תרגום
ערוך תרגום
עַל יְדֵי 
הגדרה וסיווג של חומרים חדשים: 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. אין גבול ברור בין חומרים חדשים לחומרים מסורתיים. חומרים חדשים מפותחים על בסיס חומרים מסורתיים.
כיצד מגדירים ומסווגים חומרים חדשים? בואו נסתכל תחילה על ההגדרה של חומרים חדשים:
חומרים חדשים מתייחסים לאותם חומרים שהופיעו או כבר מתפתחים ובעלי תכונות מצוינות ופונקציות מיוחדות שאין לחומרים מסורתיים.
אין גבול ברור בין חומרים חדשים לחומרים מסורתיים. חומרים חדשים מפותחים על בסיס חומרים מסורתיים.
ניתן לפתח חומרים מסורתיים לחומרים חדשים באמצעות שיפורים בהרכב, מִבְנֶה, עיצוב ותהליך לשיפור ביצועי החומר או בעלי תכונות חדשות.
הגדרה וסיווג של חומרים חדשים
בתור הבסיס והמבשר של ההייטק, לחומרים חדשים יש מגוון רחב מאוד של יישומים.
יחד עם טכנולוגיית מידע וביוטכנולוגיה, הם הפכו לתחומים החשובים והמבטיחים ביותר במאה ה-21.
כמו חומרים מסורתיים, ניתן לסווג חומרים חדשים מנקודות מבט שונות כגון הרכב מבני, שדה פונקציה ויישום.
סיווגים שונים שזורים זה בזה ומקוננים. כַּיוֹם, חומרים חדשים מחולקים בדרך כלל לתחומים העיקריים הבאים לפי תחומי יישום ומוקדי מחקר עדכניים:
חומרי מידע אלקטרוניים, חומרי אנרגיה חדשים, ננו חומרים, חומרים מרוכבים מתקדמים, חומרים קרמיים מתקדמים, חומרי סביבה אקולוגית, חומרים פונקציונליים חדשים (כולל חומרים מוליכים בטמפרטורה גבוהה, חומרים מגנטיים, סרטי יהלומים, חומרים פולימריים פונקציונליים, וכו'), חומרים ביו-רפואיים, חומרים מבניים בעלי ביצועים גבוהים, חומרים חכמים, בניין חדש וחומרים כימיים חדשים, וכו.
חומרי מידע אלקטרוניים מתייחסים לחומרים המשמשים בתחומי המיקרו-אלקטרוניקה, טכנולוגיה אופטו-אלקטרוניקה ומוצרים בסיסיים של רכיבים חדשים, כולל בעיקר חומרים מיקרו-אלקטרוניים מוליכים למחצה המיוצגים על ידי סיליקון גביש יחיד;
Optoelectronic materials represented by laser crystals; חומרים קרמיים אלקטרוניים המיוצגים על ידי קרמיקה דיאלקטרית וקרמיקה רגישה לחום;
Magnetic materials represented by neodymium iron boron (NdFeB) חומרים למגנט קבוע; חומרי תקשורת סיבים אופטיים; חומרי אחסון נתונים המבוססים בעיקר על אחסון מגנטי ואחסון דיסק אופטי;
Piezoelectric crystals and thin film materials;
Green battery materials represented by hydrogen storage materials and lithium ion embedding materials, וכו.
חומרים בסיסיים אלה והמוצרים שלהם תומכים בפיתוח של תעשיות מידע מודרניות כמו תקשורת, מחשבים, מכשירי מידע וטכנולוגיות רשת.
מגמת הפיתוח הכוללת של חומרי מידע אלקטרוניים היא לקראת גודל גדול, אחידות גבוהה, יושרה גבוהה, כמו גם סרט דק, רב תכליתיות ואינטגרציה.
מוקדי מחקר עדכניים וגבולות טכנולוגיים כוללים חומרי מוליכים למחצה מהדור השלישי המיוצגים על ידי חומרים מוליכים למחצה רחבי פס כמו טרנזיסטורים גמישים, גבישים פוטוניים, גבישים פוטוניים, SiC, GaN, ZnSe, חומרי תצוגה אורגניים, וחומרים ננו-אלקטרוניים שונים.
