聚烯烃材料生产应用概况

聚烯烃材料生产应用概况

聚烯烃材料是现代生活中人们最常用的、也是最重要的聚合物产品之一，而聚乙烯和聚丙烯又是今天全世界最主要的万吨级塑料产品，自问世以来一直

保持良好的发展态势，产量逐年递增。2002年，全球聚烯烃树脂产量己达88Mt，占合成树脂总产量的比例已从1992年43.8%上升至2002年的51.2%。

随着我国石化工业整体水平的提高，PE工业得到了迅猛的发展。在合成树脂生产中，PE的生产能力居第二位，产品产量以及制品应用消费总量均居第一位，是我国重点发展的合成树脂之一[z1。1970年，随着我国引进的第一套生产能力为34.5kt/a的高压釜式法低密度聚乙烯(LDPE)装置建成投产，山此开创了我国PE工业规模的生产。20世纪90年代，我国PE树脂产量增长较快，据报道，1998年我国合成树脂的总产量达6.765Mt，PE占合成树脂总产量的34%。而全球PP 生产能力在最近5年内增长了50%，年均增长率达10%。目前，我国PP生产企业有70多家，2001年产量超过10万t的企业有8家，位于前三位的分别是:上海石化公司，产量24.73万t，占全国总产量的7.7%;燕山石化公司，产量22.84万t，占全国7.1%;扬了石化公司，产量20.犯万t，占全国6.3%。同时，我国PP 消费市场增长很快，1995年PP消费量为212.9万t，2000年为466.5万t，2001年530.3万t，成为仅次于美国的世界第二大PP消费国。在塑料制品中，PP制品产量己超过PVC制品居第二位，约占塑料制品总产量的25%。但是无论是聚乙烯，还是聚丙烯，在生产与应用方面都存在着诸多问题，如小规模的生产装置多，大规模的生产装置少;生产通用料的装置多，生产专用料的装置少;产品低档的多，高档的少。为适应市场和用户的不同要求，聚烯烃生产厂一不断开发新牌号、新产品，可提供的牌号数越来越多，而且牌号向功能化、系列化、高性能化方向发展。同时对分子结构与性能的关系、分子结构与反应条件和催化剂的关系的认识不断深化。如聚乙烯产品性能不仅受分子量、分子量分布的影响，也受链的形态，即支化状态的影响，且不仅受支化度的影响，还受支链分布均匀性的影响。因此，在PE新产品的开发中相继增加了共聚牌号;开发茂金属聚乙烯(mPE) 新产品;双峰LLDPE;极低密度PE等。在专用树脂的开发中，PE又可分为薄膜料、电缆料、涂覆料、管材料、中空容器料等。在PP新产品发开方面，主要有以下几个方面:综合性能优异、光学性能大为改善的茂金属聚丙烯(mPP)产品:高透明产品;有助于薄壁化和加快生产周期的高流动性产品:高熔体强度产品。同样，在PP专用树脂开发领域出现了一大批满足不同要求的专用料，如双向拉伸聚丙烯(BOPP)专用树脂;流延聚丙烯(CPP)专用树脂:洗衣机专用树脂;其他家电专用料;无规共聚聚丙烯(PP一R)管材专用树脂;汽车零部件专用树脂;纤维增强PP专用树脂等。随着社会的发展，人们生活水平的不断提高，聚烯烃的年需求量也越来越大，对聚烯烃的性能要求也就越来越高。

填充改性聚烯烃材料的研究进展

填充改性是聚烯烃的主要改性手段之一。一方面可得到系列的新材料，如

具有独特的机械物理性能、电性能、磁性能、防辐射性能等:另一方面使最终

制品中聚合物的份额减少，节省了有机原料，降低了成本。在当前产量最大的聚烯烃中填充填料，制备有各种用途的高性能结构材料或功能性材料，具有重要的意义。以聚丙烯为例，1983年西欧诸国填充聚丙烯消费量为23万t，而1989 年约为36万tlol，约占其聚丙烯总产量的10%，相应关于聚烯烃填充改性技术的研究、开发工作也是人们关注的焦点，不断有新技术、新理论报道。

通常制备填充聚烯烃材料传统采用机械复合方法。虽然这种方法有过程复

杂、动力消耗大、设备磨损、填充度不高、产品质地不均匀、聚合物会降解等缺点。但是，机械复合法仍为人们制取复合材料的常用方法。

用于聚烯烃的填料主要有碳酸钙、玻璃微珠、二二氧化硅、氢氧化镁、氢氧

化铝、云母、滑石、硅灰石、硅藻_匕陶土、石墨、炭黑、木粉、淀粉等无机

和有机物。其中以碳酸钙的应用最为广泛，例如近年美国碳酸钙的用量就占填料总用量的75%，英国为69%{’。】。硅灰石的应用发展也很快，目前欧美硅灰石

的用量已占填料量的10%一15%[川。

填充高分子材料的性能与其组成和结合状态有关，主要取决于以下因素:

(l)填料的种类、形状、结构和表面性质，填料的粒径和尺寸分布，填料的用量;(2)聚合物的种类、性质和分子量;(3)聚合物填充体系的界面特性及两

相的相互作用;(4)填充技术及形成的填充体系形态;(5)填充体系其它添加

剂成分的影响等。

聚合物填充复合材料为不均匀体系，宏观上为两相结构，即由聚合物为连

续相的基体和填料为分散相的多组分所组成，微观结构上复合体系中填料与聚合物结合的界面上各种物质间的分布和结合情况就相对复杂的多。因而，研究界面结构、界面区域中各种物质间的相互作用及形成牢固界面粘结的技术，是提高填充复合材料综合性能的关键【”!。

通常认为，填料一聚合物间的相互作用是通过不同物质间的化学键合作用、

分子间的作用力、极性、酸碱作用等形式来进行的，体系中聚合物的取向及填料粒子的取向也影响这种相互作用【’3]。通常，可以把聚合物一填料间的结合情

况简单分为四类:(1)单纯的物理结合;(2)润湿作用导致较均匀的混合;(3)

两相界面上良好的物理粘结;(4)两相界面上形成化学键合结构【’2]。大多数无机填料具有一定的酸性或碱性，表面存在亲水基团，并显极性，容易吸附水分。聚烯烃是非极性聚合物，具有憎水性，因而它与大多数填料间相容性差，填充体系界面难于形成良好结合与牢固的粘结。因此，对填料进行改性是改进和提高聚烯烃填充复合材料性能的重要途径。填料的化学改性主要包括表面活性剂处理和偶联剂处理以及填料表面接枝和聚合物包覆。在填料品种的使用上，为

