色澤淡雅而華貴，象征著純潔與高尚。2.2.3.1鉑族金屬－儲(chǔ)量29世界上已發(fā)現(xiàn)鉑族金屬礦物約200種，我國(guó)有

我國(guó)在甘肅、云南、新疆、內(nèi)蒙古等省區(qū)先后發(fā)現(xiàn)一些礦床。2.2.3.2我國(guó)鉑族金屬分布30我國(guó)在甘肅、云南、新疆、內(nèi)蒙古等省區(qū)先后稀有、純凈、堅(jiān)硬三大特性以及其天然白色光澤

鉑金首飾的設(shè)計(jì)不斷推陳出新，做工精細(xì)，從澆鑄到拋光，無(wú)不精益求精。設(shè)計(jì)風(fēng)格既時(shí)尚又含蓄，每一件飾品有如藝術(shù)品。2.2.3.3鉑族應(yīng)用（一）首飾31稀有、純凈、堅(jiān)硬三大特性以及其天然白色光澤2.2.3.3鉑族應(yīng)用：（一）首飾日本是世界最大鉑金首飾的市場(chǎng)。我國(guó)是世界第二大市場(chǎng)32鉑族應(yīng)用：（一）首飾日本是世界最大鉑金首飾的市場(chǎng)。我國(guó)是世界

重整是指烴類分子重新排列成新的分子結(jié)構(gòu)，而不改變分子大小的加工過(guò)程。

利用鉑做催化劑進(jìn)行重整叫鉑重整。近代催化重整催化劑金屬組分主要是鉑。1965年，我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的鉑重整裝置在大慶煉油廠投產(chǎn)。1969年，鉑錸雙金屬催化劑用于催化重整，提高了重整反應(yīng)的深度，增加了汽油、芳烴和氫氣等的產(chǎn)率，使催化重整技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新的水平。全世界每年約生產(chǎn)6000萬(wàn)噸硝酸，幾乎都是用鉑、鍺、鉑把觸媒網(wǎng)催化制得，用鉑重整幾乎生產(chǎn)了全世界汽車和內(nèi)燃機(jī)所需的全部高辛烷值汽油。鉑族應(yīng)用：（二）鉑重整

33重整是指烴類分子重新排列成新的分子結(jié)構(gòu)，而不改

（三）汽車尾氣凈化催化劑

汽車尾氣凈化催化劑的構(gòu)成為載體、活性物、助催化物等?；钚晕?已應(yīng)用的有貴金屬鉑(Pt),鈀(Pd),銠(Rh)和稀土中的鈰(Ce)與钄(La)等。

（四）玻纖用漏板

鉑由于在高溫范圍內(nèi)的化學(xué)穩(wěn)定性、不被玻璃體所潤(rùn)濕以及對(duì)玻璃熔化的抗蝕能力，使其成為玻璃和纖維工業(yè)中唯一能在氧化氣氛下抗熔融玻璃腐蝕的高溫結(jié)構(gòu)材料。目前全世界玻纖工業(yè)池窯多采用鉑銠合金做漏板來(lái)生產(chǎn)玻璃纖維。

鉑族應(yīng)用(三）、（四）34（三）汽車尾氣凈化催化劑鉑族應(yīng)用(三）、（四）34電氣工業(yè)：觸點(diǎn)(用于繼電器、調(diào)壓器、恒溫器及控制器等）;電組測(cè)溫器；熱電偶；電子管陰極等高純貴金屬分析器皿：貴金屬試劑系列：氯化鈀、氯鉑酸、二氯二氨鈀等;膜微電子槳料及粉末:電阻漿料，導(dǎo)體漿料等貴金屬藥物:順鉑、卡鉑是目前最有效的兩種抗癌藥物。順鉑用于卵巢癌,前列腺癌,睪丸癌,肺癌,鼻咽癌,食道癌,惡性淋巴瘤,乳腺癌,頭頸部鱗癌,甲狀腺癌等?？ㄣK用于卵巢癌、小細(xì)胞肺癌、宮頸癌及非小細(xì)胞肺癌等。應(yīng)用（五）鉑族金屬的其它產(chǎn)品及用途

35電氣工業(yè)：觸點(diǎn)(用于繼電器、調(diào)壓器、恒溫器及控制器等）;

鉑族金屬其發(fā)展前途和應(yīng)用范圍將不可限量。尤其是納米材料的開(kāi)發(fā)研究，使鉑族金屬更具有光明的前途。貴金屬超微細(xì)粉和納米晶體材料因粒徑小、比表面積大，具有高表面能和巨大的表面效應(yīng)，加上貴金屬特有的催化活性，貴金超微細(xì)粉和納米晶材料將首先在催化技術(shù)和傳感技術(shù)中獲得應(yīng)用，尤其是催化應(yīng)用開(kāi)發(fā)將可提高生產(chǎn)率，減少資源消耗，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源，在未來(lái)世紀(jì)可能成為催化反應(yīng)的主要催化劑材料。上述的只是鉑族金屬部分用途及研發(fā)狀況。隨著材料科學(xué)的迅猛發(fā)展，將會(huì)更深人地開(kāi)發(fā)貴金屬材料。鉑族金屬及其相關(guān)的材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中將發(fā)揮更大的作用2.2.3.4鉑族的發(fā)展前景

36鉑族金屬其發(fā)展前途和應(yīng)用范圍將不可限量。尤

2.3無(wú)機(jī)非金屬材料

定義：指某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括硫、硒、碲的化物）和硅酸鹽、鈦酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽等含氧酸鹽為主要組成的無(wú)機(jī)材料。包括陶瓷、水泥、耐火材料、搪瓷、磨料以及新型無(wú)機(jī)材料等.

無(wú)機(jī)非金屬材料通常分為傳統(tǒng)和新型兩大類。前者指以硅酸鹽為主的材料包括一些生產(chǎn)工藝相近的非硅酸鹽材料，如碳化硅、氧化鋁陶瓷等。后者主要指20世紀(jì)以來(lái)發(fā)展起來(lái)的、具有特殊性質(zhì)和用途的材料，如壓電、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、磁性、超硬、高強(qiáng)度、超高溫、生物工程材料以及無(wú)機(jī)復(fù)合材料等。

結(jié)合我州重要的無(wú)機(jī)非金屬礦產(chǎn):（一）膨潤(rùn)土(鶴慶）（二）高嶺土(永平）；（三）硅藻土（賓川、洱源）372.3無(wú)機(jī)非金屬材料定義：指某些元素的氧化物

膨潤(rùn)土又名：膨土巖、斑脫石。俗名：觀音土。由凝灰?guī)r或其他火山巖在堿性介質(zhì)下蝕變而成，膨潤(rùn)土的主要礦物成分是蒙脫石，含量在85%～90%，另含少量石英、方解石及火山玻璃，該土具有良好的粘結(jié)性、膨脹性、吸附性、可塑性、分散性、潤(rùn)滑性、陽(yáng)離子交換性、懸浮性、脫色性等。因此它可制成各種粘結(jié)劑、懸浮劑、吸附劑、脫色劑、增塑劑、催化劑、凈化劑、消毒劑、增稠劑、除垢劑、洗滌劑、填充劑、增強(qiáng)劑等。其化學(xué)成份相當(dāng)穩(wěn)定，被譽(yù)為萬(wàn)能石2.3.1膨潤(rùn)土注：蒙脫石為少量堿及堿土金屬的含水鋁硅酸鹽礦物。其化學(xué)式為Nax(H2O)4{(Al2～xMg0.33)[Si4O10](OH)2}。

38膨潤(rùn)土又名：膨土巖、斑脫石。俗名膨潤(rùn)土在24個(gè)領(lǐng)域100多個(gè)部門的廣泛的應(yīng)用：1、鑄造型砂粘結(jié)劑、快干涂料:鈉基膨潤(rùn)土具有很強(qiáng)的粘結(jié)性和可塑性、透氣性，廣泛應(yīng)用于濕模鑄造。鋰基膨潤(rùn)土由于膠質(zhì)價(jià)和膨脹容相當(dāng)高，故用于醇基快干涂料。

