新材料的研究及其开发(doc 6页)
新材料行业智能化材料研发方案
新材料行业智能化材料研发方案第一章智能化材料研发概述 (2)1.1 研发背景与意义 (2)1.2 研发目标与任务 (3)第二章智能化材料研发技术路线 (3)2.1 技术原理与框架 (3)2.1.1 技术原理 (3)2.1.2 技术框架 (4)2.2 研发流程与方法 (4)2.2.1 研发流程 (4)2.2.2 研发方法 (5)第三章材料设计与模拟 (5)3.1 材料设计原则 (5)3.1.1 功能导向性原则 (5)3.1.2 结构功能关联原则 (5)3.1.3 成本效益原则 (5)3.1.4 环保可持续原则 (6)3.2 模拟计算方法 (6)3.2.1 第一性原理计算 (6)3.2.2 经验模型计算 (6)3.2.3 分子动力学模拟 (6)3.2.4 蒙特卡洛模拟 (6)3.2.5 机器学习辅助模拟 (6)第四章材料制备与工艺优化 (7)4.1 制备方法与流程 (7)4.1.1 原材料选择 (7)4.1.2 制备方法 (7)4.1.3 制备流程 (7)4.2 工艺参数优化 (7)4.2.1 制备温度 (8)4.2.2 制备时间 (8)4.2.3 制备压力 (8)4.2.4 制备速率 (8)4.2.5 制备条件组合 (8)第五章智能化材料功能评价 (8)5.1 功能指标体系 (8)5.2 功能测试方法 (9)第六章智能化材料结构表征 (10)6.1 结构表征技术 (10)6.1.1 扫描电子显微镜（SEM） (10)6.1.2 透射电子显微镜（TEM） (10)6.1.3 原子力显微镜（AFM） (10)6.1.4 X射线衍射（XRD） (10)6.2 结构与功能关系分析 (10)6.2.1 结构对功能的影响 (10)6.2.2 功能对结构的影响 (11)第七章智能化材料系统集成 (11)7.1 系统集成方法 (11)7.1.1 概述 (11)7.1.2 硬件集成 (11)7.1.3 软件集成 (12)7.1.4 接口集成 (12)7.2 系统功能优化 (12)7.2.1 概述 (12)7.2.2 硬件功能优化 (12)7.2.3 软件功能优化 (12)7.2.4 系统整体功能优化 (13)第八章智能化材料应用开发 (13)8.1 应用领域分析 (13)8.2 应用案例研究 (14)第九章智能化材料研发项目管理 (14)9.1 项目管理原则 (14)9.2 项目进度与风险管理 (15)9.2.1 项目进度管理 (15)9.2.2 风险管理 (15)第十章智能化材料研发成果转化与产业化 (16)10.1 成果转化策略 (16)10.2 产业化进程与市场前景分析 (16)10.2.1 产业化进程 (16)10.2.2 市场前景分析 (16)第一章智能化材料研发概述1.1 研发背景与意义科技的飞速发展，新材料行业在我国国民经济中的地位日益凸显，智能化材料作为新材料领域的重要分支，已经成为未来材料科技发展的战略高地。
导电高分子材料的研究进展及其应用
导电高分子材料的研究进展及其应用摘要：本文讲述了导电高分子材料的起源、分类以及特点。
综述了导电高分子材料的研究进展及其在各个领域的应用。
关键词导电高分子研究进展应用一、引言1958 年Natta 等人合成了聚乙炔，但是当时并没有引起其他科学家的足够重视。
自从1977年美国科学家黑格（A.J.Heeger）和麦克迪尔米德（A.G.MacDiarmid）和日本科学家白川英树（H.Shirakawa）发现掺杂聚乙炔（Polyacetylene,PA）具有金属导电特性以来[1]，有机高分子不能作为电解质的概念被彻底改变。
现在研究的有聚乙炔(Polyacetylene, PAC)、聚吡咯(Polypyrroles,PPY)、聚噻吩(Polythiophenes, PTH)、聚苯胺(Polyaniline,PAN)、聚对苯(Polyparaphenylene, PPP)、聚并苯(Polyacenes,PAS)等,具有许多特殊的电、光、磁和电化学性能。
