无机非金属材料科学前沿
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⼀、历史沿⾰ 南京⼯业⼤学⽆机⾮⾦属材料⼯程专业的前⾝,系1952年南京⼯学院(现东南⼤学)化⼯系的⽔泥及⼯业⽤瓷专业;1958年南京化⼯学院独⽴建院,硅酸盐⼯学专业(⽔泥和陶瓷两个专业⽅向)设在⽆机系;1978~1979年,分⽔泥⼯艺和陶瓷⼯艺两个专业招⽣;1980年后分别成⽴了⽆机⾮⾦属材料、硅酸盐⼯程两个专业;1998年,国家专业⽬录调整后,两专业合并为⽆机⾮⾦属材料⼯程专业(专业代码080203)。
本学科1953开始招收研究⽣,1981年获硕⼠学位授予权,1983年获⽆机⾮⾦属材料博⼠学位授予权。
1994~1995年分别被江苏省和化⼯部评为重点学科。
随着学科调整,⼜先后创建了材料科学与⼯程⼀级学科博⼠点(2000年)和博⼠后科研流动站(2001年)、⼆个部省级中⼼和⼀个新型复合材料科研基地,2002年材料学获江苏省重点学科。
该专业覆盖⾯宽,优势和特⾊明显,是材料学院的主导学科,在江苏省占有地位,在国内具有较⾼的知名度。
四⼗多年来本专业为我国的建材、冶⾦、新材料、电⼦信息、化⼯、轻⼯等⾏业培养了5000名优秀的⾼级⼯程技术⼈才,受到⽤⼈单位的⾼度评价。
他们中有的已成为国家、省市级领导⼲部、院⼠、⼯程设计⼤师,绝⼤多数成为企事业单位的技术和管理⾻⼲、⾼校的学术带头⼈。
⼆、专业实⼒ 多年来,校、院两级在本专业建设中投⼊了⼤量的⼈⼒、物⼒和财⼒。
投⼊2000多万元购置了⼀批国际上最先进的现代分析测试⼤型仪器设备与材料制备装置,如核磁共振、透射电⼦显微镜、扫描电⼦显微镜、红外-拉曼光谱系统、热分析系统、粒度分析仪、分光光度计、多功能⾦属纳⽶、⾮晶材料连续制备与⾮平衡凝固研究装置、⽓流磨与精密分级(德国进⼝)试验流程等20多台套。
良好的实验室条件,为拓宽⽆机⾮⾦属材料⼯程专业⽅向,培养⾼素质⼈才,确保⽆论在传统材料,还是在新材料研究⽅⾯打造国际⼀流⽔准的成果打下了坚实的基础。
本专业现有在读本科⽣600名左右。
材料科学与工程的研究进展材料科学与工程是日新月异的领域,是新兴领域的代表之一。
前沿科技和材料科学的发展,在推动人类各项科技成果的同时,也对人类的生活提供了前所未有的方便和便利。
深入探究材料科学与工程的研究进展,不仅仅是一门学科的学习,更是一种对未来发展生活的探索和挑战,本文就此展开探讨。
一、纳米材料的研究在当今世界材料制造中,纳米材料是一个极为突出的存在。
随着纳米技术的不断发展,纳米材料逐渐成为一种具有优异性能并广泛应用的材料。
纳米材料主要指纳米粒子、纳米管、纳米片等得到应用的材料,这种材料的优异性能主要体现在其尺寸与结构等方面。
与传统的宏观材料相比,纳米材料具有更高的比表面积、更好的力学、热学、光学等性能。
二、先进陶瓷的应用陶瓷材料作为一种重要的无机非金属材料,其特殊的性能被广泛地应用在各个领域。
近几年来,随着先进陶瓷材料的发展,特别是高性能和多功能陶瓷材料的应用,陶瓷材料的适应性和广泛性已得到了极大的提高。
除了传统应用于建筑、家居等领域,在电子器件、光电子器件、医疗器械、航空航天等领域的应用也得到了广泛的推广。
三、激光合成金属玻璃的发展传统金属玻璃材料的合成成本较高,也难以得到规模化应用。
而激光合成金属玻璃材料的出现,为改变这种状况带来了新的希望。
激光合成金属玻璃材料主要通过射频磁控溅射和激光辐射合成产生。
与传统金属玻璃相比,激光合成金属玻璃具有更优异的力学性能和热化学稳定性、更好的耐腐蚀性和装饰效果。
四、仿生材料的发展仿生材料,指的是模拟生物组织、器官或者生命体的形态、结构、材料性能等特性,从而开发出拥有优异性能的新型材料。
近年来,仿生材料的发展已经成为材料学界的一个热点,其应用前景被普遍看好。
仿生材料将被广泛应用于人体修复材料、环境材料、食品安全等多个领域,成为一种具有极大影响力的新型材料。
五、可持续发展的绿色材料由于长期的不可持续型材料制造和应用造成的生态环境破坏和自然资源浪费,推动了人们对于可持续性发展的思考和深入研究。
内蒙古科技大学材料工程基础作业姓名:专业:金属材料工程学号:新型无机非金属材料摘要:新材料是发展高新科技技术的基石,从结构陶瓷、功能陶瓷、复合材料及无机非金属材料的新兴领域等方面起到了举足轻重的作用!新型无机非金属材料将在未来科技发挥更大的作用,应予以高度重视,而用新材料技术改造传统无机。
关键词:新型材料新型无机非金属材料陶瓷材料功能陶瓷材料现状展望正文:无机非金属材料在人类生活中势必可少的的材料,它和金属材料、高分子材料并列为当代三大固体材料,我国的无机非金属材料研究发展历史悠久,成就辉煌,它是中华民族文明的伟大象征之一,在我国的文化和发展史上占有极其重要的地位。
从传统陶瓷到新型无机非金属材料已经有了五千年的发展历史。
