三元材料综述重要

三元材料综述

引言

目前，以锰、钴、镍三种元素摩尔比相等的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2三元复合正极材料受到广泛的关注。由于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2比容量高，循环性能好，热稳定性好，而且锰、镍价格都比钴低，可大大降低材料的成本，是一种理想的锂离子电池正极材料。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有单一的α-NaFeO2型层状结构，空间点群为 R-3m。锂离子占岩盐结构的 3a 位，过渡金属离子（M=Ma、Ni、Co）占据 3b 位，氧离子占据 6c 位置，晶格常数a=0.2862nm、c=1.4227nm。Shaju K M 等[1]对 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2进行XPS 测试，测试结果发现：镍、钴、锰分别以+2、+3 及+4 的价态存在，同时，也存在少量的Ni3+和 Mn3+。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作为锂离子电池正极材料，在充电过程中的反应有如下特征：在 3.75-4.54V 之间有两个平台，且容量可达 250mAh/g，为理论容量的 91％。通过 XANES 和 EXAFS 分析发现在 3.9V 左右时，Ni 的氧化电对为 Ni2+/Ni3+，在 3.9～4.1V之间为 Ni3+/Ni4+。当高于 4.1V 时，Ni4+不再参与反应，Co 的氧化电对 Co3+/Co4+与上述两个平台都有关。当电压高于 4.2V 时 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中 O 的损失会更加严重，这将导致材料的循环性能下降，使不可逆容量增加。此种材料在 3.0～4.5V 间首次循环伏安扫描发现，在 4.289V 处有一个不可逆阳极氧化峰，对应于首次循环不可逆容量；在3.825V 左右处出现一个阳极氧化峰，

相对应的在 3.675V 存在一个阴极还原峰。当反复扫描这一对氧化还原峰时，峰的高度和峰的位置始终保持不变，说明LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料具有优异的可逆循环性能。

锂离子电池Li[Ni-Co-Mn]O2正极材料研究现状三元层状结构的Li[Ni-Co-Mn]O2锂离子电池正极材料，综合LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2 三种层状材料的优点，其性能好于以上任一单一组分正极材料，存在明显的协同效应：通过引入Co，能够减少阳离子混合占位(Cation Mixing)情况的发生，有效稳定材料的层状结构[5]；引入Ni，可提高材料的容量；引入Mn，不仅可以降低材料成本，而且还可以提材料的安全性和稳定性。而Li[Ni-Co-Mn]O2材料基本物性及充放电平台与LiCoO2相近，适合现有各类锂离子电池应用产品，有望先期取代现有各类其他正极材料，获得市场认可。

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2主要的制备方法大致分为固相法和溶液法。固相法有高温固相法和乙酸盐燃烧法。溶液法主要包括溶胶-凝胶法、共沉淀法、喷雾热解法等。不同的合成方法对所制备的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的性能有较大的影响。

溶胶-凝胶法：

溶胶-凝胶法是合成超微颗粒的一种先进的软化学方法。广泛应用于合成各种陶瓷粉体、涂层、薄膜、纤维等产品。该方法是将较低粘度的前驱体混合均匀，制成均匀的溶胶，并使之凝胶，在凝胶后或凝胶过程中成型、干燥，然后烧结或煅烧。和传统的高温固相反应法相比，溶胶-凝胶法合成的材料的具有以下优点：原材料各组分可达到

原子级的均匀混合，产品化学均匀性教好，纯度较高，化学计量比可以得到准确的调控；热处理温度可以明显的降低，热处理时间可以明显缩短；适用于合成薄和纳米粉体膜；通过控制溶胶-凝胶工艺参数有可能实现对材料的结构进行精确的剪裁[2]。此外，溶胶-凝胶技术需要的工艺简单，过程容易控制。但是合成周期比较长，工业化生产的难度较大。

蔡红福[3]实验表明：在 900℃的温度下，20 小时制备的材料具有良好的循环性能，在 3.0-4.4V 的电压下进行充电，首次放电比容量为 165.3mAh/g，30 个循环后的容量保持率为94.5%。Cr 元素取代不同金属元素所得一系列材料都具有单一的层状结构。其中LiMn1/3Ni1/3-0.05Co1/3O2Cr0.05在2.5-4.6V 高压区内，材料有优异的循环性能，Cr掺杂能较好的改善材料的电化学性能。其中Li1.02Mn1.92Al0.02Cr0.02Cr0.02O3.94F0.06材料的电化学性能最佳，交流阻抗和循环伏安测试表明它有较小的阻抗和更高的可逆性能。充放电测试表明它具有优越的循环性能，常温和高温（55℃）下，以 1/3C 充放电的首次放电容量及 50 个循环后的容量保持率分别为（119.6mAh/g、97.5%，120.4mAh/g、91.9%），在常温和高温（55℃）下以 1C 充放电，首次放电容量首次放电容量及 90个循环后的容量保持率分别为（111.8mAh/g、94.7%，112.7mAh/g、89.4%）。

Kim[6]采用熔胶凝胶法制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料。他们将化学计量比的镍钴锰醋酸盐溶解到蒸馏水中，用乙醇酸作为络合剂，在反应过程中滴加氨水来调节pH 值，使其保持在 7.0~7.5 之间。

然后将反应体系在 70~80oC下蒸发得到粘性的透明胶体。将胶体在450oC于空气中烘 5 h 得到粉末，将其球磨后于 950oC烧结，并保温 20h，淬冷至室温即可得到产物。电化学性能测试表明，所制备的产物具有较高的放电容量，在 2.5~4.6V 之间循环其放电容量可以达到 184~195 mAh·g-1。

共沉淀法

共沉淀法一般是把化学原料以溶液状态混合，并向溶液中加入适当的沉淀剂，使溶液中已经混合均匀的各个组分按化学计量比共沉淀出来，或者在溶液中先反应沉淀出一种中间产物，再把它煅烧分解制备出微细粉料的产品。传统的固相合成技术难以使材料达到分子或原子线度化学计量比混合，而采用共沉淀方法往往可以解决这一问题，从而达到较低的生产成本制备高质量材料的目的[52]。液相共沉淀法具有如下四个特点：

(1) 工艺设备简单，沉淀期间可将合成和细化一道完成，有利于工业化生产；

(2) 可比较精确控制各组分含量，使不同组分之间实现分子/原子级的均匀混合；

(3) 在沉淀过程中，可以通过控制沉淀条件及下一步沉淀物的煅烧程度来控制所得粉体的纯度、颗粒大小、分散性和相组成；

(4) 与高温固相法相比，其样品煅烧温度较低、性能稳定、重现性好。基于液相共沉淀法的优点，本次实验采用共沉淀法制备正极材料的前驱体，然后采用高温焙烧制备活性物质。

Shaju[53]等人用氢氧化物共沉淀法制备出了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，XPS显示材料中金属离子的价态分别是Ni2+，Co3+和Mn4+，但含有10%的Mn3+和Ni3+。首次放电比容量为 160mAh·g-1， 40 次循环后的放电比容量为 143mAh·g-1(2.5~4.4V) 。 Lee[54]等人采用共沉淀法合成了具有层状球形的

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2锂离子电池正极材料，组装成实验电池，在2.8~4.3V、2.8~4.4V 和 2.8~4.5V 的电压范围内得到的放电比容量分别为 159mAh·g-1、168mAh·g-1和 177mAh·g-1，且具有优异的循环性能，在高温(55°C)时电池的放电比容量可达 168mAh·g-1。Luo[55]等人同样采用共沉淀法合成出了具有高振实密度(2.38g·cm-3)的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。首次循环的充放电容量分别为185.08mAh·g-1和 166.99mAh·g-1，30 次循环后的充放电容量分别为 159.09mAh·g-1和 154.14 mAh·g-1，容量保持率为93%，且库仑效率大于96%。以氢氧化物共沉淀法合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2时，在水溶液中Mn2+易沉淀为Mn(OH)2，并且进一步氧化成Mn3+(MnOOH)或Mn4+(MnO2)，因而较难合成准确计量比的前驱体。Cho[56]等人采用碳酸盐为沉淀剂合成

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。利用碳酸盐为沉淀剂可抑制Mn

2+的氧化，反应过程中无需通入氮气，反应液为中性 (pH=7.2)。Zhang [57]等人采用无水共沉淀法合成出了纳米级的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 正极材料，其粒径可小于 40nm。

刘伶[527]采用NaOH+NH3·H2O、Na2CO3和(NH4)2CO3三种共沉淀体系合成前驱体。通过比较，三种沉淀体中Na2CO3体系制备的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的层状结构最好，阳离子混排度最小，在2.8~4.5V电压范围内，300 mA·g-1(2C)条件下，100次循环后的容量保持率达到 97%。研究了焙烧温度及时间对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 材料的结构和电化学性能的影响，较佳的处理方式为经 500°C预烧5h，900°C二次焙烧 24h。