也因此诞生了一门新型的交叉学科-导电高分子。
这个新领域的出现不仅打破了高分子仅为绝缘体的传统观念,而且它的发现和发展为低维固体电子学,乃至分子电子学的建立和完善作出重要的贡献,进而为分子电子学的建立打下基础,而具有重要的科学意义。
所谓导电高分子是由具有共轭∏键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。
它完全不同于由金属或碳粉末与高分子共混而制成的导电塑料。
导电高分子具有特殊的结构和优异的物理化学性能使它在能源、光电子器件、信息、传感器、分子导线和分子器件, 以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术上有着广泛、诱人的应用前景。
因此, 导电高分子自发现之日起就成为材料科学的研究热点。
经过近30多年的发展，导电高分子已取得了重要的研究进展。
二、导电高分子材料的分类按照材料结构和制备方法的不同可将导电高分子材料分为两大类:一类是结构型(或本征型) 导电高分子材料,另一类是复合型导电高分子材料。
纳米TiO2材料的制备及其光催化性能研究
纳米TiO2材料的制备及其光催化性能研究随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。
环境问题已严重影响现代文明的发展，有机污染物具有持久性的特点而长期威胁人类健康，开发和设计仅利用太阳能即可完成对有机污染物降解的新材料将会是解决环境问题的有效方法之一。
纳米TiO2作为一种光催化材料，具有优异的物理和化学性质，因而被广泛应用和重点研究。
本文就纳米TiO2材料的制备及其光催化性能展开探讨。
标签：纳米TiO2;光催化;制备方法;光催化效能引言半导体光催化技术是解决环境污染与能源短缺等问题的有效途径之一。
以二氧化钛为代表的光催化剂在染料敏化太阳能电池、锂离子电池、光伏器件以及光催化领域表现出明显的使用优势.但是TiO2本身的弱可见光吸收、低电导率、高载流子复合速率限制了其在工业生产中的进一步使用。
科技工作者一般通过掺杂、半导体复合、燃料敏化、表界面性质改性等方法提高TiO2的光电化学性能，使其能在生产实践中广泛应用。
1、TiO2材料简介TiO2在自然界中的主要存在形态为金红石、锐钛矿和板钛矿三种晶型，其中金红石是TiO2的高温相，锐钛矿和板钛矿两种形态是TiO2的低温相。
在三种晶型中光催化活性最好的为锐钛矿型TiO2。
锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV 与之对应的激发波长为387nm。
所以，TiO2作为光催化剂在紫外光条件下具有催化活性，在可见光下一般没有活性。
只有对它的结构进行改性，使它的禁带宽度得以缩小，才可以实现材料在可见光条件下的催化降解反应。
改性的方式目前主要有以下几种方法：通过改变晶体内部结构来改变催化剂禁带宽度的离子掺杂方法，通过形成异质结改变能带结构的半导体复合法，提高催化剂对光的吸收能力的表面光敏化法，增大催化剂比表面积使晶粒细化的负载载体法等。
光催化材料中电子e一和空穴h十的浓度会影响有机物的降解速度。
粒径的减小能够使表面原子增加，使光催化剂吸收光的效率显著提高，使其表面e一和h十的浓度增大，从而提高光催化剂的催化活性。
固态电池关键材料体系发展研究
固态电池关键材料体系发展研究目录一、内容描述 (2)1. 研究背景与意义 (3)2. 研究目的与任务 (4)3. 研究方法与思路 (6)二、固态电池概述 (6)1. 固态电池的基本原理 (7)2. 固态电池的分类 (9)3. 固态电池的特点及优势 (10)三、固态电池关键材料体系 (11)1. 正极材料 (13)2. 负极材料 (14)3. 电解质材料 (16)4. 隔离膜材料 (17)5. 添加剂与粘合剂等辅助材料 (18)四、固态电池关键材料体系的发展现状 (19)1. 正极材料的发展现状 (20)2. 负极材料的发展现状 (21)3. 电解质材料的发展现状 (22)4. 隔离膜材料的发展现状 (23)5. 其他辅助材料的发展现状 (25)五、固态电池关键材料体系的技术挑战与解决方案 (26)1. 技术挑战 (27)2. 解决方案与路径探讨分析 (28)一、内容描述随着全球对可持续能源的需求不断增长，固态电池作为一种具有高效能、长寿命和环保性能的新型电池技术，受到了广泛关注。