1、无机非金属材料的定义及性能1.1、无机非金属材料的定义无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后,随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。
无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
1.2、无机非金属材料的优良性能在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂,并且没有自由的电子。
具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。
这种化学键所特有的高键能、高键强赋予无机非金属材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性等优越性能!2、无机非金属材料的分类通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。
传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。
如水泥是一种重要的建筑材料;耐火材料与高温技术,尤其与钢铁工业的发展关系密切;各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。
无机非金属材料工程专业(电子与信息材料方向)教学培养方案一、培养目标无机非金属材料工程(电子与信息材料方向)致力于培养德、智、体全面发展,适应国家电子与信息材料工业及其相关领域经济建设需要和国际人才市场需求,具备扎实的无机非金属材料工程领域的基本理论、专业知识及工程实践能力,以无机材料科学为基础,以信息储存材料、电子显示材料、电子增益材料、光导纤维、薄膜功能材料以及纳米材料技术为特色及主要发展方向,具有社会责任感和道德修养、良好的心理素质,较强的创新意识、团队精神、国际视野和管理能力,能在研究机构、高等院校及化工、材料、轻工、国防军工、航天航空、信息通讯等企事业单位从事电子与信息材料产品的科研教学、应用研究、生产设计、开发营销及管理等工作的高级工程技术人才。
可以继续攻读材料学及其他相关学科的硕士及博士学位。
二、培养要求1、热爱祖国,遵纪守法,具有较强的人文科学素养、社会责任感和良好的道德情操。
2、系统地掌握本专业所必需的自然科学和工程技术方面的基础知识,受到工程设计和科学研究的基本训练,具有工程设计、实验研究等基本技能。
3、具有从事电子与信息材料材料科学研究、工程设计、生产与管理、新材料研究与工程开发工作的能力。
4、了解材料科学与工程的基础知识、基本理论和基本技能及企业生产与经济管理知识,了解无机非金属材料学科前沿信息与发展趋势。
5、具有较强的计算机应用能力,掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法。
掌握一门外国语,较熟练地阅读专业外文资料,具有较好的国际视野与跨文化交流能力。
6、具有较强的适应性和终身学习的能力,并具备一定的组织管理能力、较强的表达能力和沟通交往能力,在团队中发挥作用的能力。
7、掌握科学的体锻方法,具有良好的生活习惯,身体健康,达到国家大学生体质健康标准。
三、学分及学位要求本专业学生在学期间必须修满专业培养方案规定的181学分,其中通识教育平台课程48.5学分,学科基础教育平台课程47学分,专业教育平台课程50学分,实践性教学环节35.5学分。
Frontiers系列期刊详细介绍1、Frontiers of Chemistry in China 中国化学前沿期刊介绍:主编为复旦大学杨玉良院士,荣誉主编为北京大学王夔院士。
主要刊登化学主要分支学科领域前沿课题的综述、原创性研究论文、快讯及新闻等。
涉及分析化学、无机化学、有机化学、物理及理论化学、高分子化学等研究领域。
本刊已被ChemWeb 和SCOPUS 索引收录。
主要学科:化学ISSN:1673-3495 E-ISSN:1673-3614 频率:4期/年2、Frontiers of Earth Science 地球科学前沿期刊介绍:主编为中国地质大学殷鸿福院士和美国科罗拉多州立大学高炜教授。
涉及领域包括地球系统科学、地质学、自然地理学、地球化学、地球物理、大气科学、环境遥感等。
特别关注地球科学和其他学科的交叉融合,聚焦于一些蓬勃发展的领域。
得到中国地质大学、华东师范大学、北京师范大学、兰州大学、国家气象局、美国科罗拉多州立大学等多所知名高校和科研机构的联合支持。
本刊为中国科技核心期刊,并被INSPEC,CA 和SCOPUS 等收录。
主要学科:地球科学ISSN:2095-0195 E-ISSN:2095-0209 频率:4期/年3、Frontiers of Mathematics in China 中国数学前沿期刊介绍:主编为北京大学张恭庆院士。
收文范围包括数学领域的综述、研究论文,涵盖基础数学、应用数学、计算数学与科学工程计算、统计学等各学科分支。