2、鐵礦球團(tuán)粘結(jié)劑：鈉基膨潤(rùn)土由于具有很強(qiáng)的粘結(jié)性和高溫穩(wěn)定性，在鐵精礦粉中加入1-2%的鈉基膨潤(rùn)土，造粒后干燥后成球團(tuán)，大幅提高高爐生產(chǎn)能力，現(xiàn)已被各鋼廠廣泛采用2.3.1.1膨潤(rùn)土的應(yīng)用：（N.1）3、涂料：由于膨潤(rùn)土具有優(yōu)良的懸浮性、粘結(jié)性、分散性。在水溶性涂料、防水涂料、乳化瀝青涂料、保溫涂料、防腐、防火等各類涂料中作懸浮劑。39膨潤(rùn)土在24個(gè)領(lǐng)域100多個(gè)部門的廣泛的應(yīng)用：2.3.1.14、鉆井泥漿：在油、氣鉆探中，膨潤(rùn)土是配制泥漿的主要原料，起有效保護(hù)井壁、上返巖屑、冷卻潤(rùn)滑鉆頭等。5、食用油脫色脫脂：強(qiáng)吸附性，廣泛用于各種動(dòng)、植物油的脫色去脂，是精煉食用油的最佳脫色劑。

6、石化工業(yè)：優(yōu)良的脫色性、可塑性、觸變性、在石油工業(yè)中被廣泛用于煉油催化劑、脫色劑、廢油再生劑等。

7、動(dòng)物飼料：含大量微量元素（鐵、銅、鋅、錳），且本身無(wú)毒、顆粒較細(xì)，可作為礦物飼料配于動(dòng)物飼料中。

8、農(nóng)藥：優(yōu)良的懸浮性、分散性，水性農(nóng)藥中作懸浮劑。

9、農(nóng)肥：粘結(jié)性將肥料制成顆粒肥，既提高農(nóng)肥效力又可改良土壤。2.3.1.1膨潤(rùn)土的應(yīng)用：（N.2）404、鉆井泥漿：在油、氣鉆探中，膨潤(rùn)土是配制泥漿的主要原料，10、植樹造林：利用膨潤(rùn)土制成高吸水材料用于植樹造林，成本低、保水效果相當(dāng)優(yōu)良，吸水倍數(shù)可達(dá)100-1000倍/克。11、建筑：用于大壩防滲墻體材料，建筑地基灌漿材料，地下室、停車場(chǎng)、地鐵等防滲漏材料。12、建材：可用其它非金屬材料制成各種裝飾板材，泡沫絕熱材料，無(wú)機(jī)隔音、隔墻板材、各類面磚、地磚、陶瓷釉料、涂料等。13、紡織、絲綢印染

可代替淀粉作紡織紗漿粉、印染糊料等。14、食品工業(yè)：可用作啤酒澄清過(guò)濾劑，降低啤酒中的高分子蛋白質(zhì)，延長(zhǎng)保質(zhì)期。2.3.1.1膨潤(rùn)土的應(yīng)用：（N.3）4110、植樹造林：利用膨潤(rùn)土制成高吸水材料用于植樹造林，成本低15、日化產(chǎn)品

利用膨潤(rùn)土的吸附性、增稠、增塑性等，可用于液固體洗滌產(chǎn)品，可軟化織物增強(qiáng)洗滌效果，降低生產(chǎn)成本。比如用于化妝品，具有去污、解毒、止庠、美容、保溫等性能。16、防雷接地：在接地降阻劑中加入膨潤(rùn)土，能提高接地性能，減弱金屬的腐蝕性，成本低、性能好。17、醫(yī)藥用品：利用膨潤(rùn)土的強(qiáng)吸附性對(duì)若干毒品有解毒作用，用于冶癬藥物及其它藥物有一定的輔助療效。18、污水處理：利用膨潤(rùn)土的吸附性、分散性、懸浮性可用于各類污水處理劑，有較強(qiáng)的污水處理能力。2.3.1.1膨潤(rùn)土的應(yīng)用：（N.4）4215、日化產(chǎn)品利用膨潤(rùn)土的吸附性、增稠、增塑性等，可用于液

世界上膨潤(rùn)土資源主要分布在中國(guó)、美國(guó)和原蘇聯(lián)，三國(guó)探明儲(chǔ)量約占世界總儲(chǔ)量的4／5。中國(guó)儲(chǔ)量居世界首位，占世界總量的60％。中國(guó)膨潤(rùn)土礦以其分布廣、埋藏淺、易采掘及品種齊全為特點(diǎn)。大型、中型礦床共計(jì)43個(gè)，占全部礦床數(shù)50％，據(jù)43個(gè)礦床統(tǒng)計(jì)，平均蒙脫石含量為63％，明顯高干規(guī)范所要求的平均工業(yè)品位（大于或等于50％），而其保有儲(chǔ)量則占絕大部分，表明礦床規(guī)模之大。中國(guó)膨潤(rùn)土礦床多位于丘陵區(qū)，埋藏較淺，覆蓋層厚度一般1～15m，適于露天開(kāi)采，少數(shù)礦可用地下開(kāi)采適于露天開(kāi)采，少數(shù)礦可用地下開(kāi)采。

2.3.1.2膨潤(rùn)土的資源分布43世界上膨潤(rùn)土資源主要分布在中國(guó)、美國(guó)和原蘇聯(lián)，三高嶺土又稱瓷土，主要由小于2個(gè)微米的微小片狀、管狀、疊片狀等高嶺石簇礦物組成，理想的化學(xué)式為AL2O3-2SiO2-2H2O，其主要礦物成分除高嶺石和多水高嶺石，還有蒙脫石、石英和長(zhǎng)石等其它礦物（含F(xiàn)e2O3、TiO2、微量的K2O、Na2O、CaO和MgO等)高嶺土質(zhì)軟，強(qiáng)吸水性且易分解懸浮于水中，具有良好的可塑性和高的粘結(jié)性，優(yōu)良的電絕緣性，良好的抗酸溶性，強(qiáng)的離子吸附性和離子交換性，以及良好的燒結(jié)性和較高的耐火度等性能2.3.2

高嶺土

注：中國(guó)是世界上最早發(fā)現(xiàn)和利用高嶺土的國(guó)家。遠(yuǎn)在3000年前的商代所出現(xiàn)的刻紋白陶，高嶺土名來(lái)源于景德鎮(zhèn)東郊的高嶺村邊的高嶺山。44高嶺土又稱瓷土，主要由小于2個(gè)微米的微小片狀、管狀

2004年，全國(guó)縣以上高嶺土生產(chǎn)企業(yè)有100多家，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)達(dá)700多家，原礦年生產(chǎn)能力超過(guò)600萬(wàn)t，選礦能力180萬(wàn)t。主要的生產(chǎn)省份有蘇、閩、粵、湘、贛、浙原礦生產(chǎn)超過(guò)10萬(wàn)t的企業(yè)：福建龍巖九州高嶺土公司（68萬(wàn)t）、江蘇蘇州中國(guó)高嶺土公司（22萬(wàn)t)、茂名高嶺科技有限公司（26萬(wàn)t）、潮州飛天燕瓷土礦（24萬(wàn)t）四家；超1萬(wàn)t的企業(yè)多達(dá)40家,多數(shù)為年產(chǎn)量數(shù)百噸到幾千噸的小型加工廠，主要以生產(chǎn)中、低檔產(chǎn)品為主。新設(shè)計(jì)能力在1萬(wàn)噸的企業(yè)有12家，在建和擴(kuò)建萬(wàn)噸級(jí)企業(yè)有9家。