徐扬、对采用共沉淀法合成层状 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2的合成条件进行了优化，得到了最佳工艺条件:以 NaOH 沉淀剂所得共沉淀物为前驱体，以 Li2CO3为锂源，Li / ( Ni, Co,Mn)配比为 1.05，合成温度为 800 ℃，合成时间为 16h。

在上述最佳工艺条件下合成了性能优良的层状 Li[Ni1/3Co1/3 Mn1/3]O2正极材料，以Li 为负极，在 2.5-4.6V, O.2C 倍率下的首次放电比容量为 198.72mAh/g。而且发现其首次放电比容量随充电电压上限的升高而增大。

高温固相法

高温固相法即反应物仅进行固相反应，是合成粉体材料常用的一种方法，也是目前制备正极材料比较常见的一种方法。为了使合成材料有理想的电化学性能，满足Li+脱嵌体结构的稳定性，必需保证其有良好的结晶度。因此，在采高温固相法即反应物仅进行固相反应，是合成粉体材料常用的一种方法，也是目前制备正极材料比较常见的一种方法。为了使合成材料有理想的电化学性能，满足Li+脱嵌体结构的稳定性，必需保证其有良好的结晶度。因此，在采用此种方法的过程中需要严格控制升/降温速度、保温温度、时间和烧结次数等参数。 Cheng[50]采用醋酸盐与锂盐高温固相合成法合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末。将化学计量比的LiCH3COO·2H2O、Ni(CH3COO)2·4H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O和Co(CH3COO)2·4H2O混合物加热到 400oC得到前驱体。球磨1h，然后在空气中加热到900oC并保温20h得到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末。所制备的产物性状不规则，但是粒径较大。电化学测试表明，所制备的正极材料首次充电容量可以达到为

176 mAh·g-1。

H. Kobayashi 等人[51]采用此方法，以 LiCH3COO·2H2O 、Ni(CH3COO)2·4H2O 、 Mn(CH3COO)2·4H2O 和 Co(CH3COO)2·4H2 O 为原料，经过700oC预烧结12h，再经过1000oC烧结24h得到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末。充电电流密度为0.2mA·cm-2时，电压范围在2.5V和4.5V之间首次放电比容量为160mAh·g-1，且有较好的循环性能。但使用高温固相法直接烧结上述原料，容易出现混料不均、无法形成均相共熔体以及各批次产物质量不稳定等问题。

微波法

何雨石[第三篇文章]用微波法来制备三元材料，尿素受热分解的微波共沉淀法并不适合制备 Li[Ni,Co,Mn]O2正极材料前驱体。无法让锰与钴镍沉淀。

水热法

水热合成技术是指在高温高压的过饱和水溶液中进行化学合成的方法。它属于湿化学法合成的一种。利用水热法合成的粉末一般结晶度高，并且通过优化合成条件可以不含有任何结晶水，而且粉末的大小、均匀性、形状、成份可以得到严格的控制。水热合成省略了煅烧步骤，从而也省略了研磨的步骤，因此粉末的纯度高，晶体缺陷的密度降低。

S. T. Myung 等人[59]首先通过间接共沉淀法制得具有球形形貌的三元[Ni-Co-Mn](OH)2，再将[Ni-Co-Mn](OH)2粉末与LiOH水溶

液混合，置于高压釜中 170oC水热反应 4 天得到Li[Ni-Co-Mn]O2 材料，由于此时得到的颗粒形貌与[Ni-Co-Mn](OH)2一样为球形，因此作者认为水热反应中Li与H＋的交换很可能与相形成过程有关，但此时所得材料的结晶性比较差和放电比容量也很低，在进一步热处理后（800oC下烧结5h），可以得到电化学性能很好的Li[Ni-Co-Mn]O2 材料。这种方法虽然可以得到具有球形形貌，电化学性能较好的三元材料，但工业化过程中必须有一定生产规模才比较经济。

喷雾干燥法

D. C. Li 等人[60]用喷雾干燥法制备 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。以LiNiO3,Ni(CH3COO)2·4H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O和Co(CH3COO)24H2O 作为原料，将其溶液抽到微型的喷雾干燥仪中，制得前驱体。将前驱体加热到300oC，然后于900oC烧结，并保温20h得到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末。充电电流密度为20mA·g-1，充电电压达到 4.5V时，首次充电容量为 208mAh·g-1，50oC下循环 35次容量保持率为 85%以上，显示出较好的循环性能。

S. H. Park[61]等人使用高温喷雾热解法合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2前驱体。他们将原料Ni(NO3)·6H2O，Co(NO3)2·6H2O 和Mn(NO3)2·4H2O 在蒸馏水中以化学计量比溶解，并加入到持续搅拌的柠檬酸水溶液中。通过一个超声波喷雾器，在一定的谐振频率下使混合溶液雾化，形成的气溶胶被引流入直立的石英反

应器中加热。将制成的前驱物粉末和过量的LiOH·H2O 混合，混合物经充分研磨后，以 1oC·min-1的速率加热到 900oC，煅烧制得最终产物。研究表明，超声波喷雾高温热解法制备的最终产物是球形形貌，具有复晶的层状结构。对其电化学测试结果表明，在 2.8~4.3V、2.8~4.4V、2.8~4.5V 和 2.8~4.6V电压范围内其放电容量分别为163、171、181 和 188 mAh·g-1，具有很好的循环性和很高的能量密度。

应用超声喷雾热分解技术合成了铎离子电池正极材料 ,研究了不同的前驱溶液种类对粉体形貌的影响,结果表明,镍钻锰的硝酸盐溶液,添加适量的作为成核晶种,可以制备出实心、高比重、无杂质的前驱体前驱体在“烧结不同时间,当烧结时间控制在6小时,可以得到电化学性能优良的三元正极材料,首次放电比容量达到157.7 ,

次循环40后容量仍能保持146.6

其他方法

[第三篇论文]Ni，Co，Mn 以及 Li 的醋酸盐和草酸按比例混合均匀，置于的球磨容器中，利用球磨过程小球碰撞产生的能量，促使醋酸盐和草酸间的固相自引发基团置换反应充分进行，生成分子级别均相混合的草酸盐混和物；将球磨产物烘干后进一步热处理，在空气气氛中900℃高温热处理 20 小时，制得 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。所合成的 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料具有较高的电化学容量，0.1C 倍率的充放电容量可达 162.4 mAh g-1。，基于此论文的合成方法，锂盐不过量的材料有着更好的晶体结构和电化学性能。900

次循环后 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料循环性能的衰减并不是由于材料晶格结构崩溃或者 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2颗粒变化引起的，而应当与电解液挥发以及隔膜的老化有一定的关系。升高和降低环境温度对 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的电化学性能影响都很大。温度越高，放电比容量越大。但电池的循环稳定性却随温度升高而明显降低，这可能与高温工作时（55℃）电池所使用的电解液LiPF6/EC:DMC 发生热分解反应有关。

何雨石的实验表明 F的加入，但氟的取代对晶粒的成长会有一定破坏，而且氟取代量的增大，造成的破坏程度越大。FESEM测试结果表明，随着 F 含量的增大，LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2-zFz材料的颗粒变得不规则，并且一次颗粒粒径也随之变大，材料的振实密度也有着明显提高。虽然 F 元素取代会降低 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的初始放电比容量，但是少量 F 元素取代对于材料循环稳定性以及倍率性能有着显著的改善。在前驱体中加入少量的蔗醣可以有效改善LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的微观结构和电化学性能。添加 3%蔗醣的样品相比其他样品，有着最好的电化学性能，20 次循环后的放电比容量为 173.2 mAh g-1，相对初始放电容量的容量保持率为94.64％。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料微观结构的改变及电化学性能的改善主要有以下几个方面原因：1）蔗醣在前驱体制备过程中充当一种混合剂，使初始原料能更加紧密接触。2）在烧结过程中，蔗醣还会分解为中孔碳，这有助于防止颗粒团聚。3）少量蔗醣的添加有效改善了 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的层状晶型结构，并且增大了

材料的比表面积。

Li[Ni-Co-Mn]O2的改性

电化学性能优良的层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2是有望取代LiCoO2 的正极材料，但该材料的实用性而言，还有问题要解决[62,63]：

(1) 减少锂层中阳离子的混排，提高首次充放电效率；

(2) 提高材料的锂离子扩散系数及电子电导率。该层状化合物脱锂后的热力学稳定性还不够理想，易引起失氧和相变；

(3) Li[Ni-Co-Mn]O2的放电电压平台较低，倍率性能较差，有待于提高。对Li[Ni-Co-Mn]O2材料进行掺杂及取代、表面包覆或与其他材料进行共混改性已成为目前研究的另一热点。

