《金属材料工程概论（第2版）》1-2-1-3材料的发展课件

1.2材料的发展材料是当代社会经济发展的物质基础，也是制造业发展的基础和重要保障。进入21世纪以来，随着中国的崛起，现代制造业的中心转向了中国转移。今天，中国的制造业直接创造国民生产总值的30%以上，约占全国工业生产的80%。新材料是发展高技术的基础和先导材料是人类赖以生存和发展的物质基础。近年来，以信息、生物、能源和新材料为代表的高新技术及其产业的迅猛发展，深刻地影响着各国的政治、经济、军事和文化，高技术产业已经成为世界经济发展的新动力，其发展水平和规模决定了一个国家在世界经济中的地位和国际竞争力。新材料是发展高技术的基础和先导，世界各国纷纷将新材料研究开发列为21世纪优先发展的关键领域之一。我国十分重视发展材料工业，特别是新材料产业和材料科学技术，并且取得了辉煌的成就。建国以来，经过几代人的不懈努力，我国已经建立了较为完整的规模庞大的材料工业体系，钢铁、建材、有色金属、合成纤维等材料的产量均到达了世界前列，我国已经成为世界第一产钢大国。我国民经济的高速稳定的发展保障、奠定了我国成为世界材料大国的地位。1.2.1

金属材料直到20世纪中叶，在材料工业中金属材料一直占绝对优势。近半个世纪以来，随着高分子材料(尤其是合成高分子材料)、无机非金属材料(尤其是先进陶瓷材料)，以及各种先进复合材料的发展，金属材料的绝对主导地位才逐渐被其他材料所部分取代。但是，在可以预见的将来，金属材料仍将占据材料工业的主导地位，这种情况在中国等发展中国家尤其如此。这是因为金属材料(例如钢铁)工业已经具有了一整套相当成熟的生产技术和庞大的生产能力，并且质量稳定，供应方便，在性能价格比上也占有一定优势，在相当长时期内，金属材料的资源也是有保证的。当然最重要和根本的原因还在于金属材料具有为其他材料体系所不能完全取代的独特的性质和使用性能，1.2.2

陶瓷材料。从传统陶瓷到先进陶瓷，是陶瓷发展史上的第二次重大飞跃，这一过程始于20世纪四五十年代，目前仍在不断发展。当然，传统陶瓷和先进陶瓷之间并无绝对的界线，但二者在原材料、制备工艺、产品显微结构等许多方面确有相当的差别。从先进陶瓷发展到纳米陶瓷将是陶瓷发展史上的第三次重大飞跃，陶瓷科学家还需在诸如纳米粉体的制备、成型、烧结等许多方面进行艰苦的工作，预期在本世纪初，陶瓷科学在这一方面将取得重大突破。1.2.3

高分子材料从1930年高分子科学概念建立至今已有70多年，由于高分子材料具有许多优良性能，适合工业和人民生活各方面的需要，而且它的原料丰富，适合现代化生产，经济效益显著，而且不受地域、气候的限制，因而高分子材料工业取得了突飞猛进的发展。目前世界上合成高分子材料的年产量已近2亿吨。如今高分子材料已经不再是金属、木、棉、麻、天然橡胶等传统材料的代用品，而是国民经济和国防建设中的基础材料之一。与此同时，高分子科学的三大组成部分—高分子化学、高分子物理和高分子工程也已日趋成熟。1.2.4

新材料研究与发展趋势

高新技术对材料提出了一些特殊性能要求，如要求超高压、超高温、超低温、高耐磨以及微重力等十分苛刻的特殊性能，是一些传统基础材料所不能满足的。于是，在传统材料工业的基础上，出现了研制、开发有特种性能新材料的新领域。

种类繁多的新材料在信息、航空、航天、武器装备，乃至人们日常生活器具制造等方面，都发挥了重要作用，它标志着人类的物质文明已进人新的发展时期。在国际经济势力的较量中，发达国家乃至发展中国家都竞相在高技术新材料领域夺取制高点。1.3.1信息材料集成电路材料信息存储材料光通信材料传感器与敏感材料1.3高技术新材料的研发1.3.2能源材料高临界温度超导材料永磁材料太阳能转化技术有机分离膜环境材料1.3.3生物材料和智能材料生物材料是指用于生物体的材料。它所包括范围很广，如人工器官、生物传感器、血液制品、药物输送机构、外科材料等。生物材料一般要求十分严格，必须无毒、不产生过敏反应、与生物组织相容性好、不致癌、不产生血凝或血溶、在生物体内不分解或产生沉淀等。常用生物材料有金属(钛、不锈钢、钴铬钼合金)、陶瓷(氧化铝、铝酸钙、生物玻璃)、碳素材料及多种高分子材料和各种复合材料。1.3.4结构材料金属材料仍然有很强的生命力工程陶瓷材料复合材料的发展1.3.5加快新材料的研发以满足国家的经济发展、改善生活品质以及国防需求等目标发展新材料。太阳能将有可能大幅度地改变人类的能源结构。太阳能材料的开发成为大规模使用太阳能的前提和基础。同样，氢能源的利用也有大量的高科技课题。信息技术已渗透到人类的经济、生活及国防等方方面面。可以说，人类已全面进入信息时代。除数据和文字外，还有声音和图像。作为信息的载体，材料科学和技术是当之无愧的基础和先导。信息材料的生产制造水平是信息技术竞争