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導讀

新材料的界定與分類，新材料是指那些新出現(xiàn)或已在發(fā)展中的、具有傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能和特殊功能的材料。新材料與傳統(tǒng)材料之間并沒有截然的分界，新材料在傳統(tǒng)材料基礎(chǔ)上發(fā)展而成。

新材料的界定與分類是如何界定和分類的呢，先看新材料的界定：

新材料是指那些新出現(xiàn)或已在發(fā)展中的、具有傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能和特殊功能的材料。新材料與傳統(tǒng)材料之間并沒有截然的分界，新材料在傳統(tǒng)材料基礎(chǔ)上發(fā)展而成，傳統(tǒng)材料經(jīng)過組成、結(jié)構(gòu)、設(shè)計和工藝上的改進從而提高材料性能或出現(xiàn)新的性能都可發(fā)展成為新材料。

新材料的主要領(lǐng)域

新材料作為高新技術(shù)的基礎(chǔ)和先導，應(yīng)用范圍極其廣泛，它同信息技術(shù)、生物技術(shù)一起成為二十一世紀最重要和最具發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域。同傳統(tǒng)材料一樣，新材料可以從結(jié)構(gòu)組成、功能和應(yīng)用領(lǐng)域等多種不同角度對其進行分類，不同的分類之間相互交叉和嵌套，目前，一般按應(yīng)用領(lǐng)域和當今的研究熱點把新材料分為以下的主要領(lǐng)域：

電子信息材料、新能源材料、納米材料、先進復(fù)合材料、先進陶瓷材料、生態(tài)環(huán)境材料、新型功能材料（含高溫超導材料、磁性材料、金剛石薄膜、功能高分子材料等）、生物醫(yī)用材料、高性能結(jié)構(gòu)材料、智能材料、新型建筑及化工新材料等。

電子信息材料

電子信息材料是指在微電子、光電子技術(shù)和新型元器件基礎(chǔ)產(chǎn)品領(lǐng)域中所用的材料，主要包括單晶硅為代表的半導體微電子材料；激光晶體為代表的光電子材料；介質(zhì)陶瓷和熱敏陶瓷為代表的電子陶瓷材料；釹鐵硼（NdFeB）永磁材料為代表的磁性材料；光纖通信材料；磁存儲和光盤存儲為主的數(shù)據(jù)存儲材料；壓電晶體與薄膜材料；貯氫材料和鋰離子嵌入材料為代表的綠色電池材料等。這些基礎(chǔ)材料及其產(chǎn)品支撐著通信、計算機、信息家電與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

電子信息材料的總體發(fā)展趨勢是向著大尺寸、高均勻性、高完整性、以及薄膜化、多功能化和集成化方向發(fā)展。當前的研究熱點和技術(shù)前沿包括柔性晶體管、光子晶體、SiC、GaN、ZnSe等寬禁帶半導體材料為代表的第三代半導體材料、有機顯示材料以及各種納米電子材料等。

新能源材料

新能源和再生清潔能源技術(shù)是21世紀世界經(jīng)濟發(fā)展中最具有決定性影響的五個技術(shù)領(lǐng)域之一，新能源包括太陽能、生物質(zhì)能、核能、風能、地熱、海洋能等一次能源以及二次電源中的氫能等。新能源材料則是指實現(xiàn)新能源的轉(zhuǎn)化和利用以及發(fā)展新能源技術(shù)中所要用到的關(guān)鍵材料。主要包括儲氫電極合金材料為代表的鎳氫電池材料、嵌鋰碳負極和LiCoO2正極為代表的鋰離子電池材料、燃料電池材料、Si半導體材料為代表的太陽能電池材料以及鈾、氘、氚為代表的反應(yīng)堆核能材料等。

當前的研究熱點和技術(shù)前沿包括高能儲氫材料、聚合物電池材料、中溫固體氧化物燃料電池電解質(zhì)材料、多晶薄膜太陽能電池材料等。

納米材料

納米材料是指由尺寸小于100nm（0.1-100nm）的超細顆粒構(gòu)成的具有小尺寸效應(yīng)的零維、一維、二維、三維材料的總稱。納米材料的概念形成于80年代中期，由于納米材料會表現(xiàn)出特異的光、電、磁、熱、力學、機械等性能，納米技術(shù)迅速滲透到材料的各個領(lǐng)域，成為當前世界科學研究的熱點。按物理形態(tài)分，納米材料大致可分為納米粉末、納米纖維、納米膜、納米塊體和納米相分離液體等五類。盡管目前實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的納米料主要是碳酸鈣、白炭黑、氧化鋅等納米粉體材料，其它基本上還處于實驗室的初級研究階段，大規(guī)模應(yīng)用預(yù)計要到5-10年以后，但毫無疑問，以納米材料為代表的納米科技必將對二十一世紀的經(jīng)濟和社會發(fā)展產(chǎn)生深刻的影響。