掺杂及取代改性

在Li[Ni-Co-Mn]O2材料的研究中，将电化学测试的上限截止电压提高，可以提高材料的放电比容量。然而当电压升至 4.6V时，虽然放电比容量提高较多，但材料的循环稳定性明显变差，容量衰减很快。此外，即使将上限截止电压设为 4.4 或 4.5V，材料循环时的容量衰减仍然比较低电压时的明显。这种容量衰减很可能是由于高电压下Co的电化学活性出现明显衰减造成的[53]。采用其它元素部分掺杂，可使脱锂态的过渡金属氧化物结构更加稳定，以保持其良好的循

环性能，其不足是会降低材料的初始容量。其中阳离子掺杂的研究比

较多，对于阳离子的选择原则也基本上达成了共识：(1) 掺杂阳离子要有更强的所取代位置的择位能，使该种离子掺入后能按

预期进入所要取代离子的位置；(2) 掺杂阳离子的半径要和被取代离子的半径相近，进入被取代的位置后不会使材料的结构发生太大的畸变；(3) 衡量晶体稳定性的重要参数是晶格能。晶格能越大，晶体就越稳定。通常情况下，可用掺杂离子与氧形成键的键能来衡量；(4) 掺杂阳离子要有很好的稳定性，保证其在充放电过程中不会发生氧化还原反应。

以上掺杂阳离子的选择原则，同样也适用于阴离子的选择。

(1) 阴离子不存在择位能的问题，由于其半径远大于阳离子，进入晶体结构中占据阳离子位置的可能性很小，进入晶格间隙的可能性更小；

(2) 掺杂阴离子取代 O 的位置，其半径应该和 O 相近，在元素周期表中应该在氧的周围；

(3) 进行阴离子取代后，阴离子和阳离子之间的键强不能太弱，以保证框架结构的稳定，为锂离子的迁移提供稳定的通道；

(4) 阴离子同样也应该是稳定的，在电极材料的充放电过程中不会发生氧化还原反应。

Liu[64]等人向LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2加入Fe和Al进行掺杂改型的研究。结果表明Al和Fe的掺入并没有改变原材料的晶型(α-NaFeO2结构)，但可改变晶格参数及电压平台，可使电池的放电比容量降低。但少量的Al(LiNi1/3Co1/3-xAlxMn1/3O2，x=1/20可

提高结构的稳定性及电池的循环性能，而Fe可降低嵌锂电压。

X. He等人[65]用Sn取代Li[Ni3/8Co2/8Mn3/8]O2材料中的Mn，研究发现少量Sn取代后提高了Li＋的扩散系数，并导致材料的倍率能有了很大提高。研究人员在层状锂离子电池正极材料研究中发现Mg 取代材料中的Ni，Co，Mn后[66, 67]，Mg2＋并不参与氧化还原过程，因此提高材料主结构的稳定性，并有利于材料在高电压和高温下循环稳定性的提高。此外，因为Mn在 2.7~4.8V 电压范围间并不参与氧化还原反应，所以用 Mg 部分取代Li[Ni-Co-Mn]O2中的Mn并不会导致材料容量下降。因此G. H. Kim等人[68]

进一步用Mg、F分别取代Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2中的Mn和O，材料的结晶性、振实密度以及高压下电化学都比未取代时有了较大提高。Mo6+也被掺杂入Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2

体系中以提高材料中Ni2+的电活性[69]，实验结果表明，少量Mo的掺杂将提高材料的放电容量和循环稳定性。

Kageyama[70]等人向LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中掺入阴离子F形成化合物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2-xFx。F的加入能促使晶粒的长大并提高结晶性能。少量的F(0

包覆改性

提高Li[Ni-Co-Mn]O2电化学性能的另一种方法是通过金属氧化物(如ZnO，Al2O3，ZrO2，TiO2，B2O3和SiO2)修饰正极材料表面，维

持活性材料自身较高的初始容量，阻止金属离子在电解液中的溶解，并且抑制副反应的发生，改善正极材料的容量保持率。

S. Komaba 等人[71]成功制备了Al2O3包覆的Li[Li0.05Ni0.4Co0.15Mn0.4]O2材料，无定型结构的Al2在Li[Li 0.05Ni0.4Co0.15Mn0.4]O2表面形成均一的薄层(大约5nm)，经研究发现，当使用包含LiPF6的电解液时，Al2O3包覆层越薄，材料的

容量越高，薄的Al2O3包覆层对Li+在电极和电解液界面间的嵌入反应并不产生论干扰。此外由于Al2O3绝缘薄层的存在，包覆材料的倍率性能和高温性能均优于未包覆材料，这可能是因为Al2O3包覆层的存在抑制了循环过程中电解液所产生的HF的扩散，减少了活性材料的分解，并从而降低了电池的阻抗，改善了材料的电化学性能。作者认为包覆层的厚度和均一性是影响材料电化学性能的关键因素。J. Cho等人[72]首次制备了纳米AlPO4包覆的Li [Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2材料，包覆材料的热稳定性和电化学性能均优于未包覆材料，作为电池阴极的包覆材料与电解液间的放热反应也明显减少，增强了锂离子电池的安全性。

J. F.Dahn[73]研究小组研究了Al2O3包覆处理LiNixCo1-2xMnxO2 的性能改善情况，发现其晶体结构未发生变化，但倍率特性明显改善。同样该小组也研究了在烧结时添加少量B2O3作为烧结剂，提高合成物的振实密度和实际应用中的加工性能。另外Jang[74]等人在LiNi 1/3Co1/3Mn1/3O2表面包覆了Al(OH)3，试验表明包覆前和包覆后的XRD图相同，但电池的倍率性能和热稳定性得到明显提高。温度为

55°C电压范围在 2.8~4.3V之间时，LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的放电比容量为166mAh·g-1， 45 次循环后的容量保持率为92% ，而包覆 Al(OH)3后LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的容量保持率为96%。该材料电化学性能提高的部分原因是由于Al(OH)3包覆层降低了电极材料的截面电阻(Area Specific Impedance，ASI)，并且抑制了金属离子在电解液中的溶解。

共混改性

目前，锂离子正极材料的共混改性已经越来越受到研究人员的关注[75]。尖晶石型的LiMn2O4原料价格低廉且热稳定性也优于LiCoO2，从而引起了商业上的极大兴趣，但由于它容量较低，且高温储存很差。基于以上因素，K.Takeda等人[76]将Li1.1Mn1.9O4与Li[Ni0.4Co0.3Mn0.3]O2按比例共混，相比未共混的Li1.1Mn1.9O4 材料，共混材料不仅有着优异的高温存储性能，放电比容量也有着很大提高。虽然共混材料初始放电比容量低于未共混Li[Ni0.4Co0.3Mn0.3]O2，但其长期高温存储性能优于后者。这种共混材料由于有着较高的放电比容量和优异的高温稳定性能，有望成为下一代锂离子电池正极材料的候选。Li[Ni-Co-Mn]O2材料本身在填充性上存在缺陷，而且尽管其充电电压较高，但与LiCoO2

相比放电电压容易下降，因此始终达不到实用水平，在此基础上，日本的三洋电机公司通过将具有良好填充性的LiCoO2与Li[Ni-Co-Mn]O2按一定比例混合，不仅提高了电池充电电压和容量，还使放电电压控制到几乎与用LiCoO2材料相同的水平，

这种共混材料目前已小规模投放日本市场，但还未有相关文献报道其性能。

参考文献

1.Shaju K M, Subba G V I, Chowdari B V R. Performance of layered LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathode for Li-ion batteries [J]. Electrochimica Acta, 2002, 48(2): 145-151

2.应皆荣, 姜长印, 万春荣. 溶胶凝胶法制备 LiNixCo1-xO2正极材料的研究进展 [J].化学世界, 2001, (3): 157-160

3.蔡红福.LiMn2O4和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的合成与改性.化学前沿与应用.硕士学位论文.2011,(4):43

4. Miomir V, Cacute, et a1. Mass spectrom etric investigation of the thermaldecomposition of lithium fluoroborate [J]. Rapid Communications in Mass Spectrometry,1990, 4(6): 225- 227

5.Y. Chen, G. X. Wang, K. Konstantinov et al. Synthesis and Characterization ofLiCoxMnyNi1-x-yO2 as a Cathode Material for Secondary Lithium Batteries.J.Power Sources. 2003, 119~121:184~188

6.J. H. Kim, C. W. Park and Y. K. Sun. Synthesis and Electrochemical Behavior of Li[Li0.1Ni0.35-x/2Co x Mn0.55-x/2]O2 Cathode Materials. Solid State Ion. 2003,164:43~49

7.