固态电池的关键材料体系对其性能和成本具有重要影响，因此研究固态电池关键材料体系的发展具有重要的理论和实际意义。
固态电解质：固态电解质是固态电池的核心组成部分，其性能直接影响到电池的能量密度、循环稳定性和安全性能。
本节将对现有固态电解质的研究进展进行梳理，包括聚合物电解质、无机非金属电解质等，并探讨其在固态电池中的应用前景。
电极材料：电极材料作为固态电池的另一关键组成部分，其导电性、离子传输能力和化学稳定性对于电池的性能至关重要。
本节将对目前主要的电极材料(如硅基、硫属化合物、硫化物等)进行综述，分析其优缺点及在固态电池中的应用潜力。
界面科学与调控：固态电池的界面结构对其性能具有重要影响，如界面电阻、界面反应等。
本节将对固态电池界面科学的研究现状进行梳理，重点关注界面调控策略(如掺杂、包覆、共价键形成等)及其在提高固态电池性能方面的作用。
相变保温建筑材料研究和应用进展
相变保温建筑材料研究和应用进展随着全球对能源效率和可持续发展的日益，相变保温建筑材料（CWBM）成为了研究热点。
这种材料在储能和调节温度方面具有显著优势，为建筑节能提供了新的解决方案。
本文将探讨相变保温建筑材料的研究进展及其在各个领域的应用实例，并展望未来的发展趋势。
相变保温建筑材料是一种利用物质相变过程中吸收或释放大量热量的原理来调节建筑内部温度的材料。
在相变过程中，材料从固态转变为液态或从液态转变为固态，伴随着热量的吸收或释放。
这种材料的出现，可以有效解决传统保温材料导热系数高、储能能力差的问题。
近年来，相变保温建筑材料的研究取得了显著进展。
从材料种类来看，主要包括无机相变材料、有机相变材料和复合相变材料。
无机相变材料具有高储能密度、良好的热稳定性，但成本较高；有机相变材料成本较低、可塑性好，但储能密度和热稳定性较差。
针对不同材料的优缺点，研究者们正在开发高效、低成本的复合相变材料。
目前相变保温建筑材料的研究仍存在一些挑战，如相变温度范围窄、相变储能密度低、成本过高等。
为解决这些问题，未来的研究将更加注重纳米技术、先进复合材料等新型技术的引入，以改善相变保温建筑材料的性能。
相变保温建筑材料在建筑节能领域具有广泛的应用前景。
例如，在住宅和办公楼中，采用相变保温建筑材料可以显著提高建筑物的热效率，降低能源消耗。
这种材料还可以应用于城市综合体、工业建筑等领域。
在特定的领域，如数据中心、冷链物流等，相变保温建筑材料能够为能源管理和温度调控提供有效帮助。
总体来看，相变保温建筑材料的研究和应用前景广阔。
随着技术的不断进步和研究的深入，这种材料在建筑节能、可再生能源利用等领域的应用将更加成熟。
未来的研究将更加注重提高相变保温建筑材料的性能和降低成本，推动其在更广泛领域的普及和应用。
需要加强跨学科合作，促进相变保温建筑材料在产学研用方面的协同创新，为实现绿色建筑和可持续发展做出贡献。
随着能源短缺和环境污染问题的日益严重，可再生能源和节能技术的开发利用逐渐成为全球的焦点。
新材料研发及生产流程规范操作手册
