Definició i classificació de nous materials: New materials refer to those materials that have just appeared or are already developing and have excellent properties and special functions that traditional materials do not have. No hi ha una frontera clara entre els nous materials i els materials tradicionals. Es desenvolupen nous materials a partir de materials tradicionals.
Com es defineixen i classifiquen els nous materials? Vegem primer la definició de nous materials:
Els nous materials fan referència a aquells materials que han sorgit o ja s'estan desenvolupant i tenen excel·lents propietats i funcions especials que els materials tradicionals no tenen..
No hi ha una frontera clara entre els nous materials i els materials tradicionals. Es desenvolupen nous materials a partir de materials tradicionals.
Els materials tradicionals es poden convertir en nous materials mitjançant millores en la composició, estructura, disseny i procés per millorar el rendiment del material o tenir noves propietats.
Definició i classificació de nous materials
Com a base i precursor de l'alta tecnologia, Els nous materials tenen un ventall d'aplicacions molt ampli.
Juntament amb les tecnologies de la informació i la biotecnologia, s'han convertit en els camps més importants i prometedors del segle XXI.
Com els materials tradicionals, Els nous materials es poden classificar des de moltes perspectives diferents, com ara la composició estructural, funció i camp d'aplicació.
Diferents classificacions estan entrellaçades i imbricades. En l'actualitat, Els nous materials generalment es divideixen en els següents camps principals segons els camps d'aplicació i els punts de recerca actuals:
Material informatiu electrònic, nous materials energètics, nanomaterials, materials compostos avançats, materials ceràmics avançats, materials ambientals ecològics, nous materials funcionals (incloent materials superconductors d'alta temperatura, materials magnètics, pel·lícules de diamants, materials polimèrics funcionals, etc.), materials biomèdics, materials estructurals d'alt rendiment, materials intel·ligents, construcció nova i nous materials químics, etc.
Els materials d'informació electrònica fan referència a materials utilitzats en els camps de la microelectrònica, tecnologia optoelectrònica i nous productes bàsics de components, incloent principalment materials microelectrònics semiconductors representats per silici monocristall;
Optoelectronic materials represented by laser crystals; materials ceràmics electrònics representats per ceràmica dielèctrica i ceràmica termosensible;
Magnetic materials represented by neodymium iron boron (NdFeB) materials d'imants permanents; Materials de comunicació de fibra òptica; materials d'emmagatzematge de dades basats principalment en emmagatzematge magnètic i emmagatzematge en disc òptic;
Piezoelectric crystals and thin film materials;
Green battery materials represented by hydrogen storage materials and lithium ion embedding materials, etc.
Aquests materials bàsics i els seus productes donen suport al desenvolupament de les indústries de la informació modernes com les comunicacions, ordinadors, aparells d'informació i tecnologies de xarxa.
La tendència general de desenvolupament dels materials d'informació electrònica és de grans dimensions, alta uniformitat, alta integritat, així com pel·lícula fina, multifuncionalitat i integració.
Els punts de recerca actuals i les fronteres tecnològiques inclouen materials semiconductors de tercera generació representats per materials semiconductors de banda ampla com els transistors flexibles., cristalls fotònics, cristalls fotònics, SiC, GaN, ZnSe, materials d'exhibició orgànics, i diversos materials nanoelectrònics.
La tecnologia de les noves energies i les energies netes renovables és un dels cinc camps tècnics més decisius en el desenvolupament de l'economia mundial al segle XXI..
La nova energia inclou l'energia primària com l'energia solar, energia de biomassa, energia nuclear, energia eòlica, energia geotèrmica, energia oceànica, i l'energia de l'hidrogen en fonts d'energia secundàries.
Els nous materials energètics es refereixen als materials clau utilitzats per realitzar la transformació i utilització de la nova energia i el desenvolupament de noves tecnologies energètiques.