三元材料总结7

三元材料总结7 层状的Co02，其理论容量为274mAh／g，实际容量在140～155mAh／g。其优点为：工作电压高，充放电电压平稳，适合大电流放电，比能量高，循环性能好。缺点是：实际比容量仅为理论容量的50％左右，钴的利用率低，抗过充电性能差，在较高充电电压下比容量迅速降低。另外，再加上钴资源匮乏，价格高的因素，因此，在很大程度上减少了钻系锂离子电池的使用范围，尤其是在电动汽车和大型储备电源方面受到限制。 镍钴锰三元复合正极材料研究工作中面临的问题和不足(1)合成工艺不成熟，工艺复杂。由于世界各国对于复合正极材料的研究最近几年才开始，且材料中的Ni2+极难氧化成Ni3+，锰离子也存在多种氧化价态，因而合成层状结构的正极材料较为困难，尚未研究出最佳的合成工艺。由于大量掺入过渡金属元素等因素，复合正极材料的合成工艺相对复杂，需经过长时间的煅烧，并且大多只能在氧气气氛中，温度高于900℃的条件下合成出具有优异电化学性能的复合正极材料，这对于该材料的工业化生产带来了很大的局限性。 (2)忽略了镍钴锰三元复合正极材料合成过程中前驱体的研究。由于目前合成复合正极材料均需煅烧，而国内外普遍采用直接市售的、Ni-H电池及陶瓷行业专用的镍化物、钴化物和锰化物作为煅烧原料进行合成，仅考虑原料的化学组成，而未注意到煅烧前驱体的种类和相关性能对复合正极材料的结构和电化学性能产生的巨大影响。 目前开发高性能、低成本的新型锂离子电池正极材料的研究思路主要有： (1)充分综合钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点，利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物； (2)高安全性、价廉、绿色环保型橄榄石结构的LiMPO4(M=Fe、Mn、V等)的改性和应用； (3)通过对传统的钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂等正极材料进行改性、掺杂或修饰，以改善其理化指标和电化学性能。其中利用具有多元素过渡金属协同效应的镍钴锰等复合嵌锂氧化物，因其良好的研究基础及可预见的应用前景而成为近年

复合材料的发展和应用

复合材料的发展和应用 复合材料的发展和应用 具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候 论文格式论文范文毕业论文 全球复合发展概况复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电气、、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。另外，纳米技术逐渐引起人们的关注，纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料，可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变，从而使之具有新的性能，在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时，大大提高了材料的综合性能。树脂基复合材料的增强材料树脂基复合材料采用的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。 1、玻璃纤维目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。由于高强度玻璃纤维性价比较高，因此增长率也比较快，年增长率达到10%以上。高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面，近年来民用产品也有广泛应用，如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道

的性能优异的轮胎帘子线等。石英玻璃纤维及高硅氧玻璃纤维属于耐高温的玻璃纤维，是比较理想的耐热防火材料，用其增强酚醛树脂可制成各种结构的耐高温、耐烧蚀的复合材料部件，大量应用于火箭、导弹的防热材料。迄今为止，我国已经实用化的高性能树脂基复合材料用的碳纤维、芳纶纤维、高强度玻璃纤维三大增强纤维中，只有高强度玻璃纤维已达到国际先进水平，且拥有自主知识产权，形成了小规模的产业，现阶段年产可达500吨。 2、碳纤维 3、芳纶纤维 20世纪80年代以来，荷兰、日本、前苏联也先后开展了芳纶纤维的研制开发工作。日本及俄罗斯的芳纶纤维已投入市场，年增长速度也达到20%左右。芳纶纤维比强度、比模量较高，因此被广泛应用于航空航天领域的高性能复合材料零部件（如火箭发动机壳体、飞机发动机舱、整流罩、方向舵等）、舰船（如航空母舰、核潜艇、游艇、救生艇等）、汽车（如轮胎帘子线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶等）以及耐热运输带、体育运动器材等。 4、超高分子量聚乙烯纤维超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一，尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性，许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩，大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力。除在军事领域，在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域超高分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的极大兴趣和重视。 5、热固性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料是20世纪80年代发展起来的，主要有长纤维增强粒料、连

超导材料的发展

超导材料的发展 摘要：超导材料的发现为人类诸多梦想的实现提供了可能，新型超导材料一直是人类追求的目标。该文主要从超导材料的探索与发现、制备技术、研究面临的挑战等几个方面来探讨超导材料的发展与研究现状。 关键词：超导材料高温超导 引言：超导材料是在低温条件下能出现超导电性的物质。超导材料最独特的性能是电能在输送过程中几乎不会损失。近年来，随着材料科学的发展，超导材料的性能不断优化，实现超导的临界温度也越来越高。正如半导体带来了资讯时代、光纤带来了传讯时代，高温超导材料将从根本上改变人类的用电方式，给电力、能源、交通以及其它与电磁有关的科技业带来革命性的发展。 1.超导材料的探索与发展 探索新型超导材料在超导材料研究中始终起着关键的作用，同时也是一项高风险、高投人的研究工作。自191 1年荷兰物理学家卡麦林·昂尼斯发现汞在4．2K 附近的超导电性以来，人们发现的新超导材料几乎遍布整个元素周期表，从轻元素硼、锂到过渡重金属铀系列等。超导材料的最初研究多集中在元素、合金、过渡金属碳化物和氮化物等方面。至1973年，发现了一系列A15型超导体和三元系超导体，如Nb3Sn、V3Ga、Nb3Ge，其中Nb3Ge超导体的临界转变温度(T c)值达到23．2K。以上超导材料要用液氦做致冷剂才能呈现超导态，因而在应用上受到很大限制。 1986年，德国科学家柏诺兹和瑞士科学家穆勒发现了新的金属氧化物超导材料即钡镧铜氧化物(La—BaCuO)，其T c为35K，第一次实现了液氮温区的高温超导。铜酸盐高温超导体的发现是超导材料研究上的一次重大突破，打开了混合金属氧化物超导体的研究方向。l987年初，中、美科学家各自发现临界温度大于90K的YBaCuO超导体，已高于液氮温度(77K)，高温超导材料研究获得重大进展。后来法国的米切尔发现了第三类高温超导体BiSrCuO，再后来又有人将Ca掺人其中，得到BiSrCaCuO超导体，首次使氧化物超导体的零电阻温度突破100K大关。

超导的研究现状及其发展前景

题目：超导的研究现状及其发展前景 作者单位：陕西师范大学物理学与信息技术学院物理学一班 作者姓名：杜瑞，程琳，党晓菲，闫甜，王福琼，刘洁，刘园，郭丽丽 学号：40606043，40606042，40606044，40606045，40606046，40606047，40606048，40606049 指导教师：郭芳侠 交论文时间：20007-11-28

超导的研究现状及其发展前景 （陕西师范大学物理学一班第七组 710062） 摘要：本文简单介绍了一些与超导相关的概念，超导材料，超导的简史，超导的研究现状及对超导应用的前景展望。 关键字：超导，超导体，超导现象，超导材料，临界参量，研究现状，前景 Superconductivity research present situation and prospects for development （Shaanxi normal university physics one class Seventh group 710062） Abstract: This article simply introduced some and the superconductivity correlation concept, the superconductivity material, the superconductivity brief history, the superconductivity research present situation and to the superconductivity application prospect forecast.

玻璃材料的应用现状与发展趋势

玻璃材料的应用与趋势 内容摘要：随着建筑多元化的发展，建筑玻璃的已经成为建筑多样化和建筑功能化的关键组成部分，尤其是最近几年，建筑用深加工玻璃的品种、数量也得到了很大的发展，产品质量有了很大的提高。但是一些建筑使用的深加工玻璃出现了如钢化玻璃自爆、中空玻璃漏气等多种问题，造成很大的损失。当今世界玻璃制造商们在开发钢化玻璃新技术方面，均向能源、材料、环保、信息、生物等五大领域的发展和需求奋进。 关键词：玻璃材料的应用现状，玻璃材料的发展趋势 一 .世界建筑的发展对玻璃的要求变化 从20世纪60年代，随着第一个玻璃幕墙出现开始，建筑幕墙一直占据着建筑市场的主导位置并引领着建筑行业技术的发展。到目前，建筑对玻璃的要求经过了从白玻、本体着色玻璃、热反射镀膜到低辐射镀膜玻璃的变化。玻璃的颜色也由无色、茶色、金黄色到兰色、绿色并最后向通透方向的发展变化。 二.建筑玻璃的主要应用品种及特点 1、钢化玻璃 它是利用加热到一定温度后迅速冷却的方法，或是化学方法进行特殊处理的玻璃。一般是在原来普通的浮法玻璃基础上，经过将玻璃加热到软化点温度再经过淬火处理，使玻璃内部中心部位具有张应力

