863新材料研究与发展的几点思考

材料工业对国民经济建设和国防建设起着关键的支撑作用,是人类社会进步的物质基础与先导,现代高技术的发展更是密切依赖于新材料的发展。因而世界工业发达国家都把新材料作为优先发展的重点。我国政府历来重视新材料的发展,在原有攻关计划的基础上,1986年新材料又被列入中国高技术研究发展计划(即863计划)。该计划执行情况如何?“九五”计划如何编制?这是关心、支持863新材料发展的材料工作者所关注的事。本文试图从趋势、现状、发展等方面作一些阐述,但仅是一家之言。     

理想中的材料

人类一直努力地创造着新产品,并从无休止地寻找着所需要的材料。若干世纪以后,自然的材料库已从石头、骨头、木材扩大到粘土、钢和20世纪的宠儿——塑料。每一种新材料无不使人们的日常生活发生了巨大的变化。现在,科学家们正开创一个新材料的时代——创造理想中的材料:由99.9%空气组成的硬质稀薄泡沫,透明的钻石防护表层和在化学上广有用途的奇特构型的大分子碳。有些研究者不是在改进自然而是模仿自然。他们的创造有时称为“智能”材料,即把人造触觉和人造肌肉联接起来,使物体能改变自身的形状和硬度来适应环境的变化。到现在为止,这些新材料还不能够在工业上投入生产。但随着工艺的提高和制造费用的降低,这些新     

高技术新材料与计算机模拟技术

1．高技术新材料的产生途径在当代高技术迅速发展过程中，新材料的基础和先导作用正日趋明显，新材料本身已成为高技术的重要组成部分。加速发展新材料是国际高技术激烈竞争夺取“制高点”的重要目标，纵观世界各国的高技术计划，几乎都涉及到新材料，如新型光电材料、新型金属材料、精细陶瓷、先进复合材料、生物技术材料等。高技术新材料的产生大致有以下三个途径：1）由于理论突破或偶然发现而出现的材料，如超导材料、半导体材料、激光晶体、光导纤维与金属玻璃等。其中半导体超晶格材料是一个典型的例子，该材料体系首先从理论上提出，…     

从材料发展到高分子材料科学与工程

1.材料的概念新版辞海中刊载说,除材料泛指一般供参考用的资料之外,在加工工业中,一般把来自采掘工业和农业的劳动对象称为“原料”,把经过工业加工的原料(如钢材、水泥)称为“材料”;二者合称为“原材料”。经济合作和发展组织(OECD)对材料给予的权威性定义为:“材料是供作单独地或组合式地履行相当持久性功能的固体物质”。     

先进材料的关键研究领域

据认为先进材料可能会成为21世纪的技术支柱之一,并可望在欧洲之外的国家取得最大的进展。在迅速发展先进材料方面的竞争能力在很大的程度上取决于一个国家的国防费用的大小和可以预计其效益很大的其他部门如象电子和汽车工业的消费规模。看来,这些部门将是先进材料最先能够得到应用的地方。正是在这些工业领域有钱可花而且有其花钱的动机。大多数的研究努力都是放在这些方向上,尤     

有机信息材料,器件与系统——21世纪光信息系统的新的物质基础

１２０世纪信息材料与器件的发展历程在信息时代,代表国家综合实力,作为国家支柱产业之一的信息高技术产业一直受到世界各国的高度重视。信息产业的发展依赖于显示技术、激光技术、存储技术以及调制技术等方面的进步。而这些技术的发展伊始都是以无机材料为基础的。如发...     

