第一篇：新型功能材料發(fā)展趨勢

新型功能材料發(fā)展趨勢

功能材料是一大類具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學以及生物功能的新型材料，是信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等高技術(shù)領(lǐng)域和國防建設的重要基礎(chǔ)材料，同時也對改造某些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，如農(nóng)業(yè)、化工、建材等起著重要作用。功能材料種類繁多，用途廣泛，正在形成一個規(guī)模宏大的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群，有著十分廣闊的市場前景和極為重要的戰(zhàn)略意義。功能材料按使用性能分，可分為微電子材料、光電子材料、傳感器材料、信息材料、生物醫(yī)用材料、生態(tài)環(huán)境材料、能源材料和機敏（智能）材料。由于我們已把電子信息材料單獨作為一類新材料領(lǐng)域，所以這里所指的新型功能材料是除電子信息材料以外的主要功能材料。

功能材料是新材料領(lǐng)域的核心，對高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動和支撐作用，在全球新材料研究領(lǐng)域中，功能材料約占 85 %。隨著信息社會的到來，特種功能材料對高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動和支撐作用，是二十一世紀信息、生物、能源、環(huán)保、空間等高技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料，成為世界各國新材料領(lǐng)域研究發(fā)展的重點，也是世界各國高技術(shù)發(fā)展中戰(zhàn)略競爭的熱點。

鑒于功能材料的重要地位，世界各國均十分重視功能材料技術(shù)的研究。1989年美國200多位科學家撰寫了《90年代的材料科學與材料工程》報告，建議政府支持的6類材料中有5類屬于功能材料。從1995年至2001年每兩年更新一次的《美國國家關(guān)鍵技術(shù)》報告中，特種功能材料和制品技術(shù)占了很大的 比例。2001年日本文部省科學技術(shù)政策研究所發(fā)布的第七次技術(shù)預測研究報告中列出了影響未來的100項重要課題,一半以上的課題為新材料或依賴于新材料發(fā)展的課題,而其中絕大部分均為功能材料。歐盟的第六框架計劃和韓國的國家計劃等在他們的最新科技發(fā)展計劃中, 都把功能材料技術(shù)列為關(guān)鍵技術(shù)之一加以重點支持。各國都非常強調(diào)功能材料對發(fā)展本國國民經(jīng)濟、保衛(wèi)國家安全、增進人民健康和提高人民生活質(zhì)量等方面的突出作用。

1、新型功能材料國外發(fā)展現(xiàn)狀

當前國際功能材料及其應用技術(shù)正面臨新的突破，諸如超導材料、微電子材料、光子材料、信息材料、能源轉(zhuǎn)換及儲能材料、生態(tài)環(huán)境材料、生物醫(yī)用材料及材料的分子、原子設計等正處于日新月異的發(fā)展之中，發(fā)展功能材料技術(shù)正在成為一些發(fā)達國家強化其經(jīng)濟及軍事優(yōu)勢的重要手段。

超導材料 以NbTi、Nb3Sn為代表的實用超導材料已實現(xiàn)了商品化，在核磁共振人體成像（NMRI）、超導磁體及大型加速器磁體等多個領(lǐng)域獲得了應用；SQUID作為超導體弱電應用的典范已在微弱電磁信號測量方面起到了重要作用，其靈敏度是其它任何非超導的裝置無法達到的。但是，由于常規(guī)低溫超導體的臨界溫度太低，必須在昂貴復雜的液氦(4.2K)系統(tǒng)中使用，因而嚴重地限制了低溫超導應用的發(fā)展。

高溫氧化物超導體的出現(xiàn)，突破了溫度壁壘，把超導應用溫度從液氦（4.2K）提高到液氮（77K）溫區(qū)。同液氦相比，液氮是一種非常經(jīng)濟的冷媒，并且具有較高的熱容量，給工程應用帶來了極大的方便。另外，高溫超導體都具有相當高的上臨界場[H c2(4K)>50T]，能夠用來產(chǎn)生20T以上的強磁場，這正好克服了常規(guī)低溫超導材料的不足之處。正因為這些由本征特性Tc、Hc2所帶來的在經(jīng)濟和技術(shù)上的巨大潛在能力，吸引了大量的科學工作者采用最先進的技術(shù)裝備，對高Tc超導機制、材料的物理特性、化學性質(zhì)、合成工藝及顯微組織進行了廣泛和深入的研究。高溫氧化物超導體是非常復雜的多元體系，在研究過程中遇到了涉及多種領(lǐng)域的重要問題，這些領(lǐng)域包括凝聚態(tài)物理、晶體化學、工藝技術(shù)及微結(jié)構(gòu)分析等。一些材料科學研究領(lǐng)域最新的技術(shù)和手段，如非晶技術(shù)、納米粉技術(shù)、磁光技術(shù)、隧道顯微技術(shù)及場離子顯微技術(shù)等都被用來研究高溫超導體，其中許多研究工作都涉及了材料科學的前沿問題。高溫超導材料的研究工作已在單晶、薄膜、體材料、線材和應用等方面取得了重要進展。

生物醫(yī)用材料 作為高技術(shù)重要組成部分的生物醫(yī)用材料已進入一個快速發(fā)展的新階段，其市場銷售額正以每年16%的速度遞增，預計20年內(nèi)，生物醫(yī)用材料所占的份額將趕上藥物市場，成為一個支柱產(chǎn)業(yè)。生物活性陶瓷已成為醫(yī)用生物陶瓷的主要方向；生物降解高分子材料是醫(yī)用高分子材料的重要方向；醫(yī)用復合生物材料的研究重點是強韌化生物復合材料和功能性生物復合材料，帶有治療功能的HA生物復合材料的研究也十分活躍。

能源材料 太陽能電池材料是新能源材料研究開發(fā)的熱點，IBM公司研制的多層復合太陽能電池，轉(zhuǎn)換率高達40%。美國能源部在全部氫能研究經(jīng)費中，大約有50%用于儲氫技術(shù)。固體氧化物燃料電池的研究十分活躍，關(guān)鍵是電池材料，如固體電解質(zhì)薄膜和電池陰極材料，還有質(zhì)子交換膜型燃料電池用的有機質(zhì)子交換膜等，都是目前研究的熱點。

生態(tài)環(huán)境材料 生態(tài)環(huán)境材料是20世紀90年代在國際高技術(shù)新材料研究中形成的一個新領(lǐng)域，其研究開發(fā)在日、美、德等發(fā)達國家十分活躍，主要研究方向是：①直接面臨的與環(huán)境問題相關(guān)的材料技術(shù)，例如，生物可降解材料技術(shù)，CO 2 氣體的固化技術(shù)，SOx、NOx催化轉(zhuǎn)化技術(shù)、廢物的再資源化技術(shù)，環(huán)境污染修復技術(shù)，材料制備加工中的潔凈技術(shù)以及節(jié)省資源、節(jié)省能源的技術(shù)；②開發(fā)能使經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境協(xié)調(diào)性材料，如仿生材料、環(huán)境保護材料、氟里昂、石棉等有害物質(zhì)的替代材料、綠色新材料等；③材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性評價。

智能材料 智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之后的第四代材料，是現(xiàn)代高技術(shù)新材料發(fā)展的重要方向之一，將支撐未來高技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結(jié)構(gòu)材料之間的界線逐漸消失，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能化、功能多樣化?？茖W家預言，智能材料的研制和大規(guī)模應用將導致材料科學發(fā)展的重大革命。國外在智能材料的研發(fā)方面取得很多技術(shù)突破，如英國宇航公司在導線傳感器，用于測試飛機蒙皮上的應變與溫度情況；英國開發(fā)出一種快速反應形狀記憶合金，壽命期具有百萬次循環(huán)，且輸出功率高，以它作制動器時、反應時間，僅為10分鐘；在壓電材料、磁致伸縮材料、導電高分子材料、電流變液和磁流變液等智能材料驅(qū)動組件材料在航空上的應用取得大量創(chuàng)新成果。

2、國內(nèi)功能材料發(fā)展的現(xiàn)狀和差距

我國非常重視功能材料的發(fā)展，在國家攻關(guān)、“ 863”、“973”、國家自然科學基金等計劃中，功能材料都占有很大比例。在“九五”“十五”國防計劃中還將特種功能材料列為“國防尖端”材料。這些科技行動的實施，使我國在功能材料領(lǐng)域取得了豐碩的成果。在“863”計劃支持下，開辟了超導材料、平板顯示材料、稀土功能材料、生物醫(yī)用材料、儲氫等新能源材料，金剛石薄膜，高性能固體推進劑材料，紅外隱身材料，材料設計與性能預測等功能材料新領(lǐng)域，取得了一批接近或達到國際先進水平的研究成果，在國際上占有了一席之地。鎳氫電池、鋰離子電池的主要性能指標和生產(chǎn)工藝技術(shù)均達到了國外的先進水平，推動了鎳氫電池的產(chǎn)業(yè)化；功能陶瓷材料的研究開發(fā)取得了顯著進展，以片式電子組件為目標，我國在高性能瓷料的研究上取得了突破，并在低燒瓷料和賤金屬電極上形成了自己的特色并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，使片式電容材料及其組件進入了世界先進行列； 高檔釹鐵硼產(chǎn)品的研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化取得顯著進展，在某些成分配方和相關(guān)技術(shù)上取得了自主知識產(chǎn)權(quán)； 功能材料還在“兩彈一星”、“四大裝備四顆星”等國防工程中作出了舉足輕重的貢獻。