合理和综合利用材料资源及城市和矿山工厂的生产附产物，粉煤灰、红泥及某些矿渣灰也用于聚烯烃及其它聚合物的填充，某些功能性填料还用于制取磁性、导热性、导电性、耐磨性等特殊性能的填充复合材料。填料的应用更趋向于超细化、超薄片化，出现了超细碳酸钙、超细滑石粉、超细玻璃微珠等许多新品利1【’‘]。

PP、PE的填充改性，一般分为化学改性和物理改性两大类。在物理改性方

面，又可分为填充改性、增强改性、复合改性等。本论文所侧重的填充改性是在热塑性树脂基体中加入无机刚性粒子，使塑料制品的原料成本降低，或使塑料制品的性能有明显改变。而填充改性通常又分为一般性填充改性和功能性填充改性。填充聚烯烃的无机填料有碳酸钙、玻璃微珠、滑石粉、高岭土、硫酸钡、二氧化硅等。有机填料有木粉纤维、稻草纤维等。功能性填充主要是改善塑料在光、电、磁、燃烧等方面的效果，而不仅仅是力学性能的变化，包括可生物降解聚烯烃、导电聚烯烃和阻燃聚烯烃等。在聚烯烃改性技术的最新进展方面出现了纳米粒子改性、反应性复合技术和原位成纤复合技术等【”l。

随着研究手段、分析测试技术、表征方法、改性技术与加工技术的不断完

善和进步，填充聚烯烃及其它填充复合材料的研究与生产将会在基础理论及生产和应用技术方面取得更高水平的发展。

在填充高分子材料中所使用的填料大部分是天然的或人工合成的无机填料，这些无机填料属于极性物质，当它们分散于极性较小的有机高分子树脂中时，因极性的差别，造成二者相容性不好，从而对填充高分子材料的加工性能和制品的使用性能带来不良影响。因此对无机填料表面进行处理，通过化学反应或物理方法使其表面极性接近所填充的高分子树脂，改善其相容性是十分必要的。

①填料表面处理方法

填料表面处理剂处理的作用机理分两种类型，一种是表面物理作用，包括表面深覆和表面吸附，见图1.4;二是表面化学作用;包括表面取代、水解、聚合和接枝等，见图1.5。前一类填料与处理剂的结合是分子间作用力，后一类填料表面是通过化学反应而与处理剂相结合。

例如FeZO3、5102在机械粉粹时能产生如下反应:

Fig1.4 The physical function of the surface of filler

Fig1.4 The chamical function of the surface of filler

②填料表面处理剂

填料表面处理剂主要有四大类:表面活性剂、偶联剂、有机高分子和无机物。1)表面活性剂

表面活性剂分子中包含两个组成部分，一个是较长的非极性烃基，称为疏水基; 个是较短的极性基，称亲水基。从填料表面处理角度看，表面活性剂的三个方质尤其重点:一是表面活性剂溶液中的胶团化作用，KP点与浊点CP;二是表

性剂的界面性质，即对表面张力影响、表面吸附作用和润湿作用;三是表面活

本身结构所体现出的亲水亲油性(HLB值)，表面活性剂分子的两亲结构，使

在物质表面或界面上定向排列的强烈倾向，使表面张力下降。

2)偶联剂

3)有机高分子处理剂

随着对填料表面处理要求的提高，特别是填料填充量进一步提高或对制品性能要求更高时，小分子物质处理填料表面无法解决制品劣化的难题，而用高分子作为处理剂在克服这一困难显示了优越性，因此近年来有机高分子用作填料表面处理剂的报道日益增多，尤其是塑料合金中的增溶剂以及高分子超分散剂的研究和应用为填料表面处理提供了新的方法。

可用作填料表面处理剂的高分子物质主要有以下六个类型:液态或低熔点的低

聚物或高聚物:聚丙烯、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯等。液态或低熔点的线型缩合预聚物，如环氧树脂、酚醛树脂、不饱和树脂等。带有极性基接枝链或嵌段链的高分子增容剂，如顺丁烯二酸配接枝改性的高聚物。

4)无机物处理剂

如五仇等氧化物包膜各种珠光云母，钦白粉经铝盐、硅酸盐处理后形成一层致密包膜而具有更高的保光性、耐侯性、着色力和遮盖力。

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无机非金属材料的应用现状与发展趋势

非金属材料的应用现状与发展趋势 无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)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。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。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。无机非金属材料工程是材料学中的一个专业。无机非金属材料工程是为了培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识，能在无机非金属材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型与加工等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。 本专业学生主要学习无机非金属材料及复合材料的生产过程、工艺及设备的基础理论、组成、结构、性能及生产条件间的关系，具有材料测试、生产过程设计、材料改性及研究开发新产品、新技术和设备及技术管理的能力。我国无机非金属材料工业的发展中存在很多问题，特别是传统的无机非金属材料与国外先进水平有非常大的差距，主要有： (1) 产品等级低 在传统无机非金属材料中，无论是水泥、玻璃还是陶瓷的产品等级普遍偏低。例如：发达国家的水泥熟料强度一般都在70MPa以上，而我国平均强度仅为50 MPa。我国高等级水泥（ISO≥）仅占18%，大量生产的是中、低等级水泥（ISO≤），而很多发达国家的高等级水泥占90％以上。 (2) 资源消耗高 在资源的消耗方面，水泥和陶瓷工业更为突出。由于大量的无序开采，未能充分利用有限资源，造成了极大浪费。例如：生产水泥熟料的主要原料是相对优质的石灰石，其化学成份须满足CaO含量不低于45%、MgO不高于3%等要求。我国符合水泥生产要求，可以使用的量仅约250亿吨。目前每年生产水泥消耗的优质石灰石约亿吨，因此该储量仅可生产水泥熟料约200亿吨，仅能提供约40年的水泥生产