而玻璃表面部位具有压应力并达到均匀应力平衡的玻璃产品。钢化玻璃的品种包括化学钢化也称离子钢化和物理钢化两种；化学钢化玻璃的特点是由于采用颗粒较大的离子如钾离子置换玻璃表面的钠离子，在约400度的温度下经过一定的工艺制作完成；化学钢化玻璃可以切割、热弯等，但经过高温加工后的玻璃强度会受影响；化学钢化玻璃的初始强度可以达到原片的6-7倍，但是随着使用时间加长，性能会衰减；由于离子置换的特殊性，多数使用在超薄的玻璃上。物理钢化玻璃的特点是强度高，一般强度可以达到普通平板玻璃的4倍左右 2、夹层玻璃 夹层玻璃是由一层玻璃与一层或多层玻璃、塑料材料夹中间层而成的玻璃制品，中间层是介于玻璃之间或玻璃与塑料材料之间起粘结和隔离作用的材料，使夹层玻璃具有抗冲击、阳光控制、隔音等性能；夹层玻璃的特点是安全—即使破碎，也不会对人造成伤害。缺点是降低采光性能、玻璃自重增加。 3、镀膜玻璃 镀膜玻璃俗称热反射玻璃，包括阳光控制镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃（Low-E）玻璃两个品种。镀膜形成的原理是在原片玻璃表面镀上金属或者金属氧化物/氮化物膜，使玻璃的遮蔽系数降低，又称低辐射玻璃，是一种对波长范围4.5μm-25μm的远红外线有较高反射比的镀膜玻璃。低辐射镀膜玻璃还可以复合阳光控制功能，称为阳光控制低辐射玻璃。镀膜玻璃主要有两个系列的品种，一种是在线镀

超导材料的未来应用前景

超导材料——当代科学的明珠 超导材料的未来应用前景 超导是超导电性的简称。是一种材料，如某种金属、合金或化合物在温度下降至某一临界温度时，其电阻完全消失，这种现象称为超导电性，具有这种现象的材料称为超导材料。超导体的另外一个特征是：当电阻消失时，磁感应线将不能通过超导体，这种现象称为抗磁性。 超导材料的用途非常广阔，大致可分为三类：大电流应用（强电应用）、电子学应用（弱电应用）和抗磁性应用。大电流应用即超导发电、输电和储能；电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。 超导体的巨大前景 ●超导材料不可思议 那么，为什么世界各国对“超导”技术的研究与开发如此重视呢？这主要是因为超导材料具有极其优越的物理特性：一是零电阻效应，二是约瑟夫逊效应，三是迈斯纳效应。超导体这些突出特性的重大意义，不亚于半导体的发现。甚至有专家预言，超导体的应用将导致一场新技术革命，特别是在军事领域的应用，将引起一系列巨大变革。 ●军事应用前景广阔 超导体在军事领域的应用将十分广泛。采用超导体材料，可使许多重要的军用装备，如C4I系统、聚能武器、舰艇、飞机、坦克、装甲车辆、导弹等武器的性能得到大幅度的改善。 超导飞机设计制造大功率、小体积的发动机，对提高飞机的作战性能至关重要。目前，飞机所采用的均是磁流体发电，但利用普通磁体，很难使磁场强度高于15高斯，而如果利用超导磁体就能产生数万至几十万高斯的磁场，从而大大提高磁体发电的输出功率。所以，超导技术的突破，为大容量、小型化磁流体发电机的研制成功提供了条件，这种超导发电机正在加速走向实用化。目前，有些国家已在研制几百至一千兆瓦的体积小、重量轻的超导发电机，预计机载大功率超导发电机将成为超导技术在军事上率先得到应用的重点项目。 超导舰船20世纪70年代以来，美、苏、英、日等国积极开展超导技术在海军舰船方面应用的研究，并不断取得成效。美国试制了7500马力的超导驱动系统；英国研制了650马力的超导电磁力推进装置；日本制成了世界上第一艘超导船。超导舰船由于取消了传统的螺旋桨推动部件，因而具有结构简单、维修方便、推力大、航速高、无震动、无噪声、无污染、造价低等诸多优点。潜艇应用超导推进系统后，能有效地消除噪音、降低红外辐射，从而不易被敌方发现，大大提高了舰船的快速机动能力和突防能力。

2018年中国三元材料行业发展趋势及市场前景预测2018.3

三元材料已成为正极材料增速最高的细分领域。据高工锂电统计，2017年全国正极材料产量为21万吨，同比增长3成，其中三元材料8.6万吨、磷酸铁锂5.8万吨、钴酸锂4.5万吨、锰酸锂2.1万吨，三元材料接替2016年磷酸铁锂成为2017年增速最高的正极材料，受益乘用车接替客车成为新能源车重要增量。 我国正极材料产量（吨） 数据来源：公开资料整理 2017年我国正极材料产量结构

数据来源：公开资料整理 相关报告：智研咨询发布的《2017-2022年中国三元材料行业深度调研及投资战略研究报告》 新能源乘用车趋势成长打开三元正极五百亿市场空间。考虑积分制的实施，2018-2020年新能源乘用车产量可达80万辆、124万辆和194万辆，相应拉动三元电池需求量30GWh、51GWh和89GWh，经折算未来三年三元正极材料需求分别为5.2 万吨、8.2万吨和13.7万吨，则对应电动车用三元正极市场规模分别为114亿元、163 亿元、245亿元，CAGR超过6成，合计市场空间超五百亿元。 动力用三元材料市场空间测算

数据来源：公开资料整理 目前三元正极材料企业可主要分为三类——第一类是独立的正极企业，包括从钴酸锂起步发展起来的传统正极企业杉杉股份、当升科技等，以及跟随动力电池成长进入正极领域的新兴正极企业湖南升华、贝特瑞等；第二类是上游资源企业，掌握矿产资源或拥有回收资源，例如华友钴业、格林美、金川科技等，向下游延伸进入正极领域；第三类是下游电池企业，包括CATL、比亚迪、国轩高科等全国前三大动力电池企业以参股或内部化方式布局正极材料。 进入2017年，金属钴价格暴涨，二季度开始碳酸锂价格高位震荡上行，三元正极材料应声上涨，面对迅速攀升的成本压力，电池厂商利用正极材料技术协同纷纷向三元正极材料布局，缓冲原材料涨价冲击，并且掌握上游资源。 1、原材料涨价趋势不减，电池企业向上游延伸控制成本。2016年末开始，金属钴价格迅速攀升，碳酸锂也从2015年三季度开始进入上升通道，三元材料NCM523 型从2017年初15万元/吨上涨至7月18.75万元/吨，涨幅约为25%，目前已达22万元/ 吨。电池企业面临上游原材料涨价带来的成本压力巨大。 MB自由市场钴价格走势（万元/吨）

复合材料的发展前景,发展与应用

复合材料的发展及应用 随着科学技术迅速发展，特别是尖端科学技术的突飞猛进，对材料性能提出越来越高,越来越严和越来越多的要求。在许多方面，传统的单一材料已不能满足实际需要。这时候复合材料就出现在了这百家争鸣的舞台上。 基本概论 复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。此定义来自ISO。在复合材料中，通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相，称为增强材料。从上述定义中可以看出，复合材料是两个或多个连续相与一个或多个分散相在连续相中的复合，复合后的产物为固体时才称为复合材料。所以我们可根据增强材料与基体材料的名称来给复合材料命名，增强基体复合材料。如：玻璃钎维环氧树脂复合材料，可写作玻璃/环氧复合材 料。 分类与性能 按增强材料形态分类可分为（1）连续纤维复合材料；（2）短纤维复合材料；（3）粒状填料复合材料；（4）编织复合材料。按增强纤维种类分类可分为（1)玻璃纤维复合材料；（2）碳纤维复合材料；（3）有机，金属，陶瓷纤维复合材料。在此篇文章中主要讨论以基体材料分类的几种复合材料。1.聚合物基复合材料——比强度，比模量大；耐疲劳性好；减震性好；过载时安全性好；具有多种功能性；