本刊已被SCI,Zentralblatt MATH,Math Review 和SCOPUS 等收录。
主要学科:数学ISSN:1673-3452 E-ISSN:1673-3576 频率:6期/年4、Frontiers of Physics 物理前沿期刊介绍:主编为北京大学赵光达院士。
本刊主要刊登物理学各领域新进展的评述、前沿课题的综述及研究论文,涉及领域主要包括量子力学与量子信息,原子、分子与光物理,凝聚态与材料物理,粒子物理、核物理、宇宙学与天体物理,统计与非线性物理,等离子体与加速器物理,软物质、生物物理与其他交叉学科领域。
无机非金属材料工程专业职业生涯规划一、背景介绍无机非金属材料工程专业是现代工程领域中的重要学科之一,涉及材料科学、化学工程、能源工程等多个领域,培养具备优秀的实践能力和创新思维的专业人才。
以下是本人对于在无机非金属材料工程领域的职业生涯规划。
二、学术研究方向选择在本专业中,学生可以选择不同的研究方向,如仿生材料、高温陶瓷、功能材料等。
我计划将重点放在“新能源材料与应用”方向上,这是一个具有广阔前景和挑战性的研究领域。
通过研究和创新,我将探索绿色环保、高效能源转化与储存的相关技术,为人类的可持续发展做出贡献。
三、本科学习计划1. 学术课程学习:无机非金属材料工程专业的学术课程涉及材料结构与性能、材料加工与制备技术、材料表征与测试等方面的内容。
我将努力学习这些基础课程,并灵活运用于实践中。
2. 科研项目参与:在校期间,我计划积极参与科研项目,学习科研方法和实践技能,为毕业后的科研生涯做好铺垫。
3. 实习与实践:通过参与实验室实践和工程实习,我将加深对工程实践的理解和能力培养。
同时,我也将积极参与社会实践活动,关注行业动态和前沿技术,提升自己的综合素质。
四、研究生进修计划在完成本科学业后,我计划攻读硕士研究生学位,以深入研究自己感兴趣的专业领域。
我将选择国内外具有声誉和实力的高校或研究机构,寻求接受科研项目和研究生培养的机会。
五、职业发展目标设定1. 研究人员:我目标成为一名优秀的无机非金属材料领域研究人员。
通过深入研究和创新,推动相关技术的发展和应用,并为解决能源与环境问题贡献自己的力量。
2. 企业工程师:在工程实践方面,我也希望成为一名有实践经验的企业工程师,能够将自己的专业知识和技能应用于材料研发、生产和工艺改进等工作领域。
3. 教育工作者:我对于学术教育也怀有热情,希望能够在高校或研究机构从事教学和指导工作,培养更多优秀的学子并推动学科的发展。
六、自我提升与发展1. 继续学术研究:在职业生涯中,我将持续关注学术前沿和热点问题,继续深入研究并发表高水平的学术论文。
一、材料的分类:1、物理性能分类:热、光、电、磁材料2、材料按用途可分为结构材料和功能材料。
3、化学属性分类按组成物质的化学属性,习惯上将材料分为:金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料(合成材料)、复合材料四大类。
金属材料分类:1 . 传统金属材料(黑色金属、有色金属)2 . 新型金属材料无机非金属材料:陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四种新型高分子材料:1、生物高分子材料2、吸水高分子材料3、导电高分子材料4、光电导高分子材料复合材料:1纤维(或晶须)增强或补强型复合材料2第二相颗粒弥散复合材料3功能梯度复合材料其他材料:半导体材料、超导材料二、汽车轻量化过程中金属材料应用的趋势?以下发展一、有色合金增加以乘用车来说,1973年每辆车所使用的有色合金占全部用材的重量比为5.0%,1980年增至5.6%,而1997年则达到了9.6%。
有色合金在汽车上应用量的快速增长是汽车材料发展的大趋势。
1)铝合金铝的密度约为钢的1/3,是应用最广泛的轻量化材料。
以美国生产的汽车产品为例,1976年每车用铝合金仅39k g,1982年达到62kg,而1998年则达到了100kg。
2)镁合金镁的密度约为铝的2/3,在实际应用的金属中是最轻的。
镁合金的吸振能力强、切削性能好、金属模铸造性能好,很适合制造汽车零件。
3)钛合金钛的密度为4.5g/cm3,具有比强度高、高温强度高和耐腐蚀等优点。
由于钛的价格昂贵,至今只见在赛车和个别豪华车上少量应用。
二、钢铁材料的轻量化举措钢铁材料在与有色合金和高分子材料的竞争中继续发挥其价格便宜、工艺成熟的优势,通过高强度化和有效的强化措施可充分发挥其强度潜力,以致迄今为止仍然是在汽车生产上使用最多的材料。
1高强度钢板研究成果表明,车身钢板的90%使用现已大量生产的高强度钢板(包括高强度、超高强度和夹层减重钢板),可以在不增加成本的前提下实现车身降重25%(以4门轿车为参照),且静态扭转刚度提高80%,静态弯曲刚度提高52%,第一车身结构模量提高58%,满足全部碰撞法规要求。