二甘醇与吗啉生产

二甘醇（Diethylene glycol）(Diglycol)又称乙二醇醚或二乙二醇醚，分子结构式 HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH，分子量C4H10O3 106.12，其具有无色、无臭、透明、吸湿性的粘稠液体，有着辛辣的甜味，无腐蚀性，低毒。沸点245℃，熔点-6.5℃，凝固点 -10.45℃，闪点123.9，折射率1.4472，相对密度1.1184，粘度0.30泊，易溶于水、醇、丙酮、乙醚、乙二醇等其它极性溶剂，化学性质与乙二醇相似。主要可用作各种用途的溶剂、天然气脱水干燥剂、芳烃分离萃取剂、纺织品润滑剂、软化剂、整理剂，以及硝酸纤维素、树脂、油脂和印刷油墨等溶剂，也用作刹车液、压缩机润滑油中的防冻剂组份，还可用于配制清洗剂，并在油墨等其它日用化学品中作分散性溶剂。 二甘醇分子结构中含有醚键和羟基两种官能团，使它具有独特的物理性能和化学性能。因此，以二甘醇为原料，可制取醚、酸、酯、胺、等多种化工产品，其主要产品有吗啉及其衍生物，1，4一二恶烷（1，4一二氧环已烯），二甘醇单(双)醚，二甘醇酯类(饱和酯和不饱和酯)等，被广泛应用于石油化工、橡胶、塑料、纺织、涂料、粘合剂、制药等行业，用途十分广泛。 二、二甘醇原料来源 二甘醇主要来自于环氧乙烷(EO)水合生产乙二醇(EG)的副产物，在副产物中二乙二醇（二甘醇）含量约占8～9%、三乙二醇（三甘醇）占～1%、其余为更高分子量的聚乙二醇，而副产物生成量随着环氧乙烷和水的配比的变化而变化。近年来，随着国内大型乙二醇生产装置的相继建成投产，目前我国乙二醇生产能力已高达104～105万吨/年，那么二甘醇的产量增长就很快，估计约可达10万吨/年左右。随着即将建成投产的南海石化的32万吨/年乙二醇装置和不久上海石化的38万吨/年乙二醇装置也将建成，届时全国和上海地区的二甘醇产量将会进一步增长。因此，开发二甘醇的下游产品，做好二甘醇的综合利用，是极具有经济价值和市场潜力的项目。 三、二甘醇主要下游产品的应用 以二甘醇与相应的醇或卤代烷为原料，可制得二甘醇单（双）甲醚、二甘醇单（双）丁醚，广泛用作油墨、油漆、树脂、涂料及染料等的溶剂，也用作有机合成的溶剂及汽车燃料的防冻添加剂。 二甘醇与氨反应，可合成吗啉，用于制造橡胶硫化助剂、纺织助剂、医药、农药及其他精细化工品。 二甘醇与甲胺反应可生产N-甲基吗啉，用作聚氨酯塑料发泡剂、有机全盛的溶剂，也作某些合成医药的催化剂。 由二甘醇和脂肪酸可生产脂肪酸二甘醇增塑剂，作为聚氯乙烯增塑剂，具有良好的加工性和耐寒性，可代替DBS、DOS，在与DOP、DBP等复配时，可改善塑料制品的耐用低温性能。该产品工艺成熟，北京燕山前进化工厂和哈尔滨动力化工厂都分别建有C7-9脂肪酸二甘醇酸酯及C5-9脂肪酸二甘醇生产装置。 由二甘醇与苯甲酸为原料可合成二苯甲酸二甘醇酯，可代替DOP、DBP、DOS作PVC树脂的增塑剂，用于PVC制品、PVC人造革、PVC地板的生产。 二甘醇在质子酸或强酸性离子交换树脂催化作用下可合成1，4一二恶烷。该产品为优良的溶剂、反应介质及萃取溶剂，用于医药、农药的提取、石油产品脱蜡以及纺织、涂料、合成树脂等的生产，也用作低毒含氯溶剂1，1，1一三氯乙烷的稳定剂，以及用于代替聚氨酯合成革历来使用的二甲基甲酰胺、四氢呋喃等价格昂贵的溶剂。 此外，以二甘醇和丙烯醇为原料合成的二甘醇双烯丙基碳酸酯可作生产透镜的原料；由二甘醇和甲基丙烯酸合成的二甘醇双甲基丙烯酸酯则广泛用于制造压敏胶粘剂和光固化涂料的

灌浆材料的发展现状与展望模板

灌浆材料的发展现状与展望 摘要：灌浆工法作为防渗补强加固的一种重要手段，其灌浆材料起着至关重要的作用。本文对灌浆材料的种类及其使用性能作了详细的描述，同时对今后浆材的发展方向提出了展望。 关键词：灌浆灌浆材料 注浆法出现于19世纪初，注浆工法在水利水电工程中多称灌浆法。采用灌浆技术以解决土建工程的有关技术难题，至今已有一个世纪的历史。浆液注入到地层中去的方式是该工法的关键。随着注浆技术的广泛应用，注浆材料得到了较大的发展。注浆材料从最早的石灰和黏土、水泥，发展到今天的水泥－－水玻璃浆液、各种化学浆液。而注浆材料的开发与应用，又反过来推动了注浆工法在更广泛的领域内的应用。通常说的注浆材料是指浆液中的主剂。注浆材料必须是能固化的材料。习惯上把注浆原材料分为粒状材料和化学材料两个系统。而浆液是同主剂、固化剂，以及溶剂、助剂经混合后所配成的液体，分为溶液型和悬浊液型两大类。 1 灌浆材料的种类及其特点 1.1 溶液型浆材 溶液型浆材又叫化学浆材，可分为水玻璃类、木质素类灌浆材料、丙烯酰胺类灌浆材料、丙烯酸盐类灌浆材料、聚氨酯类灌浆材料、环氧树脂灌浆材料、甲基丙烯酸酯类灌浆材料、脲醛树脂类、其它类化学灌浆材料。1.1.1 水玻璃类灌浆材料 水玻璃（硅酸钠）是化学灌浆中最早使用的一种材料，水玻璃类浆液是由水玻璃溶液和相应的胶凝剂组成。其无机胶凝剂有氯化钙、铝酸钠、氟硅酸、磷酸、草酸、硫酸铝、混合钠剂等，有机胶凝剂有醋酸、酸性有机盐、有机酸酯、醛类（乙二醛类）、聚乙烯醇等。二氧化碳亦可与水玻璃溶液在被灌体内生成硅酸凝胶。 灌浆用水玻璃模数在2.4~3.4之间为宜，水玻璃溶液的浓度在35~45°Be'为宜。 水玻璃类浆材主要特点及性能： (1) 胶凝时间从瞬间~24小时不等； (2) 固砂体强度可达6MPa； (3) 粘度从1.2~200×10-3Pa·s； (4) 可灌性好，渗透系数可达10-5～10-6cm/s，可灌入 0.1mm以上的土层。 (5) 毒副作用小，造价低。 1.1.2 木质素类浆液 木质素类浆液由纸浆废液、胶凝剂和促凝剂等组成。木质素类浆液包括铬木素和硫木素浆液两种。铬木素浆液的固化剂是重铬酸钠。但重铬酸钠毒性大，难以大规模使用。硫木素浆液是在铬木素浆液的基础上发展起来的，是采用过硫酸铵完全代替重铬酸钠，使之成为低毒、无毒木质素浆液，是一种很有发展前途的注浆材料。

