Definición e clasificación de novos materiais: 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. Non hai unha fronteira clara entre os materiais novos e os materiais tradicionais. Desenvólvense novos materiais a partir dos materiais tradicionais.
Como se definen e clasifican os novos materiais? Vexamos primeiro a definición de novos materiais:
Os novos materiais refírense a aqueles materiais que xurdiron ou xa están en desenvolvemento e que teñen excelentes propiedades e funcións especiais que non teñen os materiais tradicionais..
Non hai unha fronteira clara entre os materiais novos e os materiais tradicionais. Desenvólvense novos materiais a partir dos materiais tradicionais.
Os materiais tradicionais poden converterse en novos materiais mediante melloras na composición, estrutura, deseño e proceso para mellorar o rendemento do material ou ter novas propiedades.
Definición e clasificación de novos materiais
Como fundamento e precursor da alta tecnoloxía, os novos materiais teñen un abano de aplicacións moi amplo.
Xunto coas tecnoloxías da información e a biotecnoloxía, convertéronse nos campos máis importantes e prometedores do século XXI.
Como materiais tradicionais, Os novos materiais pódense clasificar desde moitas perspectivas diferentes, como a composición estrutural, función e campo de aplicación.
Diferentes clasificacións están entrelazadas e aniñadas. Na actualidade, Os novos materiais xeralmente divídense nos seguintes campos principais segundo os campos de aplicación e os puntos de investigación actuais:
Materiais de información electrónica, novos materiais enerxéticos, nanomateriais, materiais compostos avanzados, materiais cerámicos avanzados, materiais de medio ambiente ecolóxico, novos materiais funcionais (incluíndo materiais supercondutores de alta temperatura, materiais magnéticos, películas de diamantes, materiais poliméricos funcionais, etc.), materiais biomédicos, materiais estruturais de alto rendemento, materiais intelixentes, construción nova e novos materiais químicos, etc.
Os materiais de información electrónica fan referencia a materiais utilizados nos campos da microelectrónica, tecnoloxía optoelectrónica e novos produtos básicos de compoñentes, incluíndo principalmente materiais microelectrónicos semicondutores representados por silicio monocristal;
Optoelectronic materials represented by laser crystals; materiais cerámicos electrónicos representados por cerámicas dieléctricas e cerámicas termosensibles;
Magnetic materials represented by neodymium iron boron (NdFeB) materiais de imán permanente; materiais de comunicación de fibra óptica; materiais de almacenamento de datos baseados principalmente en almacenamento magnético e almacenamento en disco óptico;
Piezoelectric crystals and thin film materials;
Green battery materials represented by hydrogen storage materials and lithium ion embedding materials, etc.
Estes materiais básicos e os seus produtos apoian o desenvolvemento de industrias modernas da información como as comunicacións, ordenadores, aparellos de información e tecnoloxías de rede.
A tendencia xeral de desenvolvemento dos materiais electrónicos de información é cara ao tamaño grande, alta uniformidade, alta integridade, así como película fina, multifuncionalidade e integración.
Os puntos de investigación actuais e as fronteiras tecnolóxicas inclúen materiais semicondutores de terceira xeración representados por materiais semicondutores de banda ampla, como os transistores flexibles., cristais fotónicos, cristais fotónicos, SiC, GaN, ZnSe, materiais de exhibición orgánicos, e diversos materiais nanoelectrónicos.
As novas enerxías e as tecnoloxías de enerxías limpas renovables son un dos cinco campos técnicos máis decisivos no desenvolvemento da economía mundial no século XXI..
A nova enerxía inclúe enerxía primaria como a enerxía solar, enerxía da biomasa, enerxía nuclear, enerxía eólica, enerxía xeotérmica, enerxía oceánica, e enerxía do hidróxeno nas fontes de enerxía secundarias.
Os materiais enerxéticos novos refírense aos materiais fundamentais utilizados para realizar a transformación e utilización de novas enerxías e o desenvolvemento de novas tecnoloxías enerxéticas.
