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新材料有哪些?东莞新材料有限公司

发布日期:2019-02-14


东莞新材料有限公司提供新材料相关资讯:随着科学技术发展,人们在传统材料的基础上,根据现代科技的研究成果,开发出新材料。新材料按组分为金属材料、无机非金属材料(如陶瓷、砷化镓半导体等)、有机高分子材料、先进复合材料四大类。


  1. 什么是新材料
  2. 新材料有哪些
  3. 复合新材料
  4. 超导材料
  5. 能源材料
  6. 智能材料
  7. 词性材料
  8. 纳米材料
  9. 新材料发展
  10. 新材料应用

什么是新材料

新材料是指新近发展或正在发展的具有优异性能的结构材料和有特殊性质的功能材料。结构材料主要是利用它们的强度、韧性、硬度、弹性等机械性能。如新型陶瓷材料,非晶态合金 (金属玻璃) 等。功能材料主要是利用其所具有的电、光、声、磁、热等功能和物理效应。近几年,世界上研究、发展的新材料主要有新金属材料,精细陶瓷和光纤等等。


新材料有哪些

新材料按组分为金属材料、无机非金属材料(如陶瓷、砷化镓半导体等)、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材料性能分为结构材料和功能材料。结构材料主要是利用材料的力学和理化性能,以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能要求;功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光热等效应, 以实现某种功能,如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料等。新材料在国防建设上作用重大。


复合新材料

复合新材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代,因航空工业的需要,发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢),从此出现了复合材料这一名称。50年代以后,陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合,构成各具特色的复合材料。


超导材料

超导材料最诱人的应用是发电、输电和储能。利用超导材料制作超导发电机的线圈磁体,可以将发电机的磁场强度提高到5~6万高斯,而且几乎没有能量损失,与常规发电机相比,超导发电机的单机容量提高5~10倍,发电效率提高50%;超导输电线和超导变压器可以把电力几乎无损耗地输送给用户,据统计,铜或铝导线输电,约有15%的电能损耗在输电线上,在中国每年的电力损失达1000多亿度,若改为超导输电,节省的电能相当于新建数十个大型发电厂;超导磁悬浮列车的工作原理是利用超导材料的抗磁性,将超导材料置于永久磁体(或磁场)的上方,由于超导的抗磁性,磁体的磁力线不能穿过超导体,磁体(或磁场)和超导体之间会产生排斥力,使超导体悬浮在上方。


能源材料

能源材料主要有太阳能电池材料、储氢材料、固体氧化物电池材料等。
太阳能电池材料是新能源材料,IBM公司研制的多层复合太阳能电池,转换率高达40%。
氢是无污染、高效的理想能源,氢的利用关键是氢的储存与运输,美国能源部在全部氢能研究经费中,大约有50%用于储氢技术。氢对一般材料会产生腐蚀,造成氢脆及其渗漏,在运输中也易爆炸,储氢材料的储氢方式是能与氢结合形成氢化物,当需要时加热放氢,放完后又可以继续充氢的材料。储氢材料多为金属化合物。如LaNi5H、Ti1.2Mn1.6H3等。
固体氧化物燃料电池的研究十分活跃,关键是电池材料,如固体电解质薄膜和电池阴极材料,还有质子交换膜型燃料电池用的有机质子交换膜等。


智能材料

智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,是现代高技术新材料发展的重要方向之一。国外在智能材料的研发方面取得很多技术突破,如英国宇航公司的导线传感器,用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况;英国开发出一种快速反应形状记忆合金,寿命期具有百万次循环,且输出功率高,以它作制动器时、反应时间仅为10分钟;形状记忆合金还已成功在应用于卫星天线等、医学等领域。另外,还有压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料、电流变液和磁流变液等智能材料驱动组件材料等功能材料。


磁性材料

磁性材料可分为软磁材料和硬磁材料二类。

软磁材料

软磁材料是指那些易于磁化并可反复磁化的材料,但当磁场去除后,磁性即随之消失。这类材料的特性标志是:磁导率(μ=B/H)高,即在磁场中很容易被磁化,并很快达到高的磁化强度;但当磁场消失时,其剩磁很小。这种材料在电子技术中广泛应用于高频技术。如磁芯、磁头、存储器磁芯;在强电技术中可用于制作变压器、开关继电器等。常用的软磁体有铁硅合金、铁镍合金、非晶金属。

永磁材料(硬磁材料)

永磁材料经磁化后,去除外磁场仍保留磁性,其性能特点是具有高的剩磁、高的矫顽力。利用此特性可制造永久磁铁,可把它作为磁源。如常见的指南针、仪表、微电机、电动机、录音机、电话及医疗等方面。永磁材料包括铁氧体和金属永磁材料两类。
铁氧体的用量大、应用广泛、价格低,但磁性能一般,用于一般要求的永磁体。
金属永磁材料中,最早使用的是高碳钢,但磁性能较差。高性能永磁材料的品种有铝镍钴(Al-Ni-Co)和铁铬钴(Fe-Cr-Co);稀土永磁,如较早的稀土钴(Re-Co)合金(主要品种有利用粉末冶金技术制成的SmCo5和Sm2Co17)广泛采用的钕铁硼(Nd-Fe-B)稀土永磁,钕铁硼磁体不仅性能优,而且不含稀缺元素钴,所以成为高性能永磁材料的代表,已用于高性能扬声器、电子水表、核磁共振仪、微电机、汽车启动电机等。