當前的研究熱點和技術(shù)前沿包括：以碳納米管為代表的納米組裝材料；納米陶瓷和納米復(fù)合材料等高性能納米結(jié)構(gòu)材料；納米涂層材料的設(shè)計與合成；單電子晶體管、納米激光器和納米開關(guān)等納米電子器件的研制、C60超高密度信息存貯材料等。

先進復(fù)合材料

復(fù)合材料是由兩種或多種性質(zhì)不同的材料通過物理和化學復(fù)合，組成具有兩個或兩個以上相態(tài)結(jié)構(gòu)的材料。該類材料不僅性能優(yōu)于組成中的任意一個單獨的材料，而且還可具有組分單獨不具有的獨特性能。

復(fù)合材料按用途主要可分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料兩大類。結(jié)構(gòu)復(fù)合材料主要作為承力結(jié)構(gòu)使用的材料，由能承受載荷的增強體組元（如玻璃、陶瓷、碳素、高聚物、金屬、天然纖維、織物、晶須、片材和顆粒等）與能聯(lián)結(jié)增強體成為整體材料同時又起傳力作用的基體組元（如樹脂、金屬、陶瓷、玻璃、碳和水泥等）構(gòu)成。結(jié)構(gòu)材料通常按基體的不同分為聚合物基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、碳基復(fù)合材料和水泥基復(fù)合材料等。功能材料是指除力學性能以外還提供其它物理、化學、生物等性能的復(fù)合材料。包括壓電、導電、雷達隱身、永磁、光致變色、吸聲、阻燃、生物自吸收等種類繁多的復(fù)合材料，具有廣闊的發(fā)展前途。未來的功能復(fù)合材料比重將超過結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，成為復(fù)合材料發(fā)展的主流。

未來復(fù)合材料的研究方向主要集中在納米復(fù)合材料、仿生復(fù)合材料、和發(fā)展多功能、機敏、智然復(fù)合材料等領(lǐng)域。

生態(tài)環(huán)境材料

生態(tài)環(huán)境材料是在人類認識到生態(tài)環(huán)境保護的重要戰(zhàn)略意義和世界各國紛紛走可持續(xù)發(fā)展道路的背景下提出來的，是國內(nèi)外材料科學與工程研究發(fā)展的必然趨勢。一般認為生態(tài)環(huán)境材料是具有滿意的使用性能同時又被賦予優(yōu)異的環(huán)境協(xié)調(diào)性的材料。

這類材料的特點是消耗的資源和能源少，對生態(tài)和環(huán)境污染小，再生利用率高，而且從材料制造、使用、廢棄直到再生循環(huán)利用的整個壽命過程，都與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)。主要包括：環(huán)境相容材料，如純天然材料（木材、石材等）、仿生物材料（人工骨、人工器臟等）、綠色包裝材料（綠色包裝袋、包裝容器）、生態(tài)建材（無毒裝飾材料等）；環(huán)境降解材料（生物降解塑料等）；環(huán)境工程材料，如環(huán)境修復(fù)材料、環(huán)境凈化材料（分子篩、離子篩材料）、環(huán)境替代材料（無磷洗衣粉助劑）等。

生態(tài)環(huán)境材料研究熱點和發(fā)展方向包括再生聚合物（塑料）的設(shè)計、材料環(huán)境協(xié)調(diào)性評價的理論體系、降低材料環(huán)境負荷的新工藝、新技術(shù)和新方法等。

生物醫(yī)用材料

生物醫(yī)用材料是一類用于診斷、治療或替換人體組織、器官或增進其功能的新型高技術(shù)材料，是材料科學技術(shù)中的一個正在發(fā)展的新領(lǐng)域，不僅技術(shù)含量和經(jīng)濟價值高，而且與患者生命和健康密切相關(guān)。近10多年以來，生物醫(yī)用材料及制品的市場一直保持20％左右的增長率。