Inclúen principalmente materiais de batería de níquel e hidróxeno representados por materiais de aliaxe de electrodos de almacenamento de hidróxeno, materiais de batería de ión-litio representados por electrodos negativos de litio-carbono e electrodos positivos de LiCoO2, materiais de pila de combustible, materiais de células solares representados por materiais semicondutores Si, e materiais de enerxía nuclear do reactor representados polo uranio, deuterio, e tritio.
Os puntos de investigación actuais e as fronteiras tecnolóxicas inclúen materiais de almacenamento de hidróxeno de alta enerxía, materiais de batería de polímero, materiais electrolíticos de pilas de combustible de óxido sólido a media temperatura, e materiais de células solares policristalinas de película fina.
Os nanomateriais son un termo xeral para a dimensión cero, unidimensional, bidimensional, e materiais tridimensionais con efectos de pequeno tamaño compostos por partículas ultrafinas cun tamaño inferior a 100 nm (0.1-100nm).
O concepto de nanomateriais formouse a mediados da década de 1980.
Xa que os nanomateriais presentan unha óptica única, eléctrica, magnético, térmica, mecánica, e propiedades mecánicas, a nanotecnoloxía penetrou rapidamente en varios campos dos materiais e converteuse nun tema candente na investigación científica mundial actual..
Segundo a forma física, Os nanomateriais pódense dividir aproximadamente en cinco categorías: nanopos, nanofibras, nanopelículas, nanobloques, e líquidos separados por nanofase.
Aínda que os nanomateriais que se industrializaron son principalmente materiais nanopo como o carbonato de calcio, branco carbón negro, e óxido de cinc, e outros están basicamente aínda na fase de investigación primaria do laboratorio, e espérase que a aplicación a gran escala sexa 5-10 anos despois, non hai dúbida de que a nanotecnoloxía representada polos nanomateriais terá un profundo impacto no desenvolvemento económico e social do século XXI..
Os puntos de investigación actuais e as fronteiras tecnolóxicas inclúen: materiais de nano-ensamblaxe representados por nanotubos de carbono; materiais nanoestruturados de alto rendemento como nanocerámicas e nanocomposites; deseño e síntese de materiais de nano-revestimento;
Development of nano-electronic devices such as single-electron transistors, nano-láseres e nano-interruptores, e materiais de almacenamento de información de ultra alta densidade C60.
Os materiais compostos son materiais con dúas ou máis estruturas de fase compostos por dous ou máis materiais con propiedades diferentes mediante a composición física e química..
Este tipo de material non só ten un mellor rendemento que calquera material único na composición, pero tamén ten propiedades únicas que os compoñentes por si só non teñen.
Os materiais compostos pódense dividir en dúas categorías segundo o seu uso: materiais compostos estruturais e materiais compostos funcionais.
Os materiais compostos estruturais utilízanse principalmente como materiais para estruturas portantes.
Están compostos por compoñentes de reforzo que poden soportar cargas (como o vidro, cerámica, carbono, polímeros, metais, fibras naturais, tecidos, bigotes, follas e partículas, etc.) e compoñentes da matriz que poden conectar os reforzos para formar todo un material e transmitir forza (como a resina, metal, cerámica, vidro, carbono e cemento, etc.).
Os materiais estruturais adoitan dividirse en compostos a base de polímeros, compostos a base de metal, composites a base de cerámica, compostos a base de carbono e compostos a base de cemento segundo as diferentes matrices.
Os materiais funcionais refírense a materiais compostos que proporcionan outros físicos, química, propiedades biolóxicas e outras, ademais das propiedades mecánicas.
Hai moitos tipos de materiais compostos, incluíndo piezoeléctricos, condutor, radar furtivo, imán permanente, fotocromática, absorción sonora, retardante de chama, bio-absorción, etc., que teñen amplas perspectivas de desenvolvemento.
No futuro, a proporción de materiais compostos funcionais superará a dos materiais compostos estruturais e converterase na corrente principal do desenvolvemento de materiais compostos.
A dirección de investigación dos materiais compostos no futuro centrarase principalmente nos nanocompostos, materiais compostos biónicos, e o desenvolvemento do multifuncional, materiais compostos intelixentes e intelixentes.