Principalment inclouen materials de bateries de níquel-hidrogen representats per materials d'aliatge d'elèctrodes d'emmagatzematge d'hidrogen, Materials de bateria d'ions de liti representats per elèctrodes negatius de liti-carboni i elèctrodes positius LiCoO2, materials de piles de combustible, materials de cèl·lules solars representats per materials semiconductors Si, i materials d'energia nuclear del reactor representats per l'urani, deuteri, i triti.
Els punts de recerca actuals i les fronteres tecnològiques inclouen materials d'emmagatzematge d'hidrogen d'alta energia, materials de bateries de polímer, Materials electròlits de cel·les de combustible d'òxid sòlid de temperatura mitjana, i materials de cèl·lules solars de pel·lícula fina policristalina.
Els nanomaterials són un terme general per a la dimensió zero, unidimensional, bidimensional, i materials tridimensionals amb efectes de mida petita composts per partícules ultrafines amb una mida inferior a 100 nm (0.1-100nm).
El concepte de nanomaterials es va formar a mitjans dels anys vuitanta.
Com que els nanomaterials presenten una òptica única, elèctrica, magnètic, tèrmica, mecànica, i propietats mecàniques, la nanotecnologia ha penetrat ràpidament en diversos camps de materials i s'ha convertit en un tema candent en la investigació científica mundial actual..
Segons la forma física, Els nanomaterials es poden dividir aproximadament en cinc categories: nanopols, nanofibres, nanofilms, nanoblocs, i líquids separats per nanofases.
Encara que els nanomaterials que s'han industrialitzat són principalment materials nanopols com el carbonat de calci, negre de carboni blanc, i òxid de zinc, i d'altres es troben bàsicament encara en l'etapa de recerca primària del laboratori, i s'espera que l'aplicació a gran escala sigui 5-10 anys més tard, No hi ha dubte que la nanotecnologia representada pels nanomaterials tindrà un profund impacte en el desenvolupament econòmic i social del segle XXI..
Els punts de recerca actuals i les fronteres tecnològiques inclouen: materials de nano-assemblatge representats per nanotubs de carboni; materials nanoestructurats d'alt rendiment com nanoceràmiques i nanocomposites; disseny i síntesi de materials de nano-recobriment;
Development of nano-electronic devices such as single-electron transistors, nano-làser i nano-interruptors, i materials d'emmagatzematge d'informació d'alta densitat C60.
Els materials compostos són materials amb dues o més estructures de fase compostes per dos o més materials amb propietats diferents mitjançant la composició física i química..
Aquest tipus de material no només té un millor rendiment que qualsevol material en la composició, però també té propietats úniques que els components sols no tenen.
Els materials compostos es poden dividir en dues categories segons el seu ús: materials compostos estructurals i materials compostos funcionals.
Els materials compostos estructurals s'utilitzen principalment com a materials per a estructures de càrrega.
Estan compostes per components de reforç que poden suportar càrregues (com el vidre, ceràmica, carboni, polímers, metalls, fibres naturals, teixits, bigotis, làmines i partícules, etc.) i components de la matriu que poden connectar els reforços per formar tot un material i transmetre la força (com la resina, metall, ceràmica, vidre, carboni i ciment, etc.).
Els materials estructurals solen dividir-se en compostos basats en polímers, compostos a base de metalls, compostos a base de ceràmica, compostos a base de carboni i compostos a base de ciment segons les diferents matrius.
Els materials funcionals es refereixen a materials compostos que proporcionen altres materials físics, química, propietats biològiques i altres, a més de les propietats mecàniques.
Hi ha molts tipus de materials compostos, inclòs el piezoelèctric, conductor, radar furtiu, imant permanent, fotocromàtica, absorció del so, retardant de flama, bio-autoabsorció, etc., que tenen grans perspectives de desenvolupament.
En el futur, la proporció de materials compostos funcionals superarà la dels materials compostos estructurals i es convertirà en el corrent principal del desenvolupament de materials compostos.