生物醫(yī)用材料按材料組成和性質(zhì)分為醫(yī)用金屬材料、醫(yī)用高分子材料、生物陶瓷材料和生物醫(yī)學復(fù)合材料等。金屬、陶瓷、高分子及其復(fù)合材料是應(yīng)用最廣的生物醫(yī)用材料。按應(yīng)用生物醫(yī)用材料又可分為可降解與吸收材料、組織工程材料與人工器官、控制釋放材料、仿生智然材料等。

生物醫(yī)用材料的研究和發(fā)展方向主要為：

（1）改進和發(fā)展生物醫(yī)用材料的生物相容性評價

（2）研究新的降解材料

（3）研究具有全面生理功能的人工器官和組織材料

（4）研究新的藥物載體材料

（5）材料表面改性的研究

智能材料

20世紀80年代中期人們提出了智能材料（Smart Materials或者Intelligent Material System）的概念：智能材料是模仿生命系統(tǒng)，能感知環(huán)境變化并能實時地改變自身的一種或多種性能參數(shù)，作出所期望的、能與變化后的環(huán)境相適應(yīng)的復(fù)合材料或材料的復(fù)合。

智能材料是一種集材料與結(jié)構(gòu)、智然處理、執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)于一體的復(fù)雜的材料體系。它的設(shè)計與合成幾乎橫跨所有的高技術(shù)學科領(lǐng)域。構(gòu)成智然材料的基本材料組元有壓電材料、形狀記憶材料、光導纖維、電（磁）流變液、磁致伸縮材料和智然高分子材料等。

智然材料的出現(xiàn)將使人類文明進入一個新的高度，但目前距離實用階段還有一定的距離。

今后的研究重點包括以下六個方面：

（1）智能材料概念設(shè)計的仿生學理論研究

（2）材料智然內(nèi)稟特性及智商評價體系的研究

（3）耗散結(jié)構(gòu)理論應(yīng)用于智能材料的研究

（4）機敏材料的復(fù)合-集成原理及設(shè)計理論

（5）智能結(jié)構(gòu)集成的非線性理論

（6）仿人智然控制理論

高性能結(jié)構(gòu)材料

結(jié)構(gòu)材料指以力學性能為主的工程材料，它是國民經(jīng)濟中應(yīng)用最為廣泛的材料，從日用品、建筑到汽車、飛機、衛(wèi)星和火箭等，均以某種形式的結(jié)構(gòu)框架獲得其外形、大小和強度。鋼鐵、有色金屬等傳統(tǒng)材料都屬于此類。高性能結(jié)構(gòu)材料一般指具有更高的強度、硬度、塑性、韌性等力學性能，并適應(yīng)特殊環(huán)境要求的結(jié)構(gòu)材料。包括新型金屬材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷材料和高分子材料等。

當前的研究熱點包括：高溫合金、新型鋁合金和鎂合金、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料和高分子合金等。

新型功能材料

功能材料是指表現(xiàn)出力學性能以外的電、磁、光、生物、化學等特殊性質(zhì)的材料。除前面介紹過的信息、能源、納米、生物醫(yī)用等材料外，新型功能材料主要還包括高溫超導材料、磁性材料、金剛石薄膜、功能高分子材料等。

當前的研究熱點包括：納米功能材料、納米晶稀土永磁和稀土儲氫合金材料、大塊非晶材料、高溫超導材料、磁性形狀記憶合金材料、磁性高分子材料、金剛石薄膜的制備技術(shù)等。

化工新材料

化工新材料是應(yīng)用在化工、石油等領(lǐng)域的基礎(chǔ)原材料，主要包括有機氟材料、有機硅材料、高性能纖維、納米化工材料、無機功能材料等。納米化工材料和特種化工涂料是近年來的研究熱點。

先進陶瓷材料

先進陶瓷材料是指采用精制的高純、超細的無機化合物為原料及先進的制備工藝技術(shù)制造出的性能優(yōu)異的產(chǎn)品。根據(jù)工程技術(shù)對產(chǎn)品使用性能的要求，制造的產(chǎn)品可以分別具有壓電、鐵電、導電、半導體。磁性等或具有高強、高韌，高硬、耐磨。耐腐蝕、耐高溫、高熱導、絕熱或良好生物相容性等優(yōu)異性能。

先進陶瓷材料一般分為結(jié)構(gòu)陶瓷、陶瓷基復(fù)合材料和功能陶瓷三類。大部分功能陶瓷在電子工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，通常也稱為電子陶瓷材料。如用于制造芯片的陶瓷絕緣材料、陶瓷基板材料、陶瓷封裝材料以及用于制造電子器件的電容器陶瓷、壓電陶瓷、鐵氧體磁性材料等。