Os materiais ecoambientais propuxéronse no contexto da concienciación dos seres humanos sobre a importante importancia estratéxica da protección ecolóxica e ambiental e o feito de que os países de todo o mundo están tomando o camiño do desenvolvemento sostible..
Son unha tendencia inevitable no desenvolvemento da ciencia dos materiais e da investigación en enxeñaría no país e no estranxeiro.
En xeral, crese que os materiais ecoambientais son materiais que teñen un rendemento satisfactorio e están dotados dunha excelente coordinación ambiental..
As características deste tipo de material son que consumen menos recursos e enerxía, ten pouca contaminación para a ecoloxía e o medio ambiente, ten unha alta taxa de reciclaxe, e está en harmonía co medio ecolóxico ao longo de todo o ciclo de vida desde a fabricación do material, usar, eliminación para reciclaxe e reciclaxe.
Incluír principalmente: materiais compatibles co medio ambiente, como materiais naturais puros (madeira, pedra, etc.), materiais biomiméticos (ósos artificiais, órganos artificiais, etc.), materiais de embalaxe verde (bolsas de embalaxe verdes, envases de embalaxe), materiais de construción ecolóxicos (materiais decorativos non tóxicos, etc.); materiais ambientalmente degradables (plásticos biodegradables, etc.); materiais de enxeñería ambiental, como materiais de restauración ambiental, materiais de depuración ambiental (peneiras moleculares, materiais de criba iónica), materiais alternativos ambientais (aditivos para deterxentes para lavandería sen fósforo), etc.
Os puntos de investigación e as direccións de desenvolvemento de materiais ecoambientais inclúen o deseño de polímeros reciclados (plásticos), o sistema teórico de avaliación de coordinación ambiental material, e novos procesos, novas tecnoloxías e novos métodos para reducir a carga ambiental dos materiais.
Os materiais biomédicos son un novo tipo de materiais de alta tecnoloxía utilizados para diagnosticar, tratar ou substituír tecidos e órganos humanos ou mellorar as súas funcións.
Son un campo novo e en desenvolvemento na ciencia e tecnoloxía dos materiais.
Non só teñen un alto contido técnico e valor económico, pero tamén están moi relacionados coa vida e a saúde dos pacientes. No pasado 10 anos, o mercado de materiais e produtos biomédicos mantivo unha taxa de crecemento de aproximadamente 20%.
Materiais Biomédicos
Os materiais biomédicos divídense en materiais metálicos médicos, materiais poliméricos médicos, materiais biocerámicos e materiais compostos biomédicos segundo a composición e propiedades do material.
Metais, cerámica, os polímeros e os seus materiais compostos son os materiais biomédicos máis utilizados.
Segundo a solicitude, Os materiais biomédicos pódense dividir en materiais degradables e absorbibles, materiais de enxeñería de tecidos e órganos artificiais, materiais de liberación controlada, materiais biónicos intelixentes, etc.
As direccións de investigación e desenvolvemento de materiais biomédicos son principalmente:
A mediados dos anos 80, as persoas propuxeron o concepto de materiais intelixentes (Materiais intelixentes ou sistema de materiais intelixentes): Os materiais intelixentes imitan os sistemas de vida, poden detectar cambios ambientais e cambiar un ou máis dos seus propios parámetros de rendemento en tempo real, e faga materiais compostos desexados ou materiais compostos que poidan adaptarse ao ambiente cambiado.
Os materiais intelixentes son un sistema de materiais complexo que integra materiais e estruturas, procesamento intelixente, sistemas de execución, sistemas de control e sistemas de sensores.
O seu deseño e síntese abarca case todas as disciplinas de alta tecnoloxía.
Os compoñentes de materiais básicos que constitúen os materiais intelixentes inclúen materiais piezoeléctricos, materiais de memoria de forma, fibras ópticas, electro-(magneto-)fluídos reolóxicos, materiais magnetoestrictivos e materiais poliméricos intelixentes.
A aparición de materiais intelixentes levará a civilización humana a unha nova altura, pero aínda está a certa distancia da etapa práctica.