关键技术中的新材料(上)

新材料是发展高新技术的物质基础,也是改造传统产业的必备条件,因此,世界各工业发达国家都给予高度重视,把新材料的研究与开发列为关键技术的重要组成部分。 从目前到下世纪初,新材料的发展主要有以下几个方面: 信息功能材料 信息功能材料是新材料中最活跃的领域。信息行业,主要包括通讯、计算机及控制等三个方面,指信息的获取、传输、存储、显示、处理等,这些都以材料为基础。     

火灾条件下炭化材料热解过程的一种改进模型

提出了一种改进的描述炭化材料热解过程的模型,该模型的主要特点是;考虑了由表面温度的升高引起对流和辐射的热损失以及炭表面的收缩（shrinkage）,同时也允许采用任意级数的反应级数,利用本模型得到的结果与实验值非常吻合,另外,利用本模型计算了较大尺度条件下材料密度以及外加热辐射量对材料热解过程的影响,从而评估了这些因素对材料火灾危险的影响。     

贮氢材料热泵

我国是一个以化石燃料为主要能源的发展中国家,年需一次能源总量超过10亿吨标准煤。由于从一次能源中直接得到的能量形式主要是热能,而热能的贮存、输送都是困难的,结果,在工业和民用领域的能源利用过程中,大量低品位热能随着废气、废水作为“废热”排放到环境中。据统计,我国目前能源利用率不到40%,单位国民生产总值的能耗为发达国家的4～5倍.与此同时,化工、医药、造纸、木材、制糖、制盐等工业和许多农副产品加工业需要大量的低温位热能,这种低温热能目前也是从燃料燃烧的高温热能中获得的。根据热力学第二定律,这种把高品位热能作     

材料与可持续发展

可持续发展是指建立节省资源的工业体系及实现清洁生产;提高能源利用效率及开发新能源与再生能源;改善生态环境和持续农业与林业生产;减少环境污染及降低温室效应与提高社会的可持续发展,包括控制生育与改进人口素质,这些都直接或间接地与材料相关.本文重点讨论以下四个方面:1.要有效地利用自然资源,并重视废物的回收;2.急需开发材料洁净生产新工艺,减少环境污染;3开发基于地球丰富资源的材料体系;4.开发先进材料与先进生产工艺流程是节约资源与减少环境污染的重要途径.     

一种交联结构的渐变折射率有机聚合物材料波导膜

由于集成光学器件主要是由LiN_BO_3和Ⅲ—Ⅴ族晶体材料制备的,在这些电光晶体上形成良好性质的波导是很困难的。虽然利用半导体工艺中的扩散和喷涂方法,可以在某些基材上形成波导,但由于特别大的光损耗和进一步集成的困难使得这些方法制备的波导材料的实用化受到限制。对具有良好波导性质,能与不同电光晶体复合的材料进行研究与开发是必要的。聚合物材料在这一领域虽属后来者,却以其相容性好、制备方便、易于集成化等一系列     

21世纪水雷家族新面孔

随着水雷技术的发展,世界各国特别是发达国家开始研制新型智能化的高技术水雷。在21世纪,这些水雷必将成为水雷家族中的朵朵奇葩。目前,正在研制的新水雷主要有以下几种:     

X射线仿真辐照材料的设计

X射线仿真辐照材料是用于放射学和原子能利用等领域,代替人及生物体进行模拟实验的代用材料,其基本要求是材料与射线作用后对射线的衰减与所模拟的组织相近乃至相同.60年代以来,由于放射医学和原子能科学的广泛应用,该领域的研究受到越来越多的重视,成为生物医学工程中颇为活跃的一个方向.自从1906年使用第一种仿真材料至今,国际上已开发了上百种材料以适应多种要求.然而在材料设计方面,尽管人们先后提出了一些指导性方法,但由于这些方法在准确性、实用性     

