无机材料制备新技术

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1、无机材料制备新技术南京理工大学化工学院材料化学教研室江晓红Tel:84315054E-mail:jxh0668@hotmail.com1本课程的参考书刘吉平，廖莉玲.无机纳米材料，北京：科学出版社，2003。郑昌琼，冉均国.新型无机材料，科学出版社，2003。张立德，牟季美.纳米材料和纳米结构,北京：科学出版社，2001。中国期刊全文数据库或维普科技期刊全文数据库（关键词：无机纳米材料）2Ⅰ材料科学与工程发展简述材料的重要性材料的分类与材料学科的综合性材料科学与工程的性质与范围新材料的特点和发展趋势新型无机材料新型无机材料应用的重要领域3材料的重要性材料是人类生活和生产活动必需的物质基础

2、，同人类文明密切相关。作为人类进步的里程碑，如“石器时代”、“铜器时代”、“铁器时代”等。20世纪60年代，人们把材料、信息、能源誉为当代文明的三大支柱。20世纪70年代，新材料、信息技术、生物技术作为新技术革命的主要标志，目前这些技术仍然是21世纪发展的主导。4半导体材料的发现和发展计算机技术高强度、高温、轻质的结构材料的发展现代航空、航天技术光电转换材料的问题太阳能在能源中所在比例很小材料对推动科学技术发展极其重要5材料的分类与材料学科的综合性材料化学组分金属材料无机非金属材料（无机材料）有机高分子材料（高分子材料）复合材料6材料的分类与材料学科的综合性材料性质结构材料功能材料7材料

3、的分类与材料学科的综合性材料用途能源建筑航空信息生物医药耐火研磨耐酸8无机材料由多种元素以适当的组合形式的数目庞大的无机化合物构成。硅酸盐材料：以硅酸盐为组成，如天然的石材，人造水泥、陶瓷、玻璃等。单质的碳、硅和锗具有金刚石结构的共价键巨大分子。硅和锗是主要的半导体材料，已独立成为材料的一个分支。20世纪40年代，新型无机材料，如氧化物、氮化物、硼化物、硫化物及其盐类和单质。9无机材料的结构和特性由兼有离子键和共价键的结晶构成。特性：硬度大、强度高、抗化学腐蚀性强、对电和热的绝缘性良好。缺点：质地脆。10材料科学与工程的性质与范围定义：关于材料组成、结构、制备工艺与其性能及使用过程相互关

4、系的知识开发及应用的科学。材料科学是多学科交叉的新兴学科材料科学与工程技术有不可分割的关系材料科学与工程有很强的背景11新材料的特点和发展趋势新材料：正在发展的或将要发展的，具有优异性能或特殊功能，在不久的将来可能达到实用化阶段的材料。特点：品种多、式样多、更新换代快，对其性能的要求越来越趋向于功能化、极限化、复合化、精细化。12新材料的发展趋势结构材料的复合化把不同材料通过适当的复合工艺组合在一起，产生比原来材料性能都好的材料。如碳纤维增强树脂基复合材料、碳/碳复合材料等。信息材料的多功能集成化如半导体材料GaAs具有光学效应，可使信息的产生、处理、检测、存储等不同功能在同一集成电路上

5、完成。13新材料的发展趋势低维材料迅速发展指在三维空间中至少有一维处于微细尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。零维，一维，二维。非平衡态（非稳定）材料日益受到重视指用现代新技术，如离子注入、激光处理、及其他快冷手段得到的某些金属或合金，一般处于饱和状态或非晶态，性能特殊。14正在发展中的几类材料①高温超导材料1982年Bednorz和Muller发现超导临界温度Tc35K的氧化物超导材料。目前已制出Tc高达125K的氧化物系列超导材料。寻找Tc接近室稳的超导材料是长期的研究课题。15②中间化合物是两种以上金属或类金属形成的化合物。如半导体材料GaAs、InSb、GaAs/GaAlA

6、s等都是具有重要特性的中间化合物。具有熔点高、结合力强的优点，可望成为高温下工作的结构材料。但存在脆性问题，正在探索多种中间化合物及改进其塑性的途径。16③功能陶瓷作为高温结构材料，如陶瓷绝热汽车发动机，可节油30%。④高分子材料出现新的势头向高强度、高模量、工作温度更高的方向发展。⑤生物医学材料发展迅猛是21世纪国际经济发展的支柱产业之一。17总趋势向深层加工发展功能材料和器件一体化18新型无机材料advancedinorganicmaterials（advancedceramics，fineceramics，high-techceramics）1943~1945年制成具有高介电常数的

7、钛酸钡铁电体材料。1946年制成具有高导磁率的铁氧体磁性材料。19新型无机材料与典型硅酸盐材料的区别材料组成已远超出硅酸盐的范围，包括纯氧化物、复合氧化物、硅化物、硼化物、硫化物以及各种无机非金属化合物、经特殊的先进工艺制成的材料和单质。20在用途上，由原来主要利用材料所固有的静态物理性质，发展到利用各种物理效应和微观现象的功能性，并在各种极端条件下使用。在制备的工艺方法上有了重大的改进与革新，制品的形态也有很大的变化，由过去以块状