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《論新材料開發(fā)與傳統(tǒng)材料革新之間的辯證關(guān)系》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、維普資訊http://www.cqvip.com，l(’)真墨材料科學(xué)與工程第l5卷第6期／，(}論新材料開發(fā)與傳統(tǒng)材料革新之間的辯證關(guān)系(西安交通大學(xué))T’，(西學(xué))【摘要l在介紹新材料開發(fā)中的當前成就和金屬材料特殊優(yōu)越性的基礎(chǔ)上，論證了新材料開發(fā)和傳統(tǒng)材料革新中均需要十分重視合成加J：／*J備工藝這一環(huán)節(jié)的必要性，并討論了在注意新材料開發(fā)的同時，也應(yīng)注意對傳統(tǒng)材料進行。高技術(shù)武裝和再提高。關(guān)t詞新材料傳統(tǒng)材料高技術(shù)l引言約予100年以前，當英國地質(zhì)學(xué)家H．C．Sorby研磨拋光一塊錒材并在顯微鏡下觀察分析以后，第一次開始了材料科學(xué)與工程的研究。隨后5眸來，科學(xué)家闡明了金屬的力學(xué)性能與其內(nèi)部
2、結(jié)構(gòu)有關(guān)。再后，材料科學(xué)家把結(jié)構(gòu)與性能依賴關(guān)系擴展到許多重要的材料物理性能上，其中包括光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)和絕緣體。今天材料科學(xué)與工程則被描繪成合成加工／{}!I備工藝一成分、組織結(jié)構(gòu)一性能一使用性能之間的相互關(guān)系。人類學(xué)者根據(jù)材料的發(fā)明創(chuàng)造和用于改善生活質(zhì)量把人類文明分為若干時期，即石器、青錒和鐵器時代。在過去一個世紀，尤其是過去幾十年間，材料科學(xué)與工程領(lǐng)域巾的迅速發(fā)展，已經(jīng)使人們相信新材料的設(shè)計、生產(chǎn)與應(yīng)用構(gòu)成了新的紀元，它將發(fā)展制造工業(yè)和提高人類生活的質(zhì)量。舉例來說，新材料工程、生物工程和信息工程已經(jīng)被美國視為未來工業(yè)成長的關(guān)鍵領(lǐng)域，日本重要的國家研究計劃也把新材料和新工藝的開發(fā)，視為
3、重要研究領(lǐng)域，在歐洲，新材料和新工藝的研究與開發(fā)被視為“尤里卡計劃的柱石。在我國“863”高技術(shù)發(fā)展計劃，也把新材料新工藝的研究、開發(fā)放在十分重要盼地位。在整個工業(yè)中的競爭優(yōu)勢決定于制造者可用材料的質(zhì)量。一個新材料的可用性可以產(chǎn)生許多倍的影響力量。此外新材料的出現(xiàn)，可以影響工業(yè)的產(chǎn)生或滅亡。例如，在電子工業(yè)中，真空管已被電子管所取代，硅集成電路的隨后發(fā)展是信息工程成長的關(guān)鍵1991年llH13日收到稿件王笑天西安交通大學(xué)金屬強度研究所，教授，710049維普資訊http://www.cqvip.com低損耗的光導(dǎo)纖維的，I：發(fā)成功，已經(jīng)她了整個的新的通訊產(chǎn)業(yè)，而制銅工業(yè)卻J生了，很大挫折。高質(zhì)
4、量、低成本的新材料，可以使國家在幾個關(guān)鍵工業(yè)中獲得市場控制。譬如日本鋼鐵和造船工業(yè)的供應(yīng)／消費關(guān)系決定著G0年代世界造船工業(yè)的控制權(quán)，并且在70和8O年代間，面臨世界各地勞力價格降低的情況下，保持了顯著的市場股份。在商用飛機和計算機工業(yè)中，美國控制權(quán)，大部分來源于鋁，鈦和硅的制造工業(yè)水平。新金屬材料、陶瓷、聚合物，復(fù)合材料和電子材料的發(fā)展，在國家制造工業(yè)上，提供了豐要競爭優(yōu)勢。不幸的是這些新材料廉價有效的制造和加工這一概念，往往沒有引起足夠“重視。結(jié)果，許多在實驗室中具有良好性能的新材料，恰難以得到商業(yè)成功。這種情況如不扭轉(zhuǎn)，在新材料開發(fā)中許多成就將會浪費。美國國家研究委員會關(guān)于90年代的材料
5、科學(xué)與工程一如何在。材料世紀”中擁有競爭力的研究報告中極力呼吁如果工程師們希望把這些新材料列入將來應(yīng)用的行列中，那么必須改變材料合成加工這一薄弱環(huán)節(jié)，它包括鑄造、燒結(jié)、鍛造、成形，機加工、連結(jié)和修理以及材料的再循環(huán)等。就新材料的合成加工／制備來說，它依賴和采用的是高、新技術(shù)，本身就存在著從基礎(chǔ)到材料生產(chǎn)范圍內(nèi)的一系列問題。過去長期以來，人們利用的是已有材料和它的性質(zhì)，對它們的認識帶直覺性和經(jīng)驗性而現(xiàn)在人們要花很大氣力為高技術(shù)的特定應(yīng)用設(shè)計新材料、開拓新性能。用新技術(shù)進行合成和加工，經(jīng)常需要基本原理的指導(dǎo)。人們充分利用現(xiàn)代儀器測定性能的能力，理論研究以及計算機的模擬和分析，就有可能解決這皇復(fù)雜的
6、材料問題。本文將著重討論下列三個問題：①新材料研究開發(fā)的成就和金屬材料的特殊優(yōu)越性；②新材料開發(fā)和傳統(tǒng)材料革新中都需要十分重視合成加工／制備這一環(huán)節(jié)，③新材料開發(fā)和傳統(tǒng)材料再提高的關(guān)系。2新材料研究開發(fā)的成就和金屬材料的特殊優(yōu)越性新材料的迅速發(fā)展可以用圖1來說明。圖1a為光學(xué)性能的顯著增加，圖lb為永磁材料磁能積的變化；圖1c為現(xiàn)代纖維的復(fù)合材料的比強度與傳統(tǒng)材料的比較。由此可以看Ⅲ研究新材料在發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的重要作用。但從結(jié)構(gòu)件要求強度、韌性的結(jié)合和選材的六大判據(jù)——強度、韌性、成型性、連結(jié)性、抗蝕性和購買能力——來看，金屬材然具備特球的優(yōu)越性。圖2示出了各種傳統(tǒng)材料與新材料強度和韌性綜合
7、性能的比較?？梢钥闯鲎鳛閺V泛需要的結(jié)構(gòu)材料，金屬材料提供了良好的強韌配合。作為比較，陶瓷極高的強度但很脆，這是為什么陶瓷僅能主要用于壓編載荷的原因。再從選材角度來看，同3示出了上述六個選材判據(jù)沿一個輪子的輪輻分布的情況。由于數(shù)值是標準化了，所以描述輪子的同代表著特定的性能水平。金屬材料提供了良好的韌性、成型性、近結(jié)性和可購買能力，然而強度卻低于陶瓷。金屬一陶瓷復(fù)合‘料則可給出一套中問的姓能。然而復(fù)