Os focos de investigación futuras inclúen os seguintes seis aspectos:
Os materiais estruturais refírese a materiais de enxeñería con propiedades mecánicas como característica principal.
Son os materiais máis utilizados na economía nacional.
Das necesidades diarias, edificios aos automóbiles, avións, satélites e foguetes, todos obteñen a súa forma, tamaño e resistencia mediante algún tipo de armazón estrutural.
Os materiais tradicionais como o aceiro e os metais non férreos pertencen a esta categoría.
Os materiais estruturais de alto rendemento refírese xeralmente a materiais estruturais con propiedades mecánicas máis elevadas, como a resistencia, dureza, plasticidade e dureza, e adaptarse aos requisitos ambientais especiais.
Inclúen novos materiais metálicos, materiais cerámicos estruturais de alto rendemento e materiais poliméricos.
Os puntos de investigación actuais inclúen: aliaxes de alta temperatura, novo aliaxes de aluminio e aliaxes de magnesio, materiais cerámicos estruturais de alta temperatura e aliaxes de polímeros.
Os materiais funcionais fan referencia a materiais que presentan propiedades especiais como a electricidade, magnetismo, luz, bioloxía e química ademais das propiedades mecánicas.
Ademais da información, enerxía, nano, biomédicos e outros materiais introducidos anteriormente, Os novos materiais funcionais inclúen principalmente materiais supercondutores de alta temperatura, materiais magnéticos, películas de diamantes, materiais poliméricos funcionais, etc.
Os puntos de investigación actuais inclúen: materiais nanofuncionais, imáns permanentes nanocristalinos de terras raras e materiais de aliaxe de almacenamento de hidróxeno de terras raras, materiais amorfos a granel, materiais supercondutores de alta temperatura, materiais de aliaxe con memoria de forma magnética, materiais de polímero magnético, tecnoloxía de preparación de película de diamante, etc.
Os novos materiais químicos son materias primas básicas utilizadas nos campos da industria química, petróleo, etc., incluíndo principalmente materiais orgánicos de flúor, materiais de silicio orgánico, fibras de alto rendemento, materiais nanoquímicos, materiais funcionais inorgánicos, etc.
Os materiais nanoquímicos e os revestimentos químicos especiais foron focos de investigación nos últimos anos.
Os materiais cerámicos avanzados refírense a produtos con excelente rendemento feitos de refinados de alta pureza, compostos inorgánicos ultrafinos como materias primas e tecnoloxía de proceso de preparación avanzada.
Segundo os requisitos da tecnoloxía de enxeñería para o rendemento do produto, os produtos fabricados poden ter piezoeléctricos, ferroeléctrico, condutor, semicondutor, magnético, etc. ou teñen excelentes propiedades como alta resistencia, alta tenacidade, alta dureza, resistencia ao desgaste, resistencia á corrosión, resistencia a altas temperaturas, alta condutividade térmica, illamento ou boa biocompatibilidade.
Materiais cerámicos avanzados
Os materiais cerámicos avanzados divídense xeralmente en tres categorías: cerámica estructural, materiais compostos a base de cerámica e cerámicas funcionais.
A maioría das cerámicas funcionais son amplamente utilizadas na industria electrónica e tamén se denominan materiais cerámicos electrónicos.
Como materiais illantes cerámicos, materiais de substrato cerámico, materiais de envasado cerámico utilizados para fabricar chips, e condensadores cerámicos, cerámica piezoeléctrica, materiais magnéticos de ferrita utilizados para fabricar dispositivos electrónicos.
Os puntos de investigación actuais inclúen a tecnoloxía de fortalecemento e endurecemento de materiais cerámicos, a tecnoloxía de preparación e síntese de materiais nanocerámicos, o deseño de sistemas avanzados de materiais cerámicos estruturais, e a alta uniformidade e tecnoloxía ultrafina dos materiais cerámicos electrónicos.
Os novos materiais de construción inclúen principalmente novos materiais de parede, materiais de construción químicos, novos materiais de illamento térmico, materiais de decoración da construción, etc.
