Kako se definišu i klasifikuju novi materijali? Pogledajmo prvo definiciju novih materijala:
Novi materijali se odnose na one materijale koji su nastali ili se već razvijaju i imaju izvrsna svojstva i posebne funkcije koje tradicionalni materijali nemaju.. Ne postoji jasna granica između novih i tradicionalnih materijala. Novi materijali se razvijaju na bazi tradicionalnih materijala. Tradicionalni materijali se mogu razviti u nove materijale kroz poboljšanja sastava, strukturu, dizajn i proces za poboljšanje performansi materijala ili nove osobine.
Kao temelj i preteča visoke tehnologije, novi materijali imaju vrlo široku primjenu. Zajedno sa informatičkom tehnologijom i biotehnologijom, one su postale najvažnije i najperspektivnije oblasti u 21. veku. Kao i tradicionalni materijali, novi materijali se mogu klasificirati iz mnogo različitih perspektiva kao što je strukturni sastav, funkcija i polje primjene. Različite klasifikacije su isprepletene i ugniježđene. Trenutno, novi materijali su generalno podijeljeni u sljedeća glavna polja prema poljima primjene i trenutnim istraživačkim žarištima:
Elektronski informativni materijali, novih energetskih materijala, nanomaterijali, napredni kompozitni materijali, napredni keramički materijali, ekološki materijali životne sredine, novi funkcionalni materijali (uključujući supravodljive materijale visoke temperature, magnetnih materijala, dijamantski filmovi, funkcionalni polimerni materijali, itd.), biomedicinski materijali, konstrukcijski materijali visokih performansi, inteligentni materijali, novogradnja i kemijski novi materijali, itd.
Elektronski informacioni materijali se odnose na materijale koji se koriste u oblastima mikroelektronike, optoelektronske tehnologije i novih komponenti osnovnih proizvoda, uglavnom uključujući poluvodičke mikroelektronske materijale predstavljene monokristalnim silicijumom; optoelektronski materijali predstavljeni laserskim kristalima; elektronski keramički materijali predstavljeni dielektričnom keramikom i termoosjetljivom keramikom; magnetni materijali predstavljeni neodimijum gvožđem borom (NdFeB) materijali sa trajnim magnetima; komunikacioni materijali sa optičkim vlaknima; materijali za pohranu podataka uglavnom bazirani na magnetnom pohranjivanju i skladištenju optičkih diskova; piezoelektrični kristali i tankoslojni materijali; materijali zelenih baterija predstavljeni materijalima za skladištenje vodonika i materijalima za ugradnju litijum jona, itd. Ovi osnovni materijali i njihovi proizvodi podržavaju razvoj modernih informatičkih industrija kao što su komunikacije, kompjuteri, informacionih uređaja i mrežnih tehnologija.
Ukupni trend razvoja elektronskih informativnih materijala je prema velikim dimenzijama, visoka uniformnost, visok integritet, kao i tanki film, multifunkcionalnost i integracija. Trenutna istraživačka žarišta i tehnološke granice uključuju poluvodičke materijale treće generacije predstavljene širokopojasnim poluvodičkim materijalima kao što su fleksibilni tranzistori, fotonski kristali, fotonski kristali, SiC, GaN, ZnSe, organski materijali za izlaganje, i razni nanoelektronski materijali.
Nova energija i tehnologija obnovljive čiste energije jedno je od pet najvažnijih tehničkih oblasti u razvoju svjetske ekonomije u 21. stoljeću. Nova energija uključuje primarnu energiju kao što je solarna energija, energija biomase, nuklearna energija, energija vetra, geotermalna energija, energija okeana, i energija vodonika u sekundarnim izvorima energije. Novi energetski materijali odnose se na ključne materijale koji se koriste za realizaciju transformacije i korištenja nove energije i razvoj nove energetske tehnologije. Oni uglavnom uključuju materijale nikl-vodikovih baterija koje predstavljaju materijali od legure elektroda za skladištenje vodika, materijali litijum-jonskih baterija predstavljeni litijum-ugljičnim negativnim elektrodama i LiCoO2 pozitivnim elektrodama, materijali gorivnih ćelija, materijali solarnih ćelija predstavljeni Si poluvodičkim materijalima, i nuklearni energetski materijali reaktora predstavljeni uranijumom, deuterijum, i tricijum.