אנרגיה חדשה וטכנולוגיית אנרגיה נקייה מתחדשת היא אחד מחמשת התחומים הטכניים המכריעים ביותר בהתפתחות הכלכלה העולמית במאה ה-21.
אנרגיה חדשה כוללת אנרגיה ראשונית כמו אנרגיה סולארית, אנרגיית ביומסה, אנרגיה גרעינית, אנרגיית רוח, אנרגיה גיאותרמית, אנרגיית האוקיינוס, ואנרגיית מימן במקורות כוח משניים.
חומרי אנרגיה חדשים מתייחסים לחומרי המפתח המשמשים למימוש השינוי והניצול של אנרגיה חדשה ופיתוח טכנולוגיית אנרגיה חדשה.
הם כוללים בעיקר חומרי סוללות ניקל-מימן המיוצגים על ידי חומרי סגסוגת אלקטרודות אחסון מימן, חומרי סוללת ליתיום-יון המיוצגים על ידי אלקטרודות שליליות ליתיום-פחמן ואלקטרודות LiCoO2 חיוביות, חומרים לתאי דלק, חומרים של תאים סולאריים המיוצגים על ידי חומרים מוליכים למחצה Si, וחומרי אנרגיה גרעינית בכור המיוצגים על ידי אורניום, דאוטריום, וטריטיום.
נקודות חמות מחקר נוכחיות וגבולות טכנולוגיים כוללים חומרי אחסון מימן בעלי אנרגיה גבוהה, חומרי סוללה פולימריים, חומרים אלקטרוליטים לתאי דלק תחמוצת מוצקה בטמפרטורה בינונית, וחומרי תאים סולאריים בעלי סרט דק פוליקריסטלי.
ננו-חומרים הם כינוי כללי לאפס מימדי, חד מימדי, דו מימד, וחומרים תלת מימדיים עם אפקטים בגודל קטן המורכבים מחלקיקים עדינים במיוחד בגודל של פחות מ-100 ננומטר (0.1-100נ"מ).
הרעיון של ננו-חומרים נוצר באמצע שנות ה-80.
מאז ננו חומרים מציגים אופטי ייחודי, חַשׁמַלִי, מַגנֶטִי, תֶרמִי, מֵכָנִי, ותכונות מכניות, הננוטכנולוגיה חדרה במהירות לתחומי חומרים שונים והפכה לנושא חם במחקר המדעי העולמי הנוכחי.
לפי הצורה הפיזית, ניתן לחלק באופן גס את הננו-חומרים לחמש קטגוריות: ננו-אבקות, ננו-סיבים, סרטי ננו, ננו בלוקים, ונוזלים מופרדים בננו-פאזה.
למרות שהננו-חומרים שתועשו הם בעיקר חומרים ננו-אבקתיים כמו סידן פחמתי, שחור פחמן לבן, ותחמוצת אבץ, ואחרים נמצאים בעצם עדיין בשלב המחקר הראשוני של המעבדה, ויישום בקנה מידה גדול צפוי להיות 5-10 שנים מאוחר יותר, אין ספק שלננוטכנולוגיה המיוצגת על ידי ננו-חומרים תהיה השפעה עמוקה על ההתפתחות הכלכלית והחברתית של המאה ה-21.
מוקדי מחקר עדכניים וגבולות טכנולוגיים כוללים: חומרים ננו-הרכבה המיוצגים על ידי ננו-צינורות פחמן; חומרים בננו בעלי ביצועים גבוהים כגון ננו-קרמיקה וננו-מרוכבים; עיצוב וסינתזה של חומרי ציפוי ננו;
Development of nano-electronic devices such as single-electron transistors, ננו-לייזרים וננו-מתגים, ו-C60 חומרי אחסון מידע בצפיפות גבוהה במיוחד.
חומרים מרוכבים הם חומרים בעלי מבנים של שני פאזה או יותר המורכבים משני חומרים או יותר בעלי תכונות שונות באמצעות תרכובת פיזיקלית וכימית.
סוג זה של חומר לא רק בעל ביצועים טובים יותר מכל חומר בודד בהרכב, אך יש גם תכונות ייחודיות שאין לרכיבים לבדם.
ניתן לחלק חומרים מרוכבים לשתי קטגוריות לפי השימוש בהם: חומרים מרוכבים מבניים וחומרים מרוכבים פונקציונליים.