2.3.2.1國(guó)內(nèi)生產(chǎn)高嶺土企業(yè)情況452004年，全國(guó)縣以上高嶺土生產(chǎn)企業(yè)有100多家

高嶺土應(yīng)用涉及陶瓷、造紙、橡膠、塑料、石油化工、涂料、油墨、光學(xué)玻璃、玻璃纖維、化纖、建材、化肥、農(nóng)藥和殺蟲劑載體、膠水、耐火材料等幾十個(gè)行業(yè)行業(yè),60-70個(gè)品種。國(guó)內(nèi)的煤系高嶺土(管狀)，比較適合開(kāi)發(fā)為煅燒高嶺土，主要應(yīng)用于各種用途的填料方面。非含煤高嶺土(片裝)，主要應(yīng)用于造紙涂料和陶瓷行業(yè)方面。我州目前應(yīng)用較少。日本將高嶺土用于代替鋼鐵制造切削刀具、車床鉆頭和內(nèi)燃機(jī)外殼等方面應(yīng)用。最近幾年，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，一些高新技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)始大量運(yùn)用高嶺土作為新材料，甚至用于原子反應(yīng)堆、航天飛機(jī)和宇宙飛船的耐高溫瓷器部件

2.3.2.2高嶺土的用途46高嶺土應(yīng)用涉及陶瓷、造紙、橡膠、塑料、石油化工2.3.2.3我國(guó)高嶺土資源情況（N.1)我國(guó)是世界上最早發(fā)現(xiàn)并在工業(yè)中利用高嶺土的國(guó)家之一。我國(guó)非煤建造型高嶺土，資源儲(chǔ)量居世界第五位（2003年，對(duì)我國(guó)21個(gè)省市232處產(chǎn)地統(tǒng)計(jì)，基礎(chǔ)儲(chǔ)量為5.46億噸）。而我國(guó)含煤建造沉積型高嶺土資源儲(chǔ)量占世界首位，探明遠(yuǎn)景儲(chǔ)量及推算儲(chǔ)量180.5億噸

中國(guó)高嶺土分布廣泛，遍布全國(guó)六大區(qū)21個(gè)省(市、區(qū))，但又相對(duì)集中，廣東省是探明高嶺土儲(chǔ)量最多的省，占全國(guó)總量30.9%，其次為陜西、福建、江西、廣西、湖南、江蘇和云南等省。472.3.2.3我國(guó)高嶺土資源情況（N.1)我國(guó)是2.3.2.3我國(guó)高嶺土資源情況（N.2)482.3.2.3我國(guó)高嶺土資源情況（N.2)482.3.2.4我國(guó)高嶺土發(fā)展趨勢(shì)

近幾年內(nèi)，我國(guó)高嶺土的生產(chǎn)和消費(fèi)也基本趨于穩(wěn)定并有可能略有增長(zhǎng)，它的市場(chǎng)將很大程度受到各消費(fèi)領(lǐng)域發(fā)展的影響。陶瓷、石化等領(lǐng)域的產(chǎn)品將會(huì)平穩(wěn)并略有增長(zhǎng)。造紙用高質(zhì)量的水洗高嶺土在我國(guó)內(nèi)始終呈現(xiàn)供不應(yīng)求的形勢(shì)。據(jù)預(yù)測(cè)，亞洲地區(qū)從2005年—2010年對(duì)高嶺土需求的增長(zhǎng)率為造紙2～3％，陶瓷5％，催化劑6％，塑料8％，顏料5％，橡膠6％，水泥4％，其它4％。我國(guó)對(duì)高嶺土的需求增長(zhǎng)率將略高于亞洲地區(qū)的增長(zhǎng)率。我國(guó)高嶺土將重點(diǎn)發(fā)展深加工，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，立足從傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域轉(zhuǎn)向高科技、高效益領(lǐng)域，重點(diǎn)研制生產(chǎn)造紙、涂料高嶺土和超細(xì)煅燒高嶺土等高附加值產(chǎn)品。492.3.2.4我國(guó)高嶺土發(fā)展趨勢(shì)近幾年內(nèi)，我國(guó)硅藻是最早在地球上出現(xiàn)的原生單細(xì)胞植物生物之一，生存在海水或者湖水中。硅藻土是硅藻的死亡后經(jīng)過(guò)1至2萬(wàn)年左右的堆積期，形成的一種化石性的硅藻堆積土。主要化學(xué)成份是SiO2，還有少量的Al2O3、P2O3、CaO、MgO等。由于硅藻土具有細(xì)膩、松散、質(zhì)輕、多孔、吸水和滲透性強(qiáng)、對(duì)人無(wú)毒無(wú)害等特點(diǎn)，并有特殊的結(jié)構(gòu)構(gòu)造使得它具有許多特殊的技術(shù)和物理性能，2.3.3硅藻土被廣泛用于輕工、化工、建材、石油、醫(yī)藥、衛(wèi)生、等部門，近些年也被廣泛應(yīng)用于水處理行業(yè)。50硅藻是最早在地球上出現(xiàn)的原生單細(xì)胞植物生物之一，2.3.3.1硅藻土的具體用途（N.1)

1、作玻璃鋼、橡膠、塑料的填料。能明顯增強(qiáng)制品的鋼性和硬度，提高制品的耐熱、耐磨、抗老化等性能，大幅度降低成本

2、作造紙?zhí)盍?。能夠改進(jìn)紙張的不透明度和亮度，提高平滑度和印刷質(zhì)量，減少紙張因濕度而引起的伸縮。

3、作為涂料的消光劑。能夠降低涂膜的表面光澤，增加涂膜的耐磨性和抗劃痕性。

4、作農(nóng)藥粉劑、顆粒劑的理想載體?？墒怪苿┓€(wěn)定，藥效延長(zhǎng)，毒性緩角，劑量易于掌握。

5、作為高效復(fù)合肥的理載體。其本身就具有一定肥效，而且對(duì)可溶性的氮、磷、鉀吸附能力強(qiáng)，在土壤中具有一定的緩釋作用，利于作物生長(zhǎng)。512.3.3.1硅藻土的具體用途（N.1)1、作玻2.3.3.1硅藻土的具體用途（N.2)

6、作生產(chǎn)茶色玻璃、微孔玻璃、微孔玻璃微珠、玻璃纖維的原料。因其熔點(diǎn)（1600℃）比石英熔點(diǎn)（1700℃）低，故可節(jié)約能源，延長(zhǎng)窖齡，降低成本。

7、作水泥的填料。用以配制高硅質(zhì)和波特蘭水泥，能夠提高混凝土的流動(dòng)性和可塑性，提高產(chǎn)品的耐磨和耐磨腐蝕性。

8、作高瀝青含量的路面和防水卷材的填料。能有效地解決泛油和擠漿現(xiàn)象，提高防滑性、耐磨性、抗壓強(qiáng)度、耐浸蝕能力、大幅度地提高使用壽命。

9、作保溫材料。具有氣孔率高、容重小、保溫、隔熱、不燃、隔音、耐腐蝕等優(yōu)良性，應(yīng)用廣泛。作為鉆井沖洗隔離液的載體，用量30%，效果很好。522.3.3.1硅藻土的具體用途（N.2)6、作生2.3.3.1硅藻土礦產(chǎn)資源分布

世界上有20多個(gè)國(guó)家產(chǎn)出硅藻土礦。主要分布在中國(guó)、美國(guó)、丹麥、法國(guó)、蘇聯(lián)、羅馬尼亞等國(guó)。我國(guó)硅藻土礦資源較豐富，硅藻土儲(chǔ)量3.2億噸，資源量在20億t以上，位居世界前列。主要集中在華東及東北地區(qū)，其中規(guī)模較大，工作做得較多的有吉林、浙江、云南、山東、四川等省，其中吉林省礦床數(shù)最多(18個(gè))，保有儲(chǔ)量也最多，達(dá)21119萬(wàn)t；其次是云南省，保有儲(chǔ)量7752萬(wàn)t。

我國(guó)目前還沒(méi)有一個(gè)較完善的硅藻土選礦加工廠，只有幾個(gè)單位從事了低品位硅藻土的選礦提純研究，基本上形成了一定生產(chǎn)能力。而大理州高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)——大理慶中科技有限——力爭(zhēng)建設(shè)我國(guó)最大的硅藻土精選基地。532.3.3.1硅藻土礦產(chǎn)資源分布世界上有20主要講述內(nèi)容一、材料發(fā)展簡(jiǎn)史二、材料的分類三、一些新材料技術(shù)的介紹四、材料的展望54主要講述內(nèi)容一、材料發(fā)展簡(jiǎn)史二、材料的分類三、一些新材料技術(shù)新材料（一）納米材料