新型玻璃的现状和将来

前言高技术发展不仅要求制造方法先进,而且要求与其配套的设备高性能化,但作为最基本重要的还是具有卓越功能的尖端材料。假如把尖端材料应具有的功能进行分类的话,可分为光、电磁、热、机械、化学、生物等各种功能领域,而对新型玻璃来说是具有各种功能的优越材料,并深信今后将有更加优越的新型玻璃问世。新型玻璃可定义为对各领域高技术材料有用的高功能、高性能化的玻璃。为了认识和掌握新型玻璃技术,不仅要熟悉了解玻璃状态,而且也要熟悉了解非结晶(无定形)状态物质以及经过这些状态采用结晶化制造的功能性结晶化玻璃。然而像这些物质,非结晶质半导体、金属玻璃、无定形的碳、有机高分子等物质,由于分别属于大的材料领域内使用,这里不采用。因此在化学组成上局限于氧化物、卤化物、硫族(硫、硒、碲     

有机太阳能电池

地球上的能源——煤炭、石油、天然气等正在惊人地消耗着,发达国家对能源的需求量日益增长,解决能源危机是当今世界上重要的问题.太阳能的利用便是解决能源危机的一种途径. 太阳能龟池是利用半导体材料的光生伏特效应把太阳能直接转换成电能的一种半导体器件.制造太阳能电池的半导体材料,传统的是用无机材料,如硅、硫化镉、砷化镓等.用这些材料制造的器件,其工艺复杂、成本昂贵.目前,为了提高转换效率及降低成本,开展着极为广泛的研究探索工作.据“第五     

漫谈高技术军用食品

随着科学技术的发展,现代战争形态正发生着日新月异的变化,各种高技术兵器已运用于战场,使军队的战斗力获得了空前的提高,但是,不管武器装备如何发展,士兵都离不开吃饭,"兵马未动,粮草先行",这是古今中外军事家皆知的用兵之道,因此,目前世界上一些发达国家在改进武器装备的同时,早已把目光瞄准了军用食品领域,把     

日本的工业发展及科技政策

有两个重要因素使日本的经济发展获得了成功,一个是政府在工业发展上进行投资,另一个是早就认识到良好的教育体系是取得技术进步的一个先决条件。政府的政策倡导从欧洲和北美进口工艺技术并且鼓励在国外培养学生。这些政策促进了日本工业的快速发展以及把外国工艺技术改造适应本国条件。用来发展日本工业的许多方法现在可以用来帮助发展中国家。     

高技术=高风险?!

核能的诱惑力是难以抗御的。1千克铀燃料的热能相当于20万吨煤。因此世人一度争相建立核电站。核电站技术也成为当今高技术之一。高技术会带来高利润,人们往往如是说,如是想。然而却很少想到:高技术必须高投资,高投入伴随着高风险。 1997年初,科技界的一大新闻像闪电一样唤醒了人们对高技术引发的高风险意识。曾经作为法国技术界和能源界自豪的“超凤凰快中子堆”被迫关闭了。快堆,它原设计把核电站的核废料二次燃烧,既可以发电,又免去处理它们的种种麻烦和社会问题。从理论上和技术上,它均可行,引起物理学家和工业界人士的欢欣鼓舞。60年代,美国、英国、法国共耗资数百亿美元建造出第一台快堆样机。70年代,美国的快堆研制人员一度达6000人,德国3000人。法国一马当先,1973年就在马库尔建造了一座25万千瓦的快     

异军突起的增强工程塑料

从汽车配件到洗衣机零件,从网球球拍到宇宙空间站,工程塑料在人们的各个生活领域正日趋重要起来.这些材料就是目前市售的数量小,且价格高的坚韧的增强工程塑料.它的性质可通过改变制造条件或改变填加剂而比较容易的改变.这些塑料包括用玻璃或碳纤维强化了的特种塑料.它们正越来越多地被用到飞机机翼和航空航天工业的其它产品上.     

神奇的生物材料

如果你的心脏出了问题,你可以去医院换一副心脏膜瓣;如果你的动脉血管出了问题,你可以去医院作一个三维支架手术.这些支架和膜瓣,都叫做生物医用材料.还有一种材料,它是用生物技术制成的,比如一种可以被生物降解的树脂--聚乳酸,它叫生物合成材料.把它们合在一起,统称生物材料.