第一篇：新型無機(jī)材料

功能陶瓷研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢

【摘 要】功能陶瓷是具有電、磁、聲、光、熱、力、化學(xué)或生物功能等的介質(zhì)材料。功能陶瓷材料種類繁多，用途廣泛，主要包括鐵電、壓電、介電、熱釋電、半導(dǎo)體、電光和磁性等功能各異的新型陶瓷材料。它是電子信息、集成電路、移動通信、能源技術(shù)和國防軍工等現(xiàn)代高新技術(shù)領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)材料。隨著現(xiàn)代新技術(shù)的發(fā)展，功能陶瓷及其應(yīng)用正向著高可靠、微型化、薄膜化、精細(xì)化、多功能、智能化、集成化、高性能、高功能和復(fù)合結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：功能陶瓷材料；研究進(jìn)展；趨勢

利用陶瓷對聲、光、電、磁、熱等物理性能所具有的特殊功能而制造的陶瓷材料稱為功能陶瓷。功能陶瓷種類繁多，用途各異。例如，根據(jù)陶瓷電學(xué)性質(zhì)的差異可制成導(dǎo)電陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷、介電陶瓷、絕緣陶瓷等電子材料。

功能陶瓷的發(fā)展始于20世紀(jì)30年代，經(jīng)歷從電介質(zhì)陶瓷→壓電鐵電陶瓷→半導(dǎo)體陶瓷→快離子導(dǎo)體陶瓷→高溫超導(dǎo)陶瓷的發(fā)展過程，目前己發(fā)展成為性能多樣、品種繁多、使用廣泛、市場占有份額很高的一大類先進(jìn)陶瓷材料。近十年來，在人類社會對能源、計算機(jī)、信息、激光和空間等現(xiàn)代技術(shù)的迫切需求的牽引下，隨著微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、計算技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展以及高純超微粉體、厚膜和薄膜等制備工藝的進(jìn)一步完善，功能陶瓷在新材料探索、現(xiàn)有材料潛在功能的開發(fā)和材料、器件一體化以及應(yīng)用等方面都取得了突出的進(jìn)展，成為材料科學(xué)和工程中最活躍的研究領(lǐng)域之一，也成為現(xiàn)代微電子技術(shù)、光電技術(shù)、計算技術(shù)、激光技術(shù)等許多高技術(shù)領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)材料。

當(dāng)前功能陶瓷發(fā)展的趨勢可以歸納為以下幾個特點:復(fù)合化，多功能化，低維化，智能化和設(shè)計、材料、工藝一體化。單一材料的特性和功能往往難以滿足新技術(shù)對材料綜合性能的要求，材料復(fù)合化技術(shù)可以通過加和效應(yīng)與藕合乘積效應(yīng)開發(fā)出原材料并不存在的新的功能效應(yīng)，或獲得遠(yuǎn)高于單一材料的綜合功能效應(yīng)。最近提出的梯度功能材料也可看作一類特殊的復(fù)合材料。功能性與結(jié)構(gòu)性結(jié)合的材料，或者具有多種良好功能性的材料，為提高產(chǎn)品的性能和可靠性，促使產(chǎn)品向薄、輕、小發(fā)展提供了基礎(chǔ)。當(dāng)材料的特征尺寸小到納米級，由于量子效應(yīng)和表面效應(yīng)十分顯著，可能產(chǎn)生獨(dú)特的電、磁、光、熱等物理和化學(xué)特性，功能陶瓷進(jìn)入納米技術(shù)領(lǐng)域是研究的熱點之一，如鐵電薄膜和超細(xì)粉體的制備等。智能材料是功能陶瓷發(fā)展的更高階段，它是人類社會的需求和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。

一、研究現(xiàn)狀

1、導(dǎo)電陶瓷

導(dǎo)電陶瓷具有良好的導(dǎo)電性能，而且能耐高溫，是磁流體發(fā)電裝置中集電極的關(guān)鍵材料。半導(dǎo)體陶瓷指采用陶瓷工藝成型的多晶陶瓷材料。與單晶半導(dǎo)體不同的是，半導(dǎo)體陶瓷存在大量晶界，晶粒的半導(dǎo)體化是在燒結(jié)工藝過程中完成的，因此具有豐富的材料微結(jié)構(gòu)狀態(tài)和多樣的工藝條件，特別適用于作為敏感材料。除半導(dǎo)體晶界層陶瓷電容器外，目前已使用的敏感材料，主要有熱敏材料、電壓敏材料、光敏材料、氣敏材料、濕敏材料等。如PTC（positive temperature coefficient的縮寫）材料在國內(nèi)無論是基礎(chǔ)理論研究還是工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模都有長足進(jìn)步，其應(yīng)用范圍已滲透到航天、航空、航海、無線通訊、有線通訊、電子工業(yè)和民用電器等各個領(lǐng)域。而鉻酸鑭（La-CrO3）是一種鈣鈦礦型（ABO3）復(fù)合氧化物，具有很高的熔點（2490℃），它在摻雜Ca、Sr和Mg 等二價堿土金屬后具有很多特殊的性質(zhì)。在高溫發(fā)熱材料、固體氧化物燃料電池連接材料、催化劑、NTC熱敏電阻等方面都得到廣泛的應(yīng)用，是一種很有前途的功能陶瓷材料。高溫超導(dǎo)陶瓷指相對金屬而言具有較高超導(dǎo)溫度的功能陶瓷材料。從20世紀(jì)80年代對超導(dǎo)陶瓷的研究有重大突破以來，對高溫超導(dǎo)陶瓷材料的研究及應(yīng)用就倍受關(guān)注。目前高溫超導(dǎo)材料的應(yīng)用正朝著大電流應(yīng)用、電子學(xué)應(yīng)用、抗磁性等方面發(fā)展。

2、壓電陶瓷

壓電陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)上沒有對稱中心，因而具有壓電效應(yīng)，即具有機(jī)械能與電能之間的轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換的功能。壓電陶瓷材料具有成本低、換能效率高、加工成型方便等優(yōu)點，常用于制作壓電器材、濾波器、諧振器和變壓器等。常用的壓電元件：傳感器、氣體點火器、報警器、音響設(shè)備、醫(yī)療診斷設(shè)備及通訊等。通常的壓電材料是 PZT，新型的壓電陶瓷材料主要有高靈敏、高穩(wěn)定壓電陶瓷材料，電致伸縮陶瓷材料、熱釋電陶瓷材料等。壓電陶瓷作為電、力、熱、光敏感材料，在超聲換能、傳感器、無損檢測和通訊技術(shù)等領(lǐng)域已獲得了廣泛的應(yīng)用。

3、納米功能陶瓷

納米功能陶瓷是指通過有效的分散、復(fù)合而使異質(zhì)相納米顆粒均勻、彌散地保留于陶瓷基質(zhì)結(jié)構(gòu)中而得到的復(fù)合材料，當(dāng)其具有某種特殊功能時便稱之為納米功能陶瓷。納米功能陶瓷的性能是和其特殊的微觀結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的，它的性能不僅取決于納米材料本身的特性，還取決于納米材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu)。

4、光催化功能陶瓷 先制備鈦酸溶膠和摻入 Fe3+的鈦酸溶膠，用溶膠-凝膠法分別將它們負(fù)載于炻器管和矩形蜂窩陶體上，再用程序升溫法煅燒得到納米TiO2光催化功能陶瓷。經(jīng)掃描電鏡（SEM）測定炻器載體上負(fù)載的光催化膜厚度為300～400nm，TiO2的粒徑為15～20nm。將光催化炻器管用于模擬苯酚廢水和某地表水的處理試驗，在紫外光強(qiáng)一定、流速為 40ml/min條件下的結(jié)果表明無論摻Fe3+與否的TiO2光催化炻器管都有凈化效果。其中以摻Fe3+最好，苯酚去除率為70.3%，滅菌率亦能達(dá)到99.5%。將光催化蜂窩陶瓷體用于凈化空氣試驗時，在紫外光強(qiáng)、循環(huán)風(fēng)量一定的條件下，其凈化效果也是以摻Fe3+的TiO2最好。