חומרים מרוכבים מבניים משמשים בעיקר כחומרים למבנים נושאי עומס.
הם מורכבים ממרכיבי חיזוק שיכולים לשאת עומסים (כגון זכוכית, קֵרָמִיקָה, פַּחמָן, פולימרים, מתכות, סיבים טבעיים, בדים, שָׂפָם, יריעות וחלקיקים, וכו') ורכיבי מטריקס שיכולים לחבר את החיזוקים ליצירת חומר שלם ולהעביר כוח (כגון שרף, מַתֶכֶת, קֵרָמִיקָה, זְכוּכִית, פחמן ומלט, וכו').
חומרים מבניים מחולקים בדרך כלל לחומרים מרוכבים המבוססים על פולימרים, חומרים מרוכבים על בסיס מתכת, חומרים מרוכבים על בסיס קרמיקה, חומרים מרוכבים על בסיס פחמן וחומרים מרוכבים על בסיס צמנט לפי המטריצות השונות.
חומרים פונקציונליים מתייחסים לחומרים מרוכבים המספקים פיזיים אחרים, כִּימִי, תכונות ביולוגיות ואחרות בנוסף לתכונות מכניות.
ישנם סוגים רבים של חומרים מרוכבים, כולל פיזואלקטרי, מוֹלִיך, התגנבות מכ"ם, מגנט קבוע, פוטוכרומי, קליטת קול, מעכב בעירה, ספיגה ביו-עצמית, וכו', בעלי סיכויי פיתוח רחבים.
בְּעָתִיד, שיעור החומרים המרוכבים הפונקציונליים יעלה על זה של חומרים מרוכבים מבניים ויהפוך לזרם המרכזי של פיתוח חומרים מרוכבים.
כיוון המחקר של חומרים מרוכבים בעתיד יתמקד בעיקר בננו מרוכבים, חומרים מרוכבים ביוניים, ופיתוח רב תכליתי, חומרים מרוכבים חכמים וחכמים.
חומרים אקולוגיים סביבתיים הוצעו בהקשר למודעות של בני האדם למשמעות האסטרטגית החשובה של הגנה אקולוגית וסביבתית והעובדה שמדינות ברחבי העולם נוקטות בדרך של פיתוח בר קיימא.
הם מגמה בלתי נמנעת בפיתוח של מדעי החומרים ומחקר הנדסי בבית ומחוצה לה.
נהוג להאמין כי חומרים אקולוגיים סביבתיים הם חומרים בעלי ביצועים משביעי רצון והם ניחנים בתיאום סביבתי מצוין.
המאפיינים של סוג זה של חומר הם שהוא צורך פחות משאבים ואנרגיה, יש מעט זיהום לאקולוגיה ולסביבה, בעל שיעור מיחזור גבוה, והוא בהרמוניה עם הסביבה האקולוגית לאורך כל מחזור החיים מייצור החומרים, לְהִשְׁתַמֵשׁ, השלכה למיחזור ולמחזור.
כוללים בעיקר: חומרים תואמים לסביבה, כגון חומרים טבעיים טהורים (עֵץ, אֶבֶן, וכו'), חומרים ביומימטיים (עצמות מלאכותיות, איברים מלאכותיים, וכו'), חומרי אריזה ירוקים (שקיות אריזה ירוקות, מיכלי אריזה), חומרי בניין אקולוגיים (חומרים דקורטיביים לא רעילים, וכו'); חומרים מתכלים לסביבה (פלסטיק מתכלה, וכו'); חומרים הנדסיים סביבתיים, כגון חומרי שיקום סביבתיים, חומרי טיהור סביבתיים (מסננות מולקולריות, חומרי מסננת יונים), חומרים חלופיים סביבתיים (תוספי ניקוי כביסה ללא זרחן), וכו.
מוקדי המחקר וכיווני הפיתוח של חומרים אקולוגיים סביבתיים כוללים עיצוב של פולימרים ממוחזרים (פלסטיק), המערכת התיאורטית של הערכת תיאום סביבתי חומרי, ותהליכים חדשים, טכנולוגיות חדשות ושיטות חדשות להפחתת העומס הסביבתי של חומרים.
חומרים ביו-רפואיים הם סוג חדש של חומרי היי-טק המשמשים לאבחון, לטפל או להחליף רקמות ואיברים אנושיים או לשפר את תפקידיהם.
