新材料发展方向.doc

新材料发展方向.doc:..新材料领域未来发展方向口新刀异的现代技术的发展需要很多新型材料的支持。自从第三次科技浪潮席卷全球以来,新型材料同信息、能源一起,被称为现代科技的三大支柱。新材料的诞牛会带动相关产业和技术的迅速发展,甚至会催生新的产业和技术领域。材料科学现已发展成为一门跨学科的综合性学科。根据我国当询及未来发展的实际情况,新材料领域值得注意的新发展方向主要有半导体材料、结构材料、有机/高分子材料、敏感与传感转换材料、纳米材料、生物材料及复合材料。,半导体及其应用研究的中心正向直接影响市场的微型或低维量子器件、改善传输质量和效率、增大功率和距离等方向发展,半导体化合物(GaAs、InAs、GaN、SiC等)具有重耍的应用前景。半导体材料领域的重耍研究主题有:(1) Si基积分电路设计,就材料物性而言涉及用于门(gates)电路控制的纳米尺寸电介质制造及特性研究。(2) 人能隙材料则在光电子学领域中具有关键的作用。可以预期,111—V族化合物材料具有重要应用前景。(3) 纳米电子学及纳米物理学研究是微电子及光电子材料和器件发展的基础,涉及半导体与冇机或生物分子耦合,低维器件的量子尺寸效应,半导体与超导体或磁性材料界面以及原子或分子尺度的存储问题。建立原子学模拟与连续介质力学及量子力学跨层次一跨尺度关联应是该领域中的一个重要的研究方向。、AI基、Ti基以及Mg基合金作为力学材料的主体,构成了系列结构材料,其主要功能是承担负载(如火车、汽车、飞机)。汽车用钢近年来己从一般钢铁发展为使用灿合金或特殊的高强Mg基合金,高强Ti合金在高强钢中有重要位置,不锈钢则有取代碳钢的趋势。用于军用飞机的A1合金及一般钢材则被先进的Ti合金及高分子基复合材料所取代。进一步还需要发展碳纤维增强复合材料或A1基复合材料。结构材料的主体有:(1) 钢铁:钢铁材料,特别是具有多相结构和复杂成分的优质钢具有重要的应用前景和潜在优势,需要开展相应的基础研究。联系微米和纳米技术的纳米层间结构、织构以及晶界和界而都可视为改善钢铁材料的重要途径。(2) A1合金:A1基材料及相应的沉淀硬化效应导致高强铝合金的出现,相关技术工艺已发展为“沉淀科学”,它涉及”相“间晶体结构的匹配性以及介金的稳定性,特别是时效介金的稳定性直接影响航空或空间应用,因此可视为A1合金基础研究中的重要问题。(3) Mg合金:镁及镁合金广泛应用于冶金、汽车、摩托车、航空航天、光学仪器、计算机、电子与通讯、电动、风动工具和医疗器械等领域。镁合金是最轻的工程结构材料,以其优良的导热性、减振性、可冋收性、抗电磁干扰及优良的屏蔽性能等特点,被誉为新型“绿色工程材料”、21世纪的“时代金属”。(4) Ti合金:Ti合金在军用或民用航空工业的发展中有重要位置,多相纳米尺度层状微结构问题对高强Ti基介金的特性具有重要意义,它将成为设计新Ti基合金的关键因索。(5) 结构陶瓷及陶瓷基复介材料:提高陶瓷材料的韧性和可靠性,降低陶瓷材料的制造成本是直接关系到陶瓷材料在高技术领域中应用的关键。先进结构陶瓷近年的主要发展趋势是:高延展性、超高强、超高韧、超高硬和耐高温的新材料探索。具体说來主耍有:•向多层次、多相复