5、陶瓷泡沫

陶瓷泡沫(Ceramic Foam)含有大量的亞結(jié)構(gòu)一胞單元，具有比表面積大、熱導(dǎo)率低、耐熱性能優(yōu)異等特性，這些性質(zhì)引起學(xué)者們極大地關(guān)注。根據(jù)其結(jié)構(gòu)組成特點，可將其分為開孔泡沫和閉孔泡沫。由固體棱柱組成的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的泡沫體，稱為開孔泡沫體，如圖1(a)所示。由棱柱和壁面組成的具有空腔結(jié)構(gòu)的泡沫體，稱為閉孔泡沫體，如圖1(b)所示。

(a)開孔陶瓷泡沫

(b)閉孔陶瓷泡沫

圖1 陶瓷泡沫材料的發(fā)展始于20世紀(jì)70年代，Schwartzwalder運(yùn)用有機(jī)泡沫浸漬法制備了高孔隙率陶瓷，并將其過濾熔融金屬，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。陶瓷泡沫產(chǎn)品極大的商業(yè)價值引起了科技界的重視，各國陸續(xù)開展相關(guān)的研究工作。我國在陶瓷泡沫力一面的研究工作始于20世紀(jì)80年代初，據(jù)報道，哈爾濱工業(yè)大學(xué)于1982年研制出用于鋁合金過濾的陶瓷泡沫過濾器。此后，南昌航空工業(yè)學(xué)院、上海機(jī)械制造工藝研究所等單位先后開展了相關(guān)工作。近年來，陶瓷泡沫材料的應(yīng)用又?jǐn)U展到航空、電子應(yīng)用、熱能管理等領(lǐng)域，展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。

二、功能陶瓷發(fā)展的趨勢

當(dāng)前功能陶瓷發(fā)展的趨勢可以歸納為以下幾個特點：復(fù)合化，多功能化，低維化，智能化和設(shè)計、材料、工藝一體化。單一材料的特性和功能往往難以滿足新技術(shù)對材料綜合性能的要求，材料復(fù)合化技術(shù)可以通過加和效應(yīng)與耦合乘積效應(yīng)開發(fā)出原材料并不存在的新的功能效應(yīng)，或獲得遠(yuǎn)高于單一材料的綜合功能效應(yīng)。最近提出的梯度功能材料也可看作一類特殊的復(fù)合材料。功能性與結(jié)構(gòu)性結(jié)合的材料，或者具有多種良好功能性的材料，為提高產(chǎn)品的性能和可靠性，促使產(chǎn)品向薄、輕、小發(fā)展等方面提供了基礎(chǔ)。當(dāng)材料的特征尺寸小到納米級，由于量子效應(yīng)和表面效應(yīng)十分顯著，可能產(chǎn)生獨(dú)特的電、磁、光、熱等物理和化學(xué)特性，功能陶瓷進(jìn)入納米技術(shù)領(lǐng)域是研究的熱點之一，如鐵電薄膜和超細(xì)粉體的制備等。智能材料是功能陶瓷發(fā)展的更高階段，它是人類社會的需求和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

【1】_功能陶瓷材料的制備與研究進(jìn)展探討.pdf 【2】_功能陶瓷材料研究進(jìn)展綜述.pdf 【3】_功能陶瓷研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢.pdf

【4】一種新型多功能陶瓷泡沫材料的研究進(jìn)展.pdf 【5】_新型功能陶瓷材料的分類與應(yīng)用.pdf

第二篇：新型無機(jī)材料[推薦]

新型無機(jī)材料

無機(jī)非金屬材料是人類最先應(yīng)用的材料。以硅酸鹽為主要成分的傳統(tǒng)無機(jī)材料體系（如陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等）在國民經(jīng)濟(jì)和人民生活中起著極為重要的作用，至今仍然是國民經(jīng)濟(jì)重要的支柱產(chǎn)業(yè)，仍在繼續(xù)發(fā)展。同時，新材料、新工藝、新裝備和新技術(shù)也不斷涌現(xiàn)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在無機(jī)材料領(lǐng)域中展現(xiàn)了一個新的領(lǐng)域—新型無機(jī)材料。它是以人工合成的高純原料經(jīng)特殊的先進(jìn)工藝制成的材料，與高新技術(shù)發(fā)展相輔相成的新型材料。

一、新型無機(jī)材料的分類：低維材料、高技術(shù)陶瓷、無機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料。

1、低維材料：低維材料分為零維材料（超微粒子）、一維材料（晶須和纖維）、薄膜。

2、高技術(shù)陶瓷：先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷、納米陶瓷、功能梯度材料、晶體、敏感陶瓷、機(jī)敏（智能）無機(jī)材料、快離子導(dǎo)體陶瓷、高溫超導(dǎo)陶瓷、功能精細(xì)復(fù)合材料。

3、無機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料：接近惰性的生物陶瓷、生物活性陶瓷。

二、新型無機(jī)材料的制備：

1、低維材料：

⑴超微粒子超微粒子主要有三種制備方法：氣相法、液相法和固相法。氣相法分為加熱法、反應(yīng)氣體導(dǎo)入法和等離子體合成法。液相法分為沉淀法、溶劑蒸發(fā)法、微波合成法、水熱法、超重力場合成法、超臨界流體法等。固相法分為固相反應(yīng)法、超細(xì)機(jī)械粉碎法、高能機(jī)械球磨法、自蔓延高溫合成法等。

⑵晶須和纖維

①不同種類的晶須有不同的制備方法，比如金屬晶須主要利用金屬鹽的氫還原法和金屬的蒸發(fā)和凝聚兩種方法制備；氧化物晶須主要通過蒸汽傳遞法和化學(xué)氣相生長法制備；SiC晶須的制備方法主要有SiO2的碳熱還原法、以硫化硅為中間體的方法、有機(jī)硅化合物的熱分解法、升華結(jié)晶法、稻殼法等。②纖維的主要制造方法為化學(xué)氣相沉積法。

⑶無機(jī)薄膜無機(jī)薄膜的制備方法主要有化學(xué)氣相沉積法、物理氣相沉積法、等離子體技術(shù)、溶膠—凝膠法和LB技術(shù)等。

2、高技術(shù)陶瓷：

陶瓷的制備一般要經(jīng)過配料、成型、燒結(jié)三道主要工序。但是每一種產(chǎn)品由于用途、形狀和性能等要求不同和選用的材料不同，最終的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)也不同。這樣一來，生產(chǎn)工藝也就存在差別。但總體上來說，陶瓷的制備還是有很多相似之處的。在配料工序中，為了使技術(shù)陶瓷具有獨(dú)特的優(yōu)良性能，陶瓷粉料必須高純、超細(xì)。無團(tuán)聚、球形、均勻等。目前所用的技術(shù)有：溶膠—凝膠法、共沉淀法、水熱合成法、前驅(qū)體法、有機(jī)金屬法、等離子體法、激光法、自蔓延合成法等。在成型工序中，首先要進(jìn)行原料的預(yù)處理，包括預(yù)燒、預(yù)合成；然后是配料預(yù)混合、塑化、造粒和懸浮?，F(xiàn)在應(yīng)用的新技術(shù)主要有等靜壓成型、熱壓注成型、注射成型、離心注漿、壓力注漿成型、流延成型和凝膠澆注等。燒結(jié)階段主要是應(yīng)用常壓燒結(jié)法、真空燒結(jié)法、熱壓燒結(jié)法、熱等靜壓燒結(jié)法、氣壓燒結(jié)法、反應(yīng)燒結(jié)法、液相燒結(jié)法等，近年來興起的新技術(shù)有：超高壓燒結(jié)法、等離子體燒結(jié)、微波燒結(jié)等。

舉納米陶瓷為例：在配料階段運(yùn)用的主要方法為爆炸絲法、化學(xué)氣相凝聚法、微波合成法、超聲化學(xué)法、激光蒸發(fā)—凝聚法等，爆炸絲法是利用金屬絲在高壓電容器的瞬間放電作用下爆炸形成納米粉體；在成型階段的主要方法是干法成型（如連續(xù)加壓成型、脈沖電磁力成型和超高壓成型）和濕法成型（如凝膠注模成型、注漿成型、直接凝固注模成型）；燒結(jié)階段運(yùn)用的方法為惰性氣體蒸發(fā)—凝聚加壓制備法、真空燒結(jié)、快速微波燒結(jié)、放電等離子體燒結(jié)、高溫等靜壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、超高壓低溫?zé)Y(jié)、爆炸燒結(jié)等。

3、無機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料

無機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料主要包括接近惰性的生物陶瓷和生物活性陶瓷，所以其制備方法都包含在了前兩種新型無機(jī)材料中了。