有很好的加工工艺性。2金属基复合材料——高比强度，高比模量；导热，导电性能；热膨胀系数小，尺寸稳定性好；良好的高温性能；耐磨性好；良好的疲劳性能和断裂韧性；不吸潮，不老化，气密性好。此外还有陶瓷，水泥基复合材料，都有与上类似的特点。 基体材料 一：金属材料 选择基体的原则：使用要求，组成特点，基体金属与增强物的相 容性。 结构复合材料的基体：450℃以下的轻金属基体（“铝基和镁基”用于航天飞机，人造卫星，空间站，汽车发动机零件，刹车盘等）；450-700℃的复合材料的金属基体（“钛合金”用于航天发动机）；1000℃以上的高温复合材料的金属基体（“镍基，铁基耐热合金和金属间化合物”用于燃气轮机）。 二：陶瓷材料 陶瓷是金属和非金属元素的固体化合物，其键合为共价键或离子键，与金属不同，它们不含有大量的电子。一般而言，陶瓷具有比金属更高的熔点和硬度，化学性质非常稳定，耐热性，抗老化性皆佳。常用的陶瓷基体主要包括玻璃（无机材料高温烧结），玻璃陶瓷，氧化物陶瓷（MgO，Al2O3，SiO2，莫来石等），非氧化物陶瓷（氮化物，碳化物，硼化物和硅化物等）。 三：聚合物材料

(汽车行业)汽车车身新材料的应用及发展方向

（汽车行业）汽车车身新材料的应用及发展方向

汽车车身新材料的应用及发展趋势 现代汽车车身除满足强度和使用寿命的要求外，仍应满足性能、外观、安全、价格、环保、节能等方面的需要。在上世纪八十年代，轿车的整车质量中，钢铁占80％，铝占3％，树脂为4％。自1978年世界爆发石油危机以来，作为轻量化材料的高强度钢板、表面处理钢板逐年上升，有色金属材料总体有所增加，其中，铝的增加明显；非金属材料也逐步增长，近年来开发的高性能工程塑料，不仅替代了普通塑料，而且品种繁多，在汽车上的应用范围广泛。本文着重介绍国内外在新型材料应用方面的情况及发展趋势。 高强度钢板 从前的高强度钢板，拉延强度虽高于低碳钢板，但延伸率只有后者的50％，故只适用于形状简单、延伸深度不大的零件。当下的高强度钢板是在低碳钢内加入适当的微量元素，经各种处理轧制而成，其抗拉强度高达420N/mm2，是普通低碳钢板的2～3倍，深拉延性能极好，可轧制成很薄的钢板，是车身轻量化的重要材料。到2000年，其用量已上升到50%左右。中国奇瑞汽车X公司和宝钢合作，2001年在试制样车上使用的高强度钢用量为262kg，占车身钢板用量的46%，对减重和改进车身性能起到了良好的作用。低合金高强度钢板的品种主要有含磷冷轧钢板、烘烤硬化冷轧钢板、冷轧双相钢板和高强度1F冷轧钢板等，车身设计师可根据板制零件受力情况和形状复杂程度来选择钢板品种。含磷高强度冷轧钢板：含磷高强度冷轧钢板主要用于轿车外板、车门、顶盖和行李箱盖升板，也可用于载货汽车驾驶室的冲压件。主要特点为：具有较高强度，比普通冷轧钢板高15％～25％；良好的强度和塑性平衡，即随着强度的增加，伸长率和应变硬化指数下降甚微；具有良好的耐腐蚀性，比普通冷轧钢板提高20％；具有良好的点焊性能；烘烤硬化冷轧钢板：经过冲压、拉延变形及烤漆高温时效处理，屈服强度得以提高。这种简称为BH钢板的烘烤硬化钢板既薄又有足够的强度，是车身外板轻量化设计首选材料之壹；冷轧双向钢板：具有连续屈服、屈强比低和加工硬化高、兼备高强度及高塑性的特点，如经烤漆后其强度可进壹步提高。适用于形状复杂且要求强度高的车身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件，如车门加强板、保险杠等；超低碳高强度冷轧钢板：在超低碳钢（C≤0.005％）中加入适量的钛或铌，以保证钢板的深冲性能，再添加适量的磷以提高钢板的强度。实现了深冲性和高强度的结合，特别适用于壹些形状复杂而强度要求高的冲压零件。 轻量化迭层钢板 迭层钢板是在俩层超薄钢板之间压入塑料的复合材料，表层钢板厚度为0.2～0.3mm，塑料层的厚度占总厚度的25％～65％。和具有同样刚度的单层钢板相比，质量只有57％。隔热防振性能良好，主要用于发动机罩、行李箱盖、车身底板等部件。铝合金 和汽车钢板相比，铝合金具有密度小（2.7g/cm3）、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、可回收再生等优点，技术成熟。德国大众X公司的新型奥迪A2型轿车，由于采用了全铝车身骨架和外板结构，使其总质量减少了135kg，比传统钢材料车身减轻了43％，使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奥迪A8通过使用性能更好的大型铝铸件和液压成型部件，车身零件数量从50个减至29个，车身框架完全闭合。这种结构不仅使车身的扭转刚度提高了60%，仍比同类车型的钢制车身车重减少50%。由于所有的铝合金都能够回收再生利用，深受环保人士的欢迎。根据车身结构设计的需要，采用激光束压合成型工艺，将不同厚度的铝板或者用铝板和钢板复合成型，再在表面涂覆防具有良好的耐腐蚀性。 镁合金 镁的密度为1.8g/cm3，仅为钢材密度的35％，铝材密度的66％。此外它的比强度、比刚度高，阻尼性、导热性好，电磁屏蔽能力强，尺寸稳定性好，因此在航空工业和汽车工业中得到了广泛的应用。镁的储藏量十分丰富，镁可从石棉、白云石、滑石中提取，特别是海水的

超导材料的现状及发展趋势分析

超导材料的现状及发展方向自1911年荷兰莱顿实验室的卡末林·昂纳斯首次在4．2K时发现水银零电阻现 象即超导现象以来。人们相继在超导 材料方面取得很多突破，后来在梅斯 勒发现超导体的抗磁性之后， 1934 —1985年后超导物理学理论逐步发 展，超导材料逐步应用于实际科学技 术领域。但由于种种原因，至今超导 物理学理论也不够完善。在这一阶段 人们研究的超导材料临界转变温度 较低。 后来进入高温超导研究阶段，高温超导材料指的是：钇系(92 K)、铋系(110 K)、铊系(125 K)和汞系(135 K)以及2001年1月发现的新型超导体二硼化镁(39 K)。高温超导体属于非理想的第II类超导体。临界磁场和临界电流且比低温超导体更高。同时已对高温超导材料进研究开发，氧化物复合超导材料具有耐用和稳定性好的特点。通过研究浸泡实验表明，超导电性的退化主要来自于杂相及时效过程中的析出相。为了改善薄膜对环境的敏感性，美国西北大学的Mirkin建议把分子单层表面化学改性引入到高温超导铜氧化合物中。 以铋锶钙铜氧系为第一代高温超导带材，它的可加工性优良，在超导强电应用领域占据重要位置。但铋系材料的实用临界电流密度较低，并且在77 K的应用磁场也很低。然而钇钡铜氧化物材料在77 K的超导电性比铋锶钙铜氧材料好的多；但它的可加工性极差，故要做出超导性好的带材通过传统的压力加工和热处理工艺就很难。 随着材料科学工艺技术的发展，近年来一种在轧制金属基带上制造钇钡铜氧超导带材的工艺被称作“第二代”带材。欧洲国家努力开展高温超导材料工艺及应用研究。丹麦已批量制造铋系超导带材。2003年11月我国第一个10m、 10.5kV/1.5kA 三相交流高温超导电缆系统日前在中国科学院电工研究所研制成功，并于成功地进行了试验运行。2011年5月信赢和公司团队研发的世界最大功率的超导限流器刚成功。2011年9月25日，特拉维夫大学的研究小组开发出了一种超导体材料——蓝宝石单晶体纤维，可用于高压电缆输电，输电量是相同直径铜线输电量的40倍。研究人员称这种超导材料将有可能彻底改变电力输送占空间、高损耗的状况。 高温超导材料主要有：膜材(薄膜、厚膜)、块材、线材和带材等类型。薄膜最常用、最有效的两种镀膜技术是：磁控溅射和脉冲激光沉积。还有金属有机