中国制造执行系统的应用现状分析

中国制造执行系统的应用现状分析 在经济全球化、市场全球化的必然趋势下，我国部分行业如化工、钢铁等等面临严峻的竞争形势和经历着深远变化的生存发展要求，转变与趋势相符的现代管理思路,建立现代管理理念，引进现代管理决策机制，提高核心竞争力已经成为企业最迫切的要求和机遇所在。观察世界生产管理模式的发展趋势可以清晰的得出企业行为势必从单项、局部的改善向着综合、集成的优化转变,尤其是计划、组织、控制三大职能的整体优化更是企业实现经营目标和获得竞争优势的难点和重点，制造执行系统(Mａnufacturing Eｘeｃution Syｓtem) 主要用来解决整体优化中生产计划与生产过程的脱节问题——这一问题长期以来不仅直接影响企业的生产效率,而且成为制约现代企业内部信息集成和企业之间供应链优化的瓶颈。 一、ＭES的产生及发展 1．MES的产生背景 自上世纪八十年代以后，伴随着消费者对产品的需求愈加多样化，制造业的生产方式开始由大批量的刚性生产转向多品种少批量的柔性生产;以计算机网络和大型数据库等 IT技术和先进的通讯技术的发展为依托，企业的信息系统也开始从局部的、事后处理方式转向全局指向的、实时处理方式。在制造管理领域出现了ＪIT、ＬP、TOC等新的理念和方法并依此将基于定单的生产扶正、进行更科学的预测和制定更翔实可行的计划；在企业级层面上,管理系统软件领域MRPＩＩ以及OPＴ系统迅速普及,直到今天各类企业ERP系统如火如荼的进行;在过程控制领域PLC、ＤCS得到大量应用也是取得高效的车间级流程管理的主要因素。可以说企业信息化的各个领域都有了长足的发展,但是在工厂以及企业范围信息集成的实践过程中，仍然难以解决这一瓶颈带来的各种问题：在计划过程中无法准确及时地把握生产实际状况，另一方面则在生产过程中无法得到切实可行的作业计划做指导；工厂管理人员和操作人员难以在生产过程中跟踪产品的状态数据、不能有效地控制在制品库存，而用户在交货之前无法了解定单的执行状况。产生这些问题的主要原因仍然在于生产管理业务系统与生产过程控制系统的相互分离，计划系统和过程控制系统之间的界限模糊、缺乏紧密的联系。针对这种状况，199０年11月,美国的调查咨询公司AMR首次提出MES的概念，为解决企业信息集成问题提供了一个被广为接受的思想，就是我们今天要谈的制造执行系统。 ２.ＭES的发展历程 20世纪８0年代后期，随着计算机技术和网络技术的迅速发展,流程工业控制中出现了多学科间的相互渗透与交叉；同时，信号处理技术、计算机技术、通信技术及计算机网络与自动控制技术的结合使过程控制开始突破自动化孤岛模式,出现了集控制、优化、调度、管理和经营于一体的综合自动化新模式。 20世纪90年代,随着计算机技术的日新月异，计算机集成生产系统的研究已成为自动化领域的一个前沿课题。19９5年美国、日本、西欧等国已有100多家炼油、化工企业在实施CＩMS计划，推动了流程工业综合自动化系统在实际生产中的应用。通过计算机网络向上下游、产供销一体化或集成化方向发展，意大利ＡGIＰ石油公司提出了以数据模型为核心的工厂信息集成系统方案，信息采集从底层到上层，从供应链的源头到尽头，而计算结果和指令则从上层一直传递到底层。它以面向数据(而非面向应用)的模型为核心系统,连接实时

新型功能材料发展趋势

新型功能材料发展趋势 功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分，可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏（智能）材料。由于我们已把电子信息材料单独作为一类新材料领域，所以这里所指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要功能材料。 功能材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，功能材料约占 85 % 。随着信息社会的到来，特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。 鉴于功能材料的重要地位，世界各国均十分重视功能材料技术的研究。 1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告，建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中，特种功能材料和制品技术占了很大的比例。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等

我国有色金属材料发展现状

我国有色金属材料发展现状 摘要：有色金属材料是新材料的一个重要的组成部分。发展有色金属新材料产业，加速有色金属新材料的研究和开发，对于促进国民经济的可持续发展具有极 其重要的战略意义。我国有色金属材料经过几十年的努力，已经在产量和规模方 面取得了重大进展，是目前世界上的有色金属生产大国。然而，我国有色金属材 料行业在高附加值产品、降低能耗、可持续发展方面与世界先进国家还有很大差距。本文讲述了我国有色金属材料的发展现状，并指出了今后的发展方向和战略。 关键词：有色金属；材料；战略 金属材料是人类赖以生存和发展的需要。特别是现代高新技术的发展，更是 依赖材料技术的进步。在金属材料中，有色金属材料是最重要的一类材料，合计60多种。地壳中含量最多的铝、镁元素均为有色金属元素。其它的还包括钛、铜、铅、锌、锑、锡、镍、钨、钼等元素。有色金属材料涉及到结构材料、功能材料、环境保护材料和生物医用材料等领域。其应用几乎涉及到国民经济和国防建设的 所有领域。有色金属新材料是新材料的一个极其重要的组成部分，其地位和作用 十分突出。大力发展有色金属新材料产业，加速有色金属新材料的研究和开发， 对促进国民经济的可持续发展具有极其重要的战略意义。 我国有色金属材料发展现状：我国有色金属工业经过50多年的发展，已经形成了比较完整的工业体系，建立了相当雄厚的物质基础。特别是近10年来，成 绩显著，举世瞩目，产量和规模发展迅速，跃居世界前列，产品规格进一步增多，除基本满足国内需求外，还实现了部分出口。如2002年，我国10种有色金属产 量首次突破1000万t，达到1 012万t，成为世界有色金属第一生产大国；其中铝、钨、稀土、铅、锑、锌、镁和锡等产量居世界第一位，稀土产量占世界总产 量的70%以上，镁产量占世界总产量的50%以上。另外我国还是世界有色金属贸 易大国之一，2002年我国有色企业实现销售收入2 690亿元，实现利税187亿元，实现利润80亿元；出口量为205万t，其中铅、锌、锡、锑、镁出口量居世界第一，预计2003年我国有色金属产量将达到1 120万t，实现利税250亿元，实现 利润150亿元。1.1.2研究开发取得重大进展我国有色金属材料经过多年的发展，在高性能材料、新型材料加工技术等方面已取得了重大进展。铝合金新材料的性 能大幅度提高，部分高强高韧铝合金、铝锂合金、喷射沉积快速凝固耐热铝合金 的性能达到国际先进水平。到20世纪90年代，随着国际镁合金应用的扩大，镁 的价格上升，在全国范围内出现了硅热法炼镁热潮，全国镁产量由1990年的 0.59万t猛增至1999年的16万t。虽然我国原镁的产量和出口量剧增，但镁合 金材料深度加工制品的发展相对滞后。近几年，国家将发展镁合金材料列为重大 科技攻关项目，镁合金新材料的研究水平因而得到了明显提高，开发了ZM1～ ZM10等十几个牌号的镁合金。通过细化、净化、微合金化等手段，使铸造镁合 金的性能大幅度提高。镁合金铸件、压铸件已应用于汽车和摩托车等领域。2001 年我国生产镁铸件1 040 t，压铸件2 120 t。镁合金制备技术得到了发展，现已装 备2 000 t的镁合金压铸机，能生产出0.3 mm厚的变形镁合金薄板，并开发了镁 合金阻燃技术、镁合金熔体环保型保护技术和镁合金微弧氧化表面处理技术等先 进制备技术。到目前为止，我国研制的钛合金有近50种，已列入国家标准的钛 及钛合金牌号有40余种。 20世纪80年代以来，我国钛合金开始进入由纯仿制到独立研究与仿制相结 合的阶段。经过“八五”、“九五”攻关，我国已形成4大钛合金系列：1)具有不同

