金屬材料發(fā)展歷史與展望.ppt

1,金屬材料學(xué),2,主講教師 張靜,通訊地址：西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院公字樓415 郵 編：710072,聯(lián)系電話：E-mail：,3,上課時(shí)間與考察,上課時(shí)間：413周 周三、周五的五、六節(jié) 考試方式：閉卷,陳錚，西北工業(yè)大學(xué)，金屬材料學(xué)講義 戴起勛，金屬材料學(xué)，化學(xué)工業(yè)出版社，北京，2005 金屬材料手冊(cè) 材料科學(xué)基礎(chǔ)，胡賡祥，蔡珣P401 金屬材料學(xué)，吳承建,4,參考文獻(xiàn),5,我們將學(xué)習(xí)：,金屬材料的地位與作用, 歷史與發(fā)展。 金屬材料的物理、化學(xué)性質(zhì), 結(jié)構(gòu)。 主要金屬的基本原理 金屬與合金: 鋁、鈦、銅、鎂、稀土、合金鋼等,性質(zhì)與應(yīng)用,制造工藝,典型合金。 新材料: 介紹目前世界上出現(xiàn)的新型金屬材料,6,課程特點(diǎn)和要求,7,第一章 金屬材料的進(jìn)展,8,本章框架,發(fā)展戰(zhàn)略,發(fā)展史與現(xiàn)狀,未來(lái),問(wèn)題與趨勢(shì),作用與地位,展望,回顧,9,第一節(jié) 發(fā)展史與現(xiàn)狀,10,一、材料的發(fā)展史，就是人類社會(huì)的發(fā)展史。,人類歷史的劃分,現(xiàn)代社會(huì),三 大 支 柱,能源、信息和材料（1998）,生物工程，信息技術(shù)和新材料,石器時(shí)代陶器時(shí)代青銅器時(shí)代鐵器時(shí)代。,11,12,二、材料的發(fā)展史，就是人類科技的發(fā)展史。,信息、材料、能源、生物技術(shù),現(xiàn)代高科技,材料人類社會(huì)發(fā)展的里程碑！,新材料現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)和支柱！,社會(huì)文明支柱，科技創(chuàng)新的重要標(biāo)志！,13,金屬材料發(fā)展的四個(gè)階段,一 原始鋼鐵生產(chǎn),4300B.C. 金、銅、鐵， 鑄造、鍛打 中國(guó)的寶劍、西歐的大馬士革刀，日本武士劍,二 金屬材料學(xué)科的基礎(chǔ),1778，第一座鐵橋； 1818，鐵船下水； 1825，鐵路；鐵構(gòu)成金屬材料學(xué)科的基礎(chǔ),14,19世紀(jì)，金屬學(xué)、金相學(xué)、相變理論的發(fā)展,1803，道爾頓的原子學(xué)說(shuō)，阿伏加德羅分子論 1830，Hessel 的32種晶體類型 1839，Miller指數(shù)的普及 1891，點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)理論的創(chuàng)立,1864，Sorby，第一張金相組織照片，9倍 1827-1888，F(xiàn)e3C的分離(Karsten)和認(rèn)知(Abel) 十九世紀(jì)中后，鋼的金相學(xué)發(fā)展：Willard Gibbs的相律推導(dǎo)，Robert-Austen奧氏體固溶特性，Roozeboom的Fe-Fe3C相圖建立,15,1669, N. Steno, 晶面角守恒定律,1885, A. Bravais, 晶體空間點(diǎn)陣學(xué)說(shuō),1912, M. Laue*, 晶體的X射線衍射,1915, W. H. Bragg and W. L. Bragg* X射線晶體結(jié)構(gòu)分析方法,電子顯微鏡（SEM、TEM）,掃描探針顯微術(shù)*（STM、AFM）,三 微觀組織理論大發(fā)展,合金相圖、X射線，位錯(cuò)理論,16,Reaumur (1722) Hill (1748) 在放大鏡下觀察出晶粒,Young(1807)提出材料彈性模量概念,Barlow(1826)關(guān)于材料強(qiáng)度的測(cè)定,Tehernoff(1861)發(fā)表了鋼臨界點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,Wshery(1860-1870)關(guān)于拉伸、扭轉(zhuǎn)、變曲應(yīng)力的工作及得出的第一條S-N曲線，開(kāi)辟了材料、組織與性能間關(guān)系的科學(xué)研究,17,四 微觀理論的深入研究,電子顯微鏡、掃描透射電鏡（SYEM）、掃描隧道顯微鏡（STM）、原子顯微鏡（AFM）等新儀器的發(fā)明為微觀研究進(jìn)一步發(fā)展提供可能，隨之產(chǎn)生了表面和界面科學(xué),18,三、現(xiàn)代金屬材料,1.