Trenutna istraživanja i tehnološke granice uključuju visokoenergetske materijale za skladištenje vodonika, polimerni materijali za baterije, srednjetemperaturni materijali elektrolita gorivnih ćelija čvrstog oksida, i polikristalni tankoslojni materijali solarnih ćelija.
Nanomaterijali su opšti termin za nul-dimenzionalne, jednodimenzionalni, dvodimenzionalni, i trodimenzionalni materijali sa efektima male veličine sastavljeni od ultrafinih čestica veličine manje od 100nm (0.1-100nm). Koncept nanomaterijala formiran je sredinom 1980-ih. Budući da nanomaterijali pokazuju jedinstvenu optičku, električni, magnetna, termalni, mehanički, i mehanička svojstva, nanotehnologija je brzo prodrla u različita područja materijala i postala vruća tema u aktualnim svjetskim naučnim istraživanjima. Prema fizičkoj formi, nanomaterijali se mogu grubo podijeliti u pet kategorija: nanopraškovi, nanovlakna, nanofilmovi, nanoblocks, i tečnosti razdvojene nanofazom. Iako su nanomaterijali koji su industrijalizirani uglavnom materijali nano praha kao što je kalcijev karbonat, bijela čađa, i cink oksid, a drugi su u osnovi još uvijek u fazi primarnog istraživanja laboratorije, a očekuje se velika primjena 5-10 godine kasnije, nema sumnje da će nanotehnologija koju predstavljaju nanomaterijali imati dubok uticaj na ekonomski i društveni razvoj 21..
Trenutna istraživačka žarišta i tehnološke granice uključuju: nano-montažni materijali predstavljeni ugljičnim nanocijevima; nanostrukturirani materijali visokih performansi kao što su nanokeramika i nanokompoziti; dizajn i sinteza materijala za nano-prevlake; razvoj nanoelektronskih uređaja kao što su jednoelektronski tranzistori, nano-laseri i nano-prekidači, i C60 materijali za skladištenje informacija ultra visoke gustine.
Kompozitni materijali su materijali s dvije ili više faznih struktura sastavljeni od dva ili više materijala s različitim svojstvima putem fizičkog i kemijskog spajanja. Ova vrsta materijala ne samo da ima bolje performanse od bilo kojeg pojedinačnog materijala u sastavu, ali ima i jedinstvena svojstva koja same komponente nemaju.
Kompozitni materijali se mogu podijeliti u dvije kategorije prema njihovoj upotrebi: strukturni kompozitni materijali i funkcionalni kompozitni materijali. Konstrukcijski kompozitni materijali se uglavnom koriste kao materijali za nosive konstrukcije. Sastoje se od komponenti za ojačanje koje mogu podnijeti opterećenja (kao što je staklo, keramike, ugljenik, polimeri, metali, prirodna vlakna, tkanine, brkovi, listovi i čestice, itd.) i matrične komponente koje mogu povezati armature da formiraju cijeli materijal i prenose silu (kao što je smola, metal, keramike, staklo, ugljenik i cement, itd.). Konstrukcijski materijali se obično dijele na kompozite na bazi polimera, kompoziti na bazi metala, kompoziti na bazi keramike, kompoziti na bazi ugljika i kompoziti na bazi cementa prema različitim matricama. Funkcionalni materijali se odnose na kompozitne materijale koji pružaju druge fizičke, hemijski, biološka i druga svojstva pored mehaničkih svojstava. Postoji mnogo vrsta kompozitnih materijala, uključujući piezoelektrične, provodljiv, radar stealth, permanentni magnet, fotohromski, apsorpcija zvuka, usporivač plamena, bio-samoapsorpcija, itd., koje imaju široke razvojne perspektive. U budućnosti, udio funkcionalnih kompozitnih materijala će premašiti udio strukturalnih kompozitnih materijala i postati glavna struja razvoja kompozitnih materijala. Smjer istraživanja kompozitnih materijala u budućnosti će se uglavnom fokusirati na nanokompozite, bionički kompozitni materijali, i razvoj multifunkcionalnih, pametni i inteligentni kompozitni materijali.