La direcció de recerca dels materials compostos en el futur es centrarà principalment en nanocomposites, materials compostos biònics, i el desenvolupament de multifuncionals, materials compostos intel·ligents i intel·ligents.
Els materials ecoambientals es van proposar en el context de la consciència dels éssers humans sobre la importància estratègica important de la protecció ecològica i ambiental i el fet que els països de tot el món estan prenent el camí del desenvolupament sostenible..
Són una tendència inevitable en el desenvolupament de la ciència dels materials i la investigació en enginyeria a casa i a l'estranger.
En general es creu que els materials ecoambientals són materials que tenen un rendiment satisfactori i estan dotats d'una excel·lent coordinació ambiental..
Les característiques d'aquest tipus de material són que consumeixen menys recursos i energia, té poca contaminació per a l'ecologia i el medi ambient, té una alta taxa de reciclatge, i està en harmonia amb l'entorn ecològic durant tot el cicle de vida des de la fabricació del material, utilitzar, eliminació al reciclatge i reciclatge.
Inclou principalment: materials compatibles amb el medi ambient, com ara materials naturals purs (fusta, pedra, etc.), materials biomimètics (ossos artificials, òrgans artificials, etc.), materials d'embalatge verds (bosses d'embalatge verdes, envasos d'embalatge), materials de construcció ecològics (materials decoratius no tòxics, etc.); materials ambientalment degradables (plàstics biodegradables, etc.); materials d'enginyeria ambiental, com ara materials de restauració ambiental, materials de depuració ambiental (tamisos moleculars, materials de garbell iònic), materials alternatius ambientals (additius detergents per a la roba sense fòsfor), etc.
Els punts de recerca i les direccions de desenvolupament dels materials ecoambientals inclouen el disseny de polímers reciclats (plàstics), el sistema teòric d'avaluació de la coordinació ambiental material, i nous processos, noves tecnologies i nous mètodes per reduir la càrrega ambiental dels materials.
Els materials biomèdics són un nou tipus de materials d'alta tecnologia utilitzats per diagnosticar, tractar o substituir teixits i òrgans humans o millorar-ne les funcions.
Són un camp nou i en desenvolupament en ciència i tecnologia de materials.
No només tenen un alt contingut tècnic i un valor econòmic, però també estan estretament relacionats amb la vida i la salut dels pacients. En el passat 10 anys, el mercat de materials i productes biomèdics ha mantingut un ritme de creixement d'aproximadament 20%.
Materials biomèdics
Els materials biomèdics es divideixen en materials metàl·lics mèdics, materials polimèrics mèdics, materials bioceràmics i materials compostos biomèdics segons la composició i propietats del material.
Metalls, ceràmica, els polímers i els seus materials compostos són els materials biomèdics més utilitzats.
Segons la sol·licitud, Els materials biomèdics es poden dividir en materials degradables i absorbibles, materials d'enginyeria de teixits i òrgans artificials, materials d'alliberament controlat, materials intel·ligents biònics, etc.
Les direccions de recerca i desenvolupament de materials biomèdics són principalment:
A mitjans dels anys vuitanta, la gent va proposar el concepte de materials intel·ligents (Materials intel·ligents o sistema de materials intel·ligents): Els materials intel·ligents imiten els sistemes de vida, poden detectar canvis ambientals i canviar un o més dels seus propis paràmetres de rendiment en temps real, i fabricar materials compostos desitjats o materials compostos que puguin adaptar-se a l'entorn canviat.
Els materials intel·ligents són un sistema de materials complex que integra materials i estructures, processament intel·ligent, sistemes d'execució, sistemes de control i sistemes de sensors.
El seu disseny i síntesi abasten gairebé totes les disciplines d'alta tecnologia.
Els components materials bàsics que constitueixen els materials intel·ligents inclouen els materials piezoelèctrics, materials de memòria de forma, fibres òptiques, electro-(magneto-)fluids reològics, materials magnetoestrictius i materials polimèrics intel·ligents.