（二）高溫超導(dǎo)材料

（三）新能源材料（四）生物類材料

(五）隱形材料

（六）分子材料和器件

（七）超大集成電路芯片（八）先進(jìn)復(fù)合材料

（九）智能材料等十二個(gè)領(lǐng)域一些新材料的介紹55新材料（一）納米材料一些新材料的介紹55一、納米單位：1.光年（最長(zhǎng)單位）1LY＝3108365246060=9.461015m2.納米（nm）:1nm＝10-3m＝10-9m，大約是3、4個(gè)原子的寬度3.埃（?):1?＝10-1nm＝10-10m,用來(lái)描述原子半徑，X光波長(zhǎng)。3.1納米材料納米科學(xué)與技術(shù)是20世紀(jì)80年代未、90年代初逐步發(fā)展起來(lái)的前沿、交叉性嶄新綜合科學(xué)技術(shù),是以許多現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)。

它是現(xiàn)代科學(xué)（混沌物理、量子力學(xué)、介觀物理、分子生物學(xué)）和現(xiàn)代技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù)）結(jié)合的產(chǎn)物，包括量子力學(xué)、物理、化學(xué)、分子生物學(xué)、材料料學(xué)、信息科學(xué)、機(jī)械學(xué)等學(xué)科。納米科學(xué)技術(shù)被認(rèn)為是世紀(jì)之交出現(xiàn)的一項(xiàng)高科技術(shù)。56一、納米單位：3.1納米材料納米科學(xué)與技術(shù)

人類對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)的兩個(gè)領(lǐng)域：1.宏觀領(lǐng)域：以人的肉眼可見(jiàn)的物體為下限，上至宇宙天體。人類能夠最大尺度為1010LY。2.微觀領(lǐng)域：

以分子、原子（約0.1nm）為最大起點(diǎn)，下至無(wú)限小的領(lǐng)域人類所研究的最小尺度為：10-15

m

。

在宏觀領(lǐng)域和微觀領(lǐng)域之間存在著近年來(lái)才引起重視的介觀領(lǐng)域,在這個(gè)不同于宏觀和微觀的領(lǐng)域,由于三維尺寸很細(xì)小。出現(xiàn)了許多奇異的性能，不能用我們現(xiàn)有的常識(shí)來(lái)描述這個(gè)領(lǐng)域的規(guī)律，這些奇特性能影響著眾多行業(yè)的發(fā)展，而納米材料做為介觀領(lǐng)域代表給提出來(lái)。3.1.1納米科技提出的背景57人類對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)的兩個(gè)領(lǐng)域：33.1.2納米科技的研究?jī)?nèi)容

納米科技研究由尺寸在1～100nm之間的物質(zhì)組成的體系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相互作用以及可能的實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)問(wèn)題的科學(xué)技術(shù)。納米科技納米材料納米機(jī)械學(xué)納米化學(xué)納米生物學(xué)納米材料學(xué)納米加工技術(shù)納米加工學(xué)583.1.2納米科技的研究?jī)?nèi)容納米科技研究由機(jī)械球磨法：采用球磨方法（粉碎與研磨為主方法），控制適當(dāng)?shù)臈l件得到純?cè)?、合金或?fù)合材料的納米粒子。其特點(diǎn)操作簡(jiǎn)單、成本低，但產(chǎn)品純度低，顆粒分布不均勻。真空冷凝法：用真空蒸發(fā)、加熱、高頻感應(yīng)等方法使原料氣化或形成等粒子體，然后驟冷。其特點(diǎn)純度高、結(jié)晶組織好、粒度可控，但技術(shù)設(shè)備要求高。物理粉碎法：通過(guò)機(jī)械粉碎、電火花爆炸等方法得到納米粒子。其特點(diǎn)操作簡(jiǎn)單、成本低，但產(chǎn)品純度低，顆粒分布不均勻。物理氣相沉積方法：一種常規(guī)的薄膜制備手段，包括蒸鍍、電子束蒸鍍、濺射深度塑性形變法：材料在準(zhǔn)靜態(tài)壓力的作用下發(fā)生嚴(yán)重塑性形變，從而將材料的晶粒細(xì)化到亞微米或納米量級(jí)。一般要熱處理。以上只是主要的物理制備方法，還有很多種方法都在探討，而且每種細(xì)分很多。3.1.3.1納米制備技術(shù)—物理方法59機(jī)械球磨法：采用球磨方法（粉碎與研磨為主方法），控制適當(dāng)?shù)臈l氣相沉積法：利用金屬化合物蒸氣的化學(xué)反應(yīng)合成納米材料。其特點(diǎn)產(chǎn)品純度高，粒度分布窄。沉淀法：把沉淀劑加入到鹽溶液中反應(yīng)后，將沉淀熱處理得到納米材料。其特點(diǎn)簡(jiǎn)單易行，但純度低，顆粒半徑大，適合制備氧化物。水熱合成法：高溫高壓下在水溶液或蒸汽等流體中合成，再經(jīng)分離和熱處理得納米粒子。其特點(diǎn)純度高，分散性好、粒度易控制。溶膠凝膠法：金屬化合物經(jīng)溶液、溶膠、凝膠而固化，再經(jīng)低溫?zé)崽幚矶杉{米粒子。其特點(diǎn)反應(yīng)物種多，產(chǎn)物顆粒均一，過(guò)程易控制，適于氧化物和Ⅱ～Ⅵ族化合物的制備。微乳液法：兩種互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成乳液，在微泡中經(jīng)成核、聚結(jié)、團(tuán)聚、熱處理后得納米粒子。其特點(diǎn)粒子的單分散和界面性好，Ⅱ～Ⅵ族半導(dǎo)體納米粒子多用此法制備。3.1.3.2納米制備技術(shù)—化學(xué)方法60氣相沉積法：利用金屬化合物蒸氣的化學(xué)反應(yīng)合成納米材料。其特點(diǎn)（一）在陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用：如能解決單相納米陶瓷的燒結(jié)過(guò)程中抑制晶粒長(zhǎng)大的技術(shù)問(wèn)題，則它將具有高硬度、高韌性、低溫超塑性、易加工等優(yōu)點(diǎn)。（二）在微電子學(xué)上的應(yīng)用：立足于最新的物理理論和最先進(jìn)的工藝手段，按照全新的理念來(lái)構(gòu)造電子系統(tǒng)，并開(kāi)發(fā)物質(zhì)潛在的儲(chǔ)存和處理信息的能力，實(shí)現(xiàn)信息采集和處理能力的革命性突破。（三）在生物工程上的應(yīng)用：分子計(jì)算機(jī)，具有特異物理特性和穩(wěn)定性，其中奇特的光學(xué)循環(huán)特性可用于儲(chǔ)存信息，從而起到代替當(dāng)今計(jì)算機(jī)信息處理和信息存儲(chǔ)的作用，它將使單位體積物質(zhì)的儲(chǔ)存和信息處理能力提高上百萬(wàn)倍。（四）在光電領(lǐng)域的應(yīng)用：微電子和光電子的結(jié)合，將在光電信息傳輸、存貯、處理、運(yùn)算和顯示等方面，使光電器件的性能大大提高。比如用于現(xiàn)有雷達(dá)信息處理上，可使其能力提高10倍至幾百倍。3.1.4納米科技的七大應(yīng)用（N.1）61（一）在陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用：如能解決單相納米陶瓷的燒結(jié)過(guò)程中抑制（五）在化工領(lǐng)域的應(yīng)用：比如將納米TiO2粉體按一定比例加入到化妝品中，則可以有效地遮蔽紫外線；利用納米微粒構(gòu)成的海綿體狀的輕燒結(jié)體，可用于氣體同位素、混合稀有氣體及有機(jī)化合物等的分離和濃縮等。納米微粒還可用作導(dǎo)電涂料，用作印刷油墨，制作固體潤(rùn)滑劑等。（六）在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用：了解生物大分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)及其與功能的關(guān)系，獲取生命信息。比如制造分子機(jī)器人，在血液中循環(huán)，對(duì)身體各部位進(jìn)行檢測(cè)、診斷，并實(shí)施特殊治療。現(xiàn)在已成功利用納米微粒進(jìn)行了細(xì)胞分離；用金的納米粒子進(jìn)行定位病變治療；利用納米顆粒作為載體的病毒誘導(dǎo)物已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，已用于臨床動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。（七）在分子組裝方面的應(yīng)用：目前納米技術(shù)已深入到了對(duì)單原子的操縱，逐步實(shí)現(xiàn)組裝與剪裁。