הם תחום חדש ומתפתח במדעי החומרים והטכנולוגיה.
יש להם לא רק תוכן טכני גבוה וערך כלכלי, אך גם קשורות קשר הדוק לחייהם ולבריאותם של החולים. בעבר 10 שנים, השוק של חומרים ומוצרים ביו-רפואיים שמר על קצב צמיחה של כ 20%.
חומרים ביו-רפואיים
חומרים ביו-רפואיים מחולקים לחומרי מתכת רפואיים, חומרים פולימריים רפואיים, חומרים ביו-קרמיים וחומרים מרוכבים ביו-רפואיים לפי הרכב ותכונות החומר.
מתכות, קֵרָמִיקָה, פולימרים וחומרים מרוכבים שלהם הם החומרים הביו-רפואיים הנפוצים ביותר.
לפי הבקשה, ניתן לחלק חומרים ביו-רפואיים לחומרים מתכלים ונספגים, חומרים להנדסת רקמות ואיברים מלאכותיים, חומרים לשחרור מבוקר, חומרים אינטליגנטיים ביונים, וכו.
כיווני המחקר והפיתוח של חומרים ביו-רפואיים הם בעיקר:
באמצע שנות השמונים, אנשים הציעו את הרעיון של חומרים חכמים (חומרים חכמים או מערכת חומרים חכמה): חומרים חכמים מחקים מערכות חיים, יכולים לחוש שינויים סביבתיים ולשנות אחד או יותר מפרמטר הביצועים שלהם בזמן אמת, וליצור חומרים מרוכבים רצויים או חומרים מרוכבים שיכולים להתאים את עצמם לסביבה המשתנה.
חומרים חכמים הם מערכת חומרים מורכבת המשלבת חומרים ומבנים, עיבוד חכם, מערכות ביצוע, מערכות בקרה ומערכות חיישנים.
העיצוב והסינתזה שלו משתרעים על כמעט כל דיסציפלינות ההייטק.
מרכיבי החומר הבסיסיים המהווים חומרים חכמים כוללים חומרים פיזואלקטריים, חומרי זיכרון לעצב, סיבים אופטיים, חַשׁמַלִי(מַגנֶטוֹ-)נוזלים ריאולוגיים, חומרים מגנטוסטריקטיבים וחומרים פולימריים חכמים.
הופעתם של חומרים חכמים תביא את הציוויליזציה האנושית לגובה חדש, אבל זה עדיין מרחק מסוים מהשלב המעשי.
מוקדי מחקר עתידיים כוללים את ששת ההיבטים הבאים:
חומרים מבניים מתייחסים לחומרים הנדסיים בעלי תכונות מכניות כמאפיין העיקרי.
הם החומרים הנפוצים ביותר בכלכלה הלאומית.
מצרכי היומיום, מבנים למכוניות, מטוסים, לוויינים ורקטות, כולם מקבלים את הצורה שלהם, גודל וחוזק באמצעות צורה כלשהי של מסגרת מבנית.
חומרים מסורתיים כגון פלדה ומתכות לא ברזליות שייכים לקטגוריה זו.
חומרים מבניים בעלי ביצועים גבוהים מתייחסים בדרך כלל לחומרים מבניים בעלי תכונות מכניות גבוהות יותר כגון חוזק, קַשִׁיוּת, פלסטיות וקשיחות, ולהתאים לדרישות סביבתיות מיוחדות.
הם כוללים חומרי מתכת חדשים, חומרים קרמיים מבניים וחומרים פולימריים בעלי ביצועים גבוהים.
מוקדי מחקר נוכחיים כוללים: סגסוגות בטמפרטורה גבוהה, חָדָשׁ סגסוגות אלומיניום וסגסוגות מגנזיום, חומרים קרמיים מבניים בטמפרטורה גבוהה וסגסוגות פולימר.
חומרים פונקציונליים מתייחסים לחומרים המפגינים תכונות מיוחדות כגון חשמל, מַגנֶטִיוּת, אוֹר, ביולוגיה וכימיה בנוסף לתכונות מכניות.