目前世界各國功能材料的研究極為活躍，充滿了機遇和挑戰(zhàn)，新技術(shù)、新專利層出不窮。發(fā)達國家企圖通過知識產(chǎn)權(quán)的形式在特種功能材料領(lǐng)域形成技術(shù)壟斷，并試圖占領(lǐng)中國廣闊的市場，這種態(tài)勢已引起我國的高度重視。近年來，我國在新型稀土永磁、生物醫(yī)用、生態(tài)環(huán)境材料、催化材料與技術(shù)等領(lǐng)域加強了專利保護。但是，我們應該看到，我國目前功能材料的創(chuàng)新性研究不夠，申報的專利數(shù)，尤其是具有原創(chuàng)性的國際專利數(shù)與我國的地位遠不相稱。我國功能材料在系統(tǒng)集成方面也存在不足，有待改進和發(fā)展。

3、國內(nèi)外功能材料社會經(jīng)濟發(fā)展需求分析

1)功能材料的國外需求分析

根據(jù)預測，2001年新材料技術(shù)產(chǎn)業(yè)在世界市場的銷售額將超過4000億美元,，其中功能材料約占75～80%。某些特種功能材料就其單項而言，其市場也是巨大的。1995年信息功能陶瓷材料及其制品的世界市場銷售額已達210億美元，預期到2010年將達到800億美元；2000年超導材料銷售額已達80億美元,預測2010年的年銷售額預計將達到600億美元，其中高溫超導電力設備的全球銷售額可達50-60億美元,到2020年，全球與超導相關(guān)的產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值（按1995年的價格估算）可能達到1500億到2000億美元，其中高溫超導占60％；2010年全球釹鐵硼永磁材料的市場需求量將達14.6萬噸,產(chǎn)值達80億美元，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值700億美元；生物醫(yī)用材料是一個正在迅速發(fā)展的高技術(shù)領(lǐng)域，目前全球生物醫(yī)用材料及制品的產(chǎn)值超過700億美元，美國約為400億美元，與半導體產(chǎn)業(yè)相當，是美國經(jīng)濟中最活躍、出口量最大的6個產(chǎn)業(yè)之一，近年來一直保持每年20%以上的速率持續(xù)增長，預計到本世紀前十年左右,生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)將達到藥物市場的份額；隨著可持續(xù)發(fā)展政策被各國政府的廣泛采納，生態(tài)環(huán)境材料的市場需求也將迅速增加，估計2010年的社會需求將高于500億美元?？梢?，在全球經(jīng)濟中，特種功能材料無論是需求的規(guī)模，還是需求的增長速度，都是相當驚人的。

2)功能材料的國內(nèi)需求分析

中國作為一個 12億人口的大國，正在實施宏偉的第三步發(fā)展戰(zhàn)略，這一根本國情加之特種功能材料在經(jīng)濟社會發(fā)展中的重要作用和地位，決定了我國對功能材料的需求將是巨大的。

功能材料不僅是發(fā)展我國信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等高技術(shù)領(lǐng)域和國防建設的重要基礎(chǔ)材料，而且是改造與提升我國基礎(chǔ)工業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ) ,直接關(guān)系到我國資源、環(huán)境及社會的可持續(xù)發(fā)展。我國國防現(xiàn)代化建設一直受到以美國為首的西方國家的封鎖和禁運，所以我國國防用關(guān)鍵特種功能材料是不可能依靠進口來解決的，必須要走獨立自主、自力更生的道路。如軍事通信、航空、航天、導彈、熱核聚變、激光武器、激光雷達、新型戰(zhàn)斗機、主戰(zhàn)坦克以及軍用高能量密度組件等，都離不開特種功能材料的支撐。

我國經(jīng)濟的快速增長和社會可持續(xù)發(fā)展，對發(fā)展新型能源及能源材料具有迫切的需求。能源材料是發(fā)展能源技術(shù)、提高能源生產(chǎn)和利用效率的關(guān)鍵因素，我國目前是世界上能源消費增長最快的國家，同時也是能源緊缺的國家。發(fā)展電動汽車、使用清潔能源、節(jié)約石油資源等政策措施使得新型能源轉(zhuǎn)換及儲能材料的需求不斷增加。近年來，隨著電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，我國便攜式電器如手提電話、筆記本計算機用戶每年均以超過 20%的速度增加，形成了一個對小型高能量密度電池的巨大社會需求。

隨著移動通信等新一代電子信息技術(shù)的迅速崛起，作為一大批基礎(chǔ)電子元器件技術(shù)核心的信息功能陶瓷日益成為我國發(fā)展相關(guān)高技術(shù)的需求重點。按照 5%的世界市場占有率計，2010 年我國信息功能陶瓷材料及制品的年銷售額將達 300億元人民幣，對信息通訊產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有舉足輕重的作用。

我國是一個稀土大國，其工業(yè)儲量占世界總儲量的 70%以上，發(fā)展稀土功能材料我國有著獨特的資源優(yōu)勢。例如，稀土永磁材料全世界的年平均增長率為23%,而我國高達60%，1995年全球的釹鐵硼永磁材料的生產(chǎn)總量為6000噸，其中我國為2000噸，占總量的1/3，預測2010年全球釹鐵硼永磁材料的產(chǎn)量將達14.6萬噸，產(chǎn)值達80億美元,其中我國的產(chǎn)量將達5.4萬噸，產(chǎn)值達20多億美元，相關(guān)器件產(chǎn)值達100～150億美元。稀土在發(fā)光、催化等領(lǐng)域的應用也具有廣闊的市場需求。

我國西部還擁有一些儲量豐富的資源，如稀土、鎢、鈦、鉬、鉭、鈮、釩、鋰等，有的工業(yè)儲量甚至占世界總儲量的一半以上，這些資源均是特種功能材料的重要原材料。研究開發(fā)與上述元素相關(guān)的特種功能材料，拓寬其應用領(lǐng)域，取得自主知識產(chǎn)權(quán)，將大幅度地提高我國相關(guān)特種功能材料及制品的國際市場競爭力，這對實現(xiàn)西部資源的高附加值利用，將西部的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢具有重要意義，將有力地支持國家的西部大開發(fā)。

隨著我國人民生活質(zhì)量的進一步改善和提高 ,我國潛在的生物醫(yī)用材料市場將很快轉(zhuǎn)化為充滿勃勃生機的現(xiàn)實市場,從而創(chuàng)造出巨大的社會經(jīng)濟效益，成為國民經(jīng)濟的一個支柱產(chǎn)業(yè)。

我國已確定“在發(fā)展中解決保護，在保護環(huán)境的基礎(chǔ)上實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展”的原則，簽署了有關(guān)國際公約，并通過了國家有關(guān)環(huán)境保護的法律、法規(guī)，這些都為生態(tài)環(huán)境材料需求發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。發(fā)展生態(tài)環(huán)境材料，除了在社會和經(jīng)濟方面具有巨大的需求之外，在政治上還對我國加入 WTO，融入國際社會，提升國際地位具有重要作用。此外，生態(tài)環(huán)境材料還對我國的“科技、人文、綠色”奧運工程起著特殊的作用。

總之，在未來的五到十年，我國經(jīng)濟、社會及國家安全對功能材料有著巨大的需求，功能材料是關(guān)系到我國能否順利實現(xiàn)第三步戰(zhàn)略目標的關(guān)鍵新材料。

4、發(fā)展重點與關(guān)鍵技術(shù)選擇 1)發(fā)展重點

高溫超導材料制備與應用技術(shù) 稀土功能材料

新型能量轉(zhuǎn)換材料與技術(shù)（能源材料）生物醫(yī)用材料

綠色奧運工程材料與技術(shù)

分辨離膜材料與技術(shù)（海水、氯堿膜）印刷（制版、感光）、顯示（OLED）材料 高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù) 2)關(guān)鍵技術(shù)選擇

能源材料

①固體氧化物燃料電池：

固體氧化物燃料電池是一種新型綠色能源裝置，比質(zhì)子交換膜燃料電池有更高的轉(zhuǎn)換效率和節(jié)能效果，可減少二氧化碳排放 50%，不產(chǎn)生NOx，已成為發(fā)達國家重點研究開發(fā)的新能源技術(shù)。但目前研究的固體氧化物燃料電池的工作溫度達800～900℃，其關(guān)鍵部件的材料制備總是成為制約固體氧化物燃料電池發(fā)展的瓶頸。應突破的關(guān)鍵技術(shù)主要有：a）高性能電極材料及其制備技術(shù)；b）新型電解質(zhì)材料及電極支撐電解質(zhì)隔膜的制備技術(shù)；c）電池結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計及其制備技術(shù)；d）電池的結(jié)構(gòu)、性能與表征的研究。②光電轉(zhuǎn)換效率大于 18%的硅基太陽能電池商品化；

研制出光電轉(zhuǎn)換效率大于 18%的低成本、大面積、可商業(yè)化的硅基太陽能電池及其組件。

③太陽能的綜合利用(光電、熱電、熱交換)及其與風力發(fā)電的耦合技術(shù)；建立總體利用效率達15%的追尾聚集光式太陽能光電、熱電、熱交換系統(tǒng)并實用化，建立太陽能綜合利用與風力發(fā)電耦合的實用型分布式地面電站，并可并網(wǎng)供電。稀土材料

①稀土催化材料 ②稀土永磁材料

突破高性能(N50)、高均勻性、高工作溫度、低溫度系數(shù)的燒結(jié)稀土永磁材料和高性能(磁能積20MGOe）粘結(jié)稀土永磁材料的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)。③高亮度、長壽命白光 LED節(jié)能照明系統(tǒng)

低成本、高亮度、長壽命白光 LED節(jié)能照明系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化并進入普通百姓家庭。生物醫(yī)用材料

①生物芯片； ②生物兼容性好、可降解或可誘導再生的人體軟、硬組織替換材料； ③具有分子識別和特異免疫功能的血液凈化材料和裝置。生態(tài)環(huán)境材料

①有機膜分離技術(shù)：海水（或鹽堿水）淡化效率達 50%的有機膜實用化和產(chǎn)業(yè)化。②固沙植被材料與技術(shù)；

③節(jié)能、環(huán)保的建筑材料及其關(guān)鍵工藝技術(shù)：

突破日產(chǎn) 2000噸的流態(tài)化水泥燒成技術(shù)，其單位能耗與粉塵排放低于目前的新型干法工藝；實現(xiàn)純氧燃燒生產(chǎn)浮法建筑玻璃的產(chǎn)業(yè)化。特種功能材料

