公務(wù)員考試公共基礎(chǔ)現(xiàn)代新科技考點(diǎn)：新材料
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公務(wù)員考試公共基礎(chǔ)現(xiàn)代新科技考點(diǎn)：新材料
新材料是指那些新出現(xiàn)或已在發(fā)展中的、具有傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能和特殊功能的材料。新材料與傳統(tǒng)材料之間并沒有截然的分界，新材料在傳統(tǒng)材料基礎(chǔ)上發(fā)展而成，傳統(tǒng)材料經(jīng)過組成、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和工藝上的改進(jìn)從而提高材料性能或出現(xiàn)新的性能都可發(fā)展成為新材料。
新材料作為高新技術(shù)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，應(yīng)用范圍極其廣泛，它同信息技術(shù)、生物技術(shù)一起成為21世紀(jì)最重要和最具發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域。同傳統(tǒng)材料一樣，新材料可以從結(jié)構(gòu)組成、功能和應(yīng)用領(lǐng)域等多種不同角度對(duì)其進(jìn)行分類，不同的分類之間相互交叉和嵌套，目前，一般按應(yīng)用領(lǐng)域和當(dāng)今的研究熱點(diǎn)把新材料分為以下的主要領(lǐng)域：電子信息材料、新能源材料、納米材料、先進(jìn)復(fù)合材料、先進(jìn)陶瓷材料、生態(tài)環(huán)境材料、新型功能材料(含高溫超導(dǎo)材料、磁性材料、金剛石薄膜、功能高分子材料等)、生物醫(yī)用材料、高性能結(jié)構(gòu)材料、智能材料、新型建筑及化工新材料等。
在20世紀(jì)初，人們所指的建筑材料是木材、水泥和鋼鐵;二戰(zhàn)后出現(xiàn)了新三材，指的是人工合成的塑料、橡膠和纖維，而80年代以來大量高新材料紛紛涌現(xiàn)。高新材料從使用的角度說可分為傳遞、記錄或存儲(chǔ)的信息材料; 新高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、非晶態(tài)材料和超導(dǎo)材料的新能源材料，特別是超導(dǎo)材料80年代中期以來有突破性進(jìn)展; 高性能結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，高性能工程塑料和新型合金材料為主要內(nèi)容的特殊結(jié)構(gòu)材料和新功能材料，如高效能的陶瓷材料、有機(jī)氟材料、高功能的黏合劑等。從材料的構(gòu)成來說可以分金屬材料、高分子材料及陶瓷材料三大門類。近些年來，出現(xiàn)了金屬材料、高分子材料、陶瓷材料及復(fù)合材料競(jìng)相發(fā)展的趨勢(shì)。一些新興金屬材料在科技革命的大潮中應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)鐵、鉛、鋅、鋁等金屬更新品種，與宇航、電子、原子能等高新技術(shù)聯(lián)系密切的金屬材料越來越受到重視。其他新型高性能金屬材料出現(xiàn)了如快速冷凝金屬的非晶體和微晶材料、納米金屬材料、有序金屬間化合物、定向凝固柱晶和單晶合金等。納米相材料具有許多潛在的新用途，它是一門用單個(gè)原子和分子建造事物的科學(xué)，其最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)微型化。一個(gè)直徑為3納米的原子團(tuán)幾乎是英文里一個(gè)句點(diǎn)的百萬分之一。例如納米相金屬、納米相陶瓷、納米相固體材料具有許多奇妙的特性，納米相銅強(qiáng)度比普通銅高5倍，納米相陶瓷是摔不碎的。只要控制結(jié)構(gòu)顆粒的大小，就可以制造出強(qiáng)度、顏色和可塑性能滿足用戶各種需要的納米相材料。陶瓷材料具有高強(qiáng)、高硬、耐高溫、抗腐蝕、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，解決韌性差的致命弱點(diǎn)是這一領(lǐng)域的主攻方向。陶瓷材料在電、熱、光、化學(xué)等方面享有廣泛的優(yōu)勢(shì)，因而功能材料具有廣闊的前景。
二戰(zhàn)前后興起的新三材即人工合成塑料、人工合成橡膠和人工合成纖維的發(fā)展。這些高分子加上薄膜、膠黏劑和涂料成為高分子材料中的主要方面。這些高分子合成材料一般都具有質(zhì)輕、比強(qiáng)度大、抗腐蝕、絕熱、電絕緣、來源豐富、制作方便、利于加工和批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。以合成纖維而論，錦綸(聚酯胺纖維)、滌綸(聚酯纖維)、腈綸(聚丙烯腈纖維)、丙綸(聚丙烯纖維)、維綸(聚乙烯纖維)、氯綸(聚氯乙烯纖維)六大綸合占全部合成纖維的99%，而前三綸占了90%。功能高分子材料包括物理功能高分子材料及化學(xué)功能高分子材料。對(duì)于這一嶄新的領(lǐng)域，目前已為發(fā)達(dá)國(guó)家所普遍重視。先進(jìn)的復(fù)合材料有結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料兩類。已經(jīng)取得重要成就的如玻璃鋼，即用玻璃纖維增強(qiáng)樹脂，今后高性能樹脂基成為復(fù)合材料的重要方向。電子和光電子材料在戰(zhàn)后的發(fā)展也是突飛猛進(jìn)的。在電子材料方面，如半導(dǎo)體的進(jìn)展最引人矚目。紅極一時(shí)的硅材料是大規(guī)模集成電路的基石，而砷化鎵材料則在90年代崛起。光電子因1960年美國(guó)休斯頓實(shí)驗(yàn)室梅曼發(fā)明紅寶石激光器而引人注目。目前光通信、光計(jì)算、激光加工、激光技術(shù)、激光印刷、激光影視、激光儀器等工業(yè)均呈方興未艾之勢(shì)。
超導(dǎo)材料在導(dǎo)電時(shí)，電阻等于零，對(duì)于尖端高科技的開發(fā)具有重大意義。運(yùn)用激光技術(shù)可以增產(chǎn)糧食、改良果樹品種，在生物學(xué)領(lǐng)域大有作為。用不了多少年，在電子、通訊、航天、醫(yī)療等領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)許多應(yīng)用超導(dǎo)技術(shù)的新產(chǎn)品，如廉價(jià)的超導(dǎo)輸電線、超導(dǎo)儲(chǔ)電裝置、高效率的超導(dǎo)磁流體發(fā)電機(jī)、超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)、超導(dǎo)磁懸浮列車等。此外，還出現(xiàn)了按照需要設(shè)計(jì)和制作的新材料。
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