何谓新型材料
人类社会发展的历史证明，材料是人类生存和发展、征服自然和改造自然的物质基础，也是人类社会现代文明的标志，它与能源和信息一起，被称为现代文明的三大支柱。一种新材料的出现，有时会引起生产工具和生产方式的变革，生产力也因此获得巨大的发展。在人类的历史上，就曾出现过以材料为标志的石器时代、青铜器时代、铁器时代，近代又有诸如钢铁时代、高分子时代、智能材料时代之类的说法，可见材料在人类历史中的重要地位。新材料是新技术革命的重要支柱，而新技术革命的兴起一方面对新材料提出了超高温、超强度、微比重、多功能、无污染、能再生等新的要求；另一方面又对新材料的发展提供了有利的条件和手段，一大批新型材料正在崛起，材料科学研究也正在呈现出一些新的特点和动向。自第一台真空管电子计算机问世以来，锗、硅等半导体材料、晶体管等半导体器件和集成电路的相继研制成功和广泛应用，使计算机技术获得了极其迅速的发展。到如今，计算机经历了一代代产品的更新，具有了更加强大和完善的功能，这也是与新材料发展相互促进的结果。现在，超晶格材料、非晶态半导体、金属间化合物功能材料、金属泡沫材料、智能材料已相继问世，并在相应的应用领域大显身手。
新材料产业有哪些特点
新材料产业是指从事新材料如电子与光电子材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料和智能材料等材料产品的开发、生产、流通和服务的行业。当前材料科学与工程领域正进入一个史无前例的创新发展时期，新材料是其他高新技术发展的支撑和先导，其研究水平和产业化规模已成为衡量一个国家和地区经济发展、科技进步和国防实力的重要标志。它具有3个特点：覆盖范围广、关联度小；投资与技术高度密集；高风险、高收益。目前中国新材料领域已初步形成了与国民经济和国防建设相适应的、门类较为齐全的新材料研制和生产能力。同时一个有别于大生产，能符合特殊要求的新材料研究生产体系已经形成。中国新材料产业主要分布在北京、上海、浙江、江苏、广东、陕西、山东等地。
中国材料科学的发展概况是怎样的
中国地大物博，资源丰富，石油、煤炭、黑色金属、稀土金属应有尽有，为我们发展新材料提供了良好的条件和基础。新中国成立后，党和政府十分重视材料科学技术的发展，组建了一支较高水平的材料科学研究队伍，建成了一个较为完整的材料工业体系。中国钢铁工业已跻身于世界前列，1996年钢产量超过1亿吨，钢材品种不断增加，质量迅速提高，2000年中国已成为世界上最大的钢铁消费国；自1994年以来，水泥和玻璃产量历年高居世界榜首；化纤材料不仅解决了中国近13亿人口的穿衣问题，而且还打入了国际市场，成为世界四大化纤生产国之一。中国一贯重视新材料的研究和发展，从而保证了“两弹一星”的成功。一大批新材料填补了国内空白，其中有一些已达到国际先进水平，一批性能优异的“中国牌”晶体，如三硼酸锂、偏硼酸钡、高掺镁酸锂等已推向国际市场；在能源材料方面，新贮氢材料已成功地应用于镍氢电池制造，力争在即将形成的国际市场上占有一席之地；在高性能金属材料方面，继美、德之后，已成功地建成了年产百吨级的非晶合金中试线，可喷制带宽为100毫米的非晶薄带卷材，从而为非晶合金铁芯变压器取代硅钢片变压器打下了良好基础；另外，高温超导、磁性材料等，已达到世界先进水平。
但从整体上看，中国的材料科学技术水平与世界先进水平还有一定差距，一是创新较少，二是成果转化慢。我们要把新材料的研究与开发的战略重点，放在与信息、能源等新兴产业相关的包括耐腐蚀、耐磨损及表面防护技术在内在效益较大的新结构和新功能材料上。努力跟踪国际先进水平，充分发挥本国资源和人才优势，开拓创新，研究和制作出更多更好的优质材料。服务于新兴技术和产业。
材料的含义是什么，它有哪些分类
材料是指人类能用来制作有用物件的物质；而所谓新材料，则主要是指最新发展的、比传统材料有更优异性能和作用的一类材料。人类很早就知道了制取材料，8 000多年前，我们的祖先就学会了制作各种陶器，6 000多年前，人们学会了炼铜并制作各种器具，2500多年前，人们学会了炼铁，并用铁制造和改进各种工具。目前，世界上的材料已有几十万种，而新材料的品种正以每年5％的速度增长。世界上现有800多万种人工合成的化合物，而且还以每年25万种的速度递增，其中有相当部分有发展成为新材料的潜力。