①無機分離催化膜：突破無機分離催化膜（透氧膜、分子篩膜、透氫膜）的關(guān)鍵制備技術(shù)，建立無機分離催化膜用于天然氣催化轉(zhuǎn)化制備合成氣和液體燃料、天然氣直接轉(zhuǎn)化制備乙烯、生物質(zhì)原料制備乙醇、天然氣制氫等方面的示范性生產(chǎn)裝置。

②大尺寸光學金剛石膜；

③有機磁性材料 :突破本征有機磁性材料的關(guān)鍵技術(shù)。④敏感材料與傳感器。

超導材料 高溫超導材料的制備與應用技術(shù)

第二篇：新型功能材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢及對策研究-招商一部

新型功能材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及

招商對策研究

招商一部 2013年12月

新型功能材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及招商對策研究

新型功能材料是指新近發(fā)展起來和正在發(fā)展中的具有優(yōu)異性能和特殊功能，對科學技術(shù)尤其是對高科技的發(fā)展及新產(chǎn)業(yè)的形成具有決定意義的新材料。新型功能材料例如微電子材料、光電子材料、傳感器材料、信息材料、生物醫(yī)用材料、生態(tài)環(huán)境材料、能源材料和機智能材料。

一、全球行業(yè)發(fā)展態(tài)勢

發(fā)達國家企圖通過知識產(chǎn)權(quán)的形式在特種功能材料領(lǐng)域形成技術(shù)壟斷，并試圖占領(lǐng)中國廣闊的市場，這種態(tài)勢已引起我國的高度重視。

2001年新材料技術(shù)產(chǎn)業(yè)在世界市場的銷售額超過4000億美元，其中功能材料約占75～80%。某些特種功能材料就其單項而言，其市場也是巨大的。1995年信息功能陶瓷材料及其制品的世界市場銷售額已達210億美元，到2010年達到800億美元；2000年超導材料銷售額已達80億美元, 2010年的年銷售額預計將達到600億美元，其中高溫超導電力設備的全球銷售額可達50-60億美元,到2020年，全球與超導相關(guān)的產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值（按1995年的價格估算）可能達到1500億到2000億美元，其中高溫超導占60％；2010年全球釹鐵硼永磁材料的市場需求量達14.6萬噸,產(chǎn)值達80億美元，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值700億美元；生物醫(yī)用材料是一個正在迅速發(fā)展的高技術(shù)領(lǐng)域，目前全球生物醫(yī)用材料及制品的產(chǎn)值超過700億美元，美國約為400億美元，與半導體產(chǎn)業(yè)相當，是美國經(jīng)濟中最活躍、出口量最大的6個產(chǎn)業(yè)之一，近年來一直保持每年20%以上的速率持續(xù)增長，預計到本世紀前十年左右,生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)將達到藥物市場的份額；隨著可持續(xù)發(fā)展政策被各國政府的廣泛采納，生態(tài)環(huán)境材料的市場需求也將迅速增加，估計2010年的社會需求將高于500億美元。可見，在全球經(jīng)濟中，特種功能材料無論是需求的規(guī)模，還是需求的增長速度，都是相當驚人的。

二、國內(nèi)行業(yè)發(fā)展態(tài)勢

我國非常重視功能材料的發(fā)展，在國家攻關(guān)、“ 863”、“973”、國家自然科學基金等計劃中，功能材料都占有很大比例。在“九五”“十五”國防計劃中還將特種功能材料列為“國防尖端”材料。這些科技行動的實施，使我國在功能材料領(lǐng)域取得了豐碩的成果。在“863”計劃支持下，開辟了超導材料、平板顯示材料、稀土功能材料、生物醫(yī)用材料、儲氫等新能源材料，金剛石薄膜，高性能固體推進劑材料，紅外隱身材料，材料設計與性能預測等功能材料新領(lǐng)域，取得了一批接近或達到國際先進水平的研究成果，在國際上占有了一席之地。鎳氫電池、鋰離子電池的主要性能指標和生產(chǎn)工藝技術(shù)均達到了國外的先進水平，推動了鎳氫電池的產(chǎn)業(yè)化；功能陶瓷材料的研究開發(fā)取得了顯著進展，以片式電子組件為目標，我國在高性能瓷料的研究上取得了突破，并在低燒瓷料和賤金屬電極上形成了自己的特色并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，使片式電容材料及其組件進入了世界先進行列； 高檔釹鐵硼產(chǎn)品的研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化取得顯著進展，在某些成分配方和相關(guān)技術(shù)上取得了自主知識產(chǎn)權(quán)； 功能材料還在“兩彈一星”、“四大裝備四顆星”等國防工程中作出了舉足輕重的貢獻。

中國作為一個 12億人口的大國，正在實施宏偉的第三步發(fā)展戰(zhàn)略，這一根本國情加之特種功能材料在經(jīng)濟社會發(fā)展中的重要作用和地位，決定了我國對功能材料的需求將是巨大的。功能材料不僅是發(fā)展我國信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等高技術(shù)領(lǐng)域和國防建設的重要基礎(chǔ)材料，而且是改造與提升我國基礎(chǔ)工業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),直接關(guān)系到我國資源、環(huán)境及社會的可持續(xù)發(fā)展。在未來的五到十年，我國經(jīng)濟、社會及國家安全對功能材料有著巨大的需求，功能材料是關(guān)系到我國能否順利實現(xiàn)第三步戰(zhàn)略目標的關(guān)鍵新材料。

發(fā)展重點：高溫超導材料制備與應用技術(shù)、稀土功能材料、新型能量轉(zhuǎn)換材料與技術(shù)（能源材料）、生物醫(yī)用材料、綠色奧運工程材料與技術(shù)、分辨離膜材料與技術(shù)（海水、氯堿膜）、印刷（制版、感光）、顯示（OLED）材料、高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)

關(guān)鍵技術(shù)選擇：能源材料-①固體氧化物燃料電池②光電轉(zhuǎn)換效率大18%的硅基太陽能電池商品③太陽能的綜合利用及其與風力發(fā)電的耦合技術(shù)；稀土材料-①稀土催化材料②稀土永磁材料③高亮度、長壽命白光LED節(jié)能照明系統(tǒng)；生物醫(yī)用材料-①生物芯片②生物兼容性好可降解或可誘導再生的人體軟、硬組織替換材料③具有分子識別和特異免疫功能的血液凈化材料和裝置；生態(tài)環(huán)境材料-①有機膜分離技術(shù)②固沙植被材料與技術(shù)③節(jié)能、環(huán)保的建筑材料及其關(guān)鍵工藝技術(shù)；特種功能材料-①無機分離催化膜②大尺寸光學金剛石膜③有機磁性材料:突破本征有機磁性材料的關(guān)鍵技術(shù)④敏感材料與傳感器；超導材料-高溫超導材料的制備與應用技術(shù)。

三、新型功能材料龍頭企業(yè)簡析(一)永太科技

浙江永太科技股份有限公司成立于20世紀末，總部位于浙江臺州臨海的國家級化學原料藥基地。公司在江蘇和浙江共計建設了三個主要的生產(chǎn)基地，總占地面積40萬平方米，全職員工共計1200名。公司共計生產(chǎn)四大系列80多種氟苯化合物，是全球產(chǎn)品鏈最完善、產(chǎn)能規(guī)模最大的氟苯精細化學品制造商。公司服務于國內(nèi)外的液晶、醫(yī)藥和農(nóng)藥等多個創(chuàng)新性化學子行業(yè)，產(chǎn)品遠銷美國、歐洲、日本和印度等主要國際市場。經(jīng)過十來年的創(chuàng)業(yè)，公司已經(jīng)發(fā)展成為專業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)和銷售氟精細化學品的國家級重點高新技術(shù)企業(yè)和上市公司。

永太科技含氟精細化工品下游領(lǐng)域具有容量大和多元化的特征：21世紀，液晶顯示和數(shù)字化浪潮是新媒體發(fā)展的必然方向，而氟苯化合物是單晶的必備關(guān)鍵原料，永太科技已經(jīng)和全球三大液晶廠商德國默克、日本智索和永生華清均建立戰(zhàn)略業(yè)務關(guān)系，占據(jù)氟化工價值鏈高端市場；含氟專利醫(yī)藥和農(nóng)藥具有高效、廣譜、低毒、低殘留等特點，越來越多的重磅專利醫(yī)藥和農(nóng)藥含有氟苯片段，永太科技已經(jīng)多次成功為國際專利醫(yī)藥公司和專利農(nóng)藥公司提供百噸級的定制加工服務，成為專利創(chuàng)新性跨國企業(yè)全球供應鏈上不可或缺的關(guān)鍵一環(huán)。

依托現(xiàn)有的綜合性氟化產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和生產(chǎn)研發(fā)平臺，永太科技對氟精細化學品領(lǐng)域進行了持續(xù)深耕。2010年永太科技直接投入研發(fā)費用2187.78萬元，比2009年增長61.56%，連續(xù)三年保持50%以上的增長。2010年，公司已完成75個產(chǎn)品的小試開發(fā)工作，產(chǎn)品涵蓋液晶、醫(yī)藥高級中間體、原料藥等。

緊緊抓住國際專利液晶、醫(yī)藥和農(nóng)藥定制加工向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移的重大戰(zhàn)略機遇，堅持“創(chuàng)新、品質(zhì)、服務”的經(jīng)營理念，憑借強大的綜合氟化產(chǎn)業(yè)技術(shù)和先發(fā)優(yōu)勢，永太科技立志成為獨樹一幟的優(yōu)秀化工企業(yè)。