另外在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)科技的升級(jí)方面：例如在化纖和紡織品中加入納米TiO2、SiO2、Al2O3顆粒,可以起到除味、殺菌、防靜電和保暖作用。把納米Al2O3顆粒加入到金屬或合金中大大改善力學(xué)性能；加入到玻璃中既不影響其透明度又能提高其韌性等。3.1.4納米科技的七大應(yīng)用（N.2）62（五）在化工領(lǐng)域的應(yīng)用：比如將納米TiO2粉體按一定比例加（1）納米科技將促使人類認(rèn)知的革命：納術(shù)尺度下的物質(zhì)世界及其持性、是人類較為陌生的領(lǐng)域，它正好處于以人類活動(dòng)空間為代表的宏觀和以原子及其以下尺度為代表的微觀世界的中間地帶，也是物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)、信息學(xué)以及生命科學(xué)發(fā)展的新疆土。人類將面臨對(duì)新理論和新發(fā)現(xiàn)重新學(xué)習(xí)和理解的任務(wù)。對(duì)這以領(lǐng)域探索過(guò)程中形成的理論和概念在我們的生產(chǎn)生活個(gè)得以廣泛的應(yīng)用，那么人類將建立起不同于我們內(nèi)眼所能觀察到的物質(zhì)世界的新觀念．將極大地豐富我們的認(rèn)知世界并給人類社會(huì)帶來(lái)觀念上的變革。(2)納米科技將劇烈改變以往的生產(chǎn)方式、大力提高生產(chǎn)力水平：納米科技一旦成熟，將從根在上改變現(xiàn)有的生產(chǎn)方式，可能取代許多現(xiàn)存的大規(guī)模工業(yè)模式。納米水平上的直接生產(chǎn)、推動(dòng)產(chǎn)品的微型化、高性能化和與環(huán)境友好化，這將在新的層次上為可持續(xù)發(fā)展的理論變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)提供物質(zhì)和技術(shù)保證。3.1.5納米科技的重要意義63（1）納米科技將促使人類認(rèn)知的革命：納術(shù)尺度下的物質(zhì)世界及其3.1.6納米展示（N.1）IBM公司用Xe寫的IBM日本用Xe寫的原子643.1.6納米展示（N.1）IBM公司用Xe寫的IBM日用掃描遂道顯微鏡觀察原子的排列情況3.1.6納米展示（N.2）65用掃描遂道顯微鏡觀察原子的排列情況3.1.6納米展示（N1.1993年，中國(guó)科學(xué)院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室自如地操縱原子成功寫出“中國(guó)”二字，標(biāo)志著我國(guó)開(kāi)始開(kāi)始在國(guó)際納米科技領(lǐng)域占有一席之地，并居于國(guó)際科技前沿。2.1998年，清華大學(xué)范守善課題組成功地制備出直徑為3－50納米、長(zhǎng)度達(dá)微米微米量級(jí)的氮化鎵半導(dǎo)體一維納米棒，使我國(guó)在國(guó)際上首次把氮化鎵制備成一維納米晶體。3.1998年，我國(guó)科學(xué)家制備出金剛石納米粉，被國(guó)際刊物譽(yù)為“稻草變黃金——從四氯化碳制成金剛石”。4.近年，中國(guó)科學(xué)院物理研究所解思深課題組，不僅合成了世界上最長(zhǎng)的“超級(jí)纖維”碳納米管，創(chuàng)造了一項(xiàng)“３毫米的世界之最”，而且合成出世界上最細(xì)的碳納米管。

3.1.7我國(guó)納米科技成果（N.1)661.1993年，中國(guó)科學(xué)院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室自如地操縱原子5.1999年上半年，北京大學(xué)薛增泉研究組在世界上首次將單壁碳納米管組裝豎立在金屬表面，并組裝出世界上最細(xì)且性能良好的掃描隧道顯微鏡用探針。6.1999年，中科院金屬研究所成會(huì)明博士合成出高質(zhì)量的碳納米材料，使我國(guó)新型儲(chǔ)氫材料研究一舉躍上世界先進(jìn)水平。這種新材料能儲(chǔ)存和凝聚大量的氫氣，并可能做成燃料電池驅(qū)動(dòng)汽車。7.2000年，中科院金屬研究所盧柯博士率領(lǐng)的小組，在世界上首次直接發(fā)現(xiàn)納米金屬的“奇異”性能——超塑延展性，納米銅在室溫下竟可延伸50多倍而“不折不撓”，被譽(yù)為“本領(lǐng)域的一次突破，它第一次向人們展示了無(wú)空隙納米材料是如何變形的”——

納米材料“鼻祖”、德國(guó)科學(xué)家格萊特(H·Glelter)教授。

3.1.7我國(guó)納米科技成果（N.2)675.1999年上半年，北京大學(xué)薛增泉研究組在世界上首次將單

超導(dǎo)：材料在低溫下失去電阻——零電阻效應(yīng)。1.沒(méi)有熱損耗，可產(chǎn)生超強(qiáng)磁場(chǎng)——輸電、大型磁體。2.導(dǎo)體內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度為零——制造超導(dǎo)列車與超導(dǎo)船—無(wú)摩擦狀態(tài)運(yùn)行，大大提高速度與安靜性能。發(fā)展歷程：（1）從1911年汞冷卻到－269°（發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)）到1986年（75年）只是把溫度提高到－250°。（2）86年，－243°

（3）87年，－240°——－220°——－177°（朱經(jīng)武）——33°跡象（美國(guó)華裔）——13°跡象—陶瓷材料（日本）。高溫超導(dǎo)體的巨大突破，以液態(tài)氮代替液態(tài)氦作超導(dǎo)制冷劑獲得超導(dǎo)體，使超導(dǎo)技術(shù)走向大規(guī)模開(kāi)發(fā)。3.2高溫超導(dǎo)材料68超導(dǎo)：材料在低溫下失去電阻——零電阻效應(yīng)。3.2

鉍系高溫超導(dǎo)帶材——清華大學(xué)和西北有色金屬研究院，清華大學(xué)（簡(jiǎn)稱英納公司）鉍系高溫超導(dǎo)帶材的批量生產(chǎn)工藝日益成熟，2003年共計(jì)有十幾公里線材已順利銷往韓、美、歐等國(guó)。

大面積雙面高溫超導(dǎo)薄膜——中科院物理所和北京有色金屬研究總院的釔系超導(dǎo)薄膜技術(shù)都有了很大提高；中科院物理所課題組（南開(kāi)大學(xué)）的鉈系超導(dǎo)薄膜的技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，而且產(chǎn)品穩(wěn)定性較好。

高溫超導(dǎo)電纜——中國(guó)科學(xué)院電工研究所和北京云電英納電纜有限公司均已初步完成電纜的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。其中，北京云電英納電纜有限公司正在進(jìn)一步優(yōu)化電纜系統(tǒng)，計(jì)劃于2003年年底完成電纜本體的制造，并于2004年上半年在云南昆明普吉變電站正式掛網(wǎng)運(yùn)行。

