新材料是指新近發(fā)展或正在發(fā)展的具有優(yōu)異性能的結(jié)構(gòu)材料和有特殊性質(zhì)的功能材料。結(jié)構(gòu)材料主要是利用它們的強(qiáng)度、韌性、硬度、彈性等機(jī)械性能。如新型陶瓷材料，非晶態(tài)合金 (金屬玻璃) 等。功能材料主要是利用其所具有的電、光、聲、磁、熱等功能和物理效應(yīng)。近幾年，世界上研究、發(fā)展的新材料主要有新金屬材料，精細(xì)陶瓷和光纖等等。

　　近期，浙江省第5個(gè)掛牌的省實(shí)驗(yàn)室——甬江實(shí)驗(yàn)室正式揭牌。針對(duì)新材料開展前沿科學(xué)研究，突破關(guān)鍵核心技術(shù)，全力打造國(guó)家戰(zhàn)略科技力量。甬江實(shí)驗(yàn)室集聚中科院寧波材料所、國(guó)科大寧波材料工程學(xué)院等省級(jí)以上新材料科創(chuàng)平臺(tái)6家、省部級(jí)以上研發(fā)平臺(tái)近30個(gè)、國(guó) 家 級(jí)高新技術(shù)企業(yè)30家。

　　寧波科創(chuàng)2025重大專項(xiàng)累計(jì)部署實(shí)施項(xiàng)目(課題)350余項(xiàng)，預(yù)算總投入超百億元，有力撬動(dòng)特殊環(huán)境防腐涂料、高品質(zhì)車用鋁合金、新型生物基呋喃衍生物等數(shù)十項(xiàng)新材料領(lǐng)域技術(shù)成果攻堅(jiān)趕超。

　　世界材料產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值以每年約30%的速度增長(zhǎng)，化工新材料、微電子、光電子、新能源成了研究最活躍、發(fā)展較快、較為投資者所看好的新材料領(lǐng)域，材料創(chuàng)新已成為推動(dòng)人類文明進(jìn)步的重要?jiǎng)恿χ唬泊龠M(jìn)了技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。

　　隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，人們?cè)趥鹘y(tǒng)材料的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)代科技的研究成果，開發(fā)出新材料。新材料按組分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料(如陶瓷、砷化鎵半導(dǎo)體等)、有機(jī)高分子材料、先進(jìn)復(fù)合材料四大類。按材料性能分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料。

　　結(jié)構(gòu)材料主要是利用材料的力學(xué)和理化性能，以滿足高強(qiáng)度、高剛度、高硬度、耐高溫、耐磨、耐蝕、抗輻照等性能要求;功能材料主要是利用材料具有的電、磁、聲、光熱等效應(yīng)， 以實(shí)現(xiàn)某種功能，如半導(dǎo)體材料、磁性材料、光敏材料、熱敏材料、隱身材料和制造原子 彈、氫 彈的核材料等。新材料在國(guó)防建設(shè)上作用重大。例如，超純硅、砷化鎵研制成功，導(dǎo)致大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的誕生，使計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度從每秒幾十萬(wàn)次提高到每秒百億次以上;航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料的工作溫度每提高100℃，推力可增大24%;隱身材料能吸收電磁波或降低武器裝備的紅外輻射，使敵方探測(cè)系統(tǒng)難以發(fā)現(xiàn)等等。

　　材料的主要種類：

　　半導(dǎo)體材料是一類具有半導(dǎo)體性能(導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間，電阻率約在1mΩ·cm～1GΩ·cm范圍內(nèi))、可用來制作半導(dǎo)體器件和集成電路的電子材料。半導(dǎo)體材料可按化學(xué)組成來分，再將結(jié)構(gòu)與性能比較特殊的非晶態(tài)與液態(tài)半導(dǎo)體單獨(dú)列為一類。按照這樣分類方法可將半導(dǎo)體材料分為元素半導(dǎo)體、無機(jī)化合物半導(dǎo)體、有機(jī)化合物半導(dǎo)體和非晶態(tài)與液態(tài)半導(dǎo)體。

　　能對(duì)磁場(chǎng)作出某種方式反應(yīng)的材料稱為磁性材料。按照物質(zhì)在外磁場(chǎng)中表現(xiàn)出來磁性的強(qiáng)弱，可將其分為抗磁性物質(zhì)、順磁性物質(zhì)、鐵磁性物質(zhì)、反鐵磁性物質(zhì)和亞鐵磁性物質(zhì)。大多數(shù)材料是抗磁性或順磁性的，它們對(duì)外磁場(chǎng)反應(yīng)較弱。鐵磁性物質(zhì)和亞鐵磁性物質(zhì)是強(qiáng)磁性物質(zhì)，通常所說的磁性材料即指強(qiáng)磁性材料。對(duì)于磁性材料來說，磁化曲線和磁滯回線是反映其基本磁性能的特性曲線。鐵磁性材料一般是Fe，Co，Ni元素及其合金，稀土元素及其合金，以及一些Mn的化合物。磁性材料按照其磁化的難易程度，一般分為軟磁材料及硬磁材料。