植物纤维的现状及其发展前景

植物纤维的现状及其发展前景 植物纤维的现状及其发展前景 植物纤维用于复合材料的潜在优势越来越引起人们的注意,它价格低廉,密度小,具有较高的弹性模量,与无机纤维相近,而它的生物 降解性和可再生性是最突出的优点,是其它任何增强材料无法比拟的;另一方面,植物纤维与通用塑料共混制得的塑料是不完全生物降解的,即在微生物作用下,合成高分子仅能被分解为散乱碎片,这种材料使 用后仍会对环境带来负面影响,因而植物纤维在全生物降解、复合材料中得到了重视并迅速发展。国外采用植物纤维改性的复合材料,已经在汽车内部装饰、室内外装修饰材、建筑结构部件等一些领域有 广泛的应用。但国内的研究发展相对较落后,近年来对植物纤维复合材料的研究有了较大的进展,特别是对生物降解材料的复合已成为研究开发的热点。本文综述了植物纤维改性高分子材料的一些性能变化，影响植物纤维复合材料综合性能的因素以及植物纤维的发展前景。 1.不同种类的植物纤维复合材料 植物纤维与高分子材料制备的复合材料中,采用的天然植物纤维主要有麻蕉、黄麻、xx、亚麻、剑麻等麻类材料及木材、竹材、棉 纤维、纸浆纤维等。材料形态主要是纤维态和粉态。麻纤维由于强 度好、可再生等优点,用来增强聚烯烃塑料用于汽车内饰及部件,在 欧洲汽车工业已广泛应用。随着各行各业对环保的关注,用天然麻类纤维与高分子材料制备复合材料的研究较多,而使用木纤维或木粉与高分子材料制备复合材料的研究相对较少。就生物降解材料而言目 前研究较多的是PLA。PLA结晶温度介于170~180℃之间,其力学性 能接近于聚丙烯和聚酯树脂,所以其复合材料具有较高强度,某些性 能接近于天然植物纤维/聚丙烯复合材料。椰纤维和竹纤维同样具有非常好的力学性能,具有较高的韧性,也比较适合作增强材料。

国内外焊接材料的应用及发展趋势

国内外焊接材料的应用 及发展趋势 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]

国内外焊接材料的应用及发展趋势 沈阳工业大学材料科学与工程学院 摘要：焊接材料是焊接行业中一个重要分支。随着焊接技术的发展，国内外焊接材料的生产和使用也得到了长足的进步。本文简单介绍国内外的钢材、焊接材料的应用状况，进而分析了焊接材料的应用领域，总结出我国焊接的材料发展中存在的问题及应对策略。 关键词：焊接材料；应用；发展趋势 1国内外钢材及焊接的应用现状 钢产量是衡量一个国家综合经济实力的重要指标，钢铁工业是中国工业进程中的支柱产业。表1为世界主要国家的钢产量数据。从表中数据可以发现，从2001年开始我国的钢产量已经跃居全球第一，从2001年到2008年钢产量已经提高了3倍多，这样的增速明显高于其他国家。这主要是由于中国的经济持续高速增长，拉动了钢铁工业的快速发展，带动了中国钢铁的生产和消耗。但与中国钢产量全球第一形成鲜明的对比的是中国也是钢材进口大国，尤其是特种性能、高强度钢材的大量进口，因此中国钢材巨大产量，并没有给中国带来巨大的经济效益。

（数据来源：中国钢材贸易网） 焊接是一种将材料永久性连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。几乎所有的产品，从几十万吨巨轮到不足1克的微电子元件。在生产制造中都不同程度地应用焊接技术。焊接已经渗透到制造业的各个领域，直接影响到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率和市场反应速度。焊接技术包括焊接材料、设备和工艺等相关内容，而其中焊接材料是焊接技术发展的基础，所以焊接材料的应用和发展影响着焊接技术的发展。 钢材产量和快速升高又拉动了中国焊接材料产业的强劲发展，钢材的产量、品质及发展趋势直接决定了焊接行业的可持续发展及焊接技术的发展方向。2006年，按国际钢材协会统计，全世界钢产量12．39亿吨，按有 关资料综合测算，焊材的消费量应为钢材总量的0．6%--1．6%，全世界焊接材料约为600多万吨，因此，2006年中国钢产量占全世界钢产量的34%[2]，中国焊接材料产量占全世界焊接材料产量的50%左右。但是中国焊接材料的种类和分布不是很平衡[3，4]，见表2-表3。

超导材料发展状况综述

材料科学与工程进展课程论文 题目：超导材料发展状况综述 学院： 班级： 学号： 姓名：

目录 摘要 (2) 超导材料的特性 (2) 超导材料发展史 (4) 超导材料的制备 (5) 超导材料的应用 (7) 展望与建议 (9)

新能源材料——超导材料发展状况综述 摘要 随着人类社会的不断发展，人们对于自然能源的需求也与日俱增。然而自然资源是有限的，面对自然资源日渐紧缺、环境遭到破坏等状况的发生，在科学工作者的努力下，各种各样的新能源材料相继面世。本文将从特性、发展史、制备、应用这几个方面，对众多新能源材料中的一种材料——超导材料，做一个综述，以增进广大读者对超导材料的了解。 关键词：超导材料、特性、发展史、制备、应用。 超导材料的特性 超导材料是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。超导材料具有以下特性： 零电阻性 超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感生电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。超导现象是20世纪的重大发明之一。科学家发现某物质在温度很低时，如铅在7.20K（-265.95摄氏度）以下，电阻就变成了零。 采用“四引线电阻测量法”可测出超导体的R－T特性曲线，如图所示。

图中的R n为电阻开始急剧减小时的电阻值，对应的温度称为起始转变温度T S；当电阻减小到R n/2时的温度称为中点温度T M；当电阻减小至零时的温度为零电阻温度T0。由于超导体的转变温度还与外部环境条件有关，定义在外部环境条件（电流，磁场和应力等）维持在足够低的数值时，测得的超导转变温度称为超导临界温度。 完全抗磁性 1933年，迈斯纳（W.Meissner）发现：当置于磁场中的导体通过冷却过渡到超导态时，原来进入此导体中的磁力线会一下子被完全排斥到超导体之外（见下图），超导体内磁感应强度变为零，这表明超导体是完全抗磁体，这个现象称为迈斯纳效应。 实验表明，超导态可以被外磁场所破坏，在低于T C的任一温度T下，当外加磁场强度H小于某一临界值H C时，超导态可以保持；当H大于H C时，超导态会被突然破坏而转变成正常态。临界磁场强度H C，其值与材料组成和环境温度等有关。超导材料性能由临界温度T C和临界磁场H C两个参数决定，高于临界值时是一般导体，低于此数值时成为超导体。 约瑟夫森效应 当在两块超导体之间存在一块极薄的绝缘层时，超导电子（对）能通过极薄的绝缘层，这种现象称为约瑟夫森（Josephson）效应，相应的装置称为约瑟夫森器件。如图所示。

三元材料项目立项报告

三元材料项目立项报告 一、项目提出的理由 国家统计局日前发布工业企业财务数据显示，2018年前三季度，全国规模以上工业企业实现利润总额49713.4亿元，同比增长14.7%，增速比1—8月份减缓1.5个百分点，其中，9月份利润增长4.1%。国家统计局工业司何平博士在解读2018年1—9月工业企业利润数据时表示，企业成本降低、资产负债率下降等因素致使前三季度工业利润总体保持较快增长，其中，新增利润主要来源于钢铁、建材、石油、化工行业。企业利润总额持续实现增长，且增速总体维持较快态势，与供给侧结构性改革降成本的核心有着密切关系，特别是随着国家层面一系列鼓励企业去成本政策的落实，未来企业盈利持续改善的前景仍然光明，有助于提升各方抵御经济下行压力，促使经济趋稳向好的信心。 二、项目选址 项目选址位于xxx经济开发区。地区生产总值2973.49亿元，比上年增

长11.13%。其中，第一产业增加值237.88亿元，增长7.34%；第二产业增加值1843.56亿元，增长11.87%第三产业增加值892.05亿元，增长5.57%。 一般公共预算收入256.71亿元，同比增长7.94%，一般公共预算支出448.35亿元，同比增长7.22%。国税收入310.20亿元，同比增长8.32%；地税收入亿元91.60，同比增长10.53%。 居民消费价格上涨1.15%。其中，食品烟酒上涨0.93%，衣着上涨0.81%，居住上涨0.97%，生活用品及服务上涨1.00%，教育文化和娱乐上涨0.90%，医疗保健上涨0.67%，其他用品和服务上涨0.77%，交通和通信上涨1.04%。 全部工业完成增加值1619.24亿元。规模以上工业企业实现增加值1418.68亿元，比上年增长5.03%。 所选场址应避开自然保护区、风景名胜区、生活饮用水源地和其他特别需要保护的环境敏感性目标。项目建设区域地理条件较好，基础设施等配套较为完善，并且具有足够的发展潜力。 三、建设背景及必要性 1、为推进经济结构的战略性调整，促进产业升级、提高产业竞争力，国家发改委颁布《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》，其中：项目产品制造名列其中，覆盖拟建项目投产后的产品，因此，本期工程项目属于当前国家重点鼓励发展的产业；综上所述，本期工程项目符合国家及地方相关行业的准入规定。