移動(dòng)通信用高溫超導(dǎo)濾波器——清華大學(xué)已研制成功適合我國(guó)的GSM1800、GSM900和CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的高溫超導(dǎo)濾波器子系統(tǒng)，系統(tǒng)性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，并穩(wěn)步向產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)。目前已計(jì)劃進(jìn)行移動(dòng)通信小區(qū)基站的現(xiàn)場(chǎng)通信試驗(yàn)，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)濾波器系統(tǒng)應(yīng)用于移動(dòng)通信準(zhǔn)備了必要的條件。3.2.1我國(guó)高溫超導(dǎo)研究進(jìn)展69鉍系高溫超導(dǎo)帶材——清華大學(xué)和西北有色金屬研究院，清華大新能源和再生清潔能源技術(shù)是21世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最具有決定性影響的五個(gè)技術(shù)領(lǐng)域之一，新能源包括太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、核能、風(fēng)能、地?zé)?、海洋能等一次能源以及二次電源中的氫能等能源?020年我國(guó)能源總需求量是24.66—32.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，是2000年的2.2倍。目前，我國(guó)優(yōu)質(zhì)能源在一次能源消耗構(gòu)成的比例不合理：石油：天然氣：煤炭=2:1:7。我國(guó)要大力發(fā)展太陽(yáng)能、潮汐能、水電、風(fēng)電等可再生資源的開(kāi)發(fā)，尤其是太陽(yáng)能。太陽(yáng)能照射在地面的能量相當(dāng)于全球能耗1.6億倍。目前：美國(guó)百萬(wàn)屋頂計(jì)劃，德國(guó)十萬(wàn)個(gè)屋頂計(jì)劃、日本屋頂電池系統(tǒng)、我國(guó)西部陽(yáng)光計(jì)劃。。3.3新能源材料（N.1）70新能源和再生清潔能源技術(shù)是21世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最具有決定性新能源材料則是指實(shí)現(xiàn)新能源的轉(zhuǎn)化和利用以及發(fā)展新能源技術(shù)中所要用到的關(guān)鍵材料。主要包括儲(chǔ)氫電極合金材料為代表的鎳氫電池材料、鋰離子電池材料、燃料電池材料、Si半導(dǎo)體材料為代表的太陽(yáng)能電池材料以及鈾、氘、氚為代表的反應(yīng)堆核能材料等。當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和技術(shù)前沿包括高能儲(chǔ)氫材料、聚合物電池材料、中溫固體氧化物燃料電池電解質(zhì)材料、多晶薄膜太陽(yáng)能電池材料等。

3.3新能源材料（N.2）71新能源材料則是指實(shí)現(xiàn)新能源的轉(zhuǎn)化和利用以及發(fā)展新能源技術(shù)中所

是指人造類生物材料和人造具有生物活性或某種生物功能的材料，也包括天然生物材料的改性、處理和在材料制備方面的應(yīng)用。生物類材料，包括：1、仿生材料：蜘蛛絲、生物鋼（蛋白質(zhì)）2、生物醫(yī)用材料:骨、血管、血液、心臟瓣膜等3、生物靈性材料：即在電、光、磁等作用下具有伸縮功能的的類似生物的智能材料，如聚合物人造肌肉.VCD3.4生物類材料72是指人造類生物材料和人造具有生物活性或某種主要講述內(nèi)容一、材料發(fā)展簡(jiǎn)史二、材料的分類三、一些新材料技術(shù)的介紹四、材料的展望73主要講述內(nèi)容一、材料發(fā)展簡(jiǎn)史二、材料的分類三、一些新材料技術(shù)

每種材料都有其生命曲線，包括發(fā)生、發(fā)展、成熟及衰退四個(gè)階段。而衰退主要是因?yàn)樾虏牧系母?jìng)爭(zhēng)。資源、能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等有利因素使新材料、新工藝代替舊材料、舊工藝。各種材料位于生命曲的不同階段。但作為材料總體，只要人類存在，人類賴以生存的大廈仍然需要“材料”這根支柱。

人類的發(fā)展離不開(kāi)材料，但需要什么材料，人們可以去選擇。一種材料如果能滿足資源、能源、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和質(zhì)量這五個(gè)判據(jù)，它就能生存下來(lái)。否則就有被淘汰的可能。4

材料的展望（N.1)74每種材料都有其生命曲線，包括發(fā)生、發(fā)展

面對(duì)人類社會(huì)的選擇，材料的競(jìng)爭(zhēng)和斗爭(zhēng)方式主要有兩個(gè)：

一是材料與環(huán)境的斗爭(zhēng)。材料是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，它在使用時(shí)面臨著大自然風(fēng)雨和溫度變化以及人為的力學(xué)、電學(xué)等環(huán)境的侵蝕和損傷，導(dǎo)致材料的失效；

二是材料之間的競(jìng)爭(zhēng)。社會(huì)總是選用“物美價(jià)廉”的商品。對(duì)材料來(lái)說(shuō)，“物美”是材料具備人類需要的使用性能和工藝性能，“價(jià)廉”是可以滿足人類愿意付出的費(fèi)用。這是商品經(jīng)濟(jì)的基本原則。4

材料的展望（N.2)75面對(duì)人類社會(huì)的選擇，材料的競(jìng)爭(zhēng)和斗爭(zhēng)方

鋼鐵工業(yè)，在發(fā)達(dá)國(guó)家已進(jìn)入衰退階段，原因就是有許多新材料來(lái)代替鋼鐵，并且鋼鐵生產(chǎn)污染環(huán)境，他們往往把這些企業(yè)放在第三世界國(guó)家。而鋼鐵在我國(guó)還在成熟階段，2005年我國(guó)的粗鋼產(chǎn)量已經(jīng)突破3億噸，在全世界總產(chǎn)量中所占的比例由2004年的26.3%上升到2005年的30.9%。

中國(guó)材料差距—鋼鐵（N.1)76中國(guó)材料差距—鋼鐵（N.1)76

我們?nèi)匀幻媾R諸多問(wèn)題，最明顯的有三個(gè)一，每年我們需要進(jìn)口優(yōu)質(zhì)鋼2000萬(wàn)噸以上。二、每年鐵礦石價(jià)格定價(jià)上，中國(guó)缺乏發(fā)言權(quán)。三、資源消耗使得環(huán)境壓力增大。

我國(guó)每萬(wàn)元的工業(yè)增加值中取水量是90立方，是發(fā)達(dá)國(guó)家的3－7倍；工業(yè)用水重復(fù)利用率為52％，比發(fā)達(dá)國(guó)家低35％，礦產(chǎn)資源總回收率為30％，比發(fā)達(dá)國(guó)家低20％；單位GDP的廢水、固體廢棄物的排放大大高于發(fā)達(dá)國(guó)家水平（CO2世界第二；有機(jī)污水全球第一）

中國(guó)材料差距—鋼鐵（N.2)77我們?nèi)匀幻媾R諸多問(wèn)題，最明顯材料與器件:（1）半導(dǎo)體照明-以白光照明為龍頭的寬禁帶半導(dǎo)體（2）全固態(tài)激光器－以紫外、深紫外、三原色為龍頭（3）微光電子材料和芯片－以12英寸硅片和光電芯片為龍頭（4）先進(jìn)生物類材料（5）優(yōu)良服役性能材料（6）氫能與燃料電池關(guān)鍵材料（7）飛行器材料我國(guó)十一五期間重點(diǎn)發(fā)展方向（一）78材料與器件:我國(guó)十一五期間重點(diǎn)發(fā)展方向（一）78技術(shù)與裝備：（1）鋼鐵制造新流程