无机材料研究进展材料科学二处本科学处主要资助无机非金属材料和有机高分子材料两大领域的基础研究。
无机非金属材料无机非金属材料研究领域支持针对以无机非金属体系为主体的各类材料的基础和应用基础研究。
随着材料设计理论和制备与表征技术的不断创新,一大批新型无机非金属材料,如陶瓷超导体、智能陶瓷材料、各类无机非金属基能源材料和生物医用材料、纳米材料等不断涌现,使该领域的科学研究日趋活跃。
目前,无机非金属材料研究中,功能材料向着高性能、高可靠性、高灵敏、智能化、多功能化以及功能集成化的方向发展;结构陶瓷材料向着复合化、高强度、高韧性、耐磨损、抗腐蚀、耐高温、低能耗、低成本和高可靠性方向发展。
在发展新材料的同时,传统材料也不断地得到改造、更新和发展。
无机非金属材料在信息、生命、能源与环境等领域的应用以及和相关科学领域的交叉也越来越受到重视。
从近三年的受理情况看,无机非金属材料的研究涉及内容逐渐扩展,交叉性越来越强,申请项目数量逐年增加。
2009年度共受理面上项目1 088项,比2008年度增加了13.57%。
资助面上项目171项,资助率15.7%。
申请项目中,功能材料较为活跃,申请数占63.53%,体现出较强的新颖性,形成了诸多学科热点,如纳米材料、铁电压电材料、碳素及超硬材料、光电信息功能材料、复合材料、光电转换与光催化材料等。
其中光电信息功能材料方向的申请数量近几年来一直占无机非金属材料领域申请数量的第一位(约占21.08%)。
新型能源材料、显示材料、生物医用材料等方向的申请数量依然较多,以无机非金属材料为基的复合材料申请数量也比较多,其中功能型复合材料的申请较过去有所增加,但申请项目的创新性需要进一步加强,对于无机非金属材料科学问题的提炼还有待提高。
本研究领域将支持具有创新思想的研究项目,支持无机非金属材料学科与相关学科进行实质性的学科交叉研究。
本领域鼓励:结合我国资源特点的新型无机非金属材料的制备科学与应用基础的研究;低维材料和纳米材料的制备新技术及其性能表征、新效应及其应用的物理与化学基础问题;无机材料的表面、界面、连接度和相容性的研究;“结构-功能”一体化复合材料的基础研究;高性能、低成本、高可靠性的材料制备科学研究;能源新材料、生物医用材料和生态环境材料的组成、结构、性能及其表征研究;无机非金属材料结构(宏观、介观、微观)设计的理论基础研究和相应的制备科学研究;用新理论、新技术、新工艺提高和改造传统无机非金属材料的应用基础研究。
当代无机化学研究前沿与进展【摘要】: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科,在近年来取得较突出的进展,主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。
未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透,用以解决工业生产与人民生活的实际问题。
文章就当代无机化学研究的前沿与未来发展趋势做了简要阐述。
【关键词】:无机化学;研究前沿;研究进展当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用,以及新的研究领域的开辟和建立。
因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。
同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透,形成许多学科的新的研究领域。
例如,生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科;固体无机化学是十分活跃的新兴学科;作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。
根据国际上最新进展和我国的具体情况,文章就“无机合成与制备化学研究进展”和“我国无机化学最新研究进展”两个方面进行阐述:一、无机合成与制备化学研究进展无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科学的基础学科。
发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。
近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面:(一)极端条件合成在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。
超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。
(二)软化学合成与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化, 即温和条件下的合成或软化学合成。