（二）誠志股份有限公司

公司是一家清華大學控股的高科技上市公司，在生命科技領(lǐng)域，有L-谷氨酰胺和D-核糖等國際領(lǐng)先的高科技產(chǎn)品；在醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域擁有包括國家中藥保護品種、國家二類新藥等在內(nèi)的產(chǎn)品生產(chǎn)批準文號84個品種、102個劑型規(guī)格，有千喜片、化積口服液、腎寶等一批市場暢銷產(chǎn)品；在信息技術(shù)領(lǐng)域，以機械制造集成軟件為代表的高新技術(shù)產(chǎn)品，已進入國內(nèi)業(yè)界的領(lǐng)先行列；在精細化工領(lǐng)域，有“秀波”高分子助洗劑、熒光增白劑、恒威油品等高科技產(chǎn)品；在日化產(chǎn)品領(lǐng)域，有國內(nèi)名牌“草珊瑚”牙膏、“月月紅”及“莎筠”系列產(chǎn)品。2007年，公司擬通過增發(fā)收購家莊永生華清液晶有限公司、石家莊開發(fā)區(qū)永生華清液晶有限公司股權(quán)，全資擁有全球第三、國內(nèi)第一大液晶材料生產(chǎn)商，成為上市公司中第一家涉及液晶材料的化工行業(yè)上市公司。公司計劃在三年時間內(nèi)將TFT液晶材料產(chǎn)能由2噸/年提高至50噸/年。

在生命科技領(lǐng)域，有L-谷氨酰胺和D-核糖等國際領(lǐng)先的高科技產(chǎn)品，穩(wěn)定出口美國等國際市場，有世界領(lǐng)先的高科技產(chǎn)品醫(yī)用穩(wěn)定同位素；

在醫(yī)療產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，有丹東誠志醫(yī)院投資管理有限公司（丹東市第一醫(yī)院）、北京誠志健管科技發(fā)展有限公司（北京華清門診部有限公司）等企業(yè)；

在醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域擁有包括國家中藥保護品種、國家二類新藥等在內(nèi)的產(chǎn)品生產(chǎn)批準文號84個品種、102個劑型規(guī)格，有千喜片、化積口服液、腎寶等一批市場暢銷產(chǎn)品，并建立了全國范圍內(nèi)的醫(yī)藥營銷網(wǎng)絡；

在日化技術(shù)領(lǐng)域，有國內(nèi)名牌“草珊瑚”牙膏、“莎筠”等系列產(chǎn)品。

在貿(mào)易投資產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，有珠海誠志通發(fā)展有限公司、北京金誠合利投資發(fā)展有限公司等企業(yè)。

目前公司正朝著建設國內(nèi)一流高科技上市公司的目標，穩(wěn)健快速地向前發(fā)展。

（三）中材科技股份有限公司

中材科技股份有限公司是中國特種纖維復合材料行業(yè)最大的集研發(fā)設計、產(chǎn)品制造與銷售、成套技術(shù)與裝備于一體的高新技術(shù)企業(yè)，是中國特種纖維復合材料的技術(shù)裝備研發(fā)中心，也是中國國防工業(yè)最大的特種纖維復合材料配套研制基地，引領(lǐng)著中國特種纖維復合材料的技術(shù)發(fā)展方向。

“十五”期間中材科技股份有限公司共承擔國家科技計劃項目 29項，其中國家973計劃項目1項、國家自然科學基金項目2項、國家863計劃項目16項、國家科技攻關(guān)計劃項目10項；同時，承擔國家科技部、國防科工委等省部級科研項目107項。共榮獲國家科技獎勵5項，其中國家科技進步一等獎1項、二等獎4項；獲得國防科工委科技進步一等獎等省部級科技獎勵40余項。公司擁有國家專利31項，專有技術(shù)67項。公司生產(chǎn)的先進復合材料成功應用于我國自主研制的“神舟”系列載人飛船。2011年入選首批“國家技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè)”。

（四）方大集團

方大集團現(xiàn)有節(jié)能環(huán)保、軌道交通設備和半導體照明產(chǎn)業(yè)等三大產(chǎn)業(yè)體系。主要從事節(jié)能環(huán)保幕墻、太陽能光伏幕墻、LED彩顯幕墻、鋁塑復合板、單層鋁板、蜂窩鋁板、納米自潔鋁板、地鐵屏蔽門系統(tǒng)、自動門、安全門、半導體照明（LED）外延片和芯片、芯片封裝及各種LED燈具、LED泛光和景觀照明系統(tǒng)等產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與施工等，是我國節(jié)能減排行業(yè)的“領(lǐng)頭羊”。

方大集團堅持走自主創(chuàng)新道路，自主創(chuàng)新能力和水平不斷提高，其綜合創(chuàng)新能力已居于國內(nèi)同類企業(yè)前列。是中國企業(yè)創(chuàng)紀錄最多的企業(yè)之一；有590項專利，其中發(fā)明專利92項，專利總數(shù)居國內(nèi)同行業(yè)前列；主持或參與制定了我國首部建筑節(jié)能標準《建筑節(jié)能國家標準》、我國首部《城市軌道交通站臺屏蔽門》國家標準等50多項國家和行業(yè)標準，是我國同行業(yè)中參與制訂國家、行業(yè)標準最多的企業(yè)；承擔了包括國家863計劃、國家重大攻關(guān)計劃、國家火炬計劃在內(nèi)的15項國家級科技攻關(guān)計劃，獨立完成省部級以上科技攻關(guān)成果近百項；有10多項產(chǎn)品被列為國家級重點新產(chǎn)品，多項科技成果被列為國家重點推廣項目。建成國家級光電材料與器件工程研究中心、全國同行業(yè)第一家企業(yè)博士后工作站、技術(shù)中心實驗室，獲國家級、省部級、市級科技進步獎60多項。

（五）樂普醫(yī)療

樂普（北京）醫(yī)療器械股份有限公司創(chuàng)立于1999年，總部位于北京市中關(guān)村科技園區(qū)昌平園。公司是從事冠狀動脈藥物支架、先心封堵器、心臟瓣膜、造影機等心血管疾病植介入診療器械及設備產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)與銷售的中外合資央企控股高新技術(shù)企業(yè)，是2009年在深交所創(chuàng)業(yè)板首批上市的28家企業(yè)之一。公司目前擁有國內(nèi)外8家子公司，產(chǎn)品臨床應用覆蓋全國1200家以上心臟診療中心，已發(fā)展成為國內(nèi)領(lǐng)先的心血管病植介入診療器械與設備的高端醫(yī)療產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)集團。

四、相關(guān)行業(yè)協(xié)會

（一）中國材料研究學會

在我國老一代材料科學家倡導和有關(guān)部門的支持下，經(jīng)多年籌備，中國材料研究學會(英文名稱 Chinese Materials Research Society，簡稱 C-MRS)于1991年5月16日在北京成立。協(xié)會工作主要圍繞組織、舉辦國內(nèi)、國際材料科技領(lǐng)域?qū)W術(shù)會議；編輯、出版和發(fā)行中外文的材料科技學術(shù)期刊；組織編著材料科技圖書、會議論文集及其他出版物；開展材料領(lǐng)域的科技咨詢服務活動；組織舉辦材料科技展覽；設立材料科技獎勵基金；推薦、表彰和獎勵優(yōu)秀材料科技工作者；開展材料科學普及和繼續(xù)教育工作；承接項目評審、標準制定、成果鑒定以及專業(yè)技術(shù)職務任職資格評審等工作；履行國際材料研究學會聯(lián)合會會員的權(quán)利和義務；維護本會會員的正當權(quán)益，舉辦為會員服務的事業(yè)和活動。

（二）中國建材工程建設協(xié)會（新型材料工程應用專業(yè)委員會）

鼓勵和支持新型建筑材料在工程建設中的研究與應用，推動和引導會員企業(yè)深化對工程建設中對建材耗能和節(jié)能潛力的研究，逐步提出節(jié)約資源和能源的節(jié)能降耗目標及措施；著重于工程建設中應用的優(yōu)質(zhì)環(huán)保建材產(chǎn)品的宣傳和推廣；在工程材料應用領(lǐng)域進行協(xié)調(diào)、指導和交流，促進行業(yè)內(nèi)新型建材的技術(shù)進步和技術(shù)創(chuàng)新。

第三篇：新型功能材料

先進功能陶瓷材料

摘要:本文概述了先進功能陶瓷材料的基本分類和優(yōu)良性能,并對研究現(xiàn)狀做了陳述和對未來先進功能陶瓷材料的發(fā)展做了展望.關(guān)鍵詞: 先進功能陶瓷材料；分類；優(yōu)良性能；發(fā)展概況；展望

Advanced ceramic materials

Abstract: This paper provides an overview of advanced ceramic materials the basic classification and excellent performance, and the research situation on the statement and the future of advanced ceramic materials is prospected.Key words: advanced ceramic materials;classification;excellent performance;development situation;Prospect

1.功能陶瓷材料的簡要介紹

功能陶瓷材料對電、磁、光、熱、化學、生物等現(xiàn)象或物理量有很強反應，或能使上述某些現(xiàn)象或量值發(fā)生相互轉(zhuǎn)化的一種陶瓷材料。功能陶瓷是一類頗具靈性的材料，它們或能感知光線，或能區(qū)分氣味，或能儲存信息……因此，說它們多才多能一點都不過分【1-3】．它們在電、磁、聲、光、熱等方面具備的許多優(yōu)異性能令其他材料難以企及，有的功能陶瓷材料還是一材多能呢！而這些性質(zhì)的實現(xiàn)往往取決于其內(nèi)部的電子狀態(tài)或原子核結(jié)構(gòu)，又稱電子陶瓷。已在能源開發(fā)、電子技術(shù)、傳感技術(shù)、激光技術(shù)、光電子技術(shù)、紅外技術(shù)、生物技術(shù)、環(huán)境科學等方面有廣泛應用。