L'aparició de materials intel·ligents portarà la civilització humana a un nou nivell, però encara queda una certa distància de l'etapa pràctica.
Els focus de recerca futurs inclouen els sis aspectes següents:
Els materials estructurals es refereixen a materials d'enginyeria amb propietats mecàniques com a característica principal.
Són els materials més utilitzats en l'economia nacional.
De les necessitats diàries, edificis a automòbils, avions, satèl·lits i coets, tots obtenen la seva forma, mida i resistència mitjançant algun tipus de marc estructural.
Els materials tradicionals com l'acer i els metalls no fèrrics pertanyen a aquesta categoria.
Els materials estructurals d'alt rendiment es refereixen generalment a materials estructurals amb propietats mecàniques més elevades, com ara la resistència, duresa, plasticitat i duresa, i adaptar-se als requisits ambientals especials.
Inclouen nous materials metàl·lics, materials ceràmics estructurals d'alt rendiment i materials polímers.
Els punts de recerca actuals inclouen: aliatges d'alta temperatura, nou aliatges d'alumini i aliatges de magnesi, materials ceràmics estructurals d'alta temperatura i aliatges de polímers.
Els materials funcionals es refereixen a materials que presenten propietats especials com l'electricitat, magnetisme, llum, biologia i química a més de propietats mecàniques.
A més de la informació, energia, nano, materials biomèdics i altres introduïts anteriorment, Els nous materials funcionals inclouen principalment materials superconductors d'alta temperatura, materials magnètics, pel·lícules de diamants, materials polimèrics funcionals, etc.
Els punts de recerca actuals inclouen: materials nanofuncionals, imants permanents nanocristal·lins de terres rares i materials d'aliatge d'emmagatzematge d'hidrogen de terres rares, materials amorfs a granel, materials superconductors a alta temperatura, Materials d'aliatge amb memòria de forma magnètica, materials de polímer magnètic, tecnologia de preparació de pel·lícules de diamant, etc.
Els nous materials químics són matèries primeres bàsiques utilitzades en els camps de la indústria química, petroli, etc., incloent principalment materials de fluor orgànic, materials de silici orgànic, fibres d'alt rendiment, materials nanoquímics, materials funcionals inorgànics, etc.
Els materials nanoquímics i els recobriments químics especials han estat punts de recerca en els últims anys.
Els materials ceràmics avançats es refereixen a productes amb un rendiment excel·lent elaborats amb refinats d'alta puresa, compostos inorgànics ultrafins com a matèries primeres i tecnologia de procés de preparació avançada.
Segons els requisits de la tecnologia d'enginyeria per al rendiment del producte, els productes manufacturats poden tenir piezoelèctrics, ferroelèctric, conductor, semiconductor, magnètic, etc. o tenen excel·lents propietats com ara una alta resistència, alta tenacitat, alta duresa, resistència al desgast, resistència a la corrosió, resistència a alta temperatura, alta conductivitat tèrmica, aïllament o bona biocompatibilitat.
Materials ceràmics avançats
Els materials ceràmics avançats es divideixen generalment en tres categories: ceràmica estructural, materials compostos a base de ceràmica i ceràmica funcional.
La majoria de les ceràmiques funcionals s'utilitzen àmpliament a la indústria electrònica i també s'anomenen materials ceràmics electrònics.
Com ara materials aïllants ceràmics, materials de substrat ceràmic, materials d'embalatge ceràmics utilitzats per fabricar xips, i ceràmica de condensadors, ceràmica piezoelèctrica, materials magnètics de ferrita utilitzats per fabricar dispositius electrònics.
Els punts de recerca actuals inclouen la tecnologia d'enfortiment i enduriment dels materials ceràmics, la tecnologia de preparació i síntesi de materials nanoceràmics, el disseny de sistemes avançats de materials ceràmics estructurals, i l'alta uniformitat i la tecnologia ultrafina dels materials ceràmics electrònics.
