Дефиниција и класификација на нови материјали: 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. Не постои јасна граница помеѓу новите материјали и традиционалните материјали. Нови материјали се развиваат врз основа на традиционални материјали.
Како се дефинираат и класифицираат новите материјали? Ајде прво да ја разгледаме дефиницијата за нови материјали:
Новите материјали се однесуваат на оние материјали кои се појавиле или веќе се развиваат и имаат одлични својства и посебни функции кои традиционалните материјали ги немаат. Не постои јасна граница помеѓу новите материјали и традиционалните материјали. Нови материјали се развиваат врз основа на традиционални материјали. Традиционалните материјали може да се развијат во нови материјали преку подобрувања во составот, структура, дизајн и процес за подобрување на перформансите на материјалот или имаат нови својства.
Дефиниција и класификација на нови материјали
Како основа и претходник на хај-тек, новите материјали имаат многу широк опсег на апликации. Заедно со информатичката технологија и биотехнологијата, тие станаа најважните и најперспективните полиња во 21 век. Како традиционални материјали, новите материјали може да се класифицираат од многу различни перспективи како што е структурниот состав, поле за функција и апликација. Различни класификации се испреплетени и вгнездени. Во моментов, новите материјали генерално се поделени на следните главни полиња според полињата на примена и тековните истражувачки жаришта:
Електронски информативни материјали, нови енергетски материјали, наноматеријали, напредни композитни материјали, напредни керамички материјали, материјали за еколошка средина, нови функционални материјали (вклучувајќи ги и високотемпературните суперспроводливи материјали, магнетни материјали, дијамантски филмови, функционални полимерни материјали, итн.), биомедицински материјали, структурни материјали со високи перформанси, интелигентни материјали, нова градба и хемиски нови материјали, итн.
Електронските информативни материјали се однесуваат на материјали кои се користат во областа на микроелектрониката, оптоелектронска технологија и основни производи на нови компоненти, главно вклучувајќи полупроводнички микроелектронски материјали претставени со еднокристален силициум; оптоелектронски материјали претставени со ласерски кристали; електронски керамички материјали претставени со диелектрична керамика и термосензитивна керамика; магнетни материјали претставени со неодимиум железен бор (NdFeB) материјали со постојан магнет; материјали за комуникација со оптички влакна; материјали за складирање податоци главно базирани на магнетно складирање и складирање на оптички диск; пиезоелектрични кристали и материјали од тенок филм; зелени материјали за батерии претставени со материјали за складирање на водород и материјали за вградување на литиум јони, итн. Овие основни материјали и нивните производи го поддржуваат развојот на современите информациски индустрии како што се комуникациите, компјутери, информациски апарати и мрежни технологии.
Целокупниот тренд на развој на електронските информативни материјали е кон големи димензии, висока униформност, висок интегритет, како и тенок филм, мултифункционалност и интеграција. Тековните истражувачки жаришта и технолошките граници вклучуваат полупроводнички материјали од трета генерација претставени со полупроводнички материјали со широк опсег, како што се флексибилни транзистори, фотонски кристали, фотонски кристали, SiC, GaN, ZnSe, органски материјали за прикажување, и разни наноелектронски материјали.
Технологијата на новата енергија и обновливите извори на чиста енергија е едно од петте најодлучувачки технички полиња во развојот на светската економија во 21 век. Новата енергија вклучува примарна енергија како што е сончевата енергија, енергија од биомаса, нуклеарна енергија, енергијата на ветерот, геотермална енергија, океанската енергија, и водородната енергија во секундарните извори на енергија. Новите енергетски материјали се однесуваат на клучните материјали што се користат за реализација на трансформацијата и искористувањето на новата енергија и развојот на новата енергетска технологија. Тие главно вклучуваат материјали од никел-водородни батерии претставени со материјали од легура на електроди за складирање на водород, Материјали на литиум-јонски батерии претставени со литиум-јаглеродни негативни електроди и LiCoO2 позитивни електроди, материјали за горивни ќелии, материјали од соларни ќелии претставени со Si полупроводнички материјали, и материјали за нуклеарна енергија на реакторот претставени со ураниум, деутериум, и тритиум.
Тековните истражувачки жаришта и технолошките граници вклучуваат високоенергетски материјали за складирање на водород, материјали од полимерни батерии, електролитни материјали со цврсти оксидни горивни ќелии со средна температура, и поликристални материјали од соларни ќелии со тенок филм.