由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。
无机非金属材料教案第一章:无机非金属材料概述1.1 教学目标让学生了解无机非金属材料的定义、分类和特点。
让学生了解无机非金属材料在生活和工业中的应用。
1.2 教学内容无机非金属材料的定义和分类。
无机非金属材料的特点。
无机非金属材料在生活和工业中的应用。
1.3 教学方法采用讲解、演示和互动讨论的方式进行教学。
1.4 教学步骤引入无机非金属材料的概念,引导学生思考其在日常生活中的应用。
讲解无机非金属材料的分类和特点,结合实例进行说明。
引导学生了解无机非金属材料在生活和工业中的应用,并进行案例分析。
第二章:玻璃材料2.1 教学目标让学生了解玻璃材料的组成、制备方法和性质。
让学生了解玻璃材料在建筑、光学和电子等领域的应用。
2.2 教学内容玻璃材料的组成和制备方法。
玻璃材料的性质。
玻璃材料在建筑、光学和电子等领域的应用。
2.3 教学方法采用讲解、演示和互动讨论的方式进行教学。
2.4 教学步骤引入玻璃材料的概念,引导学生了解其在日常生活中的应用。
讲解玻璃材料的组成和制备方法,结合实验进行演示。
引导学生了解玻璃材料的性质,并进行实验验证。
讲解玻璃材料在建筑、光学和电子等领域的应用,并进行案例分析。
第三章:水泥材料3.1 教学目标让学生了解水泥材料的种类、制备方法和性质。
让学生了解水泥材料在建筑和基础设施建设中的应用。
3.2 教学内容水泥材料的种类和制备方法。
水泥材料的性质。
水泥材料在建筑和基础设施建设中的应用。
3.3 教学方法采用讲解、演示和互动讨论的方式进行教学。
3.4 教学步骤引入水泥材料的概念,引导学生了解其在日常生活中的应用。
讲解水泥材料的种类和制备方法,结合实验进行演示。
引导学生了解水泥材料的性质,并进行实验验证。
讲解水泥材料在建筑和基础设施建设中的应用,并进行案例分析。
第四章:陶瓷材料4.1 教学目标让学生了解陶瓷材料的种类、制备方法和性质。
让学生了解陶瓷材料在生活和工业中的应用。
4.2 教学内容陶瓷材料的种类和制备方法。
无机非金属材料发展的新趋势及其影响从近代高技术的发展来看,无机非金属材料所起的基础和先导作用卓然。
上二十世纪下半叶兴起的高技术以其产业为例,化合物半导体材料促使光电子技术的很大发展,形成了半导体发光二极管和半导体激光器的新兴产业,特别是近十年宽禁带半导体材料,如GaN 材料的突破将推动全固态光源技术和产业的发展。
由于七十年代石英玻璃光导纤维的损耗小于20dB/km,才使光纤通信技术能够实用化。
近十年由于掺稀土离子的光纤放大器材料的突破,使多波复用长距离的光纤通信迅速发展。
由于在La-Ba-Cu-O化合物中观察到30k以上的超导转变,开创了高温超导的新兴技术领域。
碳富勒烯球和碳纳米管的诞生使纳米技术走向世纪的前沿。
弛豫铁电和压电单晶和陶瓷的突破使高性能超声和水声换能器、压电驱动器等得到发展,在医用等高技术领域广泛应用。
氧化物和超薄膜材料中巨磁电阻效应(GMR)和近十年隧道磁电阻效应的发现,使磁存储密度获得很大提高,磁记录产业得到迅速发展。
人们研究并发展了晶须增韧、颗粒弥散强化、相变增韧等多种途径,使一些新型的氮化物(如Si3N4、BN)、硼化物(如LaB6、ZrB2等)、碳化物(TiC、WC、SiC)等材料,其断裂韧性高达20MPa·m1/2以上,使陶瓷基复合材料进入实用化,推动了航空、航天和交通制造业。
21世纪无机非金属材料的发展具有低维化(在宏观和微观上)、复合化(材料的功能复合和组成复合)、智能化和环境友好等特征。
宏观上的低维化是从体材料向薄膜材料和纤维材料的发展。
现代信息功能器件(微电子、光电子和光子学器件)都是集成化的,因此主要应用薄膜材料。
结构材料也用涂层和薄膜来改性:增强、增韧、耐磨。
无机涂层包括各类热控涂层、耐高温防腐蚀涂层、抗氧化涂层、耐损涂层等,应用于航天器、核反应堆和远载工具上。
特别在结构材料的功能化上,薄膜具有特殊的作用。
因此无机非金属材料的薄膜制备、结构和性能、表面态以及发展新的薄膜材料的研究就十分重要。
引言:汽车材料是汽车工程中的重要方向之一,掌握汽车材料的基本知识对于汽车工程师来说是非常重要的。
本文将介绍汽车材料教学的大纲内容,主要涵盖了材料的分类、材料性能与选择、常用汽车材料、新型汽车材料以及材料的应用与发展趋势。
概述:汽车材料教学旨在培养学生对于汽车材料的全面了解和应用能力。
通过系统、科学的教学安排,学生将掌握汽车材料的分类方法、常用材料的性能特点以及材料在汽车工程中的应用。