Els nous materials de construcció inclouen principalment nous materials de paret, materials de construcció químics, nous materials d'aïllament tèrmic, materials de decoració de la construcció, etc.
Entre ells, Els materials de construcció químics inclouen plàstics de construcció, recobriments de construcció, impermeabilització d'edificis, materials de segellat, materials d'aïllament tèrmic, materials d'aïllament acústic, ceràmica especial, adhesius de construcció, etc., que són nous materials de construcció que el meu país es centrarà en desenvolupar durant el "15è Pla Quinquennal".
Nova definició de material: Els nous materials fan referència a aquells materials que han sorgit o ja s'estan desenvolupant i tenen excel·lents propietats i funcions especials que els materials tradicionals no tenen..
No hi ha una frontera clara entre els nous materials i els materials tradicionals.
Es desenvolupen nous materials a partir de materials tradicionals.
Els materials tradicionals es poden convertir en nous materials mitjançant millores en la composició, estructura, disseny i procés per millorar el rendiment del material o tenir noves propietats.
Els nous materials es divideixen en quatre categories segons la composició estructural, incloent materials metàl·lics, materials inorgànics no metàl·lics, materials de polímer orgànic, i materials compostos avançats.
Segons el rendiment del material, hi ha materials estructurals i materials funcionals.
Segons els usos i propietats dels nous materials, el "Catàleg d'orientació tecnològica i de productes de nous materials de la Xina" divideix els productes de nous materials en més de deu camps tècnics específics, incloent nous materials metàl·lics, nous materials de construcció, nous materials químics, materials informatius electrònics, materials biomèdics, nous materials energètics, materials nano i en pols, nous materials compostos, nous materials de terres rares, materials ceràmics d'alt rendiment, nous materials de carboni, noves tecnologies i equips de preparació de materials.
1 Material informatiu electrònic
2 Nous materials que estalvien energia
3 Nanomaterials
4 Materials compostos avançats
Fibra de vidre, aramida, carbur de silici, grafit, fibra de bor, fibra d'acer, bigotis, materials sintètics resistents al desgast, a base de resina, a base de metall, materials compostos a base de ceràmica, materials compostos carboni/carboni, fulles de carbur , materials de fricció, materials compostos
5 Materials metàl·lics avançats
6 Nous materials químics
Silici orgànic, fluor orgànic, plàstics d'enginyeria i aliatges de plàstic, cautxú especial, fibra especial, recobriment especial, refrigerant, productes de química fina
7 Materials ceràmics avançats
Ceràmica funcional (microones, components electrònics dielèctrics ceràmics , piezoelèctric, sensible, transparent) ceràmica estructural (bresca, resistent al desgast, alta temperatura, alta tenacitat, recobriment, compost a base de ceràmica)
8 Materials de terres rares
Terres rares d'alta puresa, additius, catalitzadors, imants permanents, luminescència, emmagatzematge d'hidrogen
9 Materials magnètics
Materials magnètics suaus, imants permanents, materials d'enregistrament magnètic, dispositius magnètics
10 Materials de carboni
Carbó actiu, negre de carboni, diamant, grafit, fibra de carboni
11 Materials de membrana
Membranes filtrants (membranes orgàniques, membranes inorgàniques), pel·lícules funcionals (òptica, aïllant)
12 Materials superconductors
Tecnologies de preparació i aplicació de fils superconductors pràctics, blocs, i pel·lícules.
13 Materials biomèdics
Implants, teixits artificials, filtració de la sang, sutures
14 Materials ecològics i ambientals
Materials d'enginyeria ambiental, envasos verds, materials degradables, materials alternatius ambientals
15 Nous materials de construcció
Materials d'aïllament tèrmic, ciment d'alta resistència, materials de construcció ecològics verds
Whatsapp: +8615333853330
Correu electrònic: sales@casting-china.org
Web: https://dz-machining.com/ & https://casting-china.org/
Copyright © 2024 AQUESTA Technology Co., Ltd Tots els drets reservats.
Deixa una resposta