Наноматеријалите се општ термин за нулта-димензионални, еднодимензионални, дводимензионални, и тридимензионални материјали со ефекти со мала големина составени од ултрафини честички со големина помала од 100 nm (0.1-100nm). Концептот на наноматеријали е формиран во средината на 1980-тите. Бидејќи наноматеријалите покажуваат уникатен оптички, електрични, магнетни, термички, механички, и механички својства, нанотехнологијата брзо навлезе во различни области на материјали и стана жешка тема во тековните светски научни истражувања. Според физичката форма, наноматеријалите може грубо да се поделат во пет категории: наноправи, нановлакна, нанофилмови, наноблокови, и течности одвоени со нанофаза. Иако наноматеријалите кои се индустријализирани се главно материјали од наноправ, како што е калциум карбонат, бела саѓи црна, и цинк оксид, а други се во основа сè уште во примарната истражувачка фаза на лабораторијата, а се очекува примена од големи размери да биде 5-10 години подоцна, несомнено е дека нанотехнологијата претставена со наноматеријали ќе има големо влијание врз економскиот и социјалниот развој на 21 век.
Тековните истражувачки жаришта и технолошките граници вклучуваат: материјали за нано склопување претставени со јаглеродни наноцевки; наноструктурни материјали со високи перформанси како што се нано-керамика и нано-композити; дизајн и синтеза на материјали за нано-обложување; развој на нано-електронски уреди како што се едноелектронски транзистори, нано-ласери и нано-прекинувачи, и C60 материјали за складирање информации со ултра висока густина.
Композитни материјали се материјали со две или повеќе фазни структури составени од два или повеќе материјали со различни својства преку физичко и хемиско мешање. Овој тип на материјал не само што има подобри перформанси од кој било поединечен материјал во составот, но има и уникатни својства што ги немаат само компонентите.
Композитните материјали можат да се поделат во две категории според нивната употреба: структурни композитни материјали и функционални композитни материјали. Структурните композитни материјали главно се користат како материјали за носечки конструкции. Тие се составени од арматурни компоненти кои можат да издржат товари (како што е стаклото, керамика, јаглерод, полимери, метали, природни влакна, ткаенини, мустаќи, листови и честички, итн.) и матрични компоненти кои можат да ги поврзат арматурите за да формираат цел материјал и да пренесуваат сила (како што се смола, метал, керамика, стакло, јаглерод и цемент, итн.). Структурните материјали обично се поделени на композити базирани на полимер, композити на база на метал, композити на база на керамика, композити на база на јаглерод и композити на база на цемент според различните матрици. Функционалните материјали се однесуваат на композитни материјали кои обезбедуваат други физички, хемиски, биолошки и други својства покрај механичките својства. Постојат многу видови на композитни материјали, вклучувајќи пиезоелектрични, проводен, радарски стелт, постојан магнет, фотохромни, апсорпција на звук, заштитник на пламен, био-само-апсорпција, итн., кои имаат широки развони перспективи. Во иднина, процентот на функционални композитни материјали ќе го надмине оној на структурните композитни материјали и ќе стане главен тек на развојот на композитни материјали. Истражувачката насока на композитните материјали во иднина главно ќе се фокусира на нанокомпозитите, бионски композитни материјали, и развој на мултифункционален, паметни и интелигентни композитни материјали.
Еко-еколошките материјали беа предложени во контекст на свеста на луѓето за важното стратешко значење на еколошката и заштитата на животната средина и фактот дека земјите ширум светот чекорат по патот на одржливиот развој. Тие се неизбежен тренд во развојот на науката за материјали и инженерските истражувања дома и во странство. Општо се верува дека еко-еколошките материјали се материјали кои имаат задоволителни перформанси и се опремени со одлична еколошка координација.
Карактеристиките на овој вид материјал се дека троши помалку ресурси и енергија, има мало загадување на екологијата и животната средина, има висока стапка на рециклирање, и е во хармонија со еколошката средина во текот на целиот животен циклус од производството на материјали, употреба, отстранување на рециклирање и рециклирање. Главно вклучуваат: еколошки компатибилни материјали, како што се чисти природни материјали (дрво, камен, итн.), биомиметички материјали (вештачки коски, вештачки органи, итн.), зелени материјали за пакување (зелени кеси за пакување, контејнери за пакување), еколошки градежни материјали (нетоксични декоративни материјали, итн.); еколошки разградливи материјали (биоразградлива пластика, итн.); еколошки инженерски материјали, како што се материјалите за обновување на животната средина, материјали за прочистување на животната средина (молекуларни сита, материјали за јонско сито), еколошки алтернативни материјали (адитиви за детергент за перење без фосфор), итн.
Истражувачките жаришта и насоките за развој на еко-еколошки материјали вклучуваат дизајн на рециклирани полимери (пластика), теоретскиот систем на евалуација на материјална еколошка координација, и нови процеси, нови технологии и нови методи за намалување на оптоварувањето на материјалите од животната средина.