材料的分类。对于品种繁多、性能各异的材料，为研究和使用的方便，人们按不同的标准，将其分为以下类型：按其来源，可分为天然材料和人工材料。例如，石头、木材、兽皮等这些天然物，叫天然材料；而以天然材料为原料，经过加工后形成的材料，如钢铁、水泥等则叫做人工材料。按化学成分可分为金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料三种。例如，金、银、铜、铁、锡是金属材料；玻璃是无机非金属材料；塑料则是有机高分子材料。按物理性质可分为高强度材料、高温材料、导电材料、绝缘材料、声光材料和激光材料等。
按凝聚状态可分为单晶材料、多晶材料、非晶态材料和复合材料。若某种材料的分子或原子是呈重复的、有规律的排列，叫单晶材料；若晶状固体由无数极小的单晶材料构成，叫多晶材料；材料的分子或原子在微观上呈无规则排列的叫非晶态材料；而由多种晶体和非晶体构成的材料则叫复合材料。按其用途和作用，可分为结构材料和功能材料。主要利用其强度、硬度、韧性、弹性等机械性能的材料，叫结构材料；以利用其光、声、热、磁等特殊性质和功能为主的材料则叫功能材料。按其成熟程度，可分为传统材料和新型材料。凡发现较早、已投入大批量生产的叫传统材料；凡已研制成功但尚未大批量生产或还处在研制中的具有优异性能的材料则叫新型材料。由于传统材料和新型材料在不同的历史时期其含义是不同的，因而其划分界限不是固定不变的。
何谓高分子材料
高分子材料是由碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素组成的分子量高达几万乃至上千万的有机化合物。人们很早就在利用有机高分子材料，如用于充饥的淀粉、蛋白质，御寒用的皮、毛、丝、麻、棉等，这是天然的高分子材料。随着科学技术的发展，人们已搞清了高分子材料的成分和结构，开始人工制造高分子材料，以满足人民生活和国民经济发展的需要。有机高分子材料具有较高的机械强度，一般具有不导电、耐磨、耐油、耐酸碱、耐腐蚀、耐氧化，并且隔音、隔热、不透气、不透水等优点。塑料、合成纤维和合成橡胶被称作三大高分子合成材料。
塑料。塑料是以合成树脂为主要成分，加入某些添加剂构成的可塑性高分子材料，具有质轻、耐腐蚀、易成型、光洁度高、可调性好等优点。用它既能制出强如钢铁、轻如羽毛的优良材料，又能制造出能导电、导磁的特殊材料。塑料的种类繁多，按其性能和用途，一般分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。通用塑料产量高、价格低、应用广，可用来生产产品的包装品、农用薄膜和一般零件。主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料等，其产量占塑料总产量的80％左右。工程塑料是指能作工程材料和代替金属材料制造各种机械设备或零件的塑料，主要有聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛、ABS塑料等。例如，聚碳酸酯可制作齿轮、安全帽和超音速飞机的挡风玻璃。尼龙—聚酰胺树脂可代替金属制作工程结构材料等。特种塑料是指具有耐高温、耐腐蚀、耐辐射等特殊性能的一类塑料。例如，被称作“塑料王”的聚四氟乙烯，可在－200~250℃的温差范围内应用，能耐浓碱和王水的腐蚀，还具有自润滑性能，用以作压缩机的润滑环，可连续工作15 000小时。
合成纤维。它是把石油、天然气中的化学物质用有机合成方法制成单体，然后聚合成高分子物质，再经过抽丝纺制而成，具有强度高、耐磨、比重小、弹性大，不易蛀、不霉等优点。合成纤维主要有涤纶(也称的确良)——聚酯纤维、锦纶(俗称尼龙)——聚酰胺纤维、腈纶——聚丙烯腈纤维、丙纶——聚丙烯纤维、维纶(又叫维尼纶)——聚乙烯醇纤维和氯纶——聚氯乙烯纤维。“六大纶”产量约占合成纤维总产量的95％。近年来又出现了一些特殊的合成纤维，如氟纶，它耐酸碱、耐高温、强度高，有“合成钢丝”之称；还有能自动调温的纤维，它内含许多极微小的特殊液滴，天冷时分解出气体，形成气泡，使纤维变粗，衣服蓬松；天热时气泡回变为液滴，纤维变细，使衣服孔眼张开，透气性增强。用这种材料制作的衣服冬暖夏凉，受到消费者的欢迎。
合成橡胶。它是根据天然橡胶的高分子结构原理，用化学合成方法，以天然气、煤、木材等为原料提炼制作而成的。比天然橡胶耐热、耐寒、耐油、耐酸，是天然橡胶的理想代用品。合成橡胶一般分为通用合成橡胶、特种橡胶两种；前者性能与天然橡胶相仿，被广泛应用于日常生活和工农业生产中，如丁苯橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶等，可用于制作汽车轮胎；后者具有耐寒、耐热、耐腐蚀等特殊性能，在国防和尖端技术上起着重要作用。如硅橡胶，可在-100～300℃的温度范围内使用，绝缘性好，耐老化，不仅被广泛应用于航空、造船、建筑等领域，还被用来制作人造器官。