纳米材料

纳米本是一个尺度,纳米科学技术是一个融科学前沿的高技术于一体的完整体系,它的基本涵义是在纳米尺寸范围内认识和改造自然,通过直接操作和安排原子、分子创新物质。纳米科技主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学七个方面。
纳米材料是纳米科技领域中最富活力、研究内涵十分丰富的科学分支。用纳米来命名材料是20世纪80年代,纳米材料是指由纳米颗粒构成的固体材料,其中纳米颗粒的尺寸最多不超过100纳米。纳米材料的制备与合成技术是当前主要的研究方向,虽然在样品的合成上取得了一些进展,但至今仍不能制备出大量的块状样品,因此研究纳米材料的制备对其应用起着至关重要的作用。


新材料发展

世界材料产业的产值以每年约30%的速度增长,化工新材料、微电子、光电子、新能源成了研究最活跃、发展最快、最为投资者所看好的新材料领域,材料创新已成为推动人类文明进步的重要动力之一,也促进了技术的发展和产业的升级。
化工新材料是国家重点扶持的低碳经济领域新兴产业之一,根据《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》和《新材料产业“十二五”发展规划》,化工新材料产业成为国民经济的先导产业;《石油和化工“十二五”科技发展规划纲要》提出力争到2015年,国内高端化工新材料整体技术水平与发达国家的差距缩小到10年左右,达到本世纪初国际先进水平;《石化和化学工业“十二五”发展规划》提出“十二五”化工新材料发展重点包括:特种合成橡胶、工程塑料、高性能纤维、氟硅材料、可降解材料、功能性膜材料、功能高分子材料及复合材料等领域。
国内化工新材料市场存在巨大的市场缺口,进口量占据国内大部分市场份额,国内化工新材料整体自给率在56%左右,其中新领域的化工新材料自给率仅为52%,工程塑料和特种橡胶自给率仅为35%和30%。
化工新材料产品都会经历产品毛利率波动和进口替代率不断上升的过程。在化工新材料进口替代过程中,多数产品供大于求的矛盾不突出,部分产品供不应求,掌握核心技术的企业产能扩张即能获得与投资成正比的利润,多数企业能实现持续快速增长。高壁垒带来高的回报,尖端化工新材料产品毛利率在70%以上,远远超过大宗化学品15%左右的行业平均利润。


新材料应用

随着科学技术的进步,产业用纺织品新材料不断地呈现发展趋势,用途也不断向多种领域扩展。一些具有特殊功能的纤维如芳纶、聚苯硫醚、碳纤维等,虽然价格较贵,但在环境保护、节能减排、阻燃耐高温等领域仍被市场看好。
新材料作为高新技术的基础和先导,应用范围极其广泛,它同信息技术、生物技术一起成为二十一世纪最重要和最具发展潜力的领域。同传统材料一样,新材料可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类,不同的分类之间相互交叉和嵌套,一般按应用领域和当今的研究热点把新材料分为以下的主要领域:电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料(含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等)、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工新材料等。


新材料应用-阻燃

建筑与纺织的联姻是最近几年才有的。将纤维放入混凝土中,起到增强建筑强力、抗老化的效果,已经取得了成效,在奥运场馆的建设中,这样的实例不少。但是,作为建筑行业使用的防火、阻燃材料纺织品,还没有引起足够的重视。2009年2月9日央视配楼的火灾人们仍然记忆犹新。这场大火,给国家和人民群众的生命财产安全带来了严重危害。媒体披露了失火原因系大楼外墙易燃材料——挤塑板遇燃放的烟花引燃起火。挤塑板虽然环保,但是具有易燃性,过火极快。使用这种易燃材料,一旦遇到火星,造成的损失就不可避免。在建筑工程领域,为了减少由此造成的损失,世界各国对阻燃材料的研究格外重视。一些高性能及高阻燃性的聚合物,包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯砜(PPSU)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)和改性聚苯醚(PPO)等浮出水面。


新材料应用-低碳

环保低碳是当今世界主流,减少碳排放是国家长期目标。由于聚苯硫醚(PPS)纤维具有耐磨损、高熔点(200度不熔化)和稳定性的特征,为工业除尘首选材料,在中国煤炭、电力、水泥行业被广泛使用,充当减排的“尖兵”。有资料显示,中国燃煤电力、燃煤锅炉袋式除尘设备占到除尘设备总量不到10%。随着国家环保力度加大,对袋式除尘技术优势的认识也逐步提高,PPS纤维的年需求量将以每年30%以上的速度增长,市场前景十分广阔。另外,PPS纤维在城市垃圾焚烧、汽车尾气除尘、保温材料、绝缘材料、化工过滤材料等其它方面的应用也十分广阔,需求量也逐年加大。

新材料

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