正文内容:1.材料的分类1.1无机材料:金属和非金属材料1.2有机材料:聚合物和复合材料1.3纳米材料:新型材料的前沿领域2.材料性能与选择2.1机械性能:强度、硬度、韧性等2.2物理性能:导热性、导电性、磁性等2.3化学性能:耐腐蚀性、稳定性等2.4热性能:导热性、热膨胀系数等2.5其他性能:光学性能、声学性能等2.6材料选择的原则与方法:轻量化、节能环保等3.常用汽车材料3.1金属材料:钢铁、铝合金、镁合金等3.2聚合物材料:塑料、橡胶等3.3复合材料:碳纤维复合材料、玻璃纤维增强复合材料等3.4陶瓷材料:陶瓷玻璃、氧化铝等4.新型汽车材料4.1高强度钢和超高强度钢:提高车身刚度和安全性能4.2铝合金和镁合金:轻量化和节能环保4.3高性能聚合物:提高汽车的舒适性和安全性能4.4纳米材料:增强材料性能和可持续性发展5.材料的应用与发展趋势5.1材料在车身、发动机和底盘中的应用5.2材料的研发与应用的前景5.3材料的可持续性发展和环境影响5.4材料在智能化汽车和电动汽车中的应用总结:汽车材料教学的大纲内容通过对材料的分类与性能、常用汽车材料以及新型汽车材料的介绍,使学生全面了解汽车材料的特点与应用。
同时,掌握材料性能与选择的原则与方法,使学生能够在实际工程中应用所学知识。
随着汽车工业的发展,汽车材料也在不断更新和发展,教学大纲应随之调整,关注新材料的应用和可持续发展的研究。
无机非金属材料工程专业专业领域内知名人士以及所作贡献1. 引言1.1 概述无机非金属材料工程专业是现代材料科学与工程领域中的重要分支,其研究范围涵盖了无机非金属材料的合成、制备、性能调控及应用等方面。
随着科技和工业的不断进步,无机非金属材料在诸多领域中扮演着重要角色,如能源存储与转换、环境保护、电子器件等。
本文旨在介绍无机非金属材料工程专业领域内的知名人士,并详细阐述他们的贡献和影响力。
通过介绍这些知名人士及其成就,可以更好地了解无机非金属材料工程专业发展的历程,同时也能够展示出该领域内人们对于解决实际问题和推动学科进步所做出的努力。
1.2 文章结构本文将分为五个部分进行论述。
首先是引言部分,概述了无机非金属材料工程专业在现代社会中的重要性以及文章目录。
接下来,将分别介绍三位在该领域内有重要贡献的知名人士A、B和C,包括他们的背景介绍、在无机非金属材料工程专业领域的成就,以及他们的贡献和影响力。
最后是结论部分,对文中所涉及的知名人士和贡献进行总结。
1.3 目的本文的目的是通过介绍无机非金属材料工程专业领域内知名人士的成果和贡献,增进读者对该领域的了解。
同时,希望能够激发读者对于无机非金属材料工程专业的兴趣,并为相关研究提供参考与借鉴。
最终,通过深入了解这些知名人士及其所作出的努力与贡献,有助于推动无机非金属材料工程专业在科学技术发展中发挥更大作用和价值。
2. 知名人士A及其贡献:2.1 知名人士A的背景介绍:知名人士A作为无机非金属材料工程专业领域内的重要人物,拥有丰富的学术背景和研究经验。
他/她在该领域中扮演着重要角色,致力于推动无机非金属材料工程的发展和创新。
2.2 知名人士A在无机非金属材料工程专业领域的成就:在这一部分,我们将详细介绍知名人士A在无机非金属材料工程专业领域所取得的重要成就。
以下是对其主要成就的概述:首先,知名人士A在无机非金属材料合成方面有着卓越的贡献。
他/她通过深入研究和创新性实践,成功地开发了一系列高性能无机非金属材料合成方法和技术。
中物院材料所
中物院材料所是中国科学院下属的研究机构,成立于1978年,是我国最早的材料科学研究机构之一。
经过多年的发展,中物院材料所已经成为我国材料科学领域的重要研究基地,拥有一支高水平的科研团队和先进的实验设备,致力于材料科学领域的前沿研究和技术创新。
中物院材料所的研究方向涵盖了金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等多个领域。
在金属材料方面,中物院材料所的研究人员致力于金属材料的结构设计、性能优化和加工工艺研究,取得了一系列重要成果。
在无机非金属材料领域,中物院材料所的研究重点包括陶瓷材料、玻璃材料、水泥材料等,致力于材料的功能化设计和性能改进。
在高分子材料和复合材料领域,中物院材料所的研究人员通过材料的结构调控和界面工程等手段,实现了材料性能的大幅提升。
除了基础研究外,中物院材料所还积极开展材料工程应用研究,与企业合作开展新材料的开发和工程应用。
在汽车、航空航天、电子、能源等领域,中物院材料所的研究成果得到了广泛的应用,为我国的材料工业发展做出了重要贡献。
中物院材料所注重人才培养,建立了完善的科研团队和人才培养体系,吸引了一大批杰出的科研人才加入。
在国际上,中物院材料所与多个国际知名的科研机构和大学建立了合作关系,开展了一系列国际合作研究项目,促进了我国材料科学研究的国际化进程。
总的来说,中物院材料所在材料科学领域取得了丰硕的成果,为我国的材料工业发展和科技创新做出了重要贡献。
未来,中物院材料所将继续深化材料科学领域的研究,推动科技创新,助力我国材料工业迈向世界先进水平。
无机非金属材料科学前沿姓名:薛燕红学号:201120181037 班级:SJ1159 摘要:无机非金属新材料是发展现代工业、农业、国防和科学技术不可缺少的基础材料,随全球经济复苏及进一步发展,无机非金属新材料进入了一个重要发展规划机遇期本文阐述了无机非金属新材料的现状和发展,在国民经济中的地位和作用,国际上发展的现状和动向,我国的成就和差距。