（2）高性能材料復(fù)合技術(shù)（3）廢棄物的資源化和回收技術(shù)（4）超大噸位鍛壓機(jī)（5）大宗料高效化學(xué)反應(yīng)裝置（6）納微米加工、表征裝備我國(guó)十一五期間重點(diǎn)發(fā)展方向79技術(shù)與裝備：我國(guó)十一五期間重點(diǎn)發(fā)展方向79應(yīng)該重點(diǎn)支持的中國(guó)制造產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域與對(duì)應(yīng)的新材料領(lǐng)域汽車配件電子計(jì)算機(jī)家用電器通訊設(shè)備機(jī)電設(shè)備服裝加工照明器材小家電鐵路運(yùn)輸設(shè)備摩托車工程塑料高溫結(jié)構(gòu)陶瓷半導(dǎo)體材料特種鋼特種纖維天然橡膠輕合金超硬材料磁性材料電子化學(xué)品復(fù)合材料集熱制冷材料光存儲(chǔ)顯示材料太陽(yáng)能電池材料貯氫電池材料高溫合金生態(tài)材料納米材料環(huán)境替代材料中國(guó)制造新材料任重道遠(yuǎn)80應(yīng)該重點(diǎn)支持的中國(guó)制造產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域與對(duì)應(yīng)的新材料領(lǐng)域汽車配件工程謝謝大家！8181大理州經(jīng)委工業(yè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)知識(shí)講座材料基礎(chǔ)知識(shí)州經(jīng)委：鄭巍黎2006年7月大理州經(jīng)委工業(yè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)知識(shí)講座材料基礎(chǔ)知識(shí)州經(jīng)委：鄭巍黎2緒論材料（Material）是人類用以制成用于生活和生產(chǎn)的物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器和其它產(chǎn)品的那些物質(zhì)。材料、信息和能源是現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)的三大支柱勘探、采礦、選礦、冶金與材料的關(guān)系。83緒論材料（Material）是人類用以制成用于生活和材料學(xué)知識(shí)晶體學(xué)(空間點(diǎn)陣）晶體缺陷（點(diǎn)、線、面、體）固體材料熱力學(xué)和平衡態(tài)理論（相圖）固體動(dòng)力學(xué)理論（擴(kuò)散與相變）固體材料的結(jié)構(gòu)理論（原子結(jié)構(gòu)、能級(jí)、結(jié)合鍵等）固體電子論（分子軌道理論和能帶理論）84材料學(xué)知識(shí)晶體學(xué)(空間點(diǎn)陣）2主要講述內(nèi)容一、材料發(fā)展簡(jiǎn)史二、材料的分類三、一些新材料技術(shù)的介紹四、材料的展望85主要講述內(nèi)容一、材料發(fā)展簡(jiǎn)史二、材料的分類三、一些新材料技

人類發(fā)展的歷史證明，材料是社會(huì)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)，是人類進(jìn)步的里程碑。可分為以下幾個(gè)時(shí)代：材料發(fā)展簡(jiǎn)史石器時(shí)代高分子時(shí)代陶器時(shí)代青銅時(shí)代鐵器時(shí)代陶瓷時(shí)代復(fù)合材料時(shí)代86人類發(fā)展的歷史證明，材料是社會(huì)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)材料發(fā)

舊石器時(shí)代—早在100萬(wàn)年以前，人類開(kāi)始以石頭做工具1.1

材料發(fā)展簡(jiǎn)史—石器時(shí)代新石器時(shí)代—1萬(wàn)年前，人類對(duì)石頭進(jìn)行加工孟津妯娌新石器時(shí)代聚落遺址

金壇三星村新石器時(shí)代遺址

87舊石器時(shí)代—早在100萬(wàn)年以前，人類開(kāi)始以石頭做工具1.11.2

材料發(fā)展簡(jiǎn)史—陶器時(shí)代

新石器后期，人類發(fā)明了用粘土成型，再火燒固化而制成陶器，從而進(jìn)入陶器時(shí)代。目前考古發(fā)現(xiàn)的陶器，在亞洲有中國(guó)江西省萬(wàn)年縣大源鄉(xiāng)仙人洞的陶器和日本最早的繩紋陶（公元前8000年左右）；在歐洲，在希臘半島發(fā)現(xiàn)的陶瓷約在公元前6000至5000年；在美洲大陸，已發(fā)現(xiàn)的陶器約在公元前6000年前左右。陶器時(shí)代是人類文明史上的重要飛躍，陶器的發(fā)明不僅成為這一階段的最重要的物質(zhì)文明的創(chuàng)造，同時(shí)也成為這一時(shí)期最重要的生產(chǎn)工具。

彩陶釉陶881.2材料發(fā)展簡(jiǎn)史—陶器時(shí)代新石器后期

燒制陶器過(guò)程中還原出金屬銅和錫，創(chuàng)造了煉銅技術(shù)，生產(chǎn)出各種青銅器物，進(jìn)入了青銅時(shí)代。

古希臘大約在公元前3000年以前，埃及是公元前2500年前，中國(guó)是夏代（公元前2000年左右），歐洲是公元前1800年前后進(jìn)入青銅器時(shí)代。這是人類大量利用金屬的開(kāi)始，是人類文明發(fā)展的重要里程碑。1.3材料發(fā)展簡(jiǎn)史—青銅時(shí)代89燒制陶器過(guò)程中還原出金屬銅和錫，創(chuàng)造了煉銅技術(shù)，生人們開(kāi)始使用鐵來(lái)制造工具和武器的時(shí)代。冶煉青銅的基礎(chǔ)上逐漸掌握了冶煉鐵的技術(shù)之后，鐵器時(shí)代就到來(lái)了。世界上最早是小亞細(xì)亞的赫梯人在公元前1400年左右，古希臘和古羅馬開(kāi)始普遍使用在公元前1000年。中國(guó)最早在春秋戰(zhàn)國(guó)－晉國(guó)（大致公元前700年），鐵器的廣泛使用，使人類的工具制造進(jìn)入了一個(gè)全新的領(lǐng)域，生產(chǎn)力得到極大的提高。鐵器的使用，導(dǎo)致了世界上一些民族從原始社會(huì)發(fā)展到奴隸社會(huì)，也推動(dòng)了一些民族脫離了奴隸制的枷鎖而進(jìn)入了封建社會(huì)。長(zhǎng)沙戰(zhàn)國(guó)凹形鐵鋤湖北當(dāng)陽(yáng)宋代鐵塔滄州鐵獅1.4材料發(fā)展簡(jiǎn)史—鐵器時(shí)代90人們開(kāi)始使用鐵來(lái)制造工具和武器的時(shí)代。冶煉青銅的基礎(chǔ)上逐高分子時(shí)代——20世紀(jì)初，人工合成高分子材料問(wèn)世，如1909年的酚醛樹脂（膠木），1925年的聚苯乙烯，以及1941年的尼龍等，并發(fā)展十分迅速。如今，世界年產(chǎn)量已超過(guò)鋼陶瓷時(shí)代——20世紀(jì)50年代后，通過(guò)一些特殊制備方法，制造出一系列先進(jìn)陶瓷，由于其資源豐富、比重小、耐高溫、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，很有發(fā)展前途，用途在不斷擴(kuò)展。復(fù)合材料時(shí)代——最具有發(fā)展前途的是復(fù)合材料，因?yàn)檫@類材料具有每種單質(zhì)材料所不具備的性能。1.5材料發(fā)展簡(jiǎn)史—新材料時(shí)代91高分子時(shí)代——20世紀(jì)初，人工合成高分子材料問(wèn)世，如1909特點(diǎn)：1.特殊性（超強(qiáng)度、超塑性、超導(dǎo)性等）2.制備和生產(chǎn)和新技術(shù)、新工藝緊密相關(guān)。3.更新?lián)Q代快，式樣多變。4.發(fā)展和理論的關(guān)系比傳統(tǒng)材料更密切。1.6新材料的特點(diǎn)、趨勢(shì)

趨勢(shì)：1.從均質(zhì)材料復(fù)合材料2.由結(jié)構(gòu)材料功能材料,多功能材料并重3.材料結(jié)構(gòu)的尺度向越來(lái)越小的方向發(fā)展.4.由被動(dòng)性材料具有主動(dòng)性的智能材料5.通過(guò)仿生途徑來(lái)發(fā)展新材料.92特點(diǎn)：1.特殊性（超強(qiáng)度、超塑性、超導(dǎo)性等）1.6新材主要講述內(nèi)容一、材料發(fā)展簡(jiǎn)史二、材料的分類三、一些新材料技術(shù)的介紹四、材料的展望93主要講述內(nèi)容一、材料發(fā)展簡(jiǎn)史二、材料的分類三、一些新材料技術(shù)材料的分類材料的組成：金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料.材料的特性和用途：結(jié)構(gòu)材料、功能材料