三、新型無機(jī)材料的性能

1、低維材料：

⑴超微粒子：超微粒子具有許多獨(dú)特的物理和化學(xué)特性：①巨大的比表面積和表面能；②熔點低：超微粒子比同種物質(zhì)塊體要低得多，并可在較低溫度下燒結(jié)，這與其巨大的表面積是密切相關(guān)的；③磁性強(qiáng)；④光吸收性好：超微粒子的大小比太陽的波長還小，超微粒子對光的反射能力差，因此可以很好的吸光。有些超微粒子可以吸收紫外線，如超微細(xì)TiO2吸收紫外線的性能被用于化妝品作為紫外線吸收劑以保護(hù)皮膚；⑤活性強(qiáng)，易進(jìn)行各種化學(xué)反應(yīng)；⑥熱傳導(dǎo)性能好；⑦強(qiáng)吸附能力和催化活性 超微粒子除了具有巨大的比表面積和表面能，其表面原子還存在許多懸空鍵，使其具有不飽和性質(zhì)。這些因素都將導(dǎo)致超微粒子的特殊吸附現(xiàn)象和催化性質(zhì)。

⑵晶須和纖維由于晶須的結(jié)構(gòu)完整，不含有通常材料中存在的缺陷，諸如孔洞、位錯和顆粒界面等，因此密度、強(qiáng)度等都接近完整晶體的理論值，并具有理想的彈性模量和特殊的物理性能。一些金屬晶須和半導(dǎo)體材料晶須一般具有特殊的磁性、電性和光學(xué)性能，可開發(fā)為功能材料。

⑶薄膜 由于固體表面自由能比塊材高，是的薄膜表面呈現(xiàn)一些獨(dú)特的功能：①幾何形狀效應(yīng) 塊狀合成材料一般使用粉末的最小尺寸為納米至微米，而薄膜是由尺寸為10-10左右的原子或分子逐漸生長形成的。采用薄膜工藝可以研制出塊材工藝不能獲得的物質(zhì)（如超晶格材料）。②非熱力學(xué)平衡過程 真空蒸發(fā)、濺射鍍膜、離子鍍等含有物質(zhì)的氣化和急冷過程，此過程在非熱力學(xué)平衡狀態(tài)下進(jìn)行，可制取在平衡狀態(tài)下進(jìn)行，可制取在平衡狀態(tài)下不存在的物質(zhì)。由于材料薄膜化后在成分結(jié)構(gòu)上與塊材有很大差異，加上形狀效應(yīng)影響，薄膜的力學(xué)性能、載流子運(yùn)輸機(jī)構(gòu)、超導(dǎo)特性、磁性以及光學(xué)特性等都與塊材不同。非平衡狀態(tài)的薄膜形成工藝，是許多材料很容易形成非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，特別是在制備超薄膜時，易形成島狀或纖維狀多晶結(jié)構(gòu)。③量子尺寸效應(yīng) 當(dāng)膜厚與載流子的德布羅意波長差不多時，垂直于表面方向載流子的能級將發(fā)生分裂。這種量子尺寸效應(yīng)為薄膜所特有。

2、高技術(shù)陶瓷

⑴先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷 不同材料的結(jié)構(gòu)陶瓷性能不同。①氮化硅陶瓷 氮化硅陶瓷具有高強(qiáng)度、高硬度、熱膨脹系數(shù)和蠕變小、耐高溫、抗氧化、耐磨損、耐腐蝕等獨(dú)特優(yōu)異的性能。②賽龍?zhí)沾?賽龍?zhí)沾删哂休^低的熱膨脹系數(shù)、較高耐腐蝕性、高的紅硬性、優(yōu)良的耐熱沖擊性能，優(yōu)異的高溫強(qiáng)度和硬度等特點。③碳化硅陶瓷 碳化硅陶瓷具有高溫強(qiáng)度高、抗蠕變、硬度高、耐磨、耐腐蝕、抗氧化、高導(dǎo)熱、高導(dǎo)電和熱穩(wěn)定性等一系列優(yōu)異的性能。

⑵納米陶瓷 納米陶瓷具有較高的擴(kuò)散率、燒結(jié)溫度降低、硬度強(qiáng)度高、超塑性、電阻高、介電常數(shù)高壓電性強(qiáng)、非線性光學(xué)效應(yīng)、光伏特性和磁場作用下的發(fā)光效應(yīng)等。

⑶敏感陶瓷 陶瓷是由晶粒、晶界、氣孔組成的多相系統(tǒng)通過人為摻雜，造成晶粒表面的組分偏離，在晶粒表層產(chǎn)生固溶、偏析及晶格缺陷；在晶界處產(chǎn)生異質(zhì)相的析出、雜質(zhì)的聚集、晶格缺陷及晶格各向異性等。這些晶粒邊界層的組成、結(jié)構(gòu)變化，顯著改變了晶界的電性能，從而導(dǎo)致整個陶瓷電氣性能的顯著變化。

四、新型無機(jī)結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用

1、低維材料

⑴零維材料—超微粒子超微粒子在化工領(lǐng)域，輕化工，食品、保健品，醫(yī)學(xué)、農(nóng)藥和生物工程方面，磁記錄材料，材料科學(xué)，高科技領(lǐng)域，國防軍事等領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用。如在化工領(lǐng)域催化劑、消光劑等，在高科技領(lǐng)域主要用于火箭固體燃料的添加劑。⑵晶須和纖維①光纖主要用于通信工程，碳纖維通常是與某些基體做復(fù)合材料用，比如碳纖維能增強(qiáng)特種耐高溫橡膠制成性能良好的隔熱材料，用于航天飛機(jī)、大型火箭助推器的內(nèi)襯。②一維納米材料 碳納米材料可在納米管之間的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上設(shè)計制造納米尺度電子元器件，如碳納米管與金屬形成隧道結(jié)可用作隧道二極管。還可以利用碳納米管制成高度各向異性材料，與其他材料制成復(fù)合材料增強(qiáng)其導(dǎo)電性等。

⑶薄膜 薄膜材料發(fā)展最活躍的一些研究領(lǐng)域是新材料的合成與制備、材料表面與界面的研究、非晶態(tài)和準(zhǔn)晶態(tài)的形成、材料的各向異性研究亞穩(wěn)態(tài)材料的探索等。無機(jī)薄膜材料在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。成膜技術(shù)及薄膜產(chǎn)品在各個領(lǐng)域中有多方面的應(yīng)用，制備的單晶薄膜、多晶薄膜和非晶態(tài)薄膜已在現(xiàn)代微電子工藝、半導(dǎo)體光電技術(shù)、太陽能電池、光纖通訊、超導(dǎo)技術(shù)和保護(hù)涂層方面發(fā)揮越來越大的作用，特別是在電子工業(yè)領(lǐng)域里占有極其重要的地位，例如半導(dǎo)體集成電路、電阻器、電容器、激光器、磁帶等都應(yīng)用到了薄膜技術(shù)。

2、高技術(shù)陶瓷

⑴納米陶瓷納米陶瓷超塑性的產(chǎn)生和韌性的提高已成為推動納米材料研究的原動力之一。納米陶瓷的超塑性在電子、磁性、光學(xué)以及生物陶瓷方面有潛在應(yīng)用。超塑性應(yīng)用于先進(jìn)陶瓷凈尺寸制備成為可能。在材料工程上，利用陶瓷超塑性變形特性，使陶瓷如同金屬一樣，可用鍛壓、擠壓、拉伸、彎曲和氣壓膨脹等成型方法，直接制成精密尺寸的陶瓷零件，以及超塑性連接。納米陶瓷可能具有的低溫超塑性、延展性和極高的斷裂韌性，將使其成為兼具陶瓷和金屬的優(yōu)良特性的新的結(jié)構(gòu)和功能材料，在航空、航天、機(jī)械、電子信息等眾多領(lǐng)域具有無限廣闊的應(yīng)用前景。

⑵功能梯度材料 功能梯度材料的研究和應(yīng)用目標(biāo)最初是用作新型航天飛機(jī)的熱應(yīng)力緩和型超耐熱材料，但隨著對功能梯度材料研究的不斷深入，其應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣泛。功能梯度材料的應(yīng)用目前已經(jīng)涉及電子工程、核能工程、生物醫(yī)學(xué)工程、光學(xué)工程、機(jī)械工程、化學(xué)化工等各個領(lǐng)域。

