登陆注册
17611400000002

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
  • 危机与防范(和谐中华知识文库)

    危机与防范(和谐中华知识文库)

    本书对自然灾害危机、人身安全危机、财产安全危机、心理危机、公共卫生安全危机等方面,阐述了常见生存危机的防范与应对方法。本书旨在通过强化生存意识、提高生存技能、强调珍爱生命,从生存教育的角度,突出生存能力的培养,拓展高校素质教育的内涵。
  • 突发事故自救书

    突发事故自救书

    在我们的日常生活中,地震、洪灾、火灾、车祸等突发灾害时有发生。面对灾害,很多人因缺乏自救知识而惊慌失措,错过了最佳自救时间,导致悲剧的发生。面对突发灾害,能否及时有效地采取自我救助措施,将会决定生命的延续与否。同时,掌握了遇险紧急救助的方法,也可以帮助周围的人摆脱险情。本书是现代家庭必备的自救手册,适合不同年龄层次的人群阅读。本书内容分为自然灾害篇、火场危害篇、交通事故篇、水上安全篇、日常意外篇等,增强读者的生存能力,让读者能更好地保护自己、救助他人!
  • 向太空进军(征服太空之路丛书)

    向太空进军(征服太空之路丛书)

    《向太空进军》是“征服太空之路丛书”之一,从人类早期的探索太空的活动开始介绍,一直到如今的探索活动,期间有关的发明发现也一并介绍,另外,还适当地介绍了一些有趣的太空话题,如一些前端构想和探索传奇等。
  • 中国航空工业大事记:1951—2011

    中国航空工业大事记:1951—2011

    《中国航空工业大事记(1951-2011)》如是记录了中国航空工业近60年走过的光辉历程,系统展示了新中国航空工业所取得的辉煌成就,全面体现了航空人奋进创新、报销祖国的精神风貌。本书内容翔实、系统,记述准确、可观、简明,不少信息属于首次披露,兼具纪念价值和史料价值,可作为工具书使用与收藏。
  • 食品包装学

    食品包装学

    本书改变了以往常用的按照包装材料、包装技术、包装机械以及典型食品包装这一体系的分类方式,按照食品的类型进行分类编写。书中在介绍了食品包装材料和食品包装原理后,分类详细介绍了肉制品包装、果蔬包装、水产品包装和其他一些食品的包装,最后简要介绍了一部分典型食品的包装标准与法规。本书内容比较丰富,贴近生产实际,适用于食品科学与工程专业或相近专业的大学本科、专科学生作为教材使用,也可供有关研究人员、工程技术人员或包装工程专业的学生或从业人员用作参考。
热门推荐
  • 牧云和尚宗本投机颂

    牧云和尚宗本投机颂

    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。
  • 快穿,炮灰

    快穿,炮灰

    主攻,墨渊1v1攻君腹黑陶冶受君清冷高贵第一个世界是校园第二个世界是古代第三个世界娱乐圈第四个世界穿小说第五个……不负责任简介:“墨渊,你是不是男人。”“……”“不是就滚下来,磨磨蹭蹭的。”感觉身上的人,动作突然凌厉起来。随之便是灭顶的冲击,“轻点~……痛”“唔~……快点~……唔~不要……”PS:快穿文完结之路,遥遥无期。此文悲剧,慎入。
  • 吾皇风华绝代天下

    吾皇风华绝代天下

    北遼城门一开,便能听到城门之上悠悠传来深入人心的琴声,一曲知轻云;负珼,城门两边皆放着两幅画,一画探芙蓉;南阳的四个城池中,都放着四副棋盘,无人知何解,一棋论简殷;琴棋书画,独独没有书,世人也叹四国中,唯独花祭国没有出个美人,却不知花祭不需书不需琴不需棋不需画,花祭只需与之一战,便可知那人,“一舞振军心鼓士气,一舞军令如平天下,一舞觉心人魂,”一舞战瑾然。苏瑾然,是四大美人中最为出尘的一位瑾美人,说她可爱却不单纯,说她如画却不纯洁,说她聪明不如说她狡猾,这样一个她让天下男人都想得到,可谁都知,成了那个人的她,已是香消玉损了。可谁也不知道,他宠她上天宠她入地,只为那月亮和人参。
  • 楚惊鸿

    楚惊鸿

    她是潇湘馆的花魁,卖艺不卖身,却得人一掷千金。他是一品将军,与皇帝称兄道弟,却成了她的常客。他伸出的手被她拍开,她却又抓着他的衣角往上爬。他心疼她的堕落,她却毫不介意冷眼旁观他的心疼。都说她是青楼妓子,下贱不堪。可谁又知道,她也曾是那么的——高不可攀。
  • 泪无声

    泪无声

    短篇,生活中遇到的,看到的,悟到的,随感而发!
  • 跟着三丰做道士

    跟着三丰做道士

    元末明初,天下大乱,跟着张三丰悠哉悠哉的去做一个不关心任何事情的道士,岂不美哉。然而命运却把他们推向另一个完全不同的世界,演绎出了一个更加多姿多彩的人生。
  • 我的女友是个鬼

    我的女友是个鬼

    【本书已解禁,全网络免费阅读!】我在路边捡到一神秘女子,并跟她同居,但意外而来的艳遇却让我发现:这个女孩有点不像人……作者的其他作品:1.《给色鬼的信》(出版更名为:《诡校笔记》)http://novel.hongxiu.com/a/131203/2.《毕业是女生》http://novel.hongxiu.com/a/105576/
  • 明月倾叶落

    明月倾叶落

    经历过太多,也看的太透彻。哪知命运的齿轮将她带到一个全新的世界。一切重新开始。新的世界,弱肉强食,比前世更甚。亲情,友情,爱情,有背叛,也有收获。
  • 永远轮回

    永远轮回

    人生若只如初见,何来那些悲伤?一遍又一遍的轮回,又有何意义?心已绝情,重来又如何!
  • 造界之主

    造界之主

    你理想是什么?是金钱还是美女又或者是君临天下?“我的理想很简单,创造世界,在我的世界之中永生不死!”