超導陶瓷材料就是功能陶瓷的杰出代表。1987年美國科學家發(fā)現(xiàn)釔鋇銅氧陶瓷在98K時具有超導性能，為超導材料的實用化開辟了道路，成為人類超導研究歷程的重要里程碑【2】。壓電陶瓷在力的作用下表面就會帶電，反之若給它通電它就會發(fā)生機械變形。電容器陶瓷能儲存大量的電能，目前全世界每年生產(chǎn)的陶瓷電容器達百億支，在計算機中完成記憶功能。而敏感陶瓷的電性能隨濕、熱、光、力等外界條件的變化而產(chǎn)生敏感效應：熱敏陶瓷可感知微小的濕度變化，用于測溫、控溫；而氣敏陶瓷制成的氣敏元件能對易燃、易爆、有毒、有害氣體進行監(jiān)測、控制、報警和空氣調(diào)節(jié)；而用光敏陶瓷制成的電阻器可用作光電控制，進行自動送料、自動曝光、和自動記數(shù)。磁性陶瓷是部分重要的信息記錄材料。還有半導體陶瓷、絕緣陶瓷、介電陶瓷、發(fā)光陶瓷、感光陶瓷、吸波陶瓷、激光用陶瓷、核燃料陶瓷、推進劑陶瓷、太陽能光轉(zhuǎn)換陶瓷、貯能陶瓷、陶瓷固體電池、阻尼陶瓷、生物技術(shù)陶瓷、催化陶瓷、特種功能薄膜等，在自動控制、儀器儀表、電子、通訊、能源、交通、冶金、化工、精密機械、航空航天、國防等部門均發(fā)揮著重要作用【3】。

2.先進功能陶瓷材料的發(fā)展

先進功能陶瓷是包括具有電，礠，光，聲，熱，力學等不同性能極其交叉偶合效應的壓電，磁電，熱電，光電等能量互換的功能材料，主要分類有電子陶瓷，磁性陶瓷，敏感陶瓷，光電陶瓷，生物陶瓷，快離子導體和高溫超導陶瓷材料等【4】。目前，殘葉規(guī)模最大的功能陶瓷是新型元期間用的信息功能陶瓷或電子陶瓷，約占60%-80%的份額，主要包括：電介質(zhì)陶瓷（電絕緣陶瓷和電容器陶瓷），鐵電陶瓷，壓電陶瓷，微博陶瓷，半導體敏感陶瓷和磁性陶瓷等。

3.先進功能陶瓷材料的基本分類

3.1壓電陶瓷

主要是以鋯鈦酸鉛為主，應用于超聲換能器，壓電諧振器，濾波器，微位移器和壓電驅(qū)動器等【4-5】。近年來，作為環(huán)境友好性材料，無鉛壓電陶瓷的研發(fā)和應用的到普遍重視。3.2電容器陶瓷

陶瓷電容器是電子技術(shù)中使用量醉倒的電容器，其成分主要有金紅石，鈦酸鋇等。其結(jié)構(gòu)有圓片式高壓陶瓷，晶界層電容器和多層陶瓷電容器【5】。3.3 裝置陶瓷

主要包括用于電子技術(shù)，微電子技術(shù)和光電子技術(shù)中，起絕緣作用的高壓電瓷，陶瓷理念，基片及多層陶瓷封裝材料等，有滑石瓷，莫來石，剛玉磁等【6】。隨著高溫和低溫供熱陶瓷技術(shù)的快速發(fā)展，陶瓷和玻璃陶瓷基板材料的需求昨年增加。3.4微波介質(zhì)陶瓷

主要為鈦酸鹽，鋅酸鹽基的陶瓷和玻璃陶瓷。是一種高頻，低能耗，溫度穩(wěn)定型電介質(zhì)材料，已經(jīng)廣泛應用于濾波器，移相器，微波電容等現(xiàn)代微波通訊的關(guān)鍵材料。

3.5 半導體陶瓷

主要組成有鈦酸鋇，鈦酸鎂等，主要用于熱敏，電敏，光敏，氣敏等敏感元件和傳感器中【7】。

3.6 磁性陶瓷

是制造各種磁性與電感器件的基礎(chǔ)材料，包括軟磁鐵氧體，永磁材料以及納米微晶軟磁合金等，其中主要是錳鋅鐵氧體，鎳鋅鐵氧體等。3.7 壓電晶體

應用于以聲表面波器件為主的各類高頻器件，主要有石英晶體，四硼酸鋰和新型雅典單晶等【8】。另外，馳豫型貼點壓電單晶陶瓷等，已經(jīng)在醫(yī)用超聲成像方面取得突破性進展和應用。3.8功能陶瓷薄膜

隨著集成鐵電學的深入研究，鐵電陶瓷薄膜與微電子工藝的兼容，利用其貼典型，美國已成功研制了非揮發(fā)性鐵電隨機存儲器，并且已批量生產(chǎn)。微小型話和集成化的不斷發(fā)展，才來與器件的融合，分立和集成器件的界限越來越模糊，這使得傳統(tǒng)的材料分類變得困難【8-10】。

3.9其他功能陶瓷

除了上述得到廣泛應用的功能陶瓷外，還有很多很有發(fā)展?jié)撃芎蛻们熬暗奶沾刹牧?，例如遠紅外陶瓷，壓電復合材料，磁電復合材料，透明導電材料，快粒子導體陶瓷，生物醫(yī)用陶瓷，高溫超導陶瓷以及核反應堆陶瓷等【9】。

4.先進功能陶瓷材料的應用領(lǐng)域

高性能先進功能陶瓷材料具有電、光、磁、半導、化學等多方面的功能特性，從而在廣泛的應用領(lǐng)域中占有重要地位，并有廣闊的開拓前景。

（1）電學、電子功能材料 該領(lǐng)域中有各種類型的材料，例如：絕緣材料、壓電材料、半導體材料、離子傳導材料等，現(xiàn)將典型的材料列舉如下：氧化鋁、鈦酸鋇、鈦鋯酸鉛、氧化鋅系陶瓷等。

（2）磁學功能材料 鐵氧體就是在這種功能的材料，鐵氧體有軟質(zhì)和硬質(zhì)之分。在軟質(zhì)鐵氧體中，有尖晶石型和石榴石型；在硬質(zhì)鐵氧體中，有磁鉛酸鹽型【11】。

（3）光學功能材料 透光陶瓷有氧化鋁、氧化鎂、氧化釔；透光壓電陶瓷（光電陶瓷）已知有PLZT【12】。

（4）化學功能材料 這一領(lǐng)域的材料中，作為敏感元件的有：氣敏元件、濕敏元件和催化劑；作為氧化物有的：氧化錫、氧化鋅、復合氧化物等，應用很廣。（5）熱功能材料 作為紅外線輻射材料的有氧化鋯、氧化鈦?？捎米鳠嵩础＃?）生物體功能材料 應用在人工牙齒、人工骨、人工關(guān)節(jié)等等。以下是幾種常用的先進功能陶瓷的大概分類和應用領(lǐng)域：

（一）電性陶瓷——可分別歸納為幾大類

1．介質(zhì)材料。許多陶瓷材料具有高的介電常數(shù)，稱為介質(zhì)材料。按其結(jié)構(gòu)與性能，可分為以下幾類。

（1）絕緣陶瓷。其典型代表有al2o3、aln及beo等。al2o3陶瓷已廣泛用作半導體集成電路的基片與高性能的封裝材料。aln具有更高的導熱系數(shù)，有利于在日益增長集成度條件下熱量的散失，是繼al2o3之后，下一代的基片材料。beo同樣具有高的導熱系數(shù)，但由于鈹?shù)亩拘?，而且價格昂貴，限制了它的應用。

（2）鐵電陶瓷。這是一大類功能陶瓷，具有鐵電性，以ba-tio3、srtio3等為代表，有寬廣的應用性，其中電容性陶瓷的產(chǎn)量及銷售額占有最大的比重。

（3）壓電陶瓷。鐵電陶瓷經(jīng)過極化處理，在大多數(shù)情況下可使其電疇轉(zhuǎn)向、排列，從而具有壓電性，以鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等為其主要代表。用它們制成的器件，在水聲、電聲、超聲、濾波、引燃、引爆等方面，有甚為廣泛的應用【13】。最近，微位移器的發(fā)展，壓電陶瓷及電致伸縮陶瓷發(fā)揮了很大作用。著名的huber望遠鏡在外層空間的位置的微小而精確的調(diào)整，就是用這種微位移器實現(xiàn)的。2．半導陶瓷——不少類無機物質(zhì)具有半導性，被利用為在不同環(huán)境下的敏感材料，發(fā)展成為傳感器。

（1）濕敏材料、器件。

（2）溫度敏感材料與器件——典型的有被廣泛使用的ptc、ntc器件。

（3）氣氛敏感材料與器件。

（4）變阻器（varister）——sic、zno等。吸收高電壓、脈沖電流，作為避雷器等。

3．離子導體。其中以摻雜cao或y2o3的四方穩(wěn)定zro2作為氧離子導體，以及β”al2o3和nasicon作為鈉離子導體最有代表性。前者作為在各種環(huán)境下，包括高溫窯爐、煙道氣、汽車尾氣和鋼水中測定氧的濃度等，已發(fā)展成相應的器件，獲得廣泛的應用。在近年來發(fā)展中的氧化物燃料電池（sofc），氧離子導體是整個系統(tǒng)中構(gòu)成傳導氧離子的電介質(zhì)部件，起到核心的作用。而鈉離子導體材料則是多年來引起材料界與電化學界重視的鈉-硫電池的關(guān)鍵材料。