Биомедицинските материјали се нов тип на високотехнолошки материјали кои се користат за дијагностицирање, третираат или заменуваат човечки ткива и органи или ги подобруваат нивните функции. Тие се ново поле во развој во науката и технологијата за материјали. Тие не само што имаат висока техничка содржина и економска вредност, но се тесно поврзани и со животот и здравјето на пациентите. Во минатото 10 години, пазарот на биомедицински материјали и производи одржува стапка на раст од околу 20%.
Биомедицински материјали
Биомедицинските материјали се поделени на медицински метални материјали, медицински полимерни материјали, биокерамички материјали и биомедицински композитни материјали според составот и својствата на материјалот. Метали, керамика, полимерите и нивните композитни материјали се најкористени биомедицински материјали. Според пријавата, биомедицинските материјали може да се поделат на разградливи и апсорбирани материјали, материјали за инженерство на ткиво и вештачки органи, материјали со контролирано ослободување, бионски интелигентни материјали, итн.
Насоките за истражување и развој на биомедицински материјали се главно:
Во средината на 1980-тите, луѓето го предложија концептот на паметни материјали (Паметни материјали или интелигентен материјален систем): Паметните материјали ги имитираат животните системи, можат да ги почувствуваат промените во животната средина и да променат еден или повеќе свои параметри на перформанси во реално време, и направи сакани композитни материјали или композитни материјали кои можат да се прилагодат на променетата средина.
Паметните материјали се сложен материјален систем кој ги интегрира материјалите и структурите, интелигентна обработка, системи за извршување, контролни системи и сензорски системи. Неговиот дизајн и синтеза ги опфаќаат речиси сите високотехнолошки дисциплини. Основните материјални компоненти кои ги сочинуваат паметните материјали вклучуваат пиезоелектрични материјали, форма мемориски материјали, оптички влакна, електро-(магнето-)реолошки течности, магнетостриктивни материјали и паметни полимерни материјали.
Појавата на паметни материјали ќе ја доведе човечката цивилизација на нова височина, но сепак е одредено растојание од практичната фаза.
Фокусите на идните истражувања ги вклучуваат следните шест аспекти:
Структурните материјали се однесуваат на инженерски материјали со механички својства како главна карактеристика. Тие се најкористените материјали во националната економија. Од секојдневните потреби, згради до автомобили, авиони, сателити и ракети, сите ја добиваат својата форма, големината и силата преку некоја форма на структурна рамка. Традиционалните материјали како челик и обоени метали припаѓаат на оваа категорија. Структурните материјали со високи перформанси генерално се однесуваат на структурни материјали со повисоки механички својства како што е јачината, цврстина, пластичност и цврстина, и да се прилагодат на посебните еколошки барања. Тие вклучуваат нови метални материјали, структурни керамички материјали и полимерни материјали со високи перформанси.
Тековните истражувачки жаришта вклучуваат: легури со висока температура, нов алуминиумски легури и легури на магнезиум, високотемпературни структурни керамички материјали и полимерни легури.
Функционалните материјали се однесуваат на материјали кои покажуваат посебни својства како што е електричната енергија, магнетизам, светлина, биологија и хемија покрај механичките својства. Во прилог на информациите, енергија, нано, биомедицински и други материјали воведени претходно, новите функционални материјали главно вклучуваат високотемпературни суперспроводливи материјали, магнетни материјали, дијамантски филмови, функционални полимерни материјали, итн.
Тековните истражувачки жаришта вклучуваат: нано-функционални материјали, нанокристални трајни магнети за ретки земји и материјали од легура за складирање на водород од ретки земји, рефус аморфни материјали, високотемпературни суперспроводливи материјали, магнетна форма мемориски легирани материјали, магнетни полимерни материјали, технологија за подготовка на дијамантски филм, итн.
Новите хемиски материјали се основни суровини што се користат во областа на хемиската индустрија, нафта, итн., главно вклучувајќи органски флуорни материјали, органски силициумски материјали, влакна со високи перформанси, нано-хемиски материјали, неоргански функционални материјали, итн. Нано-хемиските материјали и специјалните хемиски облоги се жаришта за истражување во последниве години.
Напредните керамички материјали се однесуваат на производи со одлични перформанси направени од рафинирана висока чистота, ултра фини неоргански соединенија како суровини и напредна технологија на процесот на подготовка. Според барањата на инженерската технологија за перформанси на производот, произведените производи можат да имаат пиезоелектрични, фероелектрични, проводен, полупроводник, магнетни, итн. или имаат одлични својства како што се висока јачина, висока цврстина, висока цврстина, отпорност на абење, отпорност на корозија, отпорност на висока температура, висока топлинска спроводливост, изолација или добра биокомпатибилност.
