一、新型材料的特征及分類

新型材料：指那些新近發(fā)展或正在發(fā)展的、具有優(yōu)異性能和應用前景的一類材料。

1.新型材料的特征

（1）生產(chǎn)制備為知識密集、技術(shù)密集和資金密集。

（2）與新技術(shù)和新工藝發(fā)展密切結(jié)合。

如：大多新型材料通過極端條件（如超高壓、超高溫、超高真空、超高密度、超高頻、超高純和超高速快冷等）形成。

（3）一般生產(chǎn)規(guī)模小，經(jīng)營分散，更新?lián)Q代快，品種變化頻繁。

（4）具有特殊性能。

如超高強度、超高硬度、超塑性，及超導性、磁性等各種特殊物理性能。

（5）其發(fā)展與材料理論關(guān)系密切。

2.新型材料的分類

（1）根據(jù)性能與用途分

新型結(jié)構(gòu)材料和功能材料。

①新型結(jié)構(gòu)材料

結(jié)構(gòu)材料是指以力學性能為主要要求，用以制造各種機器零件和工程結(jié)構(gòu)的一類材料。新型結(jié)構(gòu)材料具有更高力學性能（如強度、硬度、塑性和韌性等），能在更苛該介質(zhì)或條件下工作。

②功能材料

指具有特定光、電、磁、聲、熱、濕、氣、生物等性能的種類材料。廣泛用于能源、計算機、通信、電子、激光、空間、生命科學等領域。

（2）根據(jù)材料本性或結(jié)合鍵分

①金屬材料

②元機非金屬材料

③高分子材料

④復合材料

二、材料科學的發(fā)展趨勢

“材料”一詞已延用了數(shù)千年，但“材料科學”的提出是在20世紀60年代。材料科學是一門應用科學，研究和發(fā)展材料的目的在于應用，為經(jīng)濟建設服務。須經(jīng)合理的工藝流程才能制備出具有實際應用價值的材料來，并通過批量生產(chǎn)才能成為工程材料。因此，不久就提出了“材料科學與工程”的名稱。1986年英國出版的第一部《材料科學與工程百科全書》，對材料科學與工程作了如下定義：材料科學與工程是研究有關(guān)材料組成、結(jié)構(gòu)、制備工藝流程、性能和用途的關(guān)系及知識的產(chǎn)生與運用。

換句話說，提出了材料科學與工程的四要素：材料組成與結(jié)構(gòu)、材料性能、材料合成生產(chǎn)流程和材料使用效能。

其關(guān)系如圖0-1所示。

圖0-1　材料科學與工程四要素及之間關(guān)系

材料，特別是新型材料，在國民經(jīng)濟中具有舉足輕重的地位。對新一代材料的要求是：

（1）材料結(jié)構(gòu)與功能相結(jié)合。

（2）開發(fā)智能材料。智能材料必須具備對外界反應能力達到定量的水平。目前的材料還停留在機敏材料水平上，機敏材料只能對外界有定性的反應。

（3）材料本身少無污染，生產(chǎn)過程少污染，且能再生。

（4）制造材料能耗少，本身能創(chuàng)造新能源或能充分利用能源。

材料科學發(fā)展趨勢：

（1）研究多相復合材料。

指兩個或三個主相都在一個材料之中，如多相復合陶瓷材料，多相復合金屬材料，多相復合高分子材料，金屬—陶瓷、金屬—有機物等。

（2）研究并開發(fā)納米材料。

①把納米級晶粒混合到材料中，以改善材料脆性。

②利用納米材料本身的獨特性能。

（3）開發(fā)機敏材料

機敏材料能同時感知外界環(huán)境或參數(shù)變化和驅(qū)動雙重功能。機敏材料還包括具有：熱敏感、光敏感、化學敏感及電磁敏感等功能的材料。

（4）研究開發(fā)生物醫(yī)學材料（生物材料）

指和生物系統(tǒng)結(jié)合，以診斷、治療或替換機體中的組織、器官或增進其功能的材料。

（5）材料制備工藝、檢測技術(shù)和計算機應用于材料領域的研究。

現(xiàn)化化制備工藝往往與極端條件密切聯(lián)系，如利用空間失重進行晶體生長、強磁場、

強沖擊波、超高壓、超高真空及強制冷都將成為材料制備的有效手段。

檢測是控制工藝流程及產(chǎn)品質(zhì)量的主要手段，要求高精度、高靈敏度與高穩(wěn)定性。