（二）磁性陶瓷

1．軟磁材料。以鐵氧體為代表的軟磁材料，人們經(jīng)過多年的工作，開發(fā)了幾代材料，為磁記錄介質(zhì)的應用與發(fā)展做出貢獻。它的優(yōu)點之一，是更適于在高頻下使用。

2．硬磁材料。另外一大類鐵氧體陶瓷構(gòu)成鐵磁體材料，也適用于高頻，同樣獲得廣泛的應用。

（三）光性陶瓷

陶瓷材料做到透明，從而可利用其光性，是陶瓷材料制備科學的一大進步。其關(guān)鍵是要在燒結(jié)致密化過程中，排除其中幾乎所有的閉口氣孔。否則，由于存在著許多與可見光波長相似的氣孔，射入光因強烈的散射作用，不能透過，使陶瓷材料失透。

1．透明氧化鋁。一般al2o3陶瓷是不透明的，利用其耐高溫、高硬度、耐磨損，高強度以及電絕緣等特性。但當人們掌握了在制備al2o3陶瓷時，排除其中的全部氣孔，即成為透明氧化鋁。現(xiàn)在的水平，已可制出透過95％可見光的管子，用做高壓鈉蒸氣燈。在燈管內(nèi)，溫度可達1400℃，同時鈉蒸氣有強烈的腐蝕作用，透明氧化鋁成為理想的燈管材料，現(xiàn)已是一巨大的產(chǎn)業(yè)。

2．透明mgo、zns等。是紅外及特殊的窗口材料。在工業(yè)、高溫實驗室及國防上均有重要應用【13】。

3．透明摻鑭的鋯鈦酸鉛（plzt）陶瓷，是一種有廣泛應用價值的功能陶瓷。由于可制備得到透明的材料，在光閥、光調(diào)制、光存儲、顯示等領(lǐng)域獲得應用，成為光信息處理技術(shù)中的重要材料和器件。

（四）化學陶瓷即利用其化學及電化學性能的一類材料。

1．氣敏材料與器件，如zno、fe2o3、sno2等。已用于氣氛檢測器、漏氣報警及自動換氣風扇等。

2．催化劑載體及催化劑——沸石、氧化鋁、尖晶石以及相應的納米材料是很好或已獲得廣泛應用的催化劑載體，有些經(jīng)過修飾就具有很好的催化劑功能。

3．電極材料。用于諸多的電解工業(yè)，主要是碳化物、硼化物等。

（五）熱性陶瓷

主要利用陶瓷，特別是涂層材料在適當?shù)母邷叵戮哂懈咝实募t外輻射特性。例如以 zro2及 tio2為基的涂層，在食品、化工、醫(yī)藥等許多行業(yè)中獲得應用。

5.先進功能陶瓷材料的發(fā)展現(xiàn)狀

先進功能陶瓷材料已經(jīng)發(fā)展成為多晶體，單晶，薄膜，多層膜，復合材料等多種材料形態(tài)的大家族，功能效應的多樣性，成分和結(jié)構(gòu)的復雜性和應用的廣泛性，使得先進功能陶瓷材料科學發(fā)展成為一門新興的的交叉學科，設計固體物理，晶體化學，固體力學，電子器件與信息工程科學等多學科領(lǐng)域【14】，具有豐富的科學內(nèi)涵，目前，先進功能陶瓷已經(jīng)成為新一代電子元器件殘葉的關(guān)鍵材料，是促進信息技術(shù)重大創(chuàng)新的源泉和先導，是技術(shù)創(chuàng)新和高科技發(fā)展十分活躍的研究領(lǐng)域，其地位僅次于集成電路，是當今世界競爭最激烈，發(fā)展最迅速的基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性的產(chǎn)業(yè)。同時也是衡量一個國家綜合實力和國際競爭力的重要標志之一。先進功能陶瓷以每年15%的高速度增長，大約五年年產(chǎn)量增加一倍，信息功能陶瓷材料及其制品的用量逐年增加，因此先進功能陶瓷材料對電子信息產(chǎn)業(yè)及集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著非常重要的作用【15】。

6.先進功能陶瓷材料的發(fā)展前景和展望

功能陶瓷的不斷開發(fā)．對科學技術(shù)的發(fā)展起了巨大促進作用．功能陶瓷的應用領(lǐng)域也隨之更為廣泛．目前主要用于電、磁、光、聲、熱和化學等信息的檢羽、轉(zhuǎn)換、傳輸、處理和存儲等，并已在電子信息、集成電路、計算機、能源工程、超聲換能人工智能、生物工程等眾多近代科技領(lǐng)域顯示出廣闊的應用前景。根據(jù)功能陶瓷組成結(jié)構(gòu)的易詞性和可控性，可以制備超高絕緣性、絕緣性、半導 性、導電性和超導電性陶瓷；根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和耦合特性，可以制備壓電、光電、熱電、磁電和鐵電等陶瓷；根據(jù)其對外場條件的敏感效應，可制備熱敏氣敏、濕敏、壓敏、磁敏和光敏等敏感陶瓷【16】。高溫超導氧化物陶瓷的發(fā)現(xiàn)，能陶瓷的研究形成了全球性的熱點，高溫超導陶瓷的研究開發(fā)，為未來的技術(shù)革命帶來新的曙光。本世紀90年代開始的納米功能陶瓷的研究，表明人們已開始深入到介于宏觀與原子尺度的納米層次來研究功能陶瓷的性能與結(jié)構(gòu)，以期進一步開拓功能陶新的應用領(lǐng)域無論從應用的廣度。還是市場占有率來看，在當前及以后相當一段時間內(nèi)。功能陶瓷在現(xiàn)代陶瓷中仍將占據(jù)主導地位。因此，功能陶瓷今后在性能方面會向著高教能、高可靠性、低損耗、多功能、超高功能以及智能化方向發(fā)展【17】。在設備技術(shù)方面向著多層、多相乃至超微細結(jié)構(gòu)的調(diào)控與復合、低溫活化燒結(jié)、立體布線、超細超純、薄膜技術(shù)等方向發(fā)展，在材料及應用的主要研究方向應包括智能化敏感陶瓷及其傳感器；具有高轉(zhuǎn)換率、高可靠性、低損耗、大功率的壓電陶瓷及其換能器；超高速大容量超導計算機用光纖陶瓷材料；多層封裝立體布線用的高導熱低介電常數(shù)陶瓷基板材料；量大面廣、低燒、高比容、用定性的多層陶瓷電容器材料等?，F(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的快速提高，極大地促進了陶瓷工業(yè)的發(fā)展 陶瓷產(chǎn)品的應用也日益擴大，因此我們可以相信現(xiàn)代陶瓷必將給我們的生活帶來巨大的變化，滲透到我們生活的各個方面。參考文獻： 【1】 張金升張銀燕編著.陶瓷材料顯微結(jié)構(gòu)與性能.北京:化學工業(yè)出版社2007 【2】 張玉龍, 馬建平編著.實用陶瓷材料手冊.北京: 化學工業(yè)出版社2006 【3】 李榮久編編著.陶瓷金屬復合材料.北京: 冶金工業(yè)出版社2006

【4】 潘金生, 仝健民, 田民波.材料科學基礎(chǔ)[ M].北京:清華大學出版社.1998.【5】 金宗哲等.復相陶瓷增強顆粒尺寸效應[ J].硅酸鹽學報, 1995, 23(6): 610.【6】 穆柏春.陶瓷材料的強韌化[M].北京: 冶金工業(yè)出版社.2002.【7】黃 勇.晶須補強陶瓷基復合材料界面研究進展[ J].硅酸鹽學報, 1996, 24: 453.【8】 張俊善.材料強度學[M].哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學出版社.2004.【9】 Evans A G.Perspective on the development of high-toughness ceramics [ J].J Am Ceram Soc, 2005, 75(3):187.【10】Upadhya K, Yang J M ,Hoffmann W P.Materials for ult ra2high temperature st ructural applications[J ].Am Ceram SocBull ,1997 ,76(12):51

【11】 Bronson A , Ma Y T , Mut so R.Compatibility of ref ractorymetal boride/ oxide composites at ult ra2high temperatures[J ].J Elect rochem Soc ,1992 ,139(11):3183 【12】 Fahrenholtz W G, Hilmas G E.Ref ractory diborides of zir2conium and hafnium[J ].J Am Ceram Soc ,2007 ,90 :1347

【13】 呂春燕, 顧華志,汪厚植.ZrB2 系陶瓷材料的研究進展[J ].材料導報,2003 ,17(9):246 【14】 Fahrenholtz W G.The ZrB2 volatility diagram[J ].J Am Ce2ram Soc ,2005 ,88 :3509

【15】程秀梅.含碳耐火材料中添加ZrB2 的性狀和效果[J ].國外耐火材料,1994 ,11 :52

【16】 Norasetthekul S.Use of zirconium diboride2copper as anelect rode in plasma applications [J ].J Mater Sci ,1999 ,34 :1261

第四篇：新型功能材料綜述

功能材料是一大類具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學以及生物功能的新型材料，是信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等高技術(shù)領(lǐng)域和國防建設的重要基礎(chǔ)材料，同時也對改造某些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，如農(nóng)業(yè)、化工、建材等起著重要作用。功能材料種類繁多，用途廣泛，正在形成一個規(guī)模宏大的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群，有著十分廣闊的市場前景和極為重要的戰(zhàn)略意義。新型功能材料是指新近發(fā)展起來和正在發(fā)展中的具有優(yōu)異性能和特殊功能，對科學技術(shù)尤其是對高科技的發(fā)展及新產(chǎn)業(yè)的形成具有決定意義的新材料。新型功能材料例如微電子材料、光電子材料、傳感器材料、信息材料、生物醫(yī)用材料、生態(tài)環(huán)境材料、能源材料和機智能材料。由于我們已把電子信息材料單獨作為一類新材料領(lǐng)域，所以這里所指的新型功能材料是除電子信息材料以外的主要功能材料。

