新材料的界定与分类

1新材料的界定与分类新材料是指那些新出现或已在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料。新材料与传统材料之间并没有截然的分界，新材料在传统材料基础上发展而成，传统材料经过组成、结构、设计和工艺上的改进从而提高材料性能或出现新的性能都可发展成为新材料。息技术、生物技术一起成为二十一世纪最重要和最具发展潜力的领域。同传统材料一样，新材料可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类，不同的分类之间相互交叉和嵌套，目前，一般按应用领域和当今的研究热点把新材料分为以下的主要领域：瓷材料、生态环境材料、新型功能材料（含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等）、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工新材料等。高性能结构材料为广泛的材料，从日用品、建筑到汽车、飞机、卫星和火箭等，均以某种形式的结构框架获得其外形、大小和强度。钢铁、有色金属等传统材料都属于此类。高性能结构材料一般指具有更高的强度、硬度、塑性、韧性等力学性能，并适应特殊环境要求的结构材料。包括新型金属材料、高性能结构陶瓷材料和高分子材料等。构陶瓷材料和高分子合金等。新型功能材料特殊性质的材料。除前面介绍过的信息、能源、纳米、生物医用等材料外，新型功能材料主要还包括高温超导材料、磁性材料、金刚石薄2膜、功能高分子材料等。氢合金材料、大块非晶材料、高温超导材料、磁性形状记忆合金材料、磁性高分子材料、金刚石薄膜的制备技术等新能源材料21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一，新能源包括太阳能、生物质能、核能、风能、地热、海洋能等一次能源以及二次电源中的氢能等。新能源材料则是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料。主要包括储氢电极合金材料为代表的镍氢电池材料、嵌锂碳负极和LiCoO2正极为代表的锂离子电池材料、燃料电池材料、Si半导体材料为代表的太阳能电池材料以及铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。料、中温固体氧化物燃料电池电解质材料、多晶薄膜太阳能电池材料等。电子信息材料电子信息材料是指在微电子、光电子技术和新型元器件基础产品领域中所用的材料，主要包括单晶硅为代表的半导体微电子材料；激光晶体为代表的光电子材料；介质陶瓷和热敏陶瓷为代表的电子陶瓷材料；钕铁硼（NdFeB）永磁材料为代表的磁性材料；光纤通信材料；磁存储和光盘存储为主的数据存储材料；压电晶体与薄膜材料；贮氢材料和锂离子嵌入材料为代表的绿色电池材料等。这些基础材料及其产品支撑着通信、计算机、信息家电与网络技术等现代信息产业的发展。性、以及薄膜化、多功能化和集成化方向发展。当前的研究热点和技术前沿包括柔性晶体管、光子晶体、SiC、GaN、ZnSe等宽禁带半导体材料为代表的第三代半导体材料、有机显示材料以及各种纳米电子3材料等。纳米材料100nm（0.1-100nm）的超细颗粒构成的具有小尺寸效应的零维、一维、二维、三维材料的总称。纳米材料的概念形成于80年代中期，由于纳米材料会表现出特异的光、电、磁、热、力学、机械等性能，纳米技术迅速渗透到材料的各个领域，成为当前世界科学研究的热点。按物理形态分，纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体和纳米相分离液体等五类。尽管目前实现工业化生产的纳米料主要是碳酸钙、白炭黑、氧化锌等纳米粉体材料，其它基本上还处于实验室的初级研究阶段，大规模应用预计要到5-10年以后，但毫无疑问，以纳米材料为代表的纳米科技必将对二十一世纪的经济和社会发展产生深刻的影响。