　　納米材料是納米科技領(lǐng)域中最富活力、研究?jī)?nèi)涵十分豐富的科學(xué)分支。用納米來命名材料是20世紀(jì)80年代，納米材料是指由納米顆粒構(gòu)成的固體材料，其中納米顆粒的尺寸較多不超過100納米。納米材料的制備與合成技術(shù)是當(dāng)前主要的研究方向，雖然在樣品的合成上取得了一些進(jìn)展，但至今仍不能制備出大量的塊狀樣品，因此研究納米材料的制備對(duì)其應(yīng)用起著至關(guān)重要的作用。

　　永磁材料經(jīng)磁化后，去除外磁場(chǎng)仍保留磁性，其性能特點(diǎn)是具有高的剩磁、高的矯頑力。利用此特性可制造永 久磁鐵，可把它作為磁源。如常見的指南針、儀表、微電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、錄音機(jī)、電話及醫(yī)療等方面。永磁材料包括鐵氧體和金屬永磁材料兩類。鐵氧體的用量大、應(yīng)用廣泛、價(jià)格低，但磁性能一般，用于一般要求的永磁體。

　　智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設(shè)計(jì)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。國(guó)外在智能材料的研發(fā)方面取得很多技術(shù)突破，如英國(guó)宇航公司的導(dǎo)線傳感器，用于測(cè)試飛機(jī)蒙皮上的應(yīng)變與溫度情況;英國(guó)開發(fā)出一種快速反應(yīng)形狀記憶合金，壽命期具有百萬(wàn)次循環(huán)，且輸出功率高，以它作制動(dòng)器時(shí)、反應(yīng)時(shí)間僅為10分鐘;形狀記憶合金還已成功在應(yīng)用于衛(wèi)星天線等、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。另外，還有壓電材料、磁致伸縮材料、導(dǎo)電高分子材料、電流變液和磁流變液等智能材料驅(qū)動(dòng)組件材料等功能材料。

　　能源材料主要有太陽(yáng)能電池材料、儲(chǔ)氫材料、固體氧化物電池材料等。太陽(yáng)能電池材料是新能源材料，IBM公司研制的多層復(fù)合太陽(yáng)能電池，轉(zhuǎn)換率高達(dá)40%。

　　氫是無污染、高效的理想能源，氫的利用關(guān)鍵是氫的儲(chǔ)存與運(yùn)輸，美國(guó)能源部在全部氫能研究經(jīng)費(fèi)中，大約有50%用于儲(chǔ)氫技術(shù)。氫對(duì)一般材料會(huì)產(chǎn)生腐蝕，造成氫脆及其滲漏，在運(yùn)輸中也易爆炸，儲(chǔ)氫材料的儲(chǔ)氫方式是能與氫結(jié)合形成氫化物，當(dāng)需要時(shí)加熱放氫，放完后又可以繼續(xù)充氫的材料。儲(chǔ)氫材料多為金屬化合物。如LaNi5H、Ti1.2Mn1.6H3等。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(jī)質(zhì)子交換膜等。

　　超導(dǎo)材料最誘人的應(yīng)用是發(fā)電、輸電和儲(chǔ)能。利用超導(dǎo)材料制作超導(dǎo)發(fā)電機(jī)的線圈磁體，可以將發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)強(qiáng)度提高到5~6萬(wàn)高斯，而且?guī)缀鯖]有能量損失，與常規(guī)發(fā)電機(jī)相比，超導(dǎo)發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量提高5~10倍，發(fā)電效率提高50%;超導(dǎo)輸電線和超導(dǎo)變壓器可以把電力幾乎無損耗地輸送給用戶，據(jù)統(tǒng)計(jì)，銅或鋁導(dǎo)線輸電，約有15%的電能損耗在輸電線上，在中國(guó)每年的電力損失達(dá)1000多億度，若改為超導(dǎo)輸電，節(jié)省的電能相當(dāng)于新建數(shù)十個(gè)大型發(fā)電廠;超導(dǎo)磁懸浮列車的工作原理是利用超導(dǎo)材料的抗磁性，將超導(dǎo)材料置于永 久磁體(或磁場(chǎng))的上方，由于超導(dǎo)的抗磁性，磁體的磁力線不能穿過超導(dǎo)體，磁體(或磁場(chǎng))和超導(dǎo)體之間會(huì)產(chǎn)生排斥力，使超導(dǎo)體懸浮在上方。利用這種磁懸浮效應(yīng)可以制作高速超導(dǎo)磁懸浮列車，如上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)的高速列車;用于超導(dǎo)計(jì)算機(jī)，高速計(jì)算機(jī)要求在集成電路芯片上的元件和連接線密集排列，但密集排列的電路在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，若利用電阻接近于零的超導(dǎo)材料制作連接線或超微發(fā)熱的超導(dǎo)器件，則不存在散熱問題，可使計(jì)算機(jī)的速度大大提高。

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