先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料 特點(diǎn)：高比強(qiáng)度、高比剛度、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損 途徑：細(xì)化、均勻化組織，合金化，改進(jìn)加工技術(shù) 代表：鋁鎂合金、合金鋼，復(fù)合材料,2.高溫合金材料 特點(diǎn)：高比強(qiáng)度、高比剛度，提高高溫工作效率 途徑：顆?；蚨汤w維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料 用于：航空發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪 代表：Ti、Ti-Al合金,19,第二節(jié) 作用和地位,20,美國(guó)國(guó)家知識(shí)評(píng)估大綱,近幾年來(lái)，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界運(yùn)動(dòng)方式發(fā)生了根本變化。 長(zhǎng)途通訊價(jià)格下降，計(jì)算機(jī)的普及，全球網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，以及生物技術(shù)、材料科學(xué)和電子工程等領(lǐng)域的發(fā)展，創(chuàng)造出10年前根本不可能想象的新產(chǎn)品、新服務(wù)系統(tǒng)、新興行業(yè)和新的就業(yè)機(jī)會(huì)，這就是人們所說(shuō)的知識(shí)革命。,21,材料是國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)進(jìn)步和國(guó)家安全 的物質(zhì)基礎(chǔ)與先導(dǎo) 先進(jìn)材料具有強(qiáng)烈的基礎(chǔ)性、支撐性、 技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值和迫切戰(zhàn)略需求,材料的基礎(chǔ)、先導(dǎo)、戰(zhàn)略作用,22,高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金，新型耐蝕、耐磨、高散熱性等銅合金、高純銅等。輕質(zhì)高性能鎂材，特別是鎂基壓鑄材料。,典型先進(jìn)金屬材料,高強(qiáng)可焊鋁鋰合金，超高強(qiáng)鋁合金，新型耐熱、耐磨、高比強(qiáng)、高比模、高韌性鋁合金，纖維增強(qiáng)和顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料等。,23,典型先進(jìn)金屬材料,高強(qiáng)高韌鈦合金、熱強(qiáng)鈦合金、新型阻燃耐蝕功能鈦合金、高性能鋯合金、功能重材料鉭鎢合金、高精度鈹材等。,鉍系超導(dǎo)帶材，釔系超導(dǎo)塊材中。稀土永磁材料燒結(jié)NdFeB，第四代稀土永磁材料Sm2Fel7Nx。新型高性能稀土儲(chǔ)氫材料，在鎳氫電池中得到重要應(yīng)用。,24,導(dǎo)彈與火箭的構(gòu)件基本上采用鋁合金、鈦合金、鎳基高溫合金、鎂合金和部分難熔金屬合金。 鈦、鋁及其合金成為艦船耐壓殼體、核動(dòng)力系統(tǒng)、武備系統(tǒng)、聲納系統(tǒng)等的主要材料。,一、國(guó)防支撐材料,鋁材是飛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)材料，占重量比的5080，民用飛機(jī)鋁材料用量在70以上。鈦及其合金在新型飛機(jī)上用作結(jié)構(gòu)材料，飛機(jī)越先進(jìn)，鈦用量就越大。,25,航空航天的物質(zhì)基礎(chǔ),鍛鋁2014（LD10）的力學(xué)性能,衛(wèi)星發(fā)射，節(jié)省1公斤重量將降低費(fèi)用$20000。一次發(fā)射節(jié)約費(fèi)用20%。,鋁的理論強(qiáng)度4700MPa，當(dāng)今高強(qiáng)鋁合金強(qiáng)度沒(méi)超過(guò)1000MPa。,26,“核時(shí)代金屬”鈹，在核武器中對(duì)增大爆炸威力起關(guān)鍵作用。鈹?shù)谋葎偠却螅趯?dǎo)航系統(tǒng)中用作制造精密陀螺儀，對(duì)增加射程、提高命中精度起關(guān)鍵作用。,國(guó)防支撐材料,“原子時(shí)代第一金屬”的鋯，是核動(dòng)力潛艇不可替代材料，80的鋯材用作核動(dòng)力堆的燃料包殼、容器管、壓力管、格架、端塞和其它堆芯結(jié)構(gòu)材料。