复合材料的发展和应用的论文

复合材料的发展和应用的论文 全球复合材料发展概况 复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。 随着科技的发展，树脂与玻璃纤维在技术上不断进步，生产厂家的制造能力普遍提高，使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受，但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。因此，碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世，使高分子复合材料家族更加完备，已经成为众多产业的必备材料。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨，年产值达1300亿美元以上，若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入，其产值将更为惊人。从全球范围看，世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长，而亚洲的日本则因经济不景气，发展较为缓慢，但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商ppg公司统计，2000年欧洲的复合材料全球占有率约为32%，年产量约200万吨。与此同时，美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国gdp增长率的2倍，达到4%~6%。2000年，美国复合材料的年产量达170万吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关，各国的占有率变化很大。总体而言，亚洲的复合材料仍将继续增长，2000年的总产量约为145万吨，预计2005年总产量将达180万吨。 从应用上看，复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。2000年美国汽车零件的复合材料用量达万吨，欧洲汽车复合材料用量到2003年估计可达万吨。而在日本，复合材料主要用于住宅建设，如卫浴设备等，此类产品在2000年的用量达万吨，汽车等领域的用量仅为万吨。不过从全球范围看，汽车工业是复合材料最大的用户，今后发展潜力仍十分巨大，目前还有许多新技术正在开发中。例如，为降低发动机噪声，增加轿车的舒适性，正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板；为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求，发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求，必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。与此同时，随着近年来人们对环保问题的日益重视，高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。例如，用植物纤维与废塑料加工而成的复合材料，在北美已被大量用作托盘和包装箱，用以替代木制产品；而可降解复合材料也成为国内外开发研究的重点。 另外，纳米技术逐渐引起人们的关注，纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料，可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变，从而使之具有新的性能，在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时，大大提高了材料的综合性能。 树脂基复合材料的增强材料 树脂基复合材料采用的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。 1、玻璃纤维 目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。由于高强度玻璃纤维性价比较高，因此增长率也比较快，年增长率达到10%以上。高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面，近年来民用产品也有广泛应用，如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道的性能优异的轮胎帘子线等。石英玻璃纤维及高硅氧玻璃

金属材料的应用现状及发展趋势分析

金属材料的应用现状及发展趋势分析 在进行金属材料的应用现状及发展趋势分析之前，先简要介绍一下金属材料。金属材料是最重要的工程材料之一。按冶金工艺，金属材料可以分为铸锻材料、粉末冶金材料和金属基复合材料。铸锻材料又分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料包括钢、铸铁和各种铁合金。有色金属是指除黑色金属以外的所有金属及其合金，如铝及铝合金、铜及铜合金等。工程结构中所用的金属材料90%以上是钢铁材料，其资源丰富、生产简单、价格便宜、性能优良、用途广泛。钢有分为碳钢和合金钢，铸铁又分为灰口铸铁和白口铸铁。 一、金属材料的应用现状 金属材料的结构及其性能决定了它的应用。而金属材料的性能包括工艺性能和使用性能。工艺性能是指在加工制造过程中材料适应加工的性能，如铸造性、锻造性、焊接性、淬透性、切削加工性等。使用性能是指材料在使用条件和使用环境下所表现出来的性能，包括力学性能（如强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等）、物理性能（如熔点、密度热容、电阻率、磁性强度等）和化学性能（如耐腐蚀性、抗氧化性等）。 金属材料具有许多优良性能，是目前国名经济各行业、各部门应用最广泛的工程材料之一，特别是在车辆、机床、热能、化工、航空航天、建筑等行业各种部件和零件的制造中，发挥了不可替代的作用。 （1）、在汽车中的应用。缸体和缸盖，需具有足够的强度和刚度，良好的铸造性能和切削加工性能以及低廉的价格等，目前主要用灰铸钢和铝合金；缸套和活塞，对活塞材料的性能要求是热强性高，导热性好，耐磨性和工艺性好，目前常用铝硅合金；冲压件，采用钢板和钢带制造，主要是热轧和冷轧钢板。热轧钢板主要用于制造承受一定载荷的结构件，冷轧钢板主要用于构型复杂、受力不大的机器外壳、驾驶室、轿车车身等。还有汽车的曲轴和连杆、齿轮、螺栓和弹簧等，都按其实用需要使用的了不同的金属材料 （2）、在机床方面的应用。机床的机身、底座、液压缸、导轨、齿轮箱体、轴承座等大型零件部，以及其他如牛头刨床的滑枕、带轮、导杆、摆杆、载物台、手轮、刀架等，首选材料为灰铸铁，球磨铸铁也可选用。随着对产品外观装饰效果的日益重视，不锈钢、黄铜的

超导材料未来应用的前景

超导材料的未来应用前景 超导是超导电性的简称。是一种材料，如某种金属、合金或化合物在温度下降至某一临界温度时，其电阻完全消失，这种现象称为超导电性，具有这种现象的材料称为超导材料。超导体的另外一个特征是：当电阻消失时，磁感应线将不能通过超导体，这种现象称为抗磁性。 超导材料的用途非常广阔，大致可分为三类：大电流应用（强电应用）、电子学应用（弱电应用）和抗磁性应用。大电流应用即超导发电、输电和储能；电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。 超导体的巨大前景 ●超导材料不可思议 那么，为什么世界各国对“超导”技术的研究与开发如此重视呢？这主要是因为超导材料具有极其优越的物理特性：一是零电阻效应，二是约瑟夫逊效应，三是迈斯纳效应。超导体这些突出特性的重大意义，不亚于半导体的发现。甚至有专家预言，超导体的应用将导致一场新技术革命，特别是在军事领域的应用，将引起一系列巨大变革。 ●军事应用前景广阔 超导体在军事领域的应用将十分广泛。采用超导体材料，可使许多重要的军用装备，如C4I系统、聚能武器、舰艇、飞机、坦克、装甲车辆、导弹等武器的性能得到大幅度的改善。 超导飞机设计制造大功率、小体积的发动机，对提高飞机的作战性能至关重要。目前，飞机所采用的均是磁流体发电，但利用普通磁体，很难使磁场强度高于15高斯，而如果利用超导磁体就能产生数万至几十万高斯的磁场，从而大大提高磁体发电的输出功率。所以，超导技术的突破，为大容量、小型化磁流体发电机的研制成功提供了条件，这种超导发电机正在加速走向实用化。目前，有些国家已在研制几百至一千兆瓦的体积小、重量轻的超导发电机，预计机载大功率超导发电机将成为超导技术在军事上率先得到应用的重点项目。 超导舰船20世纪70年代以来，美、苏、英、日等国积极开展超导技术在海军舰船方面应用的研究，并不断取得成效。美国试制了7500马力的超导驱动系统；英国研制了650马力的超导电磁力推进装置；日本制成了世界上第一艘超导船。超导舰船由于取消了传统的螺旋桨推动部件，因而具有结构简单、维修方便、推力大、航速高、无震动、无噪声、无污染、造价低等诸多优点。潜艇应用超导推进系统后，能有效地消除噪音、降低红外辐射，从而不易被敌方发现，大大提高了舰船的快速机动能力和突防能力。 超导聚能武器聚能武器是把能量汇聚成极细的能束，沿着精确的方向，以接近或等于光速的速度发射出去，对目标进行杀伤。但目前在研制这些武器上几乎都遇到了能源问题。即如何在瞬间向聚能武器提供大量的能源，如激光武器，特别是大功率的战略激光武器耗能巨大，它要求在瞬间提供数十亿至数百亿焦耳的能量，而目前的储能装置储存的能量却非常有限，且体大笨重。而超导技术的发展，

复合材料的发展和应用(1)

复合材料的发展和应用(1) 全球复合材料发展概况 复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。 随着科技的发展，树脂与玻璃纤维在技术上不断进步，生产厂家的制造能力普遍提高，使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受，但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。因此，碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世，使高分子复合材料家族更加完备，已经成为众多产业的必备材料。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨，年产值达1300亿美元以上，若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入，其产值将更为惊人。从全球范围看，世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长，而亚洲的日本则因经济不景气，发展较为缓慢，但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商PPG公司统计，20XX年欧洲的复

合材料全球占有率约为32%，年产量约200万吨。与此同时，美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国GDP增长率的2倍，达到4%~6%。20XX年，美国复合材料的年产量达170万吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关，各国的占有率变化很大。总体而言，亚洲的复合材料仍将继续增长，20XX年的总产量约为145万吨，预计20XX年总产量将达180万吨。 从应用上看，复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。20XX年美国汽车零件的复合材料用量达万吨，欧洲汽车复合材料用量到20XX年估计可达万吨。而在日本，复合材料主要用于住宅建设，如卫浴设备等，此类产品在20XX年的用量达万吨，汽车等领域的用量仅为万吨。不过从全球范围看，汽车工业是复合材料最大的用户，今后发展潜力仍十分巨大，目前还有许多新技术正在开发中。例如，为降低发动机噪声，增加轿车的舒适性，正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板；为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求，发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求，必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。与此同时，随着近年来人们对环保问题的日益重视，高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。例如，