當前的研究熱點包括陶瓷材料的強韌化技術(shù)、納米陶瓷材料的制備合成技術(shù)、先進結(jié)構(gòu)陶瓷材料體系的設(shè)計以及電子陶瓷材料的高勻、超細技術(shù)。

新型建筑材料

新型建筑材料主要包括新型墻體材料、化學建材、新型保溫隔熱材料、建筑裝飾裝修材料等。其中化學建材包括建筑塑料、建筑涂料、建筑防水、密封材料、隔熱保溫材料、隔聲材料、特種陶瓷、建筑膠粘劑等，是我國 '十五'期間要重點發(fā)展的新型建筑材料。

新材料定義：新材料是指那些新出現(xiàn)或已在發(fā)展中的、具有傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能和特殊功能的材料。新材料與傳統(tǒng)材料之間并沒有截然的分界，新材料在傳統(tǒng)材料基礎(chǔ)上發(fā)展而成，傳統(tǒng)材料經(jīng)過組成、結(jié)構(gòu)、設(shè)計和工藝上的改進從而提高材料性能或出現(xiàn)新的性能都可發(fā)展成為新材料。

新材料的分類：

新材料按結(jié)構(gòu)組成分，有金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料、先進復(fù)合材料四大類。按材料性能分，有結(jié)構(gòu)材料和功能材料。按照新材料的用途和性質(zhì)，《中國新材料產(chǎn)品與技術(shù)指導目錄》將新材料產(chǎn)品分為新型金屬材料、新型建筑材料、新型化工材料、電子信息材料、生物醫(yī)用材料、新型能源材料、納米及粉體材料、新型復(fù)合材料、新型稀土材料、高性能陶瓷材料、新型碳材料、新材料制備技術(shù)與設(shè)備等十多類具體技術(shù)領(lǐng)域。

電子信息材料

（1）微電子材料：晶圓、封裝料、光刻膠、金絲、漿料、電子化學品、IGBT、功率MOS

（2）光電子材料：光棒光纖、光器件、光盤、磁記錄材料

（3）平板顯示材料：偏光片、濾光片、玻璃、液晶、PDP稀土熒光粉、OLED發(fā)光料

（4）固態(tài)激光材料：人工晶體、非線性光學材料、特種玻璃、鍍膜材料

節(jié)能新材料

（1）半導體照明材料：襯底、外延片、MO源、高純氣體、封裝料

（2）光伏電池材料：多晶硅、單晶硅、薄膜、玻璃

（3）新能源材料：燃料電池電極、固體氧化物、二次電池電極、膜、鋰離子聚合物、儲氫合金粉及其他儲氫材料

納米材料

先進復(fù)合材料

玻璃纖維、芳綸、碳化硅、石墨、硼纖維、鋼纖維、晶須、人工合成耐磨材料、樹脂基、金屬基、陶瓷基復(fù)合材料、碳/碳復(fù)合材料、硬質(zhì)合金刀片、摩擦材料、復(fù)合材質(zhì)材料

先進金屬材料

（1）超級鋼：新普碳、超合金、復(fù)相、專用鋼、耐高溫耐磨耐腐蝕材料、特種材、非晶合金（金屬玻璃）

（2）貴金屬與有色：高純貴金屬、鋁鎂鈦輕合金及材、特種銅材

化工新材料

有機硅、有機氟、工程塑料及塑料合金、特種橡膠、特種纖維、特種涂料、制冷劑、精細化工產(chǎn)品

先進陶瓷材料

功能陶瓷（微波、瓷介電子元件、壓電、敏感、透明）結(jié)構(gòu)陶瓷（蜂窩、耐磨、高溫、高韌、涂層、陶瓷基復(fù)合）

稀土材料

高純稀土、助劑、催化劑、永磁、發(fā)光、儲氫

磁性材料

軟磁、永磁、磁記錄材料、磁器件

碳材料

活性炭、碳黑、金剛石、石墨、碳纖維

膜材料

過濾膜（有機膜、無機膜）、功能薄膜（光學、絕緣）

超導材料

實用化超導線材、塊材、薄膜的制備技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)。

生物醫(yī)用材料

植入、人工組織、血液過濾、縫合

生態(tài)環(huán)境材料

環(huán)境工程材料、綠色包裝、可降解材料、環(huán)境替代材料

新型建筑材料

保溫隔熱材料、高強水泥、綠色生態(tài)建材

以上是詳細的新材料界定和分類的內(nèi)容。

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