—結(jié)構(gòu)材料：利用力學(xué)性能—承受載荷—功能材料：利用特殊的物理性能（電、熱、磁等）材料尺寸：一維、二維、三維材料內(nèi)部原子排布：晶態(tài)與非晶態(tài)材料熱力學(xué)狀態(tài)：穩(wěn)態(tài)與亞穩(wěn)態(tài)94材料的分類材料的組成：金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬

2.1.1

金屬材料—黑色金屬—鐵

鑄鐵——鑄鐵是含碳量大于2.11%的鐵碳合金，它含有比碳鋼更多的硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)。根據(jù)鑄鐵中碳的存在形式不同：白口鑄鐵——斷口呈銀白色，性能硬而脆，很難進(jìn)行切削加工，工業(yè)上極少用來(lái)制造機(jī)械零件。主要用作煉鋼原料或用于可鍛鑄鐵的毛坯.灰口鑄鐵——斷口呈暗灰色，灰口鑄鐵中的碳大部分或全部以自由狀態(tài)的石墨形式存在。

根據(jù)石墨存在形式可分為普通灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵等。952.1.1金屬材料—黑色金屬—鐵鑄鐵——鑄2.1.2

金屬材料—黑色金屬—鋼鋼分為碳素鋼（簡(jiǎn)稱碳鋼）和合金鋼兩大類。碳鋼—含碳量小于2.11%并含有少量硅、錳、硫、磷雜質(zhì)的鐵碳合金.按含碳量分：低碳鋼（0.25%）、中碳鋼、高碳鋼（0.60%）按質(zhì)量分：普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、高級(jí)碳素鋼按用途分：碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼合金鋼按用途：合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、特殊性能鋼。按合金元素總含量：低合金鋼（5%）、中合金鋼、高合金鋼（10%）962.1.2金屬材料—黑色金屬—鋼鋼分為碳素鋼（簡(jiǎn)稱碳鋼）有色金屬種類繁多，結(jié)合我州與周邊的一些重大礦產(chǎn)，講3種有色金屬及其合金的基本性質(zhì)與目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)。（一）銅及銅合金（德欽羊拉、中甸普朗）（二）鋅及鋅合金（蘭坪鉛鋅礦）（三）鉑族金屬（大理彌渡金寶山）

2.2

有色金屬及其合金

97有色金屬種類繁多，結(jié)合我州與周邊的一些重大礦銅是人類最早發(fā)現(xiàn)的古老金屬之一，早在三千多年前人類就開(kāi)始使用銅。自然界中的銅分為自然銅、氧化銅礦和硫化銅礦。自然銅及氧化銅的儲(chǔ)量少，現(xiàn)在世界上80%以上的銅是從硫化銅礦精煉出來(lái)的2.2.1

銅及銅合金

銅具有許多可貴的物理化學(xué)特性例如其熱導(dǎo)率都很高，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，抗張強(qiáng)度大，易熔接且抗蝕性、可塑性、延展性均好。能與鋅、錫、鉛、錳、鈷、鎳、鋁、鐵等金屬形成合金.98銅是人類最早發(fā)現(xiàn)的古老金屬之一，早在三千多年工業(yè)上使用的銅有電解銅（含銅99.9％～99.95％）和精銅（含銅99.0％～99.7％）兩種。前者用于電器工業(yè)上，用于制造特種合金、金屬絲及電線。后者用于制造其他合金、銅管、銅板、軸等。銅的冶煉仍以火法治煉為主，其產(chǎn)量約占世界銅總產(chǎn)量的85%，現(xiàn)代濕法冶煉的技術(shù)正在逐步推廣，濕法冶煉的推出使銅的冶煉成本大大降低。2.2.1.1銅99工業(yè)上使用的銅有電解銅（含銅99.9％～99在純銅中加入某些合金元素（如鋅、錫、鋁、鈹、錳、硅、鎳、磷等），就形成了銅合金。銅合金具有較好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和耐腐蝕性，同時(shí)具有較高強(qiáng)度和耐磨性。根據(jù)成分不同，銅合金分為黃銅、青銅和白銅我們重點(diǎn)介紹黃銅、青銅。2.2.1.1銅合金100在純銅中加入某些合金元素（如鋅、錫、鋁、鈹黃銅是以鋅為主要合金元素的銅合金:普通黃銅

普通黃銅是銅鋅二元合金。由于塑性好，適于制造板材、棒材、線材、管材及深沖零件，如冷凝管、散熱管及機(jī)械、電器零件等2.2.1.1銅合金—黃銅特殊黃銅

為了獲得更高的強(qiáng)度、抗蝕性和良好的鑄造性能在銅鋅合金中加入鋁、硅、錳、鉛、錫等元素，就形成了特殊黃銅。如鉛黃銅、錫黃銅、鋁黃銅、硅黃銅、錳黃銅等。101黃銅是以鋅為主要合金元素的銅合金:2.2.1.1銅合青銅原指銅錫合金，但工業(yè)上都習(xí)慣稱含鋁、硅、鉛、鈹、錳等的銅合金也為青銅。主要有：錫青銅—以錫為主要合金元素的銅基合金。工業(yè)中使用的錫青銅，錫含量大多在3%～14%之間2.2.1.1銅合金—青銅鋁青銅—以鋁為主要合金元素的銅基合金。鋁青銅的力學(xué)性能比黃銅和錫青銅高。實(shí)際應(yīng)用的鋁青銅的鋁含量在5%～12%之間，含鋁為5%～7%的鋁青銅塑性最好。鈹青銅—以鈹為基本元素的銅合金。鈹青銅的含鈹量為1.7%～2.5%。102青銅原指銅錫合金，但工業(yè)上都習(xí)慣稱含鋁、硅、鉛、鈹、錳等銅最大的使用市場(chǎng)是電器和電子市場(chǎng)，約占總數(shù)的28%,－回收時(shí)限較長(zhǎng)，尤其大型設(shè)備(30-50年)

交通設(shè)備是銅的第三大市場(chǎng)，約占總數(shù)的13%，－散熱器和配線（回收10－15年）

工業(yè)機(jī)器和設(shè)備是另外一個(gè)主要的應(yīng)用市場(chǎng)，回收時(shí)間一般也比較長(zhǎng)。硬幣和軍火，－回收較少。2.2.1.2銅的消費(fèi)與回收年限103銅最大的使用市場(chǎng)是電器和電子市場(chǎng)，約占總數(shù)的28%,－回收（1）供需矛盾。1.2002年世界經(jīng)濟(jì)全面復(fù)蘇，對(duì)銅的需求增大，庫(kù)存大減。2.主要生產(chǎn)國(guó)智利、贊比亞和扎伊爾政治局勢(shì)不穩(wěn)，勞資糾紛嚴(yán)重。3.環(huán)保問(wèn)題，促使國(guó)際大量銅礦停產(chǎn)。國(guó)內(nèi)目前也出臺(tái)了一系列要求重視資源、能源與環(huán)保的政策和措施，促使產(chǎn)量暫時(shí)性減少。

（2）國(guó)際炒家的介入。國(guó)際投機(jī)基金瘋狂的針對(duì)中國(guó)套利盤展開(kāi)了擠空行情，銅價(jià)與現(xiàn)貨升水紛紛創(chuàng)出新高，投機(jī)基金的興風(fēng)作浪已經(jīng)改變了銅市場(chǎng)由供求本身所決定的運(yùn)行規(guī)律。基金擠倉(cāng)從目前還看不到完結(jié)的跡象。2.2.1.3銅的價(jià)格影響主要因素104（1）供需矛盾。1.2002年世界經(jīng)濟(jì)全面復(fù)蘇，對(duì)銅的需求增(1)國(guó)內(nèi)銅冶煉產(chǎn)能將過(guò)剩。目前總能力在205萬(wàn)噸,預(yù)計(jì)2007年產(chǎn)能將達(dá)到370萬(wàn)噸,遠(yuǎn)超全國(guó)銅精礦資源保障能力和國(guó)際可提供的精銅礦量。(2)全球經(jīng)濟(jì)