登陆注册
6644800000002

第2章 走进新材料世界

大家都知道,在漫长的原始社会中,人类经历了石器时代、铜器时代、铁器时代等几个历史阶段。人类文明史的发展阶段,居然用制作器具的石、铜、铁等材料来加以区分。这足以说明,材料对于人类文明进程有重大意义。人们还常把“衣、食、住、行”概括为生活中的四项基本需求,即使我们暂时不把人们的食物算作“材料”,那么,至少其他三项,即衣、住、行都和材料有着极密切的关系。试想,人们穿戴的衣裤鞋帽、居住的房屋建筑、赖以出行的交通工具,哪一件不由材料工业革命后的材料是金属的天下制作,哪一样不依赖材料的优良性能而提高其质量呢?可见,在纵观历史、横看生活以后,我们不能不说,材料对于人类文明的发展、对于人们生活的质量具有重要意义。

工业革命以后,材料世界里扮演主角的是金属,配角则有木材、橡胶、水泥和玻璃等等。20世纪里,高分子材料塑料迅速崛起,渗透到人类生活的所有领域,已经毫不含糊地分占了金属的半壁江山。那么,在21世纪里,情况又将是怎样呢?

目前,科学家已经开始能在分子甚至原子水平上重新组合新物质,这意味着材料科学正举步跨向一个全新的时代。近年来显露头角的几种新材料,像初春河岸刚刚抽芽的柳枝,远看已连成一片似有似无的鹅黄嫩绿,而不久后将随风摇荡的密叶浓枝,正是我们可以遥想的未来那绚丽多彩的新材料世界。

新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。新材料技术则是按照人的意志,通过物理研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程,创造出能满足各种需要的新型材料的技术。

新材料技术领域的开发随着科学技术发展,人们在传统材料的基础上,根据现代科技的研究成果,开发出新材料。按材料性能分,有结构材料和功能材料。结构材料主要是利用材料的力学和理化性能,以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐射等性能要求;功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光、热等效应,以实现某种功能,如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料等。

新材料在国防建设上作用重大。例如,超纯硅、砷化镓研制成功,导致大规模和超大规模集成电路的诞生,使计算机运算速度从每秒钟几十万次提高到现在的每秒钟百亿次以上;航空发动机材料的工作温度每提高100℃,推力可增大24%;隐身材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射,使敌方探测系统难以发现;等等。

21世纪科技发展的主要方向之一是新材料的研制和应用。新材料的研究是人类对物质性质认识和应用向更深层次的进军。知识点砷化镓

砷化镓是一种重要的半导体材料,属闪锌矿型晶格结构,熔点1237℃。砷化镓于1964年进入实用阶段。砷化镓可以制成电阻率比硅、锗高3个数量级以上的半绝缘高阻材料,用来制作集成电路衬底、红外探测器、γ光子探测器等。可以用于制作转移器件——体效应器件。砷化镓是半导体材料中,兼具多方面优点的材料,但用它制作的晶体三极管的放大倍数小,导热性差,不适宜制作大功率器件。

砷化镓可在一块芯片上同时处理光电数据,因而被广泛应用于遥控、手机、DVD计算机外设、照明等诸多光电子领域。

另外,因其电子迁移率比硅高6倍,砷化镓成为超高速、超高频器件和集成电路的必需品。它还被广泛使用于军事领域,是激光制导导弹的重要材料,曾在海湾战争中大显神威,赢得“砷化镓打败钢铁”的美名。

同类推荐
  • 新编摩托车故障检修精选280例

    新编摩托车故障检修精选280例

    本书精选目前比较流行的多款新型摩托车故障为例,详细介绍了故障的诊断思路及检查方法,分析故障产生的根源,讲解故障排除的方法,让读者分享维修实战过程,学到故障检修的经验与技巧。
  • 大鹏同风起

    大鹏同风起

    《大鹏同风起--国际名人驾机飞行传奇/飞行系列丛书》编著者丁邦昕、魏克。《大鹏同风起--国际名人驾机飞行传奇/飞行系列丛书》以平实,生动的笔触,讲述了飞机问世以来100多年间,国际上23位政要,名流驾机飞行的传奇故事。他们的名字人们耳熟能详:丘吉尔、布什父子、阿萨德,魏茨曼,穆巴拉克、侯赛因,加加林,普京,他信,查尔斯,安德鲁,威廉和哈里王子……有的是职业飞行员,沿着从军,从政之路扶摇直上,或改行从事科学研究、文学创作,硕果累累,有的出于对飞行的爱好,历经千难万险,终身挚爱未曾改变;有的则是兴致所致偶尔为之,一飞冲天,轰动一时。
  • 汽车配件