בנוסף למידע, אֵנֶרְגִיָה, ננו, חומרים ביו-רפואיים ואחרים שהוצגו קודם לכן, חומרים פונקציונליים חדשים כוללים בעיקר חומרים מוליכים בטמפרטורה גבוהה, חומרים מגנטיים, סרטי יהלומים, חומרים פולימריים פונקציונליים, וכו.
מוקדי מחקר נוכחיים כוללים: חומרים ננו-פונקציונליים, מגנטים קבועים של אדמה נדירה ננו-גבישי וחומרי סגסוגת אחסון מימן של אדמה נדירה, חומרים אמורפיים בתפזורת, חומרים מוליכים בטמפרטורה גבוהה, חומרי סגסוגת זיכרון צורה מגנטית, חומרים פולימריים מגנטיים, טכנולוגיית הכנת סרט יהלומים, וכו.
חומרים כימיים חדשים הם חומרי גלם בסיסיים המשמשים בתחומי התעשייה הכימית, נֵפט, וכו', בעיקר כולל חומרי פלואור אורגניים, חומרי סיליקון אורגניים, סיבים בעלי ביצועים גבוהים, חומרים ננו-כימיים, חומרים פונקציונליים אנאורגניים, וכו.
חומרים ננו-כימיים וציפויים כימיים מיוחדים היו מוקדי מחקר בשנים האחרונות.
חומרים קרמיים מתקדמים מתייחסים למוצרים בעלי ביצועים מצוינים העשויים מטוהר גבוה מעודן, תרכובות אנאורגניות עדינות במיוחד כחומרי גלם וטכנולוגיית תהליך הכנה מתקדמת.
בהתאם לדרישות הטכנולוגיה ההנדסית לביצועי המוצר, המוצרים המיוצרים יכולים להיות פיזואלקטריים, פרואלקטרי, מוֹלִיך, מוֹלִיך לְמֶחֱצָה, מַגנֶטִי, וכו. או בעלי תכונות מצוינות כגון חוזק גבוה, קשיחות גבוהה, קשיות גבוהה, התנגדות ללבוש, עמידות בפני קורוזיה, עמידות בטמפרטורה גבוהה, מוליכות תרמית גבוהה, בידוד או תאימות ביולוגית טובה.
חומרים קרמיים מתקדמים
חומרים קרמיים מתקדמים מחולקים בדרך כלל לשלוש קטגוריות: קרמיקה מבנית, חומרים מרוכבים מבוססי קרמיקה וקרמיקה פונקציונלית.
רוב הקרמיקות הפונקציונליות נמצאות בשימוש נרחב בתעשיית האלקטרוניקה ומכונה גם חומרים קרמיים אלקטרוניים.
כגון חומרי בידוד קרמיים, חומרי מצע קרמי, חומרי אריזה קרמיים המשמשים לייצור שבבים, וקרמיקה קבלים, קרמיקה פיזואלקטרית, חומרים מגנטיים של פריט המשמשים לייצור מכשירים אלקטרוניים.
מוקדי המחקר הנוכחיים כוללים את טכנולוגיית החיזוק וההקשחה של חומרים קרמיים, טכנולוגיית ההכנה והסינתזה של חומרים ננו-קרמיים, תכנון מערכות חומר קרמי מבניות מתקדמות, והאחידות הגבוהה והטכנולוגיה העדינה במיוחד של חומרים קרמיים אלקטרוניים.
חומרי בניין חדשים כוללים בעיקר חומרי קיר חדשים, חומרי בניין כימיים, חומרי בידוד תרמי חדשים, חומרי קישוט לבניין, וכו.
ביניהם, חומרי בניין כימיים כוללים פלסטיק לבנייה, ציפוי בניין, איטום מבנים, חומרי איטום, חומרי בידוד תרמי, חומרי בידוד קול, קרמיקה מיוחדת, דבקי בניין, וכו', שהם חומרי בניין חדשים שהמדינה שלי תתמקד בפיתוח במהלך "תוכנית החומש ה-15".
הגדרה חדשה של חומר: חומרים חדשים מתייחסים לאותם חומרים שהופיעו או כבר מתפתחים ובעלי תכונות מצוינות ופונקציות מיוחדות שאין לחומרים מסורתיים.
אין גבול ברור בין חומרים חדשים לחומרים מסורתיים.
חומרים חדשים מפותחים על בסיס חומרים מסורתיים.