超導材料 以NbTi、Nb3Sn為代表的實用超導材料已實現(xiàn)了商品化，在核磁共振人體成像（NMRI）、超導磁體及大型加速器磁體等多個領(lǐng)域獲得了應用；SQUID作為超導體弱電應用的典范已在微弱電磁信號測量方面起到了重要作用，其靈敏度是其它任何非超導的裝置無法達到的。但是，由于常規(guī)低溫超導體的臨界溫度太低，必須在昂貴復雜的液氦(4.2K)系統(tǒng)中使用，因而嚴重地限制了低溫超導應用的發(fā)展。

高溫氧化物超導體的出現(xiàn)，突破了溫度壁壘，把超導應用溫度從液氦（4.2K）提高到液氮（77K）溫區(qū)。同液氦相比，液氮是一種非

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應用化學 常經(jīng)濟的冷媒，并且具有較高的熱容量，給工程應用帶來了極大的方便。另外，高溫超導體都具有相當高的上臨界場[H c2(4K)>50T]，能夠用來產(chǎn)生20T以上的強磁場，這正好克服了常規(guī)低溫超導材料的不足之處。正因為這些由本征特性Tc、Hc2所帶來的在經(jīng)濟和技術(shù)上的巨大潛在能力，吸引了大量的科學工作者采用最先進的技術(shù)裝備，對高Tc超導機制、材料的物理特性、化學性質(zhì)、合成工藝及顯微組織進行了廣泛和深入的研究。高溫氧化物超導體是非常復雜的多元體系，在研究過程中遇到了涉及多種領(lǐng)域的重要問題，這些領(lǐng)域包括凝聚態(tài)物理、晶體化學、工藝技術(shù)及微結(jié)構(gòu)分析等。一些材料科學研究領(lǐng)域最新的技術(shù)和手段，如非晶技術(shù)、納米粉技術(shù)、磁光技術(shù)、隧道顯微技術(shù)及場離子顯微技術(shù)等都被用來研究高溫超導體，其中許多研究工作都涉及了材料科學的前沿問題。高溫超導材料的研究工作已在單晶、薄膜、體材料、線材和應用等方面取得了重要進展。

生物醫(yī)用材料 作為高技術(shù)重要組成部分的生物醫(yī)用材料已進入一個快速發(fā)展的新階段，其市場銷售額正以每年16%的速度遞增，預計20年內(nèi)，生物醫(yī)用材料所占的份額將趕上藥物市場，成為一個支柱產(chǎn)業(yè)。生物活性陶瓷已成為醫(yī)用生物陶瓷的主要方向；生物降解高分子材料是醫(yī)用高分子材料的重要方向；醫(yī)用復合生物材料的研究重點是強韌化生物復合材料和功能性生物復合材料，帶有治療功能的HA生物復合材料的研究也十分活躍。

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應用化學 能源材料 太陽能電池材料是新能源材料研究開發(fā)的熱點，IBM公司研制的多層復合太陽能電池，轉(zhuǎn)換率高達40%。美國能源部在全部氫能研究經(jīng)費中，大約有50%用于儲氫技術(shù)。固體氧化物燃料電池的研究十分活躍，關(guān)鍵是電池材料，如固體電解質(zhì)薄膜和電池陰極材料，還有質(zhì)子交換膜型燃料電池用的有機質(zhì)子交換膜等，都是目前研究的熱點。

生態(tài)環(huán)境材料 生態(tài)環(huán)境材料是20世紀90年代在國際高技術(shù)新材料研究中形成的一個新領(lǐng)域，其研究開發(fā)在日、美、德等發(fā)達國家十分活躍，主要研究方向是：①直接面臨的與環(huán)境問題相關(guān)的材料技術(shù)，例如，生物可降解材料技術(shù)，CO 2 氣體的固化技術(shù)，SOx、NOx催化轉(zhuǎn)化技術(shù)、廢物的再資源化技術(shù)，環(huán)境污染修復技術(shù)，材料制備加工中的潔凈技術(shù)以及節(jié)省資源、節(jié)省能源的技術(shù)；②開發(fā)能使經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境協(xié)調(diào)性材料，如仿生材料、環(huán)境保護材料、氟里昂、石棉等有害物質(zhì)的替代材料、綠色新材料等；③材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性評價。

智能材料 智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之后的第四代材料，是現(xiàn)代高技術(shù)新材料發(fā)展的重要方向之一，將支撐未來高技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結(jié)構(gòu)材料之間的界線逐漸消失，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能化、功能多樣化?？茖W家預言，智能材料的研制和大規(guī)模應用將導致材料科學發(fā)展的重大革命。國外在智能材料的研發(fā)方面取得很多技術(shù)突破，如英國宇航公司在導線傳感

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應用化學 器，用于測試飛機蒙皮上的應變與溫度情況；英國開發(fā)出一種快速反應形狀記憶合金，壽命期具有百萬次循環(huán)，且輸出功率高，以它作制動器時、反應時間，僅為10分鐘；在壓電材料、磁致伸縮材料、導電高分子材料、電流變液和磁流變液等智能材料驅(qū)動組件材料在航空上的應用取得大量創(chuàng)新成果。

我國非常重視新型功能材料的發(fā)展，在國家攻關(guān)、“ 863”、“973”、國家自然科學基金等計劃中，新型功能材料都占有很大比例。在“九五”“十五”國防計劃中還將特種功能材料列為“國防尖端”材料。這些科技行動的實施，使我國在功能材料領(lǐng)域取得了豐碩的成果。在“863”計劃支持下，開辟了超導材料、平板顯示材料、稀土功能材料、生物醫(yī)用材料、儲氫等新能源材料，金剛石薄膜，高性能固體推進劑材料，紅外隱身材料，材料設計與性能預測等功能材料新領(lǐng)域，取得了一批接近或達到國際先進水平的研究成果，在國際上占有了一席之地。鎳氫電池、鋰離子電池的主要性能指標和生產(chǎn)工藝技術(shù)均達到了國外的先進水平，推動了鎳氫電池的產(chǎn)業(yè)化；功能陶瓷材料的研究開發(fā)取得了顯著進展，以片式電子組件為目標，我國在高性能瓷料的研究上取得了突破，并在低燒瓷料和賤金屬電極上形成了自己的特色并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，使片式電容材料及其組件進入了世界先進行列； 高檔釹鐵硼產(chǎn)品的研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化取得顯著進展，在某些成分配方和相關(guān)技術(shù)上取得了自主知識產(chǎn)權(quán)； 新型功能材料還在“兩彈一星”、“四大裝備四顆星”等國防工程中作出了舉足輕重的貢獻。

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應用化學 目前世界各國新型功能材料的研究極為活躍，充滿了機遇和挑戰(zhàn)，新技術(shù)、新專利層出不窮。發(fā)達國家企圖通過知識產(chǎn)權(quán)的形式在特種功能材料領(lǐng)域形成技術(shù)壟斷，并試圖占領(lǐng)中國廣闊的市場，這種態(tài)勢已引起我國的高度重視。近年來，我國在新型稀土永磁、生物醫(yī)用、生態(tài)環(huán)境材料、催化材料與技術(shù)等領(lǐng)域加強了專利保護。但是，我們應該看到，我國目前新型功能材料的創(chuàng)新性研究不夠，申報的專利數(shù)，尤其是具有原創(chuàng)性的國際專利數(shù)與我國的地位遠不相稱。我國新型功能材料在系統(tǒng)集成方面也存在不足，有待改進和發(fā)展。

根據(jù)預測，2001年新材料技術(shù)產(chǎn)業(yè)在世界市場的銷售額將超過4000億美元,，其中功能材料約占75～80%。某些特種功能材料就其單項而言，其市場也是巨大的。1995年信息功能陶瓷材料及其制品的世界市場銷售額已達210億美元，預期到2010年將達到800億美元；2000年超導材料銷售額已達80億美元,預測2010年的年銷售額預計將達到600億美元，其中高溫超導電力設備的全球銷售額可達50-60億美元,到2020年，全球與超導相關(guān)的產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值（按1995年的價格估算）可能達到1500億到2000億美元，其中高溫超導占60％；2010年全球釹鐵硼永磁材料的市場需求量將達14.6萬噸,產(chǎn)值達80億美元，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值700億美元；生物醫(yī)用材料是一個正在迅速發(fā)展的高技術(shù)領(lǐng)域，目前全球生物醫(yī)用材料及制品的產(chǎn)值超過700億美元，美國約為400億美元，與半導體產(chǎn)業(yè)相當，是美國經(jīng)濟中最活躍、出口量最大的6個產(chǎn)業(yè)之一，近年來一直保持每年20%以上的速率持續(xù)

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應用化學 增長，預計到本世紀前十年左右,生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)將達到藥物市場的份額；隨著可持續(xù)發(fā)展政策被各國政府的廣泛采納，生態(tài)環(huán)境材料的市場需求也將迅速增加，估計2010年的社會需求將高于500億美元?？梢?，在全球經(jīng)濟中，新型功能材料無論是需求的規(guī)模，還是需求的增長速度，都是相當驚人的。

我國經(jīng)濟的快速增長和社會可持續(xù)發(fā)展，對發(fā)展新型能源及能源材料具有迫切的需求。能源材料是發(fā)展能源技術(shù)、提高能源生產(chǎn)和利用效率的關(guān)鍵因素，我國目前是世界上能源消費增長最快的國家，同時也是能源緊缺的國家。發(fā)展電動汽車、使用清潔能源、節(jié)約石油資源等政策措施使得新型能源轉(zhuǎn)換及儲能材料的需求不斷增加。近年來，隨著電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，我國便攜式電器如手提電話、筆記本計算機用戶每年均以超過 20%的速度增加，形成了一個對小型高能量密度電池的巨大社會需求。