⑶快離子導(dǎo)電陶瓷 快離子導(dǎo)電陶瓷的應(yīng)用主要為用作各種電池的隔膜材料和用作固體電子器件。

⑷高溫超導(dǎo)陶瓷 高溫超導(dǎo)陶瓷的強(qiáng)電應(yīng)用目前主要集中在傳輸與配電電纜、大電流引線、變壓器、故障電流限制器、高溫超導(dǎo)電機(jī)、磁懸浮列車和超導(dǎo)磁性存儲等方面。高溫超導(dǎo)陶瓷的弱電應(yīng)用主要有無源微波器件、超導(dǎo)量子干涉儀、超導(dǎo)高速邏輯運(yùn)算元件等。

新材料是知識密集、資金密集的新興產(chǎn)業(yè)，他們中的多數(shù)是固體物理、固體化學(xué)、冶金學(xué)、陶瓷學(xué)、生物學(xué)、信息等科學(xué)的新成就。新材料的發(fā)展與新技術(shù)密切相關(guān)，從新材料的合成與制造來看，往往是利用極端條件或技術(shù)作為必要的手段，如超高壓、超高溫、超真空、超高速冷卻等等。新材料是多種學(xué)科互相滲透的結(jié)果。新材料的特點是品種多、式樣多、更新?lián)Q代快，對性能的要求越來越趨向于功能化、極限化、復(fù)合化、精細(xì)化。由于新型無機(jī)材料的高性能與多功能，使它在信息、航空航天、生命科學(xué)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)各個領(lǐng)域中，發(fā)揮了極其重要的作用，甚至，有人預(yù)計21世紀(jì)將是“第二個石器時代”。

第三篇：新型無機(jī)材料概論

納米材料在海洋無毒防污涂料中的應(yīng)用

化學(xué)工程與技術(shù) 導(dǎo)師：董國君 學(xué)生：常沙

納米材料在海洋無毒防污涂料中的應(yīng)用

作者：常沙

化學(xué)工程與技術(shù)

摘要：本文介紹了近年來改性海洋無毒防污涂料使用中的幾種納米材料，并對納米海洋無毒防污涂料的發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：納米材料；無毒；防污涂料

引言

海洋中微生物、植物和動物附著在艦船上并對之產(chǎn)生不利影響的現(xiàn)象稱為污損。污損不僅增加船舶的自質(zhì)量、減少船舶的載質(zhì)量，同時將大大增加船體的阻力，造成船舶航速降低和燃油消耗量增大。防止海洋生物污損的最有效方法就是采用防污涂料[1]。納米粒子用于防污涂料中所得到的防污涂料具有抗輻射、耐老化和剝離強(qiáng)度高等優(yōu)點[2]。而使用某些特殊工藝制備出納米尺寸結(jié)構(gòu)功能涂料，則可以滿足建筑領(lǐng)域的耐老化和抗輻射等要求。結(jié)合納米材料的特殊功能，在涂料工業(yè)需要環(huán)保的前提下，隨著新材料的飛速發(fā)展，長效無毒含有某些納米尺寸組分的防污涂料及納米量級的防污涂料將會成為海洋防污涂料的主要研制方向?，F(xiàn)階段，關(guān)于各種高效納米防污功能助劑的研究十分活躍。有人采用納米級防污劑，如納米級氧化鋅、納米級氧化亞銅等是一個有效的途徑[3-4]?；蛘卟捎梦⒛z囊逐漸溶解，緩慢而有效地釋放出防污劑以達(dá)到穩(wěn)定長效的防污功能[5]。2005年歐盟在第六框架計劃中設(shè)立了一個為期5年的科研項目，通過控制納米量級結(jié)構(gòu)表面涂層的表面能、電荷、傳導(dǎo)率、孔隙率、粗糙度、潤濕性、摩擦性能、物理和化學(xué)反應(yīng)特性以及微生物附著行為，開發(fā)出納米量級結(jié)構(gòu)表面的海洋無毒防污涂料[6]。納米量級防污涂料及含有某些納米尺寸組分的防污涂料的水性化將是無毒防污最終實現(xiàn)的目標(biāo)。水性化即以水做溶劑，可以替代涂料中的揮發(fā)性有機(jī)溶劑，制備出的這種水性防污涂料是實現(xiàn)不污染海洋又不污染大氣的真正無毒防污納米涂料。含有納米材料組分的防污涂料的研究現(xiàn)狀

改性防污涂料用的納米材料較多，現(xiàn)按照應(yīng)用于海洋防污涂料中的納米材料所起的作用分如下幾種： 1.1含耐沾污性納米組分的海洋防污涂料

2002年，Bokobza L 等[7]用硅烷偶聯(lián)劑改性 SiO2，與丙烯酸單體混合后用紫外光固化成膜。2003年，Yu Y[8]等利用納米SiO2溶膠粒子、甲基酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑、丙烯酸單體制備了透明的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/SiO2復(fù)合涂層。2008年，南昌大學(xué)的陳勇，李鳴等人[9]制得了添加改性納米SiO2的4-氟苯基異氰酸酯改性環(huán)氧有機(jī)硅（ES）樹脂復(fù)合涂層，大連交通大學(xué)的陳美玲、曲園園等人[10]以有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂作為主要成膜物質(zhì)，在顏填料不變的基礎(chǔ)上添加納米二氧化硅，制備的低表面能無毒海洋防污涂料涂膜表面具有納米-微米的階層結(jié)構(gòu)。2009年，由高宏、李旭洋、陳美玲等人[11]制備出具有微米-納米階層結(jié)構(gòu)的無毒疏水海洋防污涂料。2010年，他們[12]又用有機(jī)氟單體對丙烯酸樹脂進(jìn)行改性，同時添加納米二氧化硅制備出低表面能防污涂料。1.2含紫外線屏蔽、光催化殺菌納米組分的海洋防污涂料

納米TiO2一方面對于涂料的成膜性能有所改善[13]，另一方面能在光照作用下催化生成具有強(qiáng)氧化能力的物質(zhì)，這對于有機(jī)污染物中難分解種類起到分解作用，最終的氧化分解產(chǎn)物為二氧化碳、水等[14]。據(jù)報道，在空氣凈化、污水處理和保潔除菌等領(lǐng)域，納米 TiO2光催化技術(shù)都應(yīng)用較為廣泛，且防污效果都比較好[15]。日本一家牙科醫(yī)院在醫(yī)院手術(shù)室的手術(shù)臺和墻壁上涂刷納米 TiO2抗菌防污涂料，當(dāng)有光照射時，就可以在短時間內(nèi)將手術(shù)臺和墻壁上的細(xì)菌殺滅。陸長梅等人[16]的研究發(fā)現(xiàn)納米 TiO2可以有效抑制微囊藻的生長。Kallio等人[17]經(jīng)過反復(fù)研究也發(fā)現(xiàn)納米 TiO2具有較好的防污功效。2007 年，黃曉冬、張占平、齊育紅等人[18]研究發(fā)現(xiàn)聚四氟乙烯（PTFE）和銳鈦型納米 TiO2均對海洋細(xì)菌的附著有抑制作用。2008 年，大連交通大學(xué)的李善文，陳美玲等人[19]將納米 TiO2加入已經(jīng)合成的呋喃改性硅丙樹脂中，制備出防污性能更好的無毒防污涂料。2008年12月6日，大連海事大學(xué)張占平教授[20]主持研究的“納米熒光海洋無毒防污涂料的研制”通過了交通運(yùn)輸部科技教育司主持召開的研究項目驗收鑒定。劉紅以氟烯烴-烷基乙烯基酯（FEVE）氟碳樹脂為成膜物、納米TiO2粉末為功能添加劑，試制了系列Nano–TiO2/FEVE氟碳涂層。1.3含有阻止生物附著納米組分的海洋防污涂料

我國青島海洋化工研究所在本世紀(jì)初期研究出了堿式硅酸鹽納米防污涂料。英國的 Jackie Butterfield曾介紹將多種碳納米管與納米有機(jī)硅彈性體復(fù)合改性制成低表面能海洋防污涂料。楊惠芳、申星梅等人制備出了添加納米硫氰酸亞銅的海洋防腐涂料。Davie M等報道了具有導(dǎo)電性的聚吡咯低表面能防污涂料。美國紐約長島的Viachem公司經(jīng)過10年的研發(fā)工作，成功研制出一種共生物殺傷劑納米防污涂料，荷蘭 Sigma 公司近年來開發(fā)了一種基于新型不含錫納米防污涂料，它的自拋光性與含錫涂料相同，但其防縮孔性和防開裂性大大優(yōu)于其他不含錫的防污涂料。德國WiheleBarthott教授[28]對荷葉結(jié)構(gòu)和效應(yīng)進(jìn)行了深入研究，研發(fā)出一系列自清潔涂料。納米海洋無毒防污涂料的發(fā)展現(xiàn)狀與展望