新材料研发及生产流程规范操作手册第1章研发准备 (4)1.1 研发项目立项 (4)1.1.1 项目背景 (4)1.1.2 立项依据 (4)1.1.3 立项流程 (5)1.2 研究目标与需求分析 (5)1.2.1 研究目标 (5)1.2.2 需求分析 (5)1.3 研发团队构建与培训 (5)1.3.1 团队构建 (5)1.3.2 人员配置 (5)1.3.3 培训与提升 (5)1.4 研发资源配置 (5)1.4.1 设备与仪器 (5)1.4.2 材料与试剂 (5)1.4.3 经费支持 (5)1.4.4 信息资源 (6)第2章原材料选择与评估 (6)2.1 原材料种类及功能要求 (6)2.1.1 种类概述 (6)2.1.2 功能要求 (6)2.2 原材料供应商评价与选择 (6)2.2.1 评价标准 (6)2.2.2 选择流程 (6)2.3 原材料质量检验与控制 (7)2.3.1 检验方法 (7)2.3.2 质量控制措施 (7)2.4 原材料存储与运输 (7)2.4.1 储存要求 (7)2.4.2 运输要求 (8)第3章新材料设计 (8)3.1 设计原理与指导思想 (8)3.1.1 设计原理 (8)3.1.2 指导思想 (8)3.2 设计方法与工具 (8)3.2.1 设计方法 (8)3.2.2 设计工具 (9)3.3 设计方案评估与优化 (9)3.3.1 评估指标 (9)3.3.2 评估方法 (9)3.3.3 优化策略 (9)3.4.1 数据分类 (9)3.4.2 数据管理方法 (9)第4章工艺开发 (10)4.1 工艺流程设计 (10)4.1.1 设计原则 (10)4.1.2 设计步骤 (10)4.1.3 设计要求 (10)4.2 工艺参数优化 (10)4.2.1 参数优化原则 (10)4.2.2 参数优化方法 (10)4.2.3 参数优化目标 (10)4.3 工艺试验与验证 (11)4.3.1 试验设计 (11)4.3.2 验证方法 (11)4.3.3 验证目标 (11)4.4 工艺文件编制与审查 (11)4.4.1 编制要求 (11)4.4.2 审查流程 (11)4.4.3 审查内容 (11)第5章中试生产 (11)5.1 中试生产线建设与管理 (12)5.1.1 中试生产线设计原则 (12)5.1.2 中试生产线建设 (12)5.1.3 中试生产线管理 (12)5.2 中试生产计划与组织 (12)5.2.1 中试生产计划制定 (12)5.2.2 中试生产组织 (12)5.3 中试生产过程控制与调整 (12)5.3.1 中试生产过程控制 (12)5.3.2 中试生产过程调整 (13)5.4 中试生产结果分析与总结 (13)5.4.1 中试生产结果分析 (13)5.4.2 中试生产总结 (13)第6章量产准备 (13)6.1 量产生产线规划与建设 (13)6.1.1 生产线规划原则 (13)6.1.2 生产线建设流程 (13)6.2 生产设备选型与采购 (13)6.2.1 设备选型原则 (13)6.2.2 设备采购流程 (14)6.3 生产线调试与验收 (14)6.3.1 生产线调试 (14)6.3.2 生产线验收 (14)6.4.1 工艺文件编制原则 (14)6.4.2 工艺文件内容 (14)6.4.3 工艺文件实施与修订 (14)第7章生产过程控制 (15)7.1 生产计划与调度 (15)7.1.1 制定生产计划 (15)7.1.2 调度安排 (15)7.1.3 生产进度监控 (15)7.2 生产过程监控与记录 (15)7.2.1 工艺参数监控 (15)7.2.2 生产记录 (15)7.2.3 异常处理 (15)7.3 质量控制与检测 (15)7.3.1 原材料检验 (15)7.3.2 在线检测 (15)7.3.3 成品检验 (16)7.4 安全生产与环境管理 (16)7.4.1 安全生产 (16)7.4.2 环境管理 (16)7.4.3 节能减排 (16)第8章产品质量检验与包装 (16)8.1 检验标准与方法 (16)8.1.1 检验标准 (16)8.1.2 检验方法 (16)8.2 产品质量检验流程 (16)8.2.1 进料检验 (16)8.2.2 过程检验 (17)8.2.3 成品检验 (17)8.2.4 抽检 (17)8.3 检验结果处理与追溯 (17)8.3.1 检验结果处理 (17)8.3.2 不合格品追溯 (17)8.4 产品包装与标识 (17)8.4.1 产品包装 (17)8.4.2 产品标识 (17)8.4.3 防护措施 (17)第9章售后服务与技术支持 (17)9.1 客户需求与满意度调查 (17)9.1.1 客户需求收集 (17)9.1.2 客户满意度调查 (18)9.2 技术咨询与培训 (18)9.2.1 技术咨询 (18)9.2.2 技术培训 (18)9.3.1 故障分析 (18)9.3.2 故障处理 (18)9.4 售后服务体系建设 (18)9.4.1 售后服务流程优化 (19)9.4.2 售后服务网络建设 (19)9.4.3 售后服务评价与改进 (19)第10章持续改进与创新发展 (19)10.1 产品与工艺优化 (19)10.1.1 定期评估现有产品的功能，根据客户反馈和市场调研，对产品功能、使用寿命、安全性等方面进行优化。
新材料概论
第1章材料概论1。
材料的定义：材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其它产品的那些物质.2.材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料.如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物,一般都不算是材料。
3.材料的分类根据材料的来源分类:天然材料，人工材料(钢铁材料，陶瓷材料，合成纤维，复合材等）材料按化学组成（或基本组成）分类:①金属材料②无机非金属材料(以某些元素的氧化物、碳化物、氢化物、卤素化合物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
）如：陶瓷，玻璃，水泥，耐火材料③高分子材料（聚合物)④复合材料（是由两种或两种以上化学本质不同的材料组合在一起,使之互补性能优势，从而制成的一类新型材料.一种组成为基体，其粘结作用，另一种或几种为增强体或功能组元，起增加强度或功能的作用.)按基体材料分类：金属基复合材料，陶瓷基复合材料，水泥、混凝土基复合材料，塑料基复合材料，橡胶基复合材料等。
按增强剂形状分类：粒子、纤维及层状复合材料。
材料按用途来分类：结构材料（以力学性能为基础,制造受力构件所用材料。
)，功能材料(主要是利用物质的独特物理、化学性质或生物功能等而形成的一类材料。
）一种材料往往既是结构材料又是功能材料，如铁、铜、铝等。
结构材料对物理或化学性能也有一定要求，如光泽、热导率、抗辐照、抗腐蚀、抗氧化等。
材料按结晶状态分类：单晶材料（由一个比较完整的晶粒构成的材料，如单晶纤维、单晶硅；)多晶材料（由许多晶粒组成的材料，其性能与晶粒大小、晶界的性质有密切的关系。
）非晶态材料(由原子或分子排列无明显规律的固体材料,如玻璃、高分子材料。
）准晶材料（指准周期性晶体材料的简称，准晶仍然是晶体，准晶中的原子分布有严格的位置序，但位置序无周期性，即没有周期性平移对称关系。
）材料按使用领域分类：根据材料服役的技术领域可分为信息材料、航空航天材料、能源材料、生物医用材料等。
其他常见的分类方法：传统材料（基础材料）如钢铁、水泥、塑料等.新型材料（先进材料)4.新材料一般具有以下特点：（1)具有一些优异性能或特定功能如:超高强度、超高硬度、超塑性等力学性能,超导性、磁致伸缩、能量转化、形状记忆等特殊物理或化学性能（2）新材料的发展与材料科学理论比传统材料更为密切（3）新材料的制备和生产往往与新技术、新工艺紧密相关（4）更新换代快，样式多变5.所有材料的宏观性能都是由其化学组成和内部组织结构决定。
硬度在HRC50以上的粉末材料的开发与烧结热处理工艺的研究
硬度在HRC50以上的粉末材料的开发与烧结热处理工艺的研究摘要：本文研究了一种高硬度铁基粉末冶金材料及其生产工艺。
通过选用不同的粉末材质并在不同工艺条件下做各项对比实验得到的性能数据，开发出了一种硬度在HRC50以上的高性价比的粉末冶金材料和烧结热处理工艺。
关键字：粉末冶金、预合金、表面硬度、烧结硬化、渗铜、热处理一、前言现代粉末冶金工业，除了通常所讲的生产铁粉、铜粉等金属粉末和生产铁基、铜基粉末冶金制品等产业外，广义地讲，还应包括用粉末冶金技术制造的所有产品门类的产业。