中国磁性材料产业现状及其发展展望(1)

中国磁性材料产业现状及其发展展望(1) 摘要：磁性材料是各种电子产品主要的配套产品，无论是消费家电产品和工业类如计算机、通讯设备、汽车，以及国防工业均离不开磁性材料。当前，中国各种磁性材料的产量基本上世界第一，成为磁性材料生产大国和磁性材料产业中心。中国磁性材料的中长期市场前景十分光明，中国的磁性材料产品在全球的地位必将进一步提高。必须加强科技创新力度、加强技术改造加强企业管理水平，调整产业结构和提高产品档次，使中国磁性材料从大国走向强国。本文着重从宏观角度分析了中国磁体产业整体情况，介绍了稀土永磁材料特别是中国钕铁硼烧结和粘结产业现状，以及中国新型的稀土永磁材料的研究开发情况，同时对我国磁体产业发展前景进行了预测和分析。 1 中国磁体产业的发展历程 目前，全球的经济已进入了一个信息时代，作为一种功能材料，磁性材料所占的地位越来越重要。当前主要的商品磁体共有4类：20世纪30年代开发的铝-镍-钴永磁；50年代初期开发的铁氧体磁体；60年代末开发的钐-钴磁体，包括第一代稀土永磁－SmCo5和第二代稀土永磁－Sm2Co17；80年代初开发的稀土永磁钕铁硼。而稀土永磁，特别是钕铁硼是磁性材料里最重要的一部分，在永磁材料中发展最快，平

均以每年10％的速度增长。中国磁体产业在中国的出现远较西方发达国家晚，起始期是1969年到1987年之间。因为当时的稀土永磁钐钴磁体的高成本、国内市场的需求量少，所以到八十年代初还没有形成自己的磁体工业。1987～1996的十年是中国磁体产业开始发展的第一阶段，其特点是起点低：由于投资小，设备简陋，生产设备基本完全是国产的，经营理念落后，仍局限于小生产的模式。 1997～20XX的五年是中国磁体产业发展的第二阶段，其特点是起点远高于前一阶段：投资强度大，引进一部分国外的先进技术设备，能够按先进的工艺路线组织生产，产品质量一般属中低档。 20XX年起，中国磁体产业的发展将进入第三阶段。企业建立的特点将是“三高”，即高起点、高投入、高回报：1）产品瞄准特定用途所需的高档磁体；投资规模巨大，引进整条先进生产线；2）按现代化管理的理念，组织集约式分段联营的大生产：磁体生产分为两段—母合金/粉料的生产和磁体制备，投资显著降低，效益则大为提高；3）按资本运作的规律运营，从而保证磁体产业较高的回报率。特别是有可能从国外引进最先进的或采用国产先进生产线，生产高档的磁体产品。 进入21世纪，发达国家的磁体生产由于成本过高，已难以为继，世界磁性材料行业纷纷向中国或第三世界地区转移，中国作为首选的国家。世界一些著名的磁性材料制造企

功能材料发展趋势

材料】功能材料发展趋势 功能材料发展趋势 功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分，可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏（智能）材料。由于我们已把电子信息材料单独作为一类新材料领域，所以这里所指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要功能材料。 功能材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，功能材料约占85%。随着信息社会的到来，特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。 鉴于功能材料的重要地位，世界各国均十分重视功能材料技术的研究。1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告，建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中，特种功能材料和制品技术占了很大的比例。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等在他们的最新科技发展计划中,都把功能材料技术列为关键技术之一加以重点支持。各国都非常强调功能材料对发展本国国民经济、保卫国家安全、增进人民健康和提高人民生活质量等方面的突出作用。 1、新型功能材料国外发展现状 当前国际功能材料及其应用技术正面临新的突破，诸如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等

无机非金属材料的现状与前景

无机非金属材料的现状与前景 【摘要】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。在材料学飞速发展的今天，无机非金属材料有这广阔的应用前景和良好的就业形势。 【关键字】无机非金属材料方向前景智能 1. 无机非金属材料的特点及应用 无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)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。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。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。 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、高键强赋予这一大类材料以高熔点、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。 无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。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。 普通无机非金属材料的特点是：耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。此外，水泥在胶凝性能上，玻璃在光学性能上，陶瓷在耐蚀、介电性能上，耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性，为金属材料和高分子材料所不及。但与金属材料相比，它抗断强度低、缺少延展性，属于脆性材料。与高分子材料相比，密度较大，制造工艺较复杂。