Ekološki materijali predloženi su u kontekstu svijesti ljudi o važnom strateškom značaju zaštite okoliša i okoliša i činjenice da zemlje širom svijeta idu putem održivog razvoja.. Oni su nezaobilazan trend u razvoju nauke o materijalima i inženjerskih istraživanja u zemlji i inostranstvu. Općenito se vjeruje da su ekološki materijali materijali koji imaju zadovoljavajuće performanse i da su obdareni odličnom ekološkom koordinacijom.
Karakteristike ove vrste materijala su da troši manje resursa i energije, ima malo zagađenja po ekologiju i životnu sredinu, ima visoku stopu recikliranja, i u skladu je sa ekološkim okruženjem tokom čitavog životnog ciklusa od proizvodnje materijala, koristiti, odlaganje na reciklažu i reciklažu. Uglavnom uključuju: ekološki kompatibilni materijali, kao što su čisti prirodni materijali (drvo, kamen, itd.), biomimetički materijali (vještačke kosti, vještačkih organa, itd.), zeleni materijali za pakovanje (zelene kese za pakovanje, kontejneri za pakovanje), ekološki građevinski materijali (netoksični dekorativni materijali, itd.); ekološki razgradivi materijali (biorazgradiva plastika, itd.); ekološki inženjerski materijali, kao što su materijali za obnovu životne sredine, materijali za prečišćavanje životne sredine (molekularna sita, materijali za jonsko sito), ekološki alternativni materijali (aditivi za deterdžent za pranje rublja bez fosfora), itd.
Istraživačke žarišta i pravci razvoja eko-ekoloških materijala uključuju dizajn recikliranih polimera (plastike), teorijski sistem evaluacije materijalne ekološke koordinacije, i nove procese, nove tehnologije i nove metode za smanjenje ekološkog opterećenja materijala.
Biomedicinski materijali su nova vrsta visokotehnoloških materijala koji se koriste za dijagnosticiranje, liječiti ili zamijeniti ljudska tkiva i organe ili poboljšati njihove funkcije. Oni su nova oblast koja se razvija u nauci o materijalima i tehnologiji. Oni nemaju samo visok tehnički sadržaj i ekonomsku vrijednost, ali su usko povezani sa životom i zdravljem pacijenata. U prošlosti 10 godine, tržište biomedicinskih materijala i proizvoda zadržalo je stopu rasta od oko 20%.
Biomedicinski materijali se dijele na medicinske metalne materijale, medicinski polimerni materijali, biokeramičkih materijala i biomedicinskih kompozitnih materijala prema sastavu i svojstvima materijala. Metali, keramike, polimeri i njihovi kompozitni materijali su najčešće korišteni biomedicinski materijali. Prema prijavi, biomedicinski materijali se mogu podijeliti na razgradive i apsorbirajuće materijale, materijali za tkivno inženjerstvo i umjetni organi, materijali sa kontrolisanim oslobađanjem, bionički inteligentni materijali, itd.
Pravci istraživanja i razvoja biomedicinskih materijala su uglavnom:
Sredinom 1980-ih, ljudi su predložili koncept pametnih materijala (Pametni materijali ili sistem inteligentnih materijala): Pametni materijali imitiraju životne sisteme, mogu osjetiti promjene okoline i promijeniti jedan ili više vlastitih parametara performansi u realnom vremenu, i napraviti željene kompozitne materijale ili kompozitne materijale koji se mogu prilagoditi promijenjenom okruženju.
Pametni materijali su složen sistem materijala koji integriše materijale i strukture, inteligentna obrada, izvršni sistemi, kontrolni sistemi i senzorski sistemi. Njegov dizajn i sinteza obuhvataju gotovo sve visokotehnološke discipline. Osnovne komponente materijala koje čine pametne materijale uključuju piezoelektrične materijale, materijala za pamćenje oblika, optička vlakna, elektro-(magneto-)reoloških tečnosti, magnetostriktivni materijali i pametni polimerni materijali.