目前，我國常規(guī)防污涂料品種齊全，防污期也可達(dá)3～5年，就常規(guī)防污涂料而言，我國已跨入世界先進(jìn)行列。但在新型納米海洋防污涂料方面，起步較晚，研究也非常少，可商業(yè)化的產(chǎn)品更是少之又少，與世界先進(jìn)水平還有一定差距。低表面能防污涂料改變傳統(tǒng)的以殺死海生物為機(jī)理的防污措施，符合環(huán)境友好型的標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)也不斷有研究人員將納米技術(shù)應(yīng)用到低表面能防污涂料中，并取得了實質(zhì)性的進(jìn)展，但基本上都只是實驗室階段小劑量添加納米材料，未考慮納米顆粒分散問題。另外，關(guān)于納米材料的添加對低表面能涂料的表面能大小的影響也是一個值得關(guān)注的課題。海洋防污涂料發(fā)展的方向是開發(fā)環(huán)境友好型防污涂料，與納米技術(shù)相結(jié)合低表面能防污涂料是未來發(fā)展的重點。隨著性能優(yōu)異的納米海洋無毒低表面能防污涂料的陸續(xù)出現(xiàn)，在現(xiàn)有單一添加納米材料實驗的基礎(chǔ)上，將幾種不同的納米材料同時添加到低表面能防污涂料中進(jìn)行復(fù)配，對于防污性能可能有一定增強(qiáng)的空間。比如: 可以將能提高涂層機(jī)械強(qiáng)度的納米二氧化硅跟具有殺菌效果的納米二氧化鈦同時加入到低表面能防污涂料中，所制備出的混合型納米防污涂料對防污性能的提高值得深入探究。總之，開發(fā)與納米技術(shù)結(jié)合的新型無毒海洋防污涂料將會是21世紀(jì)防污涂料的主流方向。

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第四篇：新型無機(jī)材料的創(chuàng)新與發(fā)展

新型無機(jī)材料的合成與應(yīng)用

姓名：李 猛

學(xué)號：52100602003

摘要：本文簡單介紹了新型無機(jī)材料的分類、特點、應(yīng)用等基本情況，著重強(qiáng)調(diào)了近年來的創(chuàng)新和發(fā)展及其巨大的應(yīng)用價值和發(fā)展?jié)摿?。關(guān)鍵詞：無機(jī)材料 合成 應(yīng)用 1 前言

無機(jī)材料是多種元素以適當(dāng)?shù)慕M合形式所形成的無機(jī)化合物。無機(jī)材料一般可以分為傳統(tǒng)無機(jī)材料和新型無機(jī)材料兩大類。傳統(tǒng)無機(jī)材料指以二氧化硅及其硅酸鹽化合物為主要成分制備的材料，因此又稱硅酸鹽材料。新型無機(jī)材料指新近發(fā)展起來和正在發(fā)展中的具有優(yōu)異性能和特殊功能的材料，其多用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各種非金屬化合物經(jīng)特殊的先進(jìn)工藝制成。

新型無機(jī)材料為高技術(shù)密集型材料，具有以下顯著特點[1]：（1）新型無機(jī)材料以經(jīng)典和現(xiàn)代科學(xué)理論為基礎(chǔ)；（2）綜合運(yùn)用現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，多學(xué)科交叉，知識密集，與現(xiàn)代社會密切相關(guān)，具有特定的功能、結(jié)構(gòu)，突破關(guān)鍵技術(shù)，能夠充分實現(xiàn)材料的價值；（3）品種較多，生產(chǎn)規(guī)模一般較小，更新?lián)Q代快，技術(shù)保密性強(qiáng)，發(fā)展迅速，具有一定的針對性；（3）高投入、耗時長、高風(fēng)險、高技術(shù)、高性能、高產(chǎn)值、高效益。2 新型無機(jī)材料的創(chuàng)新和發(fā)展

新型無機(jī)材料可以根據(jù)各方面的因素，采用混合分類法，以應(yīng)用為主線，分為新型陶瓷材料、納米材料、新能源材料、半導(dǎo)體材料以及其他等幾個領(lǐng)域。這幾個領(lǐng)域在諸多情況下是相互交叉、彼此關(guān)聯(lián)的。2.1 新型陶瓷材料

傳統(tǒng)陶瓷主要采用天然的巖石、礦物、粘土等材料做原料。而新型陶瓷則采用人工合成的高純度無機(jī)化合物或者精制的高純天然無機(jī)物為原料，在嚴(yán)格控制的條件下經(jīng)成型、燒結(jié)和其他處理而制成具有微細(xì)結(jié)晶組織的無機(jī)材料。它具有一系列優(yōu)越的物理、化學(xué)和生物性能，其應(yīng)用范圍是傳統(tǒng)陶瓷遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能相比的，這類陶瓷又稱為特種陶瓷或精細(xì)陶瓷。

新型陶瓷材料主要有電解質(zhì)陶瓷、壓電陶瓷、敏感陶瓷、鐵電陶瓷、超導(dǎo)和磁性陶瓷、納米陶瓷等種類，在國防、航空航天、能源、電子、機(jī)械、汽車、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。以航空航天為例，隨著航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展，對耐高溫材料提出了越來越高的要求，傳統(tǒng)材料已經(jīng)無法滿足這種需求。當(dāng)前，對高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的研究主要集中于SiC、Si3N4、Al2O3和ZrO2等，其中尤以Si3N4高溫結(jié)構(gòu)材料最為引人注目[2]。它們具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、質(zhì)量輕等優(yōu)異的綜合特性。

近年來，Ti3AlC2這種新近發(fā)展起來的新型陶瓷材料也逐漸引起了人們的注意[3]。它兼具金屬和陶瓷的優(yōu)良性能，耐氧化、抗熱震、高彈性模量、高斷裂韌性，更為重要的是在高溫下具有良好的塑性并能保持比目前最好的硬質(zhì)合金還要高的強(qiáng)度，易加工、質(zhì)量輕并且有良好的自潤滑性能，在除了航空航天上的巨大應(yīng)用價值之外，還在新一代電刷和電極材料等領(lǐng)域有著很好的前景。

目前，新型陶瓷材料的主要發(fā)展和創(chuàng)新方向有：陶瓷膜材料、陶瓷基復(fù)合材料、金屬陶瓷、陶瓷涂層、納米陶瓷、梯度陶瓷材料、仿生層狀復(fù)合陶瓷材料等。相信，隨著新型陶瓷材料的不斷發(fā)展，其必將在推動社會發(fā)展、科技進(jìn)步上起到更大的作用。2.2 納米材料

納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(1-100nm)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料[4]。納米材料能夠體現(xiàn)出小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道等納米效應(yīng)，使得納米材料的性能優(yōu)越于粗晶粒組成的傳統(tǒng)材料，擁有一些特殊的性質(zhì)，并在催化、生物醫(yī)藥、機(jī)械、電子、能源等諸多方面有著重要的應(yīng)用[5,6]。作為21世紀(jì)的重要學(xué)科，無機(jī)納米材料的研究開發(fā)和應(yīng)用必將對其他學(xué)科、產(chǎn)業(yè)、社會產(chǎn)生重大的影響。

納米材料的小孔徑效應(yīng)和表面效應(yīng)與化學(xué)電源中的活性材料非常相關(guān)，作為電極的活性材料納米化后，表面增大，電流密度會降低，極化減小，導(dǎo)致電容量增大，從而具有更良好的電化學(xué)活性。特別是最富特征的一維納米材料納米碳管在作為新型貯鋰材料、電化學(xué)貯能材料和高性能復(fù)合材料等方面的研究己取得了重大突破，因而開辟了全新的科學(xué)研究領(lǐng)域[7]。納米微粒作催化劑可以控制反應(yīng)時間、提高反應(yīng)效率及反應(yīng)速度、決定反應(yīng)路徑、有優(yōu)良的選擇性和降低反應(yīng)溫度的特性，主要有金屬（Ag、Pd、Pt、Fe等）、復(fù)合金屬（多種金屬負(fù)載與多空載體上）、相關(guān)化合物（MoS、ZnS等）。在生物醫(yī)藥上，科研人員已經(jīng)成功地利用納米SiO2微粒進(jìn)行細(xì)胞分離，用金納米顆粒進(jìn)行定位病變治療，減少了副作用。納米涂料實現(xiàn)防紫外線輻射、抗降解、變色、殺菌保潔的功效，納米級二氧化錫等可以與樹脂復(fù)合，作為靜電屏蔽涂層[8]。2.3 新能源材料