Entre eles, materiais de construción químicos inclúen plásticos de construción, revestimentos para edificios, impermeabilización de edificios, materiais de selado, materiais de illamento térmico, materiais de illamento acústico, cerámicas especiais, adhesivos de construción, etc., que son novos materiais de construción que o meu país se centrará en desenvolver durante o "15º Plan Quinquenal".
Nova definición de material: Os novos materiais refírense a aqueles materiais que xurdiron ou xa están en desenvolvemento e que teñen excelentes propiedades e funcións especiais que non teñen os materiais tradicionais..
Non hai unha fronteira clara entre os materiais novos e os materiais tradicionais.
Desenvólvense novos materiais a partir dos materiais tradicionais.
Os materiais tradicionais poden converterse en novos materiais mediante melloras na composición, estrutura, deseño e proceso para mellorar o rendemento do material ou ter novas propiedades.
Os novos materiais divídense en catro categorías segundo a composición estrutural, incluíndo materiais metálicos, materiais inorgánicos non metálicos, materiais de polímero orgánico, e materiais compostos avanzados.
Segundo o rendemento do material, hai materiais estruturais e materiais funcionais.
Segundo os usos e propiedades dos novos materiais, o "Catálogo de orientación sobre produtos e tecnoloxía de novos materiais de China" divide os produtos de novos materiais en máis de dez campos técnicos específicos, incluíndo novos materiais metálicos, novos materiais de construción, novos materiais químicos, materiais electrónicos de información, materiais biomédicos, novos materiais enerxéticos, materiais nano e en po, novos materiais compostos, novos materiais de terras raras, materiais cerámicos de alto rendemento, novos materiais de carbono, novas tecnoloxías e equipamentos de preparación de materiais.
1 Materiais de información electrónica
2 Novos materiais de aforro enerxético
3 Nanomateriais
4 Materiais compostos avanzados
Fibra de vidro, aramida, carburo de silicio, grafito, fibra de boro, fibra de aceiro, bigotes, materiais sintéticos resistentes ao desgaste, a base de resina, a base de metal, materiais compostos a base de cerámica, materiais compostos carbono/carbono, láminas de carburo , materiais de fricción, materiais compostos
5 Materiais metálicos avanzados
6 Novos materiais químicos
Silicio orgánico, flúor orgánico, plásticos de enxeñería e aliaxes de plástico, caucho especial, fibra especial, revestimento especial, refrixerante, produtos de química fina
7 Materiais cerámicos avanzados
Cerámica funcional (microondas, compoñentes electrónicos dieléctricos cerámicos , piezoeléctrico, sensible, transparente) cerámica estructural (panal de mel, resistente ao desgaste, alta temperatura, alta tenacidade, revestimento, composto a base de cerámica)
8 Materiais de terras raras
Terras raras de alta pureza, aditivos, catalizadores, imáns permanentes, luminiscencia, almacenamento de hidróxeno
9 Materiais magnéticos
Materiais magnéticos suaves, imáns permanentes, materiais de gravación magnética, dispositivos magnéticos
10 Materiais de carbono
Carbón activado, negro de carbón, diamante, grafito, fibra de carbono
11 Materiais de membrana
Membranas filtrantes (membranas orgánicas, membranas inorgánicas), películas funcionais (óptica, illantes)
12 Materiais superconductores
Tecnoloxías de preparación e aplicación de fíos superconductores prácticos, bloques, e películas.
13 Materiais biomédicos
Implantes, tecidos artificiais, filtración sanguínea, suturas
14 Materiais ecolóxicos e ambientais
Materiais de enxeñería ambiental, envases verdes, materiais degradables, materiais alternativos ambientais
15 Novos materiais de construción
Materiais de illamento térmico, cemento de alta resistencia, materiais de construción ecolóxicos verdes
Whatsapp: +8615333853330
Correo electrónico: sales@casting-china.org
Web: https://dz-machining.com/ & https://casting-china.org/
Dereitos de autor © 2024 ESTA Technology Co., Ltd Todos os dereitos reservados.
Deixe unha resposta