Pojava pametnih materijala donijet će ljudsku civilizaciju na novu visinu, ali je još uvijek na određenoj udaljenosti od praktične faze.
Fokusi budućeg istraživanja uključuju sljedećih šest aspekata:
Konstrukcijski materijali se odnose na inženjerske materijale sa mehaničkim svojstvima kao glavnom karakteristikom. Oni su materijali koji se najčešće koriste u nacionalnoj ekonomiji. Od svakodnevnih potrepština, zgrade do automobila, avioni, sateliti i rakete, svi dobijaju svoj oblik, veličina i snaga kroz neki oblik strukturalnog okvira. Tradicionalni materijali kao što su čelik i obojeni metali pripadaju ovoj kategoriji. Konstrukcijski materijali visokih performansi općenito se odnose na strukturne materijale s višim mehaničkim svojstvima kao što je čvrstoća, tvrdoća, plastičnost i žilavost, i prilagođavaju se posebnim zahtjevima okoliša. Oni uključuju nove metalne materijale, strukturalni keramički materijali visokih performansi i polimerni materijali.
Trenutna istraživačka žarišta uključuju: legura na visokim temperaturama, novo legure aluminijuma i legure magnezijuma, visokotemperaturni strukturni keramički materijali i polimerne legure.
Funkcionalni materijali se odnose na materijale koji pokazuju posebna svojstva kao što je elektricitet, magnetizam, svjetlo, biologija i hemija pored mehaničkih svojstava. Pored informacija, energije, nano, biomedicinski i drugi materijali uvedeni ranije, novi funkcionalni materijali uglavnom uključuju visokotemperaturne supravodljive materijale, magnetnih materijala, dijamantski filmovi, funkcionalni polimerni materijali, itd.
Trenutna istraživačka žarišta uključuju: nanofunkcionalni materijali, nanokristalni trajni magneti rijetkih zemalja i materijali od legure za skladištenje vodonika rijetkih zemalja, rasuti amorfni materijali, visokotemperaturni supravodljivi materijali, materijali od legure sa magnetskom memorijom oblika, magnetni polimerni materijali, Tehnologija pripreme dijamantskog filma, itd.
Novi hemijski materijali su osnovne sirovine koje se koriste u oblastima hemijske industrije, petroleum, itd., uglavnom uključujući organske materijale fluora, organski silicijumski materijali, vlakna visokih performansi, nanohemijski materijali, neorganski funkcionalni materijali, itd. Nanohemijski materijali i specijalni hemijski premazi bili su žarišta istraživanja poslednjih godina.
Napredni keramički materijali odnose se na proizvode sa odličnim performansama napravljenim od rafinirane visoke čistoće, ultra-fina neorganska jedinjenja kao sirovine i napredna tehnologija procesa pripreme. Prema zahtjevima inženjerske tehnologije za performanse proizvoda, proizvedeni proizvodi mogu imati piezoelektrične, feroelektrični, provodljiv, poluprovodnik, magnetna, itd. ili imaju odlična svojstva kao što je visoka čvrstoća, visoka žilavost, visoka tvrdoća, otpornost na habanje, otpornost na koroziju, otpornost na visoke temperature, visoka toplotna provodljivost, izolacija ili dobra biokompatibilnost.
Napredni keramički materijali općenito se dijele u tri kategorije: strukturalna keramika, kompozitni materijali na bazi keramike i funkcionalna keramika. Većina funkcionalne keramike se široko koristi u elektronskoj industriji i također se obično naziva elektronski keramički materijali. Kao što su keramički izolacijski materijali, keramičke podloge, keramički materijali za pakovanje koji se koriste za proizvodnju čipsa, i kondenzatorsku keramiku, piezoelektrična keramika, feritni magnetni materijali koji se koriste za proizvodnju elektroničkih uređaja.
Trenutna istraživanja uključuju tehnologiju jačanja i kaljenja keramičkih materijala, tehnologija pripreme i sinteze nanokeramičkih materijala, dizajn naprednih sistema strukturalnih keramičkih materijala, i visoka uniformnost i ultra-fina tehnologija elektronskih keramičkih materijala.