本文主要介绍铁基粉末冶金材料及其生产工艺。
铁基金属粉末是粉末冶金生产的基本原料，为满足铁基粉末冶金制品生产对金属粉末的各种性能要求，又研究了各种各样的铁粉的生产方法、不同的压制成型工艺、烧结工艺及热处理方法。
文中开发了一种硬度在HRC50以上的铁基粉末冶金产品。
常规条件下，需要将粉末冶金产品的表面硬度达到HRC50以上是有一定难度的。
为满足粉末冶金产品表面的高硬度，整个过程必须非常谨慎严格。
铁粉分为普通纯铁粉和添加合金元素的预合金化铁粉，从原料铁粉的选用上我们需要选取添加一定合金成分的预合金化铁粉，文中各种铁粉均由山东鲁银新材料科技有限公司提供；压制、烧结、热处理等工艺均在禹城粉末冶金制品有限公司进行。
二、实验的方法和过程（一）实验的原料粉末和材料配比：选用5种铁粉作为基粉加入适量的石墨粉、铜粉和润滑剂，润滑剂的含量为0.7%，将粉末压制成形。
5种实验粉末的材料配比分别如下，1#粉：LAP100.29+1.0%C+1.8%Cu+0.7%润滑剂，LAP100.29为水雾化纯铁粉，粉末600MPa压缩性能为7.18g/cm3；2#粉：LAP100.29Mo2+0.6%C+0.7%润滑剂，LAP100.29Mo2为水雾化预合金化钼元素铁粉，Mo含量为0.80—1.00%；3#粉：LAP100.29Mo3+0.6%C+0.7%润滑剂，LAP100.29Mo3为水雾化预合金化钼元素铁粉，Mo含量为1.40—1.60%；4#粉：LAP100.29A4+0.6%C+0.7%润滑剂，LAP100.29A4为水雾化预合金化镍和钼元素铁粉，Mo含量1.30%,Ni含量为1.45%；5#粉：LAP100.29A5+0.6%C+0.7%润滑剂，LAP100.29A4为水雾化预合金化低镍和低钼元素铁粉，Mo含量0.90%,Ni含量为0.50%。
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新材料的研究及其开发(doc 6页)
第六章第二节新材料的研究与开发
半导体材料
光电子材料
●能源功能材料
超导材料
磁性材料
贮能材料
燃料电池
●纳米材料科学技术
但不同档次的硅芯片在21世纪仍大量存在，并将有所发展。
* 在绝缘衬底上的硅（SOI，SiOn Insulator) :功能低、低漏电、集成度高、高速度、工艺简单等。
SOI器件用于便携式通信系统，既耐高温又
抗辐照。
* 集成系统（IS，Integrated System)：在单个芯片上完成整系统的功能，集处理器、存储器直到器件设计于一个芯片 (System on a Chip)。
* 集成电路的总发展趋势：高集成度、微型化、高速度、低功耗、高灵敏度、低噪声、高可靠、长寿命、多功能。
为了达到上述目标，有赖于外延技
术（VPE，LPE，MOCVD 及 MBE）的发展，同时对硅单晶的要求也愈来愈
高。
表1为集成电路的发展对材料质量的要求。
表1 集成电路发展对材料质量的要求
(2)第二代半导体材料是Ⅲ-Ⅴ族化合物
GaAs 电子迁移率是Si的6倍（高速），禁带宽（高温）广泛用于高速、高频、大功率、低噪音、耐高温、抗辐射器件。
GaAs用于集成电路其处理容量大100倍，能力强10倍，抗辐射能力强2个量级，是携带电话的主要材料。
InP 的性能比 GaAs 性能更优越，用于光
纤通讯、微波、毫米波器件。
（3）第三代半导体材料是禁带更宽的SiC、GaN及金刚石。
（4）下一代集成电路的探索
光集成
原子操纵
光电子材料
21世纪光电子材料将得到更大发展
电子质量：10-31 Kg / 电子
电子运动：磁场、电阻热、电磁干扰、光高速、
✪敏感材料种类繁多，涉及半导体材料、功
能陶瓷、高分子、生物酶与核酸链（DNA）
等。
限于篇幅不一一列举。
（二）能源功能材料
• 低温（液氦温度）超导已产业化，价格问题
• 高温（液氮温度）超导已发现30多种
• YBaCuO，Je≥10 5 A/cm2 （薄膜,块体）