镁基复合材料的研究发展现状与展望

——颗粒增强镁基复合材料 课程名称：金属基复合材料 学生姓名： 学号: 班级： 日期：2010/12/26

——颗粒增强镁基复合材料 摘要：镁基复合材料具有很高的比强度、比刚度以及优良的阻尼减震性能，是汽车制造、航空航天等领域的理想材料之一。本文综述了颗粒增强镁基复合材料的研究概况，镁基复合材料常用的基体合金和常用的增强相。着重介绍了其制备方法、力学以及阻尼性能，并对它的发展趋势进行了展望。 关键词：镁基复合材料；制备方法；基体镁合金；颗粒增强体；性能 1.前言 与传统的金属材料相比，金属基复合材料具有高的比强度、比刚度、耐高温、耐磨损耐疲劳、热膨胀系数小、化学稳定性和尺寸稳定性好等优异性能。金属基复合材料的增强体主要有长纤维、短纤维、颗粒和晶须等，其中颗粒增强金属基复合材料由于制备工艺简单、成本较低微观组织均匀、材料性能各向同性且可以采用传统的金属加工工艺进行二次加工等优点，已经成为金属基复合材料领域最重要的研究方向，正在向工业规模化生产和应用发展。颗粒增强金属基复合材料的主要基体有铝、镁钛、铜和铁等，其中铝基复合材料发展最快；由于镁的密度更低(1.74 g／cm3)，仅为铝的2／3，具有更高的比强度、比刚度，而且具有良好的阻尼性能和电磁屏蔽等性能，镁基复合材料正成为继铝基之后的又一具有竞争力的轻金属基复合材料。镁基复合材料因其密度小，且比镁合金具有更高的比强度、比刚度、耐磨性和耐高温性能，受到航空、航天、汽车、机械及电子等高技术领域的重视．自20世纪8O年代至现在，镁基复合材料已成为金属基复合材料的研究热点之一。颗粒增强镁基复合材料与连续纤维增强、非连续(短纤维、晶须等)纤维增强镁基复合材料相比，具有力学性能呈各向同性、制备工艺简单、增强体价格低廉、易近终成型、易机械加工等特点，是目前最有可能实现低成本、规模化商业生产的镁基复合材料。 2．制备方法 2．1粉末冶金法 粉末冶金法是把微细纯净的镁合金粉末和增颗粒均匀混合后在模具中冷压，然后在真空中将合体加热至合金两相区进行热压，最后加工成型得复合材料的方法。粉末冶金的特点：可控制增颗粒的体积分数，增强体在基体中分布均匀；制备温度较低，一般不会发生过量的界面反应。该法工艺设备较复杂，成本较高，不易制备形状复杂的零件。 2.2熔体浸渗法 包括压力浸渗、无压浸渗和负压浸渗。压力浸渗是先将增强颗粒做成预制件，加入液态镁合金后加压使熔融的镁合金浸渗到预制件中，制成复合材料采用高压浸渗，可克服增强颗粒与基体的不润湿情况，气孔、疏松等铸造缺陷也可以得到很好的弥补。无压浸渗是指熔的镁合金在惰性气体的保护下，不施加任何压力对增强颗粒预制件进行浸渗。该工艺设备简单、成本低，但预制件的制备费用较高，因此不利于大规模生产。增强颗粒与基体的润湿性是无压浸渗技术的关键。负压浸渗是通过预制件造成真空的负压环境使熔融的镁合金渗入到预制件中。由负压浸渗制备的SiC／Mg颗粒在基体中分布均匀。

耐磨金属材料的最新研究现状

耐磨金属材料的最新研究现状 关键词：耐磨材料；锰钢；抗磨白口铸铁；技术进展 摘要：耐磨金属材料被广泛地应用于工业生产的各个领域, 而随着科学技术和现代工业的高速发展，由于金属磨损而引起的能源和金属材料消耗增加等所造成的经济损失相当惊人。近年来，对金属磨损和耐磨材料的研究，越来越引起国内外人们的广泛重视。本文概述了国内外耐磨金属材料领域研究开发的现状及取得的一系列新进展。 0 引言 随着科学技术和现代工业的高速发展，机械设备的运转速度越来越高，受摩擦的零件被磨损的速度也越来越快，其使用寿命越来越成为影响现代设备(特别是高速运转的自动生产线)生产效率的重要因素。尽管材料磨损很少引起金属工件灾难性的危害，但其所造成的能源和材料消耗是十分惊人的。据统计，世界工业化发达的国家约30%的能源是以不同形式消耗在磨损上的。如在美国,每年由于摩擦磨损和腐蚀造成的损失约1000亿美元，占国民经济总收入的4%。而我国仅在冶金、矿山、电力、煤炭和农机部门，据不完全统计，每年由于工件磨损而造成的经济损失约400亿元人民币[1]。因此，研究和发展耐磨材料，以减少金属磨损，对国民经济的发展有着重要的意义。 1国外耐磨金属材料的发展 国外耐磨材料的生产和应用经过了多年研究与发展的高峰期，现已趋于稳定，并有自己的系列产品和国家标准、企业标准。经历了从高锰钢、普通白口铸铁、镍硬铸铁到高铬铸铁的几个阶段，目前已发展为耐磨钢和耐磨铸铁两大类。 耐磨钢除了传统的奥氏体锰钢及改性高锰钢、中锰钢以外，根据其含量的不同可分为中碳、中高碳、高碳合金耐磨钢；根据合金元素的含量又可分为低合金、中合金及高合金耐磨钢；根据组织的不同还可分为奥氏体、贝氏体、马氏体耐磨钢。而耐磨铸铁主要包括低合金白口铸铁和高合金白口铸铁两大类。二者中最具有代表性的是低铬白口铸铁和高铬白口铸铁，而且这两种材料目前在耐磨铸铁中占有主导地位。马氏体或贝氏体、马氏体组织的球墨铸铁在制作小截面耐磨件方面也占有一席之地，中铬铸铁则应用较少。从整体上看，合金白口铸铁的耐磨性优于耐磨铸钢，但后者韧性好，在诸如衬板、耐磨管道等方面有着广泛的应用[2]。 2 我国耐磨金属材料的发展 据统计,国内每年消耗金属耐磨材料约达300万吨以上，应用摩擦磨损理论防止和减轻摩擦磨损,每年可节约150亿美元。近年来,针对设备磨损的具体工况和资源情况,研制出多种新型耐磨材料。主要有改性高锰钢、中锰钢、超高锰钢

吗啉工艺

吗啉（Morpholine），又名吗啡啉或1，4-氧氮杂环 己烷，分子式C4H9NO，是工业用重要的环胺之一。无色吸水性油状液体，为一种柔和的碱类。吗啉含有仲胺基团，具有仲胺基团的所有典型反应特征。与无机酸反应生成盐，与有机酸反应生成盐或酰胺。可进行烷基化反应，还可以与环氧乙烷、酮反应或进行Willgerodt反应。由于具有氮氧杂环的特点，吗啉在化工生产中占有重要位置，是制造许多精细化工产品的中间，成为当前具有重要商业用途的精细石油化工产品之一。它可以用于制备NOBS （N-氧代二亚乙基-2-本并噻唑次磺酰胺）、OTOS（- 氧代二亚乙基代氨基甲酰基-N-氧代二亚乙基次硫酰胺）等橡胶硫化促进剂和防锈剂，防腐剂、表面活性剂、除垢剂止痛药、局部麻醉剂、水果保鲜剂、纺织印染助剂等，在橡胶、医药、农药、染料、涂料等领域用途广泛。 吗啉的合成路线依据所用原料的不同，可以分为二乙 醇胺脱水法、双氰甲基醚催化加氢法、环氧乙烷催化氨化法、二氯乙醚脱氯氨化环化法、胺脱水环化法、二甘醇催化氨解环化法等。其中二甘醇催化氨解环化法具有原料易得价低，毒性小，产生三废少等优点，很适宜工业化大规模生产。国内各生产厂家基本都使用此法。 国内吗啉生产技术的发展按工艺大致可以分为两个阶段：二乙醇胺强酸脱水法、二甘醇催化氨解环化法