关键词:无机非金属新材料现状发展1 引言无机非金属材料研究领域支持针对以无机非金属体系为主体的各类材料的基础和应用基础研究。
随着材料设计理论和制备与表征技术的不断创新,一大批新型无机非金属材料,如陶瓷超导体、智能陶瓷材料、各类无机非金属基能源材料和生物医用材料、纳米材料等不断涌现,使该领域的科学研究日趋活跃。
目前,无机非金属材料研究中,功能材料向着高性能、高可靠性、高灵敏、智能化、多功能化以及功能集成化的方向发展;结构陶瓷材料向着复合化、高强度、高韧性、耐磨损、抗腐蚀、耐高温、低能耗、低成本和高可靠性方向发展。
在发展新材料的同时,传统材料也不断地得到改造、更新和发展。
无机非金属材料在信息、生命、能源与环境等领域的应用以及和相关科学领域的交叉也越来越受到重视。
从近三年的受理情况看,无机非金属材料的研究涉及内容逐渐扩展,交叉性越来越强,申请项目数量逐年增加。
无机非金属新材料已广泛用于军事装备和设施,如军用飞机、火箭、导弹、核武器及侦察、通讯、制导、隐身及防御系统。
其水平的高低直接关系到国家安全。
如没有高性能微光夜视仪,战士夜间作战就看不清目标;没有高性能激光测距和制导,大炮、火箭就成“盲人”;应用高空侦察卫星,可以将敌方的兵力部署,调动情况了如指掌等。
这些都是以无机非金属新材料为基础的。
体现当代最高水平的军事和科学的竞争的美国“星球大战”计划,法国和西欧的“尤里卡”计划,苏联,东欧的“科学技术进步综合纲要”和日本的“月光计划”等,都把无机非金属新材料放在极其重要的地位。
由此可见,无机非金属新材料是有极其深远的战略意义和经济意义的,是面向21世纪,以电子信息为中心的高技术竞争的关键性材料,应予以高度重视。
2 国外的发展现状无机非金属新材料受到世界各国的普遍重视,是当今“材料革命”和争夺高科技领导权的前沿阵地。
据日本通产省“新材料现状和预测”中预计,新材料在2000年将形成新产业,其产值将占国民经济总产值的10%左右;苏联东欧把新材料列人5个优先发展的领域之一,西方七国正在研制的六种材料中,有5种与无机非金属新材料有密切关系,南朝鲜重点发展的六项高、新技术中,有5种是以无机非金属新材料为基础的。
随着科学技术的飞速发展,人们已经通过表面(或介面)技术、掺杂技术、高纯化技术、结晶化和非晶态化技术、复合技术、分子杂交技术等进行“材料设计”,研制出具有特殊功能、复合功能的新材料。
主要表现在:(I)结构材料复合化随着航天、原子能技术和超高温、超高压、超高真空等极限技术的发展,单纯的金属、有机高分子和陶瓷材料已经不能适应这样严酷的环境条件。
出现了利用微细粉体、颗粒、空心微珠、纤维、晶体及不同晶型等的材料与树脂、金属及陶瓷复合,进而使陶瓷增韧、纤维补强、制得金属陶瓷.及新型高性能材料。
获得轻质、高强、耐磨、耐高温烧蚀、高绝缘、高导热、耐辐射及抗化学腐蚀等特殊性能。
最近又出现了应用超细陶瓷和金属微粒、微孔、纤维及超薄膜等控制的原子、分子级水平技术基础上的梯度功能材料。
并着手研究自我复原、自我调节或控制、自我诊断等“智能”材料。
(2)功能材料集成化随着集成电路向大容量、微型化、高密度、专用化、高可靠、高速化、大规模、超大规模发展,又出现了通过激光(或高频),等离子化学气相沉积,物理气相沉积,离子扩散、离子注人、溶胶凝胶等薄膜技术,紫外及X射线蚀刻微电路,使半导体基片数据贮存能力提高上千倍,采用微组装技术制作三维集成电路,并研制成功光集成电路等。
(3)极限技术和高技术得到广泛应用在制造新型无机非金属材料过程中,已广泛应用超高纯、超微细颗粒原料、超高温、超高压、超高真空技术,和无重力等极限技术。
应用激光技术、电子技术、电子计算机技术、核技术及超微细加工技术来实现“材料设计”。
制造出超塑性陶瓷、低损耗光学纤维、高性能复合材料、超硬晶体、大型激光晶体、闪烁晶体、晶体薄漠、晶体纤维及其非晶态材料等。
(4)发展迅速、新材料不断涌现当前新材料发展和更替之快是空前的,以电子信息材料为例,半导体材料将超越硅半导体基本材料的阶段,开发砷化稼、磷化锢超高速计算机芯片新材料,并将研制出更高性能的金刚石半导体;光学纤维十多年前还鲜为人知,仅是科学家、工程师们致力研究和开发的对象,随着激光材料,发光二极管、接受器及数字转换器的发展,目前光纤每秒钟能传递几十亿比特的信息,比普通电线负载量大上千倍。
3 我国的现状我国目前从事无机非金属新材料研制,生产的单位主要集中在建材、中国科学院、教委等系统。
国家建材局所属科研院所是起步最早、规格最大、门类最全的单位,是五十年代末期为配合当时研制“两弹”、“一机”而创建和发展起来的。
到目前为止已研制和生产了特种玻璃、玻璃纤维和特种纤维、石英玻璃、玻璃钢和高性能复合材料、特种陶瓷、人工晶体、特种密封材料和特种胶凝材料等八大类,共3000余种产品。
“六五”末年产值18一20亿元,预计“七五”末可达54亿元左右,并初步形成非金属新材料产业。