• (Bi,Pb) Sr Ca Cu O (B1 2223/ Ag) 带丝线材生产稳定，•质量均一性未能解决，
• 2010年可望产业化
• 探索高温超导，及高温超导机理问题
• 趋导失超后的安全问题
磁性材料
✪硅钢片是最重量要的软磁材料（全世界650万吨）
✪铁基非晶态合金有明显优越性（表5）
特别用于：电焊机，节能，体积小（1/10）
作为结构材料：耐磨（作磁头），耐蚀（代不锈钢）
硬磁材料发展很快，20世纪40年代AlNiCo，50年代铁氧体，65年ReCO
5
,72
年R
2CO
17
，83年NdFeB,磁能积提高了几十倍，从性能价格比来看，（表6）
铁氧体永磁远比其它磁性材料更具有竞争能力；
NdFeB 则单位体积的性能比铁氧体高出10倍而得到更快的发展，目前世界产量近万吨，中国占了一半左右，但性能有待进一步提高。
下一代永磁发展目标是纳米技术的应用与新材料的探索，如：SmFeN等。
过去每10年提高40kJ/m3，2010年达可到600－800kJ/m3。
表6－永磁体价格 / 性能比（1995）
贮能材料（贮氢与高能电池）
电网调峰与环保的需要，信息电子工业所必须，与太阳能配套。
太阳能发电电解水－氢－贮氢
电－蓄电池
也是机械能动力源
贮氢材料：金属间化物贮氢基本成熟（表7），但用于汽
车燃料存在比重大，易中毒和价格问题。
表7－几种金属间化物贮氢材料
表8为几种典型电池反应机理与特性，当前
最有发展前景的是Ni－MH电池，但从比能量密度，
锂电池最好，而价格是前者3.5倍，其中塑料锂
电池具有重量轻，形状可任意改变，安全性更好
的特点，可能是21世纪开发的重点。
Ni－MH电池－汽油混合汽车已实用化，低速
与起动用电池，而高速时自动跳到汽油并充电，
如比可节油（1/2），排放减至1/10，CO
（1/2）。
2
表8－几种典型电池反应机理和特性
燃料电池是将化学能转变为电能的一种装置，效率高、污染小，是21世纪重点发展的一种技术。
目前正在开发的燃料电池，如表9：
表9－正在开发的燃料电池类型
以氢氧燃料电池为例其理论比容量为2975 A.h/kg，比能量为3660 w.h/kg，远高于蓄电池、燃料电池的发展，有电极材料问题。
据报导，Benz厂
用甲醇作燃料电池的燃料已用于汽车。
最近美国NASA正在开展一种试验，即太阳能电池与氢氧燃料电池联合开动
O燃料电的小飞机，白天太阳能电池工作，用剩余电来电解水、晚上H
2
池工作，目前载人还不现实，计划在2003年实现用于通信。
（三）纳米材料科学技术将成
为21世纪最活跃领域
纳米科技的提出
• 3. 在宏观领域和微观领域的研究中出现的三次工业革命：
•（1）在宏观领域中，人类研究了天体宇宙的运动规律，建立了伽利略－牛顿的经典物理学理论体系，奠定了机械学基本原理，蒸汽机的出现
(1769)，以蒸汽动力代替人力,宣告了第一次工业革命。
随着蒸汽机的
发明和不断完善，蒸汽机作为一种动力机不但在纺织、采矿业中得到广
泛的应用，而且还被推广应用到交通运输、冶金、机械、化工等一系列
工业部门，使社会生产力以前所未有的高速度发展.
•（2）１９世纪３0年代，(1831)法拉弟总结出电磁感应定律，随后建立了电力工业系统，带来了工业电气化，出现了电报、电话、电视和无
线电通讯技术，导致了第二次工业革命。
•（3）继蒸汽机时代和电力时代之后，20世纪中叶，随着半导体、晶体管和集成电路的发明，人类迈向了微电子信息时代，出现了第一台电子
计算机（ 1945年，底花费了48万美元，使用了1.8万个电子管）。
引
发了第三次工业革命。
美国半导体协会予计：到2010年，半导体器件的尺寸将达到0.1 m （100 nm）极限，由于量子效应, 小于这一尺寸的所有芯片就不再保持原有的性能,
需要按新的原理来设计，要突破这一极限，我们就得研究纳米尺度中的
理论问题和技术问题。
纳米科技的重要意义
我国纳米科技成果
产业前景
21世纪初各国对纳米科技的攻关社会需要真纳米。