能源是人類社會進(jìn)步的基礎(chǔ)，能源結(jié)構(gòu)的重大變革引起并促進(jìn)了人類社會的革命性進(jìn)步。從近現(xiàn)代的第一次工業(yè)革命的蒸汽機(jī)的應(yīng)用、第二次工業(yè)革命的電力的應(yīng)用、第三次工業(yè)革命的核能的應(yīng)用，一直到現(xiàn)在正在發(fā)生的第四次工業(yè)革命中新能源的大規(guī)模開發(fā)、應(yīng)用、推廣，無不如此。隨著時代的發(fā)展，原來作為人類社會發(fā)展的主要動力的化石能源正在日益枯竭，并造成了巨大的環(huán)境污染，引發(fā)了人們必須面對的巨大的生存危機(jī)，新能源的出現(xiàn)正在逐漸緩解這種危機(jī)，并注定在將來成為社會新的主要推動力。新能源的開發(fā)是以材料作為基礎(chǔ)的，材料可以提高儲能和能量轉(zhuǎn)化效果，決定新能源的性能、安全性及環(huán)境協(xié)調(diào)性，決定了能源的投資和運(yùn)行成本，并且可以將諸多的不適于大規(guī)模應(yīng)用的能源轉(zhuǎn)化成為可以廣泛利用的新能源，如現(xiàn)在可以利用催化劑、電解質(zhì)使氫與氧直接反應(yīng)產(chǎn)生電能，應(yīng)用于電動車等領(lǐng)域。

氫作為一種潔凈的新能源受到了廣泛的關(guān)注，但是其儲存卻成了很大的問題，近年來發(fā)展起來的固體無機(jī)物儲氫材料為解決這一問題提供了很好的路徑，浙江大學(xué)的林仁波等[9]發(fā)現(xiàn)，球磨2h無水CaCl2樣品在溫度20℃和氨壓0.55MPa的條件下，15min內(nèi)即可完全氨化，形成CaCl2(NH3)8，其吸氨量可達(dá)55.1wt％，相當(dāng)于儲氫量9.72wt％，CaCl2(NH3)8在20—300℃的范圍內(nèi)可通過三步反應(yīng)實現(xiàn)完全脫氨，脫氨反應(yīng)受溫度和壓力控制，其中6個NH3分子在常溫、常壓下即可脫附，如果與NH3分解催化劑聯(lián)用，可能是一種較好的以NH3為介質(zhì)的高容量儲氫材料。球形納米晶LiFeP04作為良好的正極材料，具有原料廉價、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性高、循環(huán)和熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于其他材料等優(yōu)點，同時Li4 Ti5 012作為負(fù)極材料具有充電平穩(wěn)、首次庫侖效率高、循環(huán)穩(wěn)定性好等特點，二者的結(jié)合在1C倍率下的循環(huán)比容量分別高達(dá)140和130mAh/g，是組成高安全性動力鋰離子電池的熱點[10]。此外，新型無機(jī)材料釩摻雜納米TiO2薄膜在太陽能電池的應(yīng)用等都取得了很大的進(jìn)展。2.4 半導(dǎo)體材料

通常來說，半導(dǎo)體是指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料，電阻率一般在104~1010Ω·cm之間。半導(dǎo)體材料是半導(dǎo)體器件的物質(zhì)基礎(chǔ)，從家用電器、太陽能到計算機(jī)、人造衛(wèi)星，半導(dǎo)體材料與國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民的日常生活息息相關(guān)，承擔(dān)著信息交流、溝通等重要作用，也是目前無機(jī)新材料中取得最為迅速發(fā)展的科學(xué)與技術(shù)之一。

作為第三代半導(dǎo)體材料的典型代表，寬禁帶半導(dǎo)體氮化鎵(GaN)具有許多硅材料所不具備的優(yōu)異性能，它具有禁帶寬度寬、臨界擊穿電場強(qiáng)度大、飽和電子漂移速度高、介電常數(shù)小以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性等特點，是高頻、高壓、高溫和大功率應(yīng)用的優(yōu)良半導(dǎo)體材料，在民用和軍事領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，南加州大學(xué)研究了SiO2作為鈍化層對高壓AlGaN/GaN HEMT的影響，實現(xiàn)了擊穿電壓930 V，比導(dǎo)通電阻為2.43 mΩ·cm2的高壓器件[11]。窄禁帶的銻化物半導(dǎo)體材料近年來被國際上公認(rèn)為第三代超高速、超低功耗集成電路和第三代焦平面陣列紅外探測器的首選材料體系，而固體紅外激光器在氣體環(huán)境監(jiān)測、化學(xué)物品探測、生物醫(yī)學(xué)診斷、衛(wèi)星遙感技術(shù)等領(lǐng)域中都有十分重要的應(yīng)用。銻化物材料的禁帶寬帶正好對應(yīng)于2～5μm中紅外波段的大氣窗口，是開發(fā)工作于該波段激光器的重要材料。研究和開發(fā)高性能的新型銻化物基紅外激光器是近年來非?；钴S的研究課題，取得了一系列重要研究成果，如A1GaAsSb／InGaAsSb多量子阱激光器等[12]。2.5 其他新型無機(jī)材料

新型無機(jī)材料中還包含有環(huán)境材料、特種玻璃、人工晶體、多孔材料、無機(jī)纖維、薄膜材料、生物材料等等一系列方面和領(lǐng)域，它們之間往往沒有清楚的界限，互相之間有所包容，這或許就是無機(jī)新材料得到迅速發(fā)展、應(yīng)用廣泛的奧秘所在吧。3 新型無機(jī)材料的展望和趨勢

1、新型能源轉(zhuǎn)換和儲能材料：主要在電動汽車和混合動力車等新一代環(huán)境和諧型交通工具和如風(fēng)能等新能源的發(fā)展上。

2、新型光電子材料及器件：集中在信息技術(shù)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、超大容量信息傳輸、超高密度信息儲存、信息防破譯傳輸方面發(fā)揮巨大作用，如量子通訊技術(shù)。

3、生物醫(yī)用材料：除了人工骨、人工牙齒、HAP陶瓷、心臟瓣膜與血管支架等生物材料之外，還將利用特種納米粒子，進(jìn)行細(xì)胞分離、染色，生物探針標(biāo)記及利用納米制成藥物或新型抗體進(jìn)行臨床疾病診斷、靶向治療。

4、信息功能材料：主要應(yīng)用于信息技術(shù)中，材料的制作將向著微型化和智能化方向發(fā)展，在新一代移動通訊及數(shù)字化信息技術(shù)中，能扮演重要角色。

5、復(fù)合智能型材料：在未來汽車工業(yè)、高速列車、航空航天等領(lǐng)域上，對新一代擁有輕質(zhì)高強(qiáng)、高韌、自修復(fù)、自潔凈、可感知等性能的復(fù)合材料提出了要求。

6、納米無機(jī)材料：主要集中在光子電子納米信息材料；納米發(fā)光材料；納米結(jié)構(gòu)器件設(shè)計等方面。這類材料有可能成為下一代微電子和光電子器件的核心，以及新一代發(fā)光器件。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊華明等．新型無機(jī)材料［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005年．

[2] 王淑梅等.新型陶瓷材料的特性和技術(shù)發(fā)展［J］.江蘇陶瓷，2004,37（3）：1~3.[3] 陳秀娟等.Ti3AlC2陶瓷材料研究進(jìn)展［J］.粉末冶金工業(yè)，2008,18（4）：40~43.[4] 張一，田甜.無機(jī)納米材料的生物催化活性.科學(xué)通報.2014 [5] 李廣社.無機(jī)納米材料的特殊結(jié)構(gòu)與性能.中國化學(xué)會第29屆年會第33分會納米材料 合成與組裝.2014 [6] 張金超，楊康寧.碳納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望.化學(xué)進(jìn)展.2013 [7] 楊朝俊.淺析納米材料在電池中的應(yīng)用［J］.硅谷，2008（5）：60.[8] 朱世東等.納米材料國內(nèi)外研究進(jìn)展Ⅱ［J］.熱處理技術(shù)與裝備，2010,31（4）：1~8.[9] 林仁波等.新型氨基儲氫材料CaCl2的性能研究［J］.無機(jī)材料學(xué)報，2008,23（5）：1059~1062.[10] 高劍等.球形納米晶LiFeP04和Li4 Ti5 012的制備及電池研究［J］.無機(jī)材料學(xué)報，2009,24（1）：139~141.[11] 張波等.氮化鎵功率半導(dǎo)體器件技術(shù)［J］.固體電子學(xué)研究與進(jìn)展，2010,30（1）：1~8.[12] 劉超等.銻化物半導(dǎo)體材料與器件應(yīng)用研究進(jìn)展［J］.半導(dǎo)體技術(shù)，2009,34（6）：525~529.