和技术前沿包括：以碳纳米管为代表的纳米组装材料；纳米陶瓷和纳米复合材料等高性能纳米结构材料；纳米涂层材料的设计与合成；单电子晶体管、纳米激光器和纳米开关等纳米电子器件的研制、C60超高密度信息存贮材料等。先进复合材料组成具有两个或两个以上相态结构的材料。该类材料不仅性能优于组成中的任意一个单独的材料，而且还可具有组分单独不具有的独特性能。功能复合材料两大类。结构复合材料主要作为承力结构使用的材料，由能承受载荷的增强体组元（如玻璃、陶瓷、碳素、高聚物、金属、天然纤维、织物、晶须、片材和颗粒等）与能联结增强体成为整体材料同时又起传力作用的基体组元（如树脂、金属、陶瓷、玻璃、碳和水泥等）构成。结构材料通常按基体的不同分为聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳基复合材料和水泥基复合材料等。功能材料是指除力学性能以外还提供其它物理、化学、生物等性能的复合材料。包4括压电、导电、雷达隐身、永磁、光致变色、吸声、阻燃、生物自吸收等种类繁多的复合材料，具有广阔的发展前途。未来的功能复合材料比重将超过结构复合材料，成为复合材料发展的主流。研究方向主要集中在纳米复合材料、仿生复合材料、和发展多功能、机敏、智然复合材料等领域。生态环境材料世界各国纷纷走可持续发展道路的背景下提出来的，是国内外材料科学与工程研究发展的必然趋势。一般认为生态环境材料是具有满意的使用性能同时又被赋予优异的环境协调性的材料。再生利用率高，而且从材料制造、使用、废弃直到再生循环利用的整个寿命过程，都与生态环境相协调。主要包括：环境相容材料，如纯天然材料（木材、石材等）、仿生物材料（人工骨、人工器脏等）、绿色包装材料（绿色包装袋、包装容器）、生态建材（无毒装饰材料等）；环境降解材料（生物降解塑料等）；环境工程材料，如环境修复材料、环境净化材料（分子筛、离子筛材料）、环境替代材料（无磷洗衣粉助剂）等。计、材料环境协调性评价的理论体系、降低材料环境负荷的新工艺、新技术和新方法等。生物医用材料进其功能的新型高技术材料，是材料科学技术中的一个正在发展的新领域，不仅技术含量和经济价值高，而且与患者生命和健康密切相关。近10多年以来，生物医用材料及制品的市场一直保持20％左右的增长率。材料、生物陶瓷材料和生物医学复合材料等。金属、陶瓷、高分子及5其复合材料是应用最广的生物医用材料。按应用生物医用材料又可分为可降解与吸收材料、组织工程材料与人工器官、控制释放材料、仿生智然材料等。（1）改进和发展生物医用材料的生物相容性评价（2）研究新的降解材料（3）研究具有全面生理功能的人工器官和组织材料（4）研究新的药物载体材料（5）材料表面改性的研究智能材料20世纪80年代中期人们提出了智能材料（SmartMaterials或者IntelligentMaterialSystem）的概念：智能材料是模仿生命系统，能感知环境变化并能实时地改变自身的一种或多种性能参数，作出所期望的、能与变化后的环境相适应的复合材料或材料的复合。和传感系统于一体的复杂的材料体系。它的设计与合成几乎横跨所有的高技术学科领域。构成智然材料的基本材料组元有压电材料、形状记忆材料、光导纤维、电（磁）流变液、磁致伸缩材料和智然高分子材料等。用阶段还有一定的距离。今后的研究重点包括以下六个方面：（1）智能材料概念设计的仿生学理论研究（2）材料智然内禀特性及智商评价体系的研究（3）耗散结构理论应用于智能材料的研究（4）机敏材料的复合-集成原理及设计理论（5）智能结构集成的非线性理论（6）仿人智然控制理论化工新材料化工新材料是应用在化工、石油等领域的基础原材料，主要包括6有机氟材料、有机硅材料、高性能纤维、纳米化工材料、无机功能材料等。纳米化工材料和特种化工涂料是近年来的研究热点。新型建筑材料材料、建筑装饰装修材料等。其中化学建材包括建筑塑料、建筑涂料、建筑防水、密封材料、隔热保温材料、隔声材料、特种陶瓷、建筑胶粘剂等，是我国十五期间要重点发展的新型建筑材料。先进陶瓷材料先进的制备工艺技术制造出的性能优异的产品。根据工程技术对产品使用性能的要求，制造的产品可以分别具有压电、铁电、导电、半导体。磁性等或具有高强、高韧，高硬、耐磨。耐腐蚀、耐高温、高热导、绝热或良好生物相容性等优异性能。