复合材料分为哪两大类
复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料，它既能保留原组成材料的主要特点，又能通过复合效应获得原组合所不具备的性能，并且通过材料设计使各组合的性能相互补充，彼此关联，从而获得新的性能。而所谓先进复合材料，一般是指具有比强度(强度与比重之比值)大于4×106厘米和比模量大于4×108厘米的结构复合材料。先进复合材料的崛起既源于航空、航天工业的需要，又促进了航空、航天等高技术产业的发展，是当代科学技术中的重大关键技术。
先进复合材料可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。
结构复合材料。它是作为承力结构使用的材料，由能承受载荷的增强体与能连接增强体和起传递作用的基体构成。增强体，如各种玻璃、陶瓷、碳素、高聚物、金属以及天然纤维、织物和晶须、颗粒等，基体有高聚物(树脂)、金属、陶瓷、玻璃、碳和水泥等。由不同的增强体和基体可构成名目繁多的结构材料，如金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳基复合材料等。结构复合材料具有许多良好的性能。金属基复合材料具有耐高温、导热性好、沿纤维方向膨胀系数小的特点，是高温条件下轻质高强的优良复合材料，如硼铝复合材料可用做航天飞机的结构框架，碳铝复合材料可用于制造人造卫星；陶瓷基复合材料脆性降低，耐热性能提高，是耐高温、隔热、防腐蚀的极好材料。例如，塑料陶瓷复合材料，硬度是钢的2倍，瞬间熔点高达1 500~2 000℃，但仍具有易成型的加工特点；碳纤维陶瓷复合材料制作的新型高速喷气飞机涡轮叶片，能承受1 400℃的高温和每分钟3万转的高转速，而重量则比钛合金叶片减轻一半。玻璃钢具有瞬间耐高温性，可用来制作人造卫星、导弹和火箭外壳的耐烧蚀层；不反射无线电波，且微波透过性好，可用以制造雷达罩、声呐罩；耐腐蚀性强，可制造各种管道、阀门、舰艇、泵、容器、贮罐等。碳基复合材料具有优良的耐烧蚀性、抗辐射性和耐磨性，可用做洲际导弹弹头、航天飞机鼻锥、机翼前缘等的制作材料；还有低比重、高强度、耐低温、抗疲劳等性能，用以制作火箭发动机壳体、压力容器等。
功能复合材料。它一般由功能体和基体组成。其基体不仅构成整体，而且具有协同或加强功能的作用。功能复合材料可分为导电功能复合材料、导磁功能复合材料、换能功能复合材料、阻尼功能复合材料和屏蔽功能复合材料等。目前，功能复合材料尚未形成产业规模，但由于其效能优于单质复合材料，发展前景不可估量。
什么是电子材料与光电子材料
电子材料是指在电子技术和微电子技术中使用的材料，包括半导体材料、介电材料、压电及铁电材料、磁性材料以及其他相关材料，其中最重要的是半导体材料。由于这些材料与信息的获取、传输、存储、显示及处理、运算有关，故又称作信息材料。而随着人们对信息容量和传递速度要求的提高，光子作为更高频率和速度的载体便应运而生，并产生出“光电子学”。在光电子学中，信息的获取、存储和处理等功能是由光子和电子共同完成的，信息的传输则由光子单独完成。
电子材料。主要指半导体材料。主要用来制作晶体管、集成电路、固态激光器和探测器等器件，而制造半导体器件的主要材料是硅单晶。硅材料具有机械强度高、结晶性能好、储量丰富、成本低等特点，是大规模集成电路的基石。目前，世界硅材料的年产量已达3 000吨左右。砷化镓等化合物半导体材料是继硅之后的第二种最重要的半导体材料。与硅相比，砷化镓具有更高的标带宽度和电子迁移率，加之能产生光电效应，可用于微波通信、光纤通信、太阳能发电以及制造高速电子计算机，是当今世界最有发展前途的半导体材料。
光电子材料。光电子工业是一个新兴的高技术产业，包括光通信、光计算、激光加工、激光医疗、激光印刷、激光影视、激光仪器、激光受控热核反应及激光分离同位素和激光制导等。从光电子技术和光子技术的发展前景看，制作高性能、小型化、集成化的光电子器件，探索与发展新型电子材料，已成为整个光电子科技领域的前沿科研课题，而光电子信息材料则是整个光电子技术的基础和先导。光电子信息材料包括光源和信息获取材料、信息传输材料、信息存储材料以及信息处理和运算材料等，其中主要是各类光电子半导体材料、各种光纤和薄膜材料、各种液晶显示材料、新型相变和光色存储材料、光子选通材料、光致折变材料、新型非线性光学晶体材料等。
何谓新能源材料
新能源材料指能够换能、贮能和输能的材料。