Novi građevinski materijali uglavnom uključuju nove zidne materijale, hemijski građevinski materijali, novi termoizolacioni materijali, građevinski materijali za dekoraciju, itd. Među njima, hemijski građevinski materijali uključuju građevinsku plastiku, građevinski premazi, hidroizolacija zgrade, zaptivni materijali, termoizolacionih materijala, materijali za zvučnu izolaciju, specijalne keramike, građevinskih ljepila, itd., koji su novi građevinski materijali na koje će se moja zemlja fokusirati tokom "15. petogodišnjeg plana".
Nova definicija materijala: Novi materijali se odnose na one materijale koji su nastali ili se već razvijaju i imaju izvrsna svojstva i posebne funkcije koje tradicionalni materijali nemaju.. Ne postoji jasna granica između novih i tradicionalnih materijala. Novi materijali se razvijaju na bazi tradicionalnih materijala. Tradicionalni materijali se mogu razviti u nove materijale kroz poboljšanja sastava, strukturu, dizajn i proces za poboljšanje performansi materijala ili nove osobine.
Novi materijali su podijeljeni u četiri kategorije prema strukturnom sastavu, uključujući metalne materijale, neorganski nemetalni materijali, organski polimerni materijali, i napredne kompozitne materijale. Prema performansama materijala, postoje strukturni materijali i funkcionalni materijali. Prema namjenama i svojstvima novih materijala, „Katalog s uputama za proizvode i tehnologiju za nove materijale u Kini“ dijeli nove proizvode materijala u više od deset specifičnih tehničkih područja, uključujući nove metalne materijale, novi građevinski materijali, novih hemijskih materijala, elektronski informativni materijali, biomedicinski materijali, novih energetskih materijala, nano i praškasti materijali, novih kompozitnih materijala, novih rijetkih zemljanih materijala, keramičkih materijala visokih performansi, novi karbonski materijali, nova tehnologija pripreme materijala i oprema.
1 Elektronski informativni materijali
2 Novi materijali koji štede energiju
3 Nanomaterijali
4 Napredni kompozitni materijali
Staklena vlakna, aramid, silicijum karbida, grafit, borova vlakna, čelično vlakno, brkovi, sintetički materijali otporni na habanje, na bazi smole, na bazi metala, kompozitni materijali na bazi keramike, kompozitni materijali ugljik/ugljik, karbidne oštrice , frikcioni materijali, kompozitnih materijala
5 Napredni metalni materijali
6 Novi hemijski materijali
Organski silicijum, organski fluor, inženjerske plastike i plastičnih legura, specijalne gume, specijalno vlakno, specijalni premaz, rashladno sredstvo, finih hemijskih proizvoda
7 Napredni keramički materijali
Funkcionalna keramika (mikrovalna, keramičke dielektrične elektronske komponente , piezoelektrični, osjetljivo, transparentan) strukturalna keramika (saće, otporan na habanje, visoka temperatura, visoka žilavost, premazivanje, kompozit na bazi keramike)
8 Rijetki zemljani materijali
Rijetke zemlje visoke čistoće, aditivi, katalizatori, trajni magneti, luminiscencija, skladištenje vodonika
9 Magnetni materijali
Meki magnetni materijali, trajni magneti, materijali za magnetno snimanje, magnetni uređaji
10 Ugljični materijali
Aktivni ugljen, čađa, dijamant, grafit, karbonska vlakna
11 Membranski materijali
Filter membrane (organske membrane, neorganske membrane), funkcionalni filmovi (optički, izolacijski)
12 Superprovodni materijali
Tehnologije pripreme i primjene praktičnih supravodljivih žica, blokovi, i filmovi.
13 Biomedicinski materijali
Implantati, vještačkih tkiva, filtracija krvi, šavovi
14 Ekološki i ekološki materijali
Ekološki inženjerski materijali, zeleno pakovanje, razgradivi materijali, ekološki alternativni materijali
15 Novi građevinski materijali
Termoizolacioni materijali, cementa visoke čvrstoće, zeleni ekološki građevinski materijali
Whatsapp: +8615333853330
Email: sales@casting-china.org
Web: https://dz-machining.com/ & https://casting-china.org/
Ostavite odgovor