主要表现:(1)为国防军工,高技术提供了关键产品A.为火箭、导弹等提供了耐烧蚀、防热玻璃钢复合材料、透微波、透红外线天线罩材料、大型固体发动机壳体及导弹发射基地用特种胶凝材料等。
B.为国产军用飞机配套、研制和生产了30个机种60种规格的飞机玻璃,并为舰、船、坦克等提供了安全、防弹玻璃。
C.为军用电子信息产品提供了大型(直经44m)警戒引导雷达天线罩、集成电路基片、硼、磷扩散源、陶瓷劈刀、各种石英玻璃制品,低熔玻璃、光掩模板、超硬晶体激光晶体,闪烁晶体、压电晶体等人工晶体、光学纤维面板微通道板。
‘其中滤紫外石英玻璃,用于某些兵器的激光测距仪,提高激光效率2仓一50%,实现固体激光器的小型化、实用化.当年就节约外汇5000美元,并为国家创汇3500万美元,打破了外国的军事封锁。
(2)为国民经济各部门提供了高效、节能、防腐等新材料A.玻璃钢制作的发电厂用大型轴流风机叶片,重量只有金属叶片的二分之一,每台每年可节电20万度;玻璃酸洗筒成本不足不锈钢的十分之一,寿命却是不锈钢的20倍左右,局部损坏还可以修补;用复合材料抽油杆部分代替钢抽油杆,产油量可增加15%,节电22%左右。
玻璃钢冷却塔已广泛用于化工和民用领域,大量节约了工业和民用水资源。
B.金刚石框架锯用于石材加工,生产率可提高3倍以上,成本降低20%,出材率提高20%,节电15一20%。
C无碱玻璃纤维高级电机绝缘材料,已实现了自给,顶替了30万千瓦、60万千瓦大型电机绝缘材料的进口,达到产品升级、换代和出口创汇。
D.碳纤维密封材料的使用寿命比原来的石棉材料提高15一20倍,原从日本进口要每公斤1300美元,而国内生产每公斤300元。
E玻璃纤维高温过滤布袋:耐高温、耐腐蚀、不变形,不粘袋,用于碳黑、冶金、化工·、电厂及水泥等烟尘过滤和副产品回收,其效率高达99.5一100%。
E赛隆(sialon)陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温等特性,用它制作金属切削工具,比合金钢刀具的切削速度高15一20倍;用它制作分离环,连续浇铸钢水千吨以上不破坏,达到国外同类产品水平,实现了进口替代。
G.多孔陶瓷用于固液、因气分离,比原有布袋分离器的寿命高80一100倍,每年可节约上亿度电。
开发了一批高性能、高水平产品和技术(4)军工产品技术转向民用,开创了形成新型产业的条件玻璃钢和高性能复合材料目前40%的市场是用于民用工业的,如:建筑用玻璃钢有波形瓦、活动钢房、整体卫生间、卫生洁具、门、窗、化工防腐设备、冷却塔等,今后汽车工业将逐步扩大其市场需要,估计到2000年其用量将提高到20%左右;航空玻璃的增强技术,镀膜技术等也大部分转移到量大面广的建筑用热吸收、热反射玻璃、彩色膜玻璃和汽车安全玻璃;高性能陶瓷、玻璃纤维和特种纤维、人工晶体也都在扩大民用市场,这就为开创新型产业奠定了基础。
4 科技发展趋势随着材料研究工作的不断深入,无机非金属新材料的科技发展大致展现出以下五个方面的趋势:(1)低维化。
未来的发展将以纳米器件为中心来研究纳米材料的合成与性能调控。
(2)复合化或杂化。
功能的复合将使结构材料与功能材料的界限逐步消失。
纳米复合材料的出现,可以把不同功能的材料从微观上复合在一起,形成紧凑的智能材料。
(3)智能化。
材料在接受外部环境变化的信息时,能实时反馈,并自动做相应的功能调整。
如智能湿度控制材料,指不需要借助任何人工能源和机械设备,依靠自身的吸放湿性能,感应所调空间空气温、湿度的变化,自动调节相对湿度的材料,是智能自动式。
(4)环境友好化。
发挥无机非金属新材料的特点,加强起改善环境的关键材料的研究,如能解决建筑自洁的光催化建筑材料,对药物、食物和污水处理的无机膜分离材料,永久处理核废物的固化材料等。
(5)组织性能的可剪裁化。
基于无机非金属新材料科学的发展,材料组织形态变化规律的认识,制备技术的完善,合成工艺专家系统的建立等,使材料科技工作者有可能应用计算机技术,模糊逻辑、数学图像等近代技术对材料进行剪裁与设计,制造出预定性能的材料。
5 产业发展趋势随着社会和经济的发展、全球化趋势的加快,国内非金属新材料产业呈现出以下主要的发展趋势:(1)发展体现出多学科交叉;(2)产业上下游进一步融合;(3)产业规模急剧扩大;(4)开发与应用联系更加紧密;(5)和生态环境的协调发展;(6)降低加工及制造成本,提高质量增强市场竞争能力;(7)缩短从技术到产品器件的制造周期;(8)提高资源的综合利用率和经济效益。
结束语无机非金属新材料是当今争夺高技术主导权的前沿阵地,受到世界各国普遍的重视。
无机非金属新材料种类繁多,在国民经济和国防建设的各个领域发挥着无法替代的作用。
无机非金属新材料某领域一旦取得突破性的进展,将带来相应技术迅猛的发展,进而能通过相应产业推动国民经济的发展。
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