ניתן לפתח חומרים מסורתיים לחומרים חדשים באמצעות שיפורים בהרכב, מִבְנֶה, עיצוב ותהליך לשיפור ביצועי החומר או בעלי תכונות חדשות.
חומרים חדשים מחולקים לארבע קטגוריות בהתאם להרכב המבני, כולל חומרי מתכת, חומרים אנאורגניים שאינם מתכתיים, חומרים פולימריים אורגניים, וחומרים מרוכבים מתקדמים.
לפי ביצועי החומר, ישנם חומרים מבניים וחומרים פונקציונליים.
לפי השימושים והמאפיינים של חומרים חדשים, "קטלוג מוצרי החומרים החדשים והטכנולוגיה של סין" מחלק מוצרי חומרים חדשים ליותר מעשרה תחומים טכניים ספציפיים, כולל חומרי מתכת חדשים, חומרי בניין חדשים, חומרים כימיים חדשים, חומרי מידע אלקטרוניים, חומרים ביו-רפואיים, חומרי אנרגיה חדשים, חומרים ננו ואבקה, חומרים מרוכבים חדשים, חומרי אדמה נדירים חדשים, חומרים קרמיים בעלי ביצועים גבוהים, חומרי פחמן חדשים, טכנולוגיה וציוד חדש להכנת חומרים.
1 חומרי מידע אלקטרוניים
2 חומרים חדשים חסכוניים באנרגיה
3 ננו חומרים
4 חומרים מרוכבים מתקדמים
סיבי זכוכית, ארמיד, סיליקון קרביד, גרָפִיט, סיבי בורון, סיבי פלדה, שָׂפָם, חומרים סינטטיים עמידים בפני שחיקה, מבוסס שרף, מבוסס מתכת, חומרים מרוכבים על בסיס קרמיקה, חומרים מרוכבים פחמן/פחמן, להבי קרביד , חומרי חיכוך, חומרים מרוכבים
5 חומרי מתכת מתקדמים
6 חומרים כימיים חדשים
סיליקון אורגני, פלואור אורגני, פלסטיקה הנדסית וסגסוגות פלסטיק, גומי מיוחד, סיבים מיוחדים, ציפוי מיוחד, חומר קירור, מוצרים כימיים עדינים
7 חומרים קרמיים מתקדמים
קרמיקה פונקציונלית (מִיקרוֹגַל, רכיבים אלקטרוניים דיאלקטריים קרמיים , פיזואלקטרי, רָגִישׁ, שָׁקוּף) קרמיקה מבנית (חַלַת דְבַשׁ, עמיד בפני שחיקה, טמפרטורה גבוהה, קשיחות גבוהה, שִׁכבָה, קומפוזיט על בסיס קרמיקה)
8 חומרי אדמה נדירים
אדמה נדירה בטוהר גבוה, תוספים, זרזים, מגנטים קבועים, הֶאָרָה, אחסון מימן
9 חומרים מגנטיים
חומרים מגנטיים רכים, מגנטים קבועים, חומרי הקלטה מגנטיים, מכשירים מגנטיים
10 חומרי פחמן
פחם פעיל, שחור פחמן, יַהֲלוֹם, גרָפִיט, סיבי פחמן
11 חומרי ממברנה
סינון ממברנות (ממברנות אורגניות, ממברנות אנאורגניות), סרטים פונקציונליים (אוֹפּטִי, בידוד)
12 חומרים מוליכים-על
טכנולוגיות הכנה ויישום של חוטי-על מעשיים, בלוקים, וסרטים.
13 חומרים ביו-רפואיים
שתלים, רקמות מלאכותיות, סינון דם, תפרים
14 חומרים אקולוגיים וסביבתיים
חומרים הנדסיים סביבתיים, אריזה ירוקה, חומרים מתכלים, חומרים חלופיים סביבתיים
15 חומרי בניין חדשים
חומרי בידוד תרמי, מלט בעל חוזק גבוה, חומרי בניין אקולוגיים ירוקים
וואטסאפ: +8615333853330
אֶלֶקטרוֹנִי: sales@casting-china.org
אינטרנט: https://dz-machining.com/ & https://casting-china.org/
זְכוּת יְוֹצרִים © 2024 THIS Technology Co., בע"מ כל הזכויות שמורות.
השאירו תגובה