第五篇：新型無機(jī)非金屬材料可行性研究報告

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新型無機(jī)非金屬材料可行性研

究報告

無機(jī)非金屬材料品種和名目極其繁多,用途各異,因此,還沒有一個統(tǒng)一而完善的分類方法。通常把它們分為普通的(傳統(tǒng)的)和先進(jìn)的(新型的)無機(jī)非金屬材料兩大類。傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料是工業(yè)和基本建設(shè)所必需的基礎(chǔ)材料。如水泥是一種重要的建筑材料;耐火材料與高溫技術(shù),尤其與鋼鐵工業(yè)的發(fā)展關(guān)系密切;各種規(guī)格的平板玻璃、儀器玻璃和普通的光學(xué)玻璃以及日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和電瓷等與人們的生產(chǎn)、生活休戚相關(guān)。它們產(chǎn)量大,用途廣。其他產(chǎn)品,如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化鋁)、鑄石(輝綠巖、玄武巖等)、碳素材料、非金屬礦(石棉、云母、大理石等)也都屬于傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料。新型無機(jī)非金屬材料是20世紀(jì)中期以后發(fā)展起來的,具有特殊性能和用途的材料。它們是現(xiàn)代新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造、現(xiàn)代國防和生物醫(yī)學(xué)所不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)。主要有先進(jìn)陶瓷(advanced ceramics)、非晶態(tài)材料(noncrystal material〉、人工晶體〈artificial crys-tal〉、無機(jī)涂層(inorganic coating)、無機(jī)纖維(inorganic fibre〉等。

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研究概述

研究背景與目標(biāo)

研究的內(nèi)容

研究方法

數(shù)據(jù)來源

研究結(jié)論

可行性研究報告大綱（具體可根據(jù)客戶要求進(jìn)行調(diào)整）第一章第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)

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一、市場規(guī)模

二、競爭態(tài)勢

三、行業(yè)投資的熱點

四、行業(yè)項目投資的經(jīng)濟(jì)性

第二章 新型無機(jī)非金屬材料項目總論 第一節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料項目背景

一、新型無機(jī)非金屬材料項目名稱

二、新型無機(jī)非金屬材料項目承辦單位

三、新型無機(jī)非金屬材料項目主管部門

四、新型無機(jī)非金屬材料項目擬建地區(qū)、地點

五、承擔(dān)可行性研究工作的單位和法人代表

六、研究工作依據(jù)

七、研究工作概況 第二節(jié) 可行性研究結(jié)論

一、市場預(yù)測和項目規(guī)模

二、原材料、燃料和動力供應(yīng)

三、選址

四、新型無機(jī)非金屬材料項目工程技術(shù)方案

五、環(huán)境保護(hù)

六、工廠組織及勞動定員

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七、新型無機(jī)非金屬材料項目建設(shè)進(jìn)度

八、投資估算和資金籌措

九、新型無機(jī)非金屬材料項目財務(wù)和經(jīng)濟(jì)評論

十、新型無機(jī)非金屬材料項目綜合評價結(jié)論 第三節(jié) 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 第四節(jié) 存在問題及建議

第三章 新型無機(jī)非金屬材料項目投資環(huán)境分析 第一節(jié) 社會宏觀環(huán)境分析

第二節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料項目相關(guān)政策分析

一、國家政策

二、新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)準(zhǔn)入政策

三、新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)技術(shù)政策 第三節(jié) 地方政策

第四章 新型無機(jī)非金屬材料項目背景和發(fā)展概況 第一節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料項目提出的背景

一、國家及新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)發(fā)展規(guī)劃

二、新型無機(jī)非金屬材料項目發(fā)起人和發(fā)起緣由 第二節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料項目發(fā)展概況

一、已進(jìn)行的調(diào)查研究新型無機(jī)非金屬材料項目及其成果

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二、試驗試制工作情況

三、廠址初勘和初步測量工作情況

四、新型無機(jī)非金屬材料項目建議書的編制、提出及審批過程 第三節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料項目建設(shè)的必要性

一、現(xiàn)狀與差距

二、發(fā)展趨勢

三、新型無機(jī)非金屬材料項目建設(shè)的必要性

四、新型無機(jī)非金屬材料項目建設(shè)的可行性 第四節(jié) 投資的必要性

第五章 新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)競爭格局分析 第一節(jié) 國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)狀

一、重點企業(yè)信息

二、企業(yè)地理分布

三、企業(yè)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)

四、企業(yè)從業(yè)人數(shù)

第二節(jié) 重點區(qū)域企業(yè)特點分析

一、華北區(qū)域

二、東北區(qū)域

三、西北區(qū)域

四、華東區(qū)域

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五、華南區(qū)域

六、西南區(qū)域

七、華中區(qū)域

第三節(jié) 企業(yè)競爭策略分析

一、產(chǎn)品競爭策略

二、價格競爭策略

三、渠道競爭策略

四、銷售競爭策略

五、服務(wù)競爭策略

六、品牌競爭策略

第六章 新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)財務(wù)指標(biāo)分析參考 第一節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)產(chǎn)銷狀況分析 第二節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)資產(chǎn)負(fù)債狀況分析 第三節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)資產(chǎn)運(yùn)營狀況分析 第四節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)獲利能力分析 第五節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)成本費(fèi)用分析

第七章 新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)市場分析與建設(shè)規(guī)模 第一節(jié) 市場調(diào)查

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一、擬建 新型無機(jī)非金屬材料項目產(chǎn)出物用途調(diào)查

二、產(chǎn)品現(xiàn)有生產(chǎn)能力調(diào)查

三、產(chǎn)品產(chǎn)量及銷售量調(diào)查

四、替代產(chǎn)品調(diào)查

五、產(chǎn)品價格調(diào)查

六、國外市場調(diào)查

第二節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)市場預(yù)測

一、國內(nèi)市場需求預(yù)測

二、產(chǎn)品出口或進(jìn)口替代分析

三、價格預(yù)測

第三節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)市場推銷戰(zhàn)略

一、推銷方式

二、推銷措施

三、促銷價格制度

四、產(chǎn)品銷售費(fèi)用預(yù)測

第四節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料項目產(chǎn)品方案和建設(shè)規(guī)模

一、產(chǎn)品方案

二、建設(shè)規(guī)模

第五節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料項目產(chǎn)品銷售收入預(yù)測

第八章 新型無機(jī)非金屬材料項目建設(shè)條件與選址方案

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第一節(jié) 資源和原材料

一、資源評述

二、原材料及主要輔助材料供應(yīng)

三、需要作生產(chǎn)試驗的原料

第二節(jié) 建設(shè)地區(qū)的選擇

一、自然條件

二、基礎(chǔ)設(shè)施

三、社會經(jīng)濟(jì)條件

四、其它應(yīng)考慮的因素 第三節(jié) 廠址選擇

一、廠址多方案比較

二、廠址推薦方案

第九章 新型無機(jī)非金屬材料項目應(yīng)用技術(shù)方案 第一節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料項目組成 第二節(jié) 生產(chǎn)技術(shù)方案

一、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

二、生產(chǎn)方法

三、技術(shù)參數(shù)和工藝流程

四、主要工藝設(shè)備選擇

五、主要原材料、燃料、動力消耗指標(biāo)

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六、主要生產(chǎn)車間布置方案 第三節(jié) 總平面布置和運(yùn)輸