二乙醇胺强酸脱水法生产原理反应化学式如下： （HOCH2CH2）2NH+H2SO4——O（CH2CH2）2NH· H2SO4+NaOH——吗啉 90年代以前国内大部分生产厂家都采用此法，如具 有代表性的沈阳新生和上海长征化工厂，不过目前装置都 已停产。二乙醇胺强酸脱水法生产吗啉存在很多缺陷，主 要为：一是二乙醇胺价格较高；二是产品质量长期上不 去，徘徊在含量95%～97%之间，制约着吗啉产品的广泛 应用；三是由于生产过程中使用强酸、碱介质，导致设备 腐蚀严重，设备维护费用较高；四是环境污染较重。因此 该工艺现已完全被淘汰。 ——二甘醇催化氨解环化法 二甘醇法是近年来新开发的吗啉生产工艺，以二甘醇 和液氨为原料，工艺过程简单，转化率高，二甘醇来源充 足，特别是合成氨厂开发吗啉更具有液氨和氢气优势。根 据反应压力不同，合成工艺主要可分为3种方法：（1）高 压液相法；（2）低压汽液相接触法；（3）低压汽相法。 催化剂研发采用常压法制取吗啉，是国内首创。 虽属同种原理生产吗啉，国内不同的科研院所采取的 工艺也有差别，90年代后工业化放大的生产装置也有几 种，比如中低压汽液相接触法：液相滴流床反应器装置（图1所示），二甘醇加水40%

新材料产业发展现状及趋势

新材料产业发展现状及趋势 “十五”期间，在我国新材料产业发展过程中，国家给予了大力支持，初步形成了比较完整的新材料产业体系。“十五”期间发布的《国家计委关于组织实施新材料高技术产业化专项公告》，通过100多个产业化专项的实施．有力地推动了我国具有自主知识产权的新材料产业的发展，在电子信息材料、先进金属材料、电池材料、磁性材料、新型高分子材料、商性能陶瓷材料和复合材料等方面形成了一批高技术新材料核心产业。“十一五”期间又进一步加大了支持力度。按我国目前经济发展趋势预计，新材料需求增长速度将高于经济增长速度，按10％的增长速度计算，到2010年我国新材料市场可达6500亿元。新材料产业也已成为衡量一个国家经济社会发展、科技进步和国防实力的重要标志。 我国新材料产业的发展现状 当前，我国的新材料产业在国际产业布局中正处于由低级向高级发展的阶段，随着对外开放和与全球业界的广泛交流合作，我国新材料产业正呈现快速健康发展的良好状态，在一些重点、关键新材料的制备技术、工艺技术、新产品开发及节能、环保和资源综合利用等方面取得了明显成效，促进了一批新材料产业的形成与发展。 1．新一代钢铁结构材料 迄今为止，钢铁结构材料依然是国民经济各支柱产业和国防工业的重要支撑材料和应用范围最宽、使用量最大的材料，其生产和应用过程对全球资源、能源和人类生存环境有着不可忽视的影响，以去年为例： 2007年生产钢材46719.3万吨，比去年增长16.2％。同时，高技术含量、高附加值品种钢材产量大幅度增长。全年生产冷轧薄宽钢带1740.27万吨，同比增长31.8％；冷轧薄板1563.83万吨，同比增长25.2％；镀层板(带)1754.58万吨，同比增长37.9％；涂层板(带)317.21万吨，同比增长36.1％；电工钢板(带)415.57万吨。同比增长23.5％。以上5个品种钢材合计生产5791.487吨，比上年增长31.28％，高于钢材生产总量增幅8.59个百分点。全年生产不锈钢720.6万吨，比上年增加190.6万吨，增长35.96％，居世界第一位。其中，世界一流工艺装备的生产量达到70％，国内市场占有率达到75％，实现了重大的突破。全行业已基本形成以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新和新产品研发体系，形成了科研基础设施建设加强、科技投入增加的良好格局。全行业在高效采选技术、钢铁冶炼技术、轧钢新技术、高端产品开发、大型冶金成套装备技术集成、节能节水和废弃物综合利用新技术等方面，都取得了新的成果和进步。 2007年宝钢试制成功X120管线钢，实现电镀锌机组全面无铬化生产，年产150万吨生铁的COREX3000熔融还原工艺装置投产；鞍钢继续完善冷连轧自主集成成套工艺技术，开发成功一批具有自主知识产权的核心技术，并在相关企业投入使用；武钢新一代取向硅钢、高效电机硅钢的研发和装备技术集成，高强度桥梁钢生产技术提高；太钢建成世界一流的现代化不锈钢生产基地；攀钢转炉铁水提钒和半钢炼钢连续工业性试生产成品钒渣等均取得了工艺技术的新突破。 2007年在研发和扩大生产市场需求的短缺产品方面，船用高强度宽厚板、高强度海洋结构用钢板、高档汽车用板和汽车零部件用钢、工程机械和高层建筑用高强度厚钢板、X80以上高等级管线钢板、百米在线热处理钢轨和时速350公里高速铁路钢轨、高速动车组用钢、高端压

工程材料的历史、现状与发展

工程材料的历史、现状与发展 §1 工程材料的历史、现状和发展 材料：人类用以制作有用物件的物质 新材料：主要是指最近发展起来或正在发展之中的具有特殊功能和效用的材料。 人类先后经历了:石器时代——铁器时代——钢铁时代（高分子时代半导体时代先进陶瓷时代复合材料时代）,这说明以学一种类材料为主导的时代已经一不复返了。材料的发展已进入丰富多采的时代，而以保护资源、环境和生态为目的的材料设计思想已形成新的潮流，即“生态环境材料”。 材料分类：金属材料无机非金属材料（陶瓷）有机高分子材料复合材料 一、金属材料 1、特点：由于其主要通过金属键结合而成，因此金属有比高分子材料高得多的模量，有比陶瓷高得多的韧性、可加工性、磁性和导电性。 2、近年来金属材料的纵深发展： 1）高纯材料 2）高强度及超高强度金属材料 3）超易切削钢和超高易切削钢 4）硬质合金和金属陶瓷 5）高温合金与难熔合金 6）纤维增强金属基复合材料 7）共晶合金定向凝固材料 8）快速冷凝金属非晶及微晶材料 9）有序金属间化合物 10）超细纳米颗粒金属材料 11）形状记忆合金 12）贮氢合金 3、金属材料的发展趋势 二、无机非金属材料（陶瓷ceramic）的特点 陶瓷是泛指一切经高温处理而获得的无机非金属材料，除先进（特种）陶瓷外，还包括玻璃、搪瓷、水泥和耐火材料等。从狭义上讲，用无机非金属化合物粉体，经高温烧结而成，以多晶聚积体为主的固态物均称为陶瓷，即先进的陶瓷。 先进陶瓷的化学键是由共价键与离子键组成，具有优良的耐高温、耐磨、耐腐蚀的特点。 三、复合材料的特点 复合材料，是指由不同材料组合而成，在新制成的材料中，原来各材料的特性得到了充分的应用，而且复合后可望获得单一材料得不到的新功能材料。 近代复合材料包括： 1、软质复合材料，具有高强度、高质量的特点。如橡胶与纺织材料结合在一起，人造丝、尼龙、金属纤维 2、硬质复合材料，“玻璃钢”代表（又增强纤维与合成树脂制成的复合材料。 §2 制造（工艺）技术发展的历史、现状和趋势