类。大部分功能陶瓷在电子工业中应用十分广泛，通常也称为电子陶瓷材料。如用于制造芯片的陶瓷绝缘材料、陶瓷基板材料、陶瓷封装材料以及用于制造电子器件的电容器陶瓷、压电陶瓷、铁氧体磁性材料等。制备合成技术、先进结构陶瓷材料体系的设计以及电子陶瓷材料的高匀、超细技术。7新材料高技术产品分类目录(一)金属材料1.高纯金属及氧化物高纯镓及氧化镓高纯砷及氧化砷高纯铟及氧化铟高纯碲高纯镉高纯锑及氧化锑高纯锌高纯硼高纯硒高纯铋及氧化铋高纯锡高纯铅高纯铜高纯金高纯银高纯氧化铌、氧化钽高纯氧化铝金属碘化物材料高纯四氧化三锰2.新型铝镁合金材料中高压阴极电容铝箔铝箔及铝合金箔散热器用复合铝箔铝合金异形管和多孔异型材特种大型铝合金型材铝合金预拉伸厚板和蒙皮铝合金板铝合金精密模锻件高强铝合金材料PS铝合金板饮料罐铝板镁合金铸件新型铝基轴瓦材料硅-铝丝材金属波纹管膨胀节(铝)镁合金牺牲阳极3.特种铜合金材料电气化铁路架空导线超薄铜带高强度耐磨黄铜合金电解铜箔耐蚀热交换器铜合金管材内螺纹铜管艺术用铜合金高性能铜镍合金带、线材铍铜带、线、管、棒材4.稀有金属及稀土金属材料单一稀土氧化物及盐类单一稀土金属稀土发光材料稀土农用材料稀土高速工具钢钛及钛合金板、管、棒、丝及锻件(环、饼坯)钨板、棒、丝材铍板、棒、异形件锆合金管材泡沫镍氢氧化亚镍稀土储氢材料炭石墨负极材料锂钴氧化物，锂镍氧化物，锂锰氧化物电容器用铌粉，铌丝铍箔及铍合金箔稀土铝合金、铜合金材料钛合金设备钽丝5.大直径硅单晶及新型半导体材料多晶硅大直径硅单晶及抛光片区熔硅单晶化合物半导体材料8光纤用GeCl4锗单晶、锗片及金属锗太阳能电池用多晶硅、非晶硅6.超导材料低温超导材料高温超导材料7.形状记忆合金NiTi基记忆合金材料铁基记忆合金材料铜基记忆合金材料8.高性能特种合金材料冷阴极材料高阻尼材料新型电子封装材料测温材料(铑-铁，铂-钴)超硬复合材料超细碳化钨粉及超细晶粒硬质合金硬质合金喷焊粉HITECOAT高耐蚀，耐磨化学镀镍磷合金钢板材铜基、镍基钎料CVD法制备的ZnS、ZnSe材料高性能钼片SMT用免清洗型软钎膏，高质量锡基合金焊粉铅锡箔9.贵金属材料键合金丝贵金属复合材料(含微型、异型)电子浆料钯金、钯银、膜材料贵金属钎、焊料存储用贵金属材料AgInCd棒材新型贵金属催化剂铂族金属用络合物铜-银-汞合金材料10.特种金属靶材钨、钼、钽、铌、铪、锆难溶金属靶材ITO靶材铝硅靶、铝硅铜靶材多晶硅磁控溅射靶材贵金属靶材11.新型高性能低合金钢、合金钢材料400MPaⅢ级钢筋钢结构用H型钢全长淬火重型钢轨超深井用高抗挤毁石油管钢X50以上系列管线钢非调质钢高纯高碳铬轴承钢及渗碳轴承钢高质量轿车用深冲钢板金属波纹管膨胀节(钢)高柔性不锈钢金属软管912.金属纤维及微孔材料不锈钢、镍纤维及纤维毡Ti粉末多孔过滤器13.非晶、微晶合金铁基及铁镍基非晶合金钴基及钴镍基14.特种粉末及粉末冶金制品超细银粉末、银钯粉、钯粉、铂粉超细铜粉高性能钴粉球形铝粉电容器用钽粉锡基合金焊粉高温合金粉末微合金粉末钨基高比重合金粉末冶金摩擦材料粉末冶金自润滑材料半金属汽车刹车材料15.特种用途钢丝及钢丝绳航空滤网钢丝高性能预应力钢丝高强度及低松驰预应力钢绞线新型结构不锈钢丝绳16.表面改性金属材料涡轮机叶片表面改性材料17.触媒材料贵金属触媒材料金刚石触媒材料18.磁性材料烧结钕铁硼永磁材料烧结钐钴永磁材料粘结稀土永磁材料高绝缘稀土永磁材料高性能铁氧体一次料高性能铁氧体一次磁粉铁氧体粘结永磁磁粉高性能铁氧体磁体高导磁、高功率软磁铁氧体环形磁体高、低能校正磁铁19.新型高强高效焊接材料CO2气体保护药芯焊丝硬面堆、药芯焊线(二)无机非金属材料20.高纯超细陶瓷粉体材料钼酸钠硝酸钴氧化钴碳酸钴钼酸铵硫酸钴碳化硅超细粉体超细氮化硅10高纯超细石英粉超细γ-Al2O3微粉氧化锆陶瓷粉料硼化物陶瓷粉体高纯氮化铝粉体多层电容器用陶瓷介质粉料红外遮蔽诱饵及伪装陶瓷粉料保健抗菌净化剂21.纳米级材料氧化锌二氧化钛碳酸钙白炭黑硫酸钡γ-Fe2O322.无机电子材料钛酸钡高浓度过氧化氢专用级次磷酸钠六氟磷酸锂锰酸锂23.高性能功能陶瓷，结构陶瓷陶瓷基片常温，远红外陶瓷及