现代科技概论与第7章

一、根本概念3.现代新材料现代新材料是指新近开展的或正在研发的、性能超群的一些材料。三、材料的分类1.按照材料的化学成分分类金属材料、非金属材料、有机高分子材料和复合材料四大类。2.按照材料的不同用途分类结构材料和功能材料。3.按照材料的效劳对象分类信息材料、能源材料、建筑材料、航空材料、核反响堆材料等。

现代信息根底材料－硅三、材料的分类4.按照材料尺度的大小不同分类块状材料、薄膜材料、粉末材料和纤维材料。一、新型金属材料二、无机非金属材料三、新型高分子材料四、新型复合材料五、光电子材料六、生物医药材料七、纳米材料

一、新型金属材料1.超导材料有些物质在一定临界温度Tc以下会转变为完全没有电阻〔能导致导电材料的电阻趋近于零的现象〕，同时具有完全抗磁性，这种现象称为“超导现象〞。具有这种性质的材料，称为“超导材料〞。2.合金材料新型合金材料包括许多种类，它们性能各异，用途各不相同。例如，形状记忆合金和贮氢合金。(1)形状记忆合金；(2)贮氢合金。二、无机非金属材料2．玻璃材料现代新型玻璃材料改变了传统玻璃材料易碎、易传热的特性，研制出多具有“特异功能〞的新品种，如玻璃钢、“记忆玻璃〞、化学敏感性玻璃、超韧性增强玻璃、激光玻璃、防弹玻璃、防辐射玻璃等。3．半导体材料半导体材料是20世纪40年代开展起来的重要信息材料。其开展经历了：1)锗材料的发现和研制；2)硅材料的发现和研制；3)砷化镓材料的研究方兴未艾；4)超薄层、超晶格半导体材料开展大有前途四个阶段。

生物陶瓷

生物陶瓷指与生物体或生物化学有关的新型陶瓷。生物陶瓷可分为与生物体相关的植入陶瓷和与生物化学相关的生物工艺学陶瓷。

透光陶瓷〔制造灯具〕

新型无机非金属材料

没有特殊的新型材料，“神州号〞宇宙飞船就无法遨游太空

Si3N4基陶瓷球轴承

高纯氧化铝透明陶瓷管

氧化铝陶瓷制品

氧化锆陶瓷

三、新型高分子材料高分子是由碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素组成的分子量足够高的有机化合物，常用高分子材料的分子量在几百至几百万之间，有的可高达上千万。高分子材料主要包括合成塑料、纤维、橡胶、薄膜、胶粘剂和涂料等，其中合成塑料、合成纤维、合成橡胶被称为现代高分子三大合成材料。四、新型复合材料3．陶瓷基复合材料

在陶瓷中参加多种陶瓷纤维、晶体、颗粒等增强体，制成陶瓷基复合材料。4．碳/碳基复合材料碳/碳基复合材料是指碳纤维复合材料。六、生物医药材料生物材料也称为生物工程材料或生物医学材料，是生物体器官缺损、病变或衰竭的替代材料。.1．生物活性陶瓷人造生物玻璃〔45％SiO2；24.5％Na2O，24.5％CaO，6％P2O5〕已实现与骨相结合，而且与软组织相结合，成为一种活性陶瓷。2．生物化学水泥

骨骼缺损修补、骨骼植入材料的固定和牙齿的修复等，利用磷酸钙系细粉为主要材料，在修补过程中，一面硬化，一面产生羟基磷灰石，形状可塑，操作方便，被称为生物化学水泥。六、生物医药材料3．生物复合材料实验得到热解碳，比铝还轻，而且有高强度。把它涂在金属或高分子材料外表，有良好的生物相容性，与组织结合牢固，可以作为人工骨骼和人工齿。4．人工器官用于临床的人工器官的高分子材料主要有：聚氨酯、聚四氟乙烯、聚碳酸醋、聚甲醛、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、硅橡胶、碳纤维等几十种。这些材料可以制造出人工心脏、人工肝脏、人工肾、人工喉、人工眼球、人工骨、人工皮、人造血浆和血液等。七、纳米材料1．纳米纳米〔nm〕实际上是一个长度单位，纳米是1米的十亿分之一，即1纳米=1x10-9米。纳米是一个非常小的空间尺度。2．纳米材料纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围〔0.1~100nm〕或由其作为根本单元构成的材料。纳米材料有四大效应:外表效应、小尺寸效应、量子效应和界面效应，从而具有传统材料所不具备的奇特的物理化学性能。

分子和碳纳米管我国科学家已经在国际上首次制成了长度达3毫米的碳纳米管

扫描探针显微镜工作原理

用扫描隧道显向镜观察到的

硅晶体外表的原子排列(Si(m)７×7结构)

自由地操纵单个原子或分子

图左，扫描隧道显微镜针尖移动外表吸附原子的过程示意。

图右，用原子排列成的“原子〞两个字。

纳米存储器