    汽车配件

    随着汽车广泛进入我们的日常生活,驾乘体验是否舒适也成了不可忽略的考量因素,在购买或者进行改装的时候,各种需要注意的细节可不少,不妨先来听听专家的意见。
  • 汽车养护与急救

    汽车养护与急救

    本书站在专业汽车修理人员的角度,从车主和驾驶员朋友的实际情况出发,用通俗化的语言简要地介绍了汽车在使用和管理过程中,驾驶员朋友自己能够动手或者有必要知道的一些关于汽车养护翻故障应急修理的相关知识。其主要内容主要包括汽车养护、汽车故障诊断基础、常见部件的保养及汽车运行中一些常见故障的应急处理。
  • 大国水情:中国水问题报告

    大国水情:中国水问题报告

    《大国水情:中国水问题报告》,披露了中国水资源紧缺的现状,解读中国水问题存在的内在根源,剖析了世界上水资源管理的先进经验,为中国解决水问题、水危机提供了切实可行的方案。
热门推荐
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。
  • 兽神罗曼史

    兽神罗曼史

    因为不听妈妈的话而嫁人的钱美满绝对想不到自己竟然嫁给了另一个世界的怪物——兽神。嫁给一个怪物到底是上天的惩罚还是一个新版童话故事?虽然她说过自己更喜欢包办婚姻,但是这事儿好像已经超出了她的承受范围了。
  • 王者无敌海贼王

    王者无敌海贼王

    本人萌新,宁愿烂尾,绝不太监,虚心求教,拒绝喷子。一个宅男,穿越海贼,能干什么?要是有金手指——王者荣耀呢?(英雄被适当削弱,要不然很快就会崩,小风也驾驭不了,多谢读者大大海涵)
  • 海贼王之我是雷神

    海贼王之我是雷神

    请看宅男重生雷神的强者之路,雷霆之威。。。。
  • 终成眷属

    终成眷属

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 火影之雾隐守护者

    火影之雾隐守护者

    钢之大地即将来临,老人却失去了活下去的意志。这样就好了……我已经没有勇气去面对了……可再次睁开双眼时,新的人生已经到来火影同人,兴趣作品
  • 都市鬼怪奇谈

    都市鬼怪奇谈

    是做人好,还是做鬼好?一只修行了四百年的鬼,迷失在现代都市的茫茫红尘中。
  • 乡里招商黄大明

    乡里招商黄大明

    汝东市组织四套班子去浙江等地学习考察,回来之后就确定这年为“项目年”。秀瑞县委书记龚睿智连夜指示写作班子起草“项目年”的决定,分发给四套班子征求意见。西津乡在全县行动最快,《秀瑞报》头版头条加评论员文章突出报道,乡党委书记吴七因此受到全县通报表扬。本来,副乡长阿光见母亲病重,想推迟几天外出招商,吴七便以看望阿光母亲为由,上门做工作。阿光父亲苏蓝是聪明人,知道吴七在打政治牌,动员阿光上路。乡里决定阿光带一支小分队,分赴温都。小分队除了老乡干部秦谷福外,还有乡医院的医生岳京志。
  • 建文帝传奇

    建文帝传奇

    本书讲述了中国历史上的第一大谜案——明朝第二位皇帝建文帝朱允炆的失踪之谜。
  • 御天杀尊

    御天杀尊

    老子是放羊的!老子是混世魔王!怀揣一颗童心,肩负拯救亲人的使命,郭振宇孤身踏入江湖。少年心性,快意恩仇。不服输,不信邪,崇尚武力与智谋。我的就是我的,你的也是我的,只要是好东西,谁敢争夺与谁玩命!无论是谁,敢当面言说“不可能”,必遭杖责,美其名曰“大展宏图”!杀所必杀之人,刀头嗜血以为乐;追求杀伐之路,晋身一代杀王!推崇武力至尊,颠覆传统理念,武道和王道并举,终悟天道。