Напредни керамички материјали
Напредните керамички материјали генерално се поделени во три категории: структурна керамика, Композитни материјали на база на керамика и функционална керамика. Повеќето функционални керамички производи се широко користени во електронската индустрија и исто така најчесто се нарекуваат електронски керамички материјали. Како што се керамички изолациски материјали, материјали за керамичка подлога, керамички материјали за пакување кои се користат за производство на чипс, и кондензаторска керамика, пиезоелектрична керамика, феритни магнетни материјали кои се користат за производство на електронски уреди.
Тековните истражувачки жаришта вклучуваат технологија за зајакнување и зацврстување на керамичките материјали, технологијата на подготовка и синтеза на нанокерамички материјали, дизајнот на напредни структурни системи за керамички материјали, и високата униформност и ултра фината технологија на електронските керамички материјали.
Новите градежни материјали главно вклучуваат нови ѕидни материјали, хемиски градежни материјали, нови материјали за топлинска изолација, градежни материјали за декорација, итн. Меѓу нив, хемиски градежни материјали вклучуваат градежна пластика, градежни премази, хидроизолација на зградата, материјали за заптивање, материјали за топлинска изолација, материјали за звучна изолација, специјална керамика, градежни лепила, итн., кои се нови градежни материјали на кои мојата земја ќе се фокусира на развивање за време на „15-тиот петгодишен план“.
Нова дефиниција за материјал: Новите материјали се однесуваат на оние материјали кои се појавиле или веќе се развиваат и имаат одлични својства и посебни функции кои традиционалните материјали ги немаат. Не постои јасна граница помеѓу новите материјали и традиционалните материјали. Нови материјали се развиваат врз основа на традиционални материјали. Традиционалните материјали може да се развијат во нови материјали преку подобрувања во составот, структура, дизајн и процес за подобрување на перформансите на материјалот или имаат нови својства.
Новите материјали се поделени во четири категории според структурниот состав, вклучувајќи метални материјали, неоргански неметални материјали, органски полимерни материјали, и напредни композитни материјали. Според перформансите на материјалот, постојат структурни материјали и функционални материјали. Според употребата и својствата на новите материјали, „Каталогот за упатства за производи и технологија за нови материјали во Кина“ ги дели производите од нови материјали на повеќе од десет специфични технички области, вклучувајќи нови метални материјали, нови градежни материјали, нови хемиски материјали, електронски информативни материјали, биомедицински материјали, нови енергетски материјали, нано и прашкасти материјали, нови композитни материјали, нови материјали за ретки земји, керамички материјали со високи перформанси, нови јаглеродни материјали, технологија и опрема за подготовка на нови материјали.
1 Електронски информативни материјали
2 Нови материјали за заштеда на енергија
3 Наноматеријали
4 Напредни композитни материјали
Стаклени влакна, арамид, силициум карбид, графит, борни влакна, челични влакна, мустаќи, синтетички материјали отпорни на абење, на база на смола, на база на метал, композитни материјали на база на керамика, јаглерод/јаглерод композитни материјали, карбидни сечила , материјали за триење, композитни материјали
5 Напредни метални материјали
6 Нови хемиски материјали
Органски силициум, органски флуор, инженерска пластика и пластични легури, специјална гума, специјални влакна, специјален слој, разладно средство, фини хемиски производи
7 Напредни керамички материјали
Функционална керамика (микробранова печка, керамички диелектрични електронски компоненти , пиезоелектрични, чувствителна, транспарентен) структурна керамика (саќе, отпорни на абење, висока температура, висока цврстина, облога, композит на база на керамика)
8 Материјали од ретки земји
Ретка земја со висока чистота, адитиви, катализатори, постојани магнети, луминисценција, складирање на водород
9 Магнетни материјали
Меки магнетни материјали, постојани магнети, магнетни материјали за снимање, магнетни уреди
10 Јаглеродни материјали
Активиран јаглерод, саѓи, дијамант, графит, јаглеродни влакна
11 Мембрански материјали
Мембрани за филтрирање (органски мембрани, неоргански мембрани), функционални филмови (оптички, изолациски)
12 Суперспроводливи материјали
Технологии за подготовка и примена на практични суперспроводливи жици, блокови, и филмови.
13 Биомедицински материјали
Импланти, вештачки ткива, филтрација на крв, конци
14 Еколошки и еколошки материјали
Материјали за инженерство на животната средина, зелено пакување, разградливи материјали, еколошки алтернативни материјали
15 Нови градежни материјали
Материјали за топлинска изолација, цемент со висока јачина, зелени еколошки градежни материјали
Whatsapp: +8615333853330
Е-пошта: sales@casting-china.org
Авторски права © 2024 THIS Technology Co., Ltd Сите права се задржани.
Оставете Одговор