一、總平面布置原則

二、廠內(nèi)外運(yùn)輸方案

三、倉儲方案

四、占地面積及分析 第四節(jié) 土建工程

一、主要建、構(gòu)筑物的建筑特征與結(jié)構(gòu)設(shè)計

二、特殊基礎(chǔ)工程的設(shè)計

三、建筑材料

四、土建工程造價估算 第五節(jié) 其他工程

一、給排水工程

二、動力及公用工程

三、地震設(shè)防

四、生活福利設(shè)施

第十章 新型無機(jī)非金屬材料項目環(huán)境保護(hù)與勞動安全 第一節(jié) 建設(shè)地區(qū)的環(huán)境現(xiàn)狀

一、新型無機(jī)非金屬材料項目的地理位置

二、地形、地貌、土壤、地質(zhì)、水文、氣象

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三、礦藏、森林、草原、水產(chǎn)和野生動物、植物、農(nóng)作物

四、自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景游覽區(qū)、名勝古跡、以及重要政治文化設(shè)施

五、現(xiàn)有工礦企業(yè)分布情況

六、生活居住區(qū)分布情況和人口密度、健康狀況、地方病等情況

七、大氣、地下水、地面水的環(huán)境質(zhì)量狀況

八、交通運(yùn)輸情況

九、其他社會經(jīng)濟(jì)活動污染、破壞現(xiàn)狀資料

十、環(huán)保、消防、職業(yè)安全衛(wèi)生和節(jié)能

第二節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料項目主要污染源和污染物

一、主要污染源

二、主要污染物

第三節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料項目擬采用的環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn) 第四節(jié) 治理環(huán)境的方案

一、新型無機(jī)非金屬材料項目對周圍地區(qū)的地質(zhì)、水文、氣象可能產(chǎn)生的影響

二、新型無機(jī)非金屬材料項目對周圍地區(qū)自然資源可能產(chǎn)生的影響

三、新型無機(jī)非金屬材料項目對周圍自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景游覽區(qū)等可能產(chǎn)生的影響

四、各種污染物最終排放的治理措施和綜合利用方案

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五、綠化措施，包括防護(hù)地帶的防護(hù)林和建設(shè)區(qū)域的綠化 第五節(jié) 環(huán)境監(jiān)測制度的建議 第六節(jié) 環(huán)境保護(hù)投資估算 第七節(jié) 環(huán)境影響評論結(jié)論 第八節(jié) 勞動保護(hù)與安全衛(wèi)生

一、生產(chǎn)過程中職業(yè)危害因素的分析

二、職業(yè)安全衛(wèi)生主要設(shè)施

三、勞動安全與職業(yè)衛(wèi)生機(jī)構(gòu)

四、消防措施和設(shè)施方案建議

第十一章 企業(yè)組織和勞動定員 第一節(jié) 企業(yè)組織

一、企業(yè)組織形式

二、企業(yè)工作制度

第二節(jié) 勞動定員和人員培訓(xùn)

一、勞動定員

二、年總工資和職工年平均工資估算

三、人員培訓(xùn)及費(fèi)用估算

第十二章 新型無機(jī)非金屬材料項目實施進(jìn)度安排 第一節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料項目實施的各階段

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一、建立 新型無機(jī)非金屬材料項目實施管理機(jī)構(gòu)

二、資金籌集安排

三、技術(shù)獲得與轉(zhuǎn)讓

四、勘察設(shè)計和設(shè)備訂貨

五、施工準(zhǔn)備

六、施工和生產(chǎn)準(zhǔn)備

七、竣工驗收

第二節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料項目實施進(jìn)度表

一、橫道圖

二、網(wǎng)絡(luò)圖

第三節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料項目實施費(fèi)用

一、建設(shè)單位管理費(fèi)

二、生產(chǎn)籌備費(fèi)

三、生產(chǎn)職工培訓(xùn)費(fèi)

四、辦公和生活家具購置費(fèi)

五、勘察設(shè)計費(fèi)

六、其它應(yīng)支付的費(fèi)用

第十三章 投資估算與資金籌措

第一節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料項目總投資估算

一、固定資產(chǎn)投資總額

二、流動資金估算

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第二節(jié) 資金籌措

一、資金來源

二、新型無機(jī)非金屬材料項目籌資方案 第三節(jié) 投資使用計劃

一、投資使用計劃

二、借款償還計劃

第十四章 財務(wù)與敏感性分析 第一節(jié) 生產(chǎn)成本和銷售收入估算

一、生產(chǎn)總成本估算

二、單位成本

三、銷售收入估算 第二節(jié) 財務(wù)評價 第三節(jié) 國民經(jīng)濟(jì)評價 第四節(jié) 不確定性分析

第五節(jié) 社會效益和社會影響分析

一、新型無機(jī)非金屬材料項目對國家政治和社會穩(wěn)定的影響

二、新型無機(jī)非金屬材料項目與當(dāng)?shù)乜萍?、文化發(fā)展水平的相互適應(yīng)性

三、新型無機(jī)非金屬材料項目與當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平的相互適應(yīng)性

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四、新型無機(jī)非金屬材料項目與當(dāng)?shù)鼐用竦淖诮獭⒚褡辶?xí)慣的相互適應(yīng)性

五、新型無機(jī)非金屬材料項目對合理利用自然資源的影響

六、新型無機(jī)非金屬材料項目的國防效益或影響

七、對保護(hù)環(huán)境和生態(tài)平衡的影響

第十五章 新型無機(jī)非金屬材料項目不確定性及風(fēng)險分析 第一節(jié) 建設(shè)和開發(fā)風(fēng)險 第二節(jié) 市場和運(yùn)營風(fēng)險 第三節(jié) 金融風(fēng)險 第四節(jié) 政治風(fēng)險 第五節(jié) 法律風(fēng)險 第六節(jié) 環(huán)境風(fēng)險 第七節(jié) 技術(shù)風(fēng)險

第十六章 新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)發(fā)展趨勢分析

第一節(jié) 我國新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)發(fā)展的主要問題及對策研究

一、我國新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)發(fā)展的主要問題

二、促進(jìn)新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)發(fā)展的對策 第二節(jié) 我國新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)發(fā)展趨勢分析

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第三節(jié) 新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)投資機(jī)會及發(fā)展戰(zhàn)略分析

一、新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)投資機(jī)會分析

二、新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)總體發(fā)展戰(zhàn)略分析 第四節(jié) 我國 新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)投資風(fēng)險

一、政策風(fēng)險

二、環(huán)境因素

三、市場風(fēng)險

四、新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)投資風(fēng)險的規(guī)避及對策

第十七章 新型無機(jī)非金屬材料項目可行性研究結(jié)論與建議 第一節(jié) 結(jié)論與建議

一、對推薦的擬建方案的結(jié)論性意見

二、對主要的對比方案進(jìn)行說明

三、對可行性研究中尚未解決的主要問題提出解決辦法和建議

四、對應(yīng)修改的主要問題進(jìn)行說明，提出修改意見

五、對不可行的項目，提出不可行的主要問題及處理意見

六、可行性研究中主要爭議問題的結(jié)論

第二節(jié) 我國新型無機(jī)非金屬材料行業(yè)未來發(fā)展及投資可行性結(jié)論及建議

第十八章 財務(wù)報表

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第一節(jié) 資產(chǎn)負(fù)債表 第二節(jié) 投資受益分析表 第三節(jié) 損益表

第十九章 新型無機(jī)非金屬材料項目投資可行性報告附件 1、新型無機(jī)非金屬材料項目位置圖 2、主要工藝技術(shù)流程圖 3、主辦單位近5 年的財務(wù)報表、新型無機(jī)非金屬材料項目所需成果轉(zhuǎn)讓協(xié)議及成果鑒定5、新型無機(jī)非金屬材料項目總平面布置圖 6、主要土建工程的平面圖 7、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)摘要表、新型無機(jī)非金屬材料項目投資概算表 9、經(jīng)濟(jì)評價類基本報表與輔助報表 10、現(xiàn)金流量表 11、現(xiàn)金流量表 12、損益表、資金來源與運(yùn)用表 14、資產(chǎn)負(fù)債表 15、財務(wù)外匯平衡表 16、固定資產(chǎn)投資估算表

北京智博睿信息咨詢有限公司 004km.cn、流動資金估算表 18、投資計劃與資金籌措表 19、單位產(chǎn)品生產(chǎn)成本估算表 20、固定資產(chǎn)折舊費(fèi)估算表 21、總成本費(fèi)用估算表、產(chǎn)品銷售（營業(yè)）收入和銷售稅金及附加估算表