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

功能材料及其发展趋势

材料】功能材料发展趋势??功能材料发展趋势??功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分,可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏（智能）材料。由于我们已把电子信息材料单独作为一类新材料领域,所以这里所指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要功能材料。? 功能材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,在全球新材料研究领域中,功能材料约占85 % 。随着信息社会的到来，特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料,成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。??鉴于功能材料的重要地位,世界各国均十分重视功能材料技术的研究。1９89年美国20０多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告,建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从199５年至２001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中，特种功能材料和制品技术占了很大的比例。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题，而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等在他们的最新科技发展计划中,都把功能材料技术列为关键技术之一加以重点支持。各国都非常强调功能材料对发展本国国民经济、保卫国家安全、增进人民健康和提高人民生活质量等方面的突出作用。? 1、新型功能材料国外发展现状??当前国际功能材料及其应用技术正面临新的突破,诸如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等正处于日新月异的发展之中，发展功能材料技术正在成为一些发达国家强化其经济及军事优势的重要手段。 超导材料以NbTi、Nｂ3Sn为代表的实用超导材料已实现了商品化，在核磁共振人体成像(NMRI）、超导磁体及大型加速器磁体等多个领域获得了应用;SQＵIＤ作为超导体弱电应用的典范已在微弱电磁信号测量方面起到了重要作用,其灵敏度是其它任何非超导的装置无法达到的。但是，由于常规低温超导体的临界温度太低，必须在昂贵复杂的液氦(4.2K)系统中使用,因而严重地限制了低温超导应用的发展。? 高温氧化物超导体的出现,突破了温度壁垒,把超导应用温度从液氦（４.2Ｋ）提高到液氮(77K）温区。同液氦相比,液氮是一种非常经济的冷媒，并且具有较高的热容量，给工程应用带来了极大的方便。另外，高温超导体都具有相当高的上临界场［Ｈc2 (４Ｋ)＞50T]，能够用来产生20T以上的强磁场,这正好克服了常规低温超导材料的不足之处。正因为这些由本征特性Ｔｃ、Ｈc2所带来的在经济和技术上的巨大潜在能力,吸引了大量的科学工作者采用最先进的技术装备，对高Tc超导机制、材料的物理特性、化学性质、合成工艺及显微组织进行了广泛和深入的研究。高温氧化物超导体是非常复杂的多元体系，在研究过程中遇到了涉及多种领域的重要问题，这些领域包括凝聚态物理、晶体化学、工艺技术及微结构分析等。一些材料科学研究领域最新的技术和手段，如非晶技术、纳米粉技术、磁光技术、隧道显微技术及场离子显微技术等都被用来研究高温超导体，其中许多研究工作都涉及了材料科学的前沿问题。高温超导材料的研究工作已在单晶、薄膜、体材料、线材和应用等方面取得了重要进展。

材料科学基础报告 金属材料的发展与展望

金属材料的发展和展望 一、金属材料的发展过程 材料的发展史就是人类社会的发展史，经历了石器、陶器、青铜器、铁器时代。我们正处于多元材料时代，材料、能源、信息是现代社会的三大支柱。金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。金属材料一直扮演着重要的角色，例如陆、海、空、各类运输工具，桥梁、建筑、机械工具，国防重工业等。 金属材料发展的四个阶段：由公元前4300年用金、铜、铁铸造锻打制作出大马士革刀、日本武士剑等原始钢铁到十九世纪铁桥铁路的修筑建立学科基础，又由十九世纪中金属学、金相学发展到合金相图、位错理论等微观组织理论的发展。微观理论的深入研究有原子扩散、马氏体相变、位错滑移，原子显微镜、电子显微镜等新仪器的产生又为进一步研究微观组织提供了可能性，随之产生了表面和界面科学。 材料科学研究了材料的核心关系，即结构和性能的关系，制造工艺决定了材料的结构，结构又决定了材料的性能，性能决定了它的用途。材料科学和技术进入世界科技发展优先领域的第五位。在面临环境保护、节约能源的情况下，新材料便应运而生。 现代金属材料有铝镁合金等先进结构材料、钛铝合金等高温合金材料、复合材料、超导材料、能源材料、智能材料、磁性材料、纳米材料等。材料力学性能有强度、弹性、塑性、硬度等，物理性能有电学、磁学、热学、光学性质等。对材料的研究方向正由力学性能慢慢向物性转变。金属材料具有高强度、优良的塑性和韧性，耐热、耐寒。可铸造、锻造、冲压和焊接，还有良好的导电性、导热性和铁磁性，因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。 二、金属材料的现状 金属材料作为人类推动社会发展的重要载体之一，作为原料在人类的生产生活中已经被广泛应用，金属材料作为原料具有以下等特征，金属材料本身具备高弹性的模量，金属材料具有高强度的韧性，金属材料的强度硬度是其他同类原料所无法比拟的，在当代金属材料科学的不断成长下金属材料在所有材料的范畴中占据了非常非常重要的位置，在现实中，最常见的金属材料应用的领域有航天航空以及建筑工程等行业。 金属材料机械制造业、建筑业、电子信息等领域都有很大的市场和优势。 汽车的制造上有了高强度钢来制造外形，强度高且质量小的镁合金做发动机、变速箱传动机构等；高强度钢是具有很好的强度和韧性的钢种，在吸能性、应变分布能力和应变硬化特性上远远好于传统钢。与铝、镁这类金属材料相比，具有很好的经济性能，会为企业节省大量的制造成本。由于其有良好的强度和韧性等金属特性，因此被广泛的应用在保险杠、车门槛、车门防撞梁等零件上，它的使用既增加了汽车的安全性，又降低了车身自重。而为了适应轻质材料发展趋势，我们要不断的借鉴国外的先进技术，并结合自身发展需求特点，进行高强度钢的研发。 在建筑领域中，每一次新型金属材料、新型工程技术的出现，都将推动着建筑技术的革新，并对建筑师进行建筑创作，表达建筑美学产生巨大影响。金属材料以其优越的材料性能和独特的视觉效果，已经从建筑中最初的栏杆、扶手等局部装饰构件、建筑内部结构框架，逐渐走向建筑表皮，并决定着建筑所呈现的整体形象，表达着建筑美的意境。如今，金属材料在建筑表皮中扮演着重要角色，对应用金属材料进行建筑表皮的创作与研究，已成为材料科学、建筑学、美学等众多学科争相探索的一个重要课题。