隨著移動通信等新一代電子信息技術(shù)的迅速崛起，作為一大批基礎(chǔ)電子元器件技術(shù)核心的信息功能陶瓷日益成為我國發(fā)展相關(guān)高技術(shù)的需求重點。按照 5%的世界市場占有率計，2010 年我國信息功能陶瓷材料及制品的年銷售額將達 300億元人民幣，對信息通訊產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有舉足輕重的作用。

我國是一個稀土大國，其工業(yè)儲量占世界總儲量的 70%以上，發(fā)展稀土功能材料我國有著獨特的資源優(yōu)勢。例如，稀土永磁材料全世界的年平均增長率為23%,而我國高達60%，1995年全球的釹鐵硼永磁材料的生產(chǎn)總量為6000噸，其中我國為2000噸，占

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應用化學 總量的1/3，預測2010年全球釹鐵硼永磁材料的產(chǎn)量將達14.6萬噸，產(chǎn)值達80億美元,其中我國的產(chǎn)量將達5.4萬噸，產(chǎn)值達20多億美元，相關(guān)器件產(chǎn)值達100～150億美元。稀土在發(fā)光、催化等領(lǐng)域的應用也具有廣闊的市場需求。

我國西部還擁有一些儲量豐富的資源，如稀土、鎢、鈦、鉬、鉭、鈮、釩、鋰等，有的工業(yè)儲量甚至占世界總儲量的一半以上，這些資源均是特種功能材料的重要原材料。研究開發(fā)與上述元素相關(guān)的特種功能材料，拓寬其應用領(lǐng)域，取得自主知識產(chǎn)權(quán)，將大幅度地提高我國相關(guān)特種功能材料及制品的國際市場競爭力，這對實現(xiàn)西部資源的高附加值利用，將西部的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢具有重要意義，將有力地支持國家的西部大開發(fā)。

隨著我國人民生活質(zhì)量的進一步改善和提高 ,我國潛在的生物醫(yī)用材料市場將很快轉(zhuǎn)化為充滿勃勃生機的現(xiàn)實市場,從而創(chuàng)造出巨大的社會經(jīng)濟效益，成為國民經(jīng)濟的一個支柱產(chǎn)業(yè)。

我國已確定“在發(fā)展中解決保護，在保護環(huán)境的基礎(chǔ)上實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展”的原則，簽署了有關(guān)國際公約，并通過了國家有關(guān)環(huán)境保護的法律、法規(guī)，這些都為生態(tài)環(huán)境材料需求發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。發(fā)展生態(tài)環(huán)境材料，除了在社會和經(jīng)濟方面具有巨大的需求之外，在政治上還對我國加入 WTO，融入國際社會，提升國際地位具有重要作用。此外，生態(tài)環(huán)境材料還對我國的“科技、人文、綠色”奧運工程起著特殊的作用。

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應用化學 總之，在未來的五到十年，我國經(jīng)濟、社會及國家安全對功能材料有著巨大的需求，功能材料是關(guān)系到我國能否順利實現(xiàn)第三步戰(zhàn)略目標的關(guān)鍵新材料。

新型功能材料對高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動和支撐作用，在全球新材料研究領(lǐng)域中，新型功能材料約占 85 %。隨著信息社會的到來，新型功能材料對高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動和支撐作用，是二十一世紀信息、生物、能源、環(huán)保、空間等高技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料，成為世界各國新材料領(lǐng)域研究發(fā)展的重點，也是世界各國高技術(shù)發(fā)展中戰(zhàn)略競爭的熱點。發(fā)展新型功能材料技術(shù)也正在成為一些發(fā)達國家強化其經(jīng)濟及軍事優(yōu)勢的重要手段。

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應用化學

第五篇：新型建筑材料及發(fā)展趨勢心得體會

新型建筑材料及發(fā)展趨勢心得體會

一、新型建筑材料介紹

隨著改革開放的深入，我國經(jīng)濟發(fā)展迅猛，人們的物質(zhì)文化生活都有了很大的提高，集中體現(xiàn)在衣食住行方面，尤其是在住的方面要求更加的高質(zhì)量。這就促進了建筑業(yè)的迅猛發(fā)展。此外，建筑材料直接影響土木和建筑工程的安全可靠性、耐久性及適用性（經(jīng)濟適用、美觀、節(jié)能）等各種性能。因此，新型建筑材料的開發(fā)、生產(chǎn)和使用，對于促進社會進步、發(fā)展國民經(jīng)濟具有重要意義。

新型建材擁有材質(zhì)輕、強度高、節(jié)能、保溫、節(jié)土、裝飾等特殊特性。采用新型建材不但使房屋功能大大改善，還可以使建筑物內(nèi)外更具現(xiàn)代氣息，滿足人們的審美要求；根據(jù)不同的功能，有的新型建材可以顯著減輕建筑物自重，為推廣輕型建筑結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了條件，有的新型建筑材料可以減少施工成本，作為節(jié)能首選。新型建筑材料推動了建筑施工技術(shù)現(xiàn)代化，大大加快了建房速度。

新型建筑材料是在傳統(tǒng)建筑材料基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新一代建筑材料, 主要包括新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料和裝飾裝修材料。新型建筑材料及其制品工業(yè)是建立在技術(shù)進步、保護環(huán)境和資源綜合利用基礎(chǔ)上的新興產(chǎn)業(yè)。一般來說，新型建筑材料應具有以下特點：復合化、多功能化、節(jié)能化、綠色化、輕質(zhì)高強化、工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)展新型建材，大力開發(fā)和推廣應用新技術(shù)、新品種，帶動行業(yè)整體素質(zhì)的提高，是從根本上調(diào)整建材行業(yè)結(jié)構(gòu)、推動產(chǎn)業(yè)升級，改善和提高人民居住條件和生活質(zhì)量，實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，促進建材和建筑業(yè)現(xiàn)代化的重要措施。當今社會只有可持續(xù)的綠色發(fā)展才能夠更持久，更能創(chuàng)造效益。因此發(fā)展新型建筑材料勢在必行。

二、新型建筑材料發(fā)展趨勢

隨著城市化進程加快，城市人口密度日趨加大，城市功能日益集中和強化，需要建造高層建筑，以解決眾多人口的居住問題和行政、金融、商貿(mào)、文化等部門的辦公空間，因此要求結(jié)構(gòu)建筑向輕質(zhì)高強方向發(fā)展。目前主要目標仍然是開發(fā)高強度鋼材和高強混凝土，同時探索將碳纖維及其他纖維材料與混凝土聚合物等復合制造的輕質(zhì)高強結(jié)構(gòu)材料。新型建筑材料擁有更好應用空間，才能更好的發(fā)展，而新型建筑材料的對于建筑的重要意義更是決定了它的發(fā)展趨勢。

新型墻材的使用使得結(jié)構(gòu)構(gòu)件無論從斷面尺寸還是單位容重都大大減少了,不但減輕建筑物自重,而且優(yōu)化了結(jié)構(gòu)設計、提高了建筑經(jīng)濟性,使其結(jié)構(gòu)自重降低,且具有良好的經(jīng)濟效果。其次,減輕非承重構(gòu)件及裝飾材料的自重。高層建筑除減少承重結(jié)構(gòu)自重外,還要改進非承重構(gòu)件,這些構(gòu)件只起到保溫、隔熱、隔氣、隔聲的作用,所以對非承重構(gòu)件更要大力推廣輕質(zhì)材料。

大深度地下空間是目前為止還沒有被廣泛開發(fā)利用的領(lǐng)域，隨著地球表面土地面積逐年減少，人類除了向高空發(fā)展外，大深度地下是一個很有潛力的發(fā)展空間。與超高層建筑相比，地下空間結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)點。例如具有保溫、隔熱、防風等特點，可以節(jié)省建筑能耗。為實現(xiàn)大深度地下空間建設，需要開發(fā)能適應地下環(huán)境要求的藥劑材料、生物材料、土壤改良劑、水之凈化劑等。

在大空間建筑中“第五代建材”膜材料也是一種廣泛應用的新型材料，它是由高分子聚合物涂層與基材按照所需的厚度、寬度通過特定的加工工藝粘合而成?，F(xiàn)在它可以發(fā)揮極大承載力，構(gòu)筑靈活大空間，并且具有自然生態(tài)美外觀。

隨著人類智能化的發(fā)展，智能化材料也被人們重視和研發(fā)，所謂智能化材料，即材料本身具有自我診斷和預告破壞、自我調(diào)節(jié)和自我修復的功能，以及可重復利用性。這類材料當內(nèi)部發(fā)生某種異常變化時，能將材料的內(nèi)部狀況，例如位移、變形、開裂等情況反映出來，以便在破壞前采取有效措施；同時，智能化材料能夠根據(jù)內(nèi)部的承載能力及外部作用情況進行自我調(diào)整，例如吸濕放濕材料，可根據(jù)環(huán)境的溫度自動吸收或放出水分，能保持環(huán)境溫度平衡；自動調(diào)光玻璃，根據(jù)外部光線的強弱，調(diào)整進光量，滿足室內(nèi)的采光和健康性要求。智能化材料還具有類似于生物的自我生長，新陳代謝的功能，對破壞或受到傷害的部位進行自我修復。當建筑物解體的時候，材料本身還可重復使用，減少建筑垃圾。這類材料的研究開發(fā)目前處于起步階段，關(guān)于自我診斷、預告破壞和自我調(diào)節(jié)等功能已有初步成果。

隨著世界建筑的發(fā)展，21世紀將推出綠色建筑，智能化建筑，健康型建筑等類型的建筑，而傳統(tǒng)的建筑材料，早已不能滿足這些需要，那么發(fā)展新的裝飾裝修材料就成為了一件勢在必行的事。為了滿足人們對于建筑不同的需求，新型裝飾裝修材料也將變的五花八門，千變?nèi)f化，功能齊全，這一切都注定發(fā)展新型材料對于建筑物有著重要的意義。