,鈾、鈹、鉭、鎢、鉑族金屬、鍺，被許多國(guó)家儲(chǔ)存作為戰(zhàn)略物資。美國(guó)對(duì)鎢以鎢精礦形式，鉭和鈹以純金屬形式進(jìn)行儲(chǔ)備，鉑和鈀被列為特殊戰(zhàn)略金屬。,27,21世紀(jì)中葉聚變能和太陽(yáng)能將成為主要能源，可控核聚變反應(yīng)堆工程需要大量鋰、鉬、鋯、鈦等。,二、高技術(shù)關(guān)鍵材料,鈮、鈦、錫、鉍、釔等都是制取超導(dǎo)材料的基本組元，NbTi、Nb3Sn實(shí)用低溫超導(dǎo)材料已商品化。 表面工程和技術(shù),有相當(dāng)部分是稀有金屬薄膜、半導(dǎo)體材料薄膜和貴金屬薄膜。,28,高技術(shù)關(guān)鍵材料,稀土元素的特殊電子層結(jié)構(gòu)使其在光、電、磁、化學(xué)上表現(xiàn)出奇異性能，已出現(xiàn)的一大批功能材料，如稀土磁性材料、稀土發(fā)光材料、稀土尾氣凈化材料、稀土儲(chǔ)氫材料、高溫超導(dǎo)材料等，2l世紀(jì)稀土將在功能材料中處于主體地位。 美國(guó)公布的22種金屬高科技材料中，稀土金屬被列為第三位。,29,車輛中以鋁代鋼，減重50，增加運(yùn)載量10，節(jié)能9.612.5，日常檢修工時(shí)減少45。,三、國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)材料,電線、電纜占銅材總消耗量的50，鋁材總消耗量的33,沒(méi)有材料可替代。 “蓄電池金屬”鉛的6070消費(fèi)在蓄電池中。鎳是制造鎳氫電池、鎳鎘電池的原材料。,30,國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)材料,鈦的極好耐蝕性在化工、海洋工程、冶金、能源等部門的應(yīng)用，我國(guó)氯堿行業(yè)在5 000多臺(tái)電解槽上使用鈦陽(yáng)極代替石墨陽(yáng)極，年節(jié)電4億多度。,鉭的高純化使鉭電容器向輕、薄、小型化、可靠化方向發(fā)展。 稀有金屬的碳化物、氮化物成為廣泛使用的切削刀具、鉆頭、耐磨工件、模具和耐磨涂層。,31,國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)材料,電冰箱、電視機(jī)、錄相機(jī)、洗衣機(jī)等對(duì)有色金屬提出了更高要求。鋁材已進(jìn)入建筑行業(yè)，約占鋁耗量的20以上，在我國(guó)占30。 鋁用于制造剛性、柔性包裝，復(fù)合材料容器和密封片蓋等，美國(guó)包裝用鋁約占鋁消耗總量的20，我國(guó)占812。,32,國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)材料,在世界金和鉑的需求量中，90以上的金和3639的鉑消費(fèi)在飾品方面，我國(guó)是世界鉑首飾第二大消費(fèi)國(guó)。,鋁合金管是農(nóng)業(yè)噴灌地面、地下管網(wǎng)的材料，鋁制糧倉(cāng)與鋼筋混凝土糧倉(cāng)相比，建設(shè)勞動(dòng)強(qiáng)度下降90左右，基建投資減少5060。,33,第三節(jié) 發(fā)展趨勢(shì),34,世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域,信息科學(xué)和技術(shù) 生命科學(xué)和生物技術(shù) 能源科學(xué)和技術(shù) 環(huán)境科學(xué)和技術(shù) 材料科學(xué)和技術(shù) 高密度存儲(chǔ)材料 生態(tài)材料 生物材料 碳材料 高性能結(jié)構(gòu)材料,要加快發(fā)展電子信息、生物工程和新材料等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，形成工業(yè)發(fā)展新的增長(zhǎng)點(diǎn)。 十五屆五中全會(huì),6. 納米科學(xué)和技術(shù) 7. 先進(jìn)制造技術(shù),35,新世紀(jì)對(duì)材料提出新的要求,資源豐富,環(huán)境 保護(hù),節(jié)約 能源,新材料,36,當(dāng) 前 的 材 料,從使用要求：多樣化、復(fù)合化、智能化、高性能,從 應(yīng)用：結(jié)構(gòu)材料功能材料結(jié)構(gòu)/功能一體化材料,從材料：金屬（合金）-金屬間化合物金屬/非金屬化合物金屬/非金屬?gòu)?fù)合材料非金屬?gòu)?fù)合材料,從組織結(jié)構(gòu)：多晶單晶微晶納米晶非晶,從形態(tài)尺度：塊體薄膜線材（一維）,37,當(dāng)代材料研究與制備的共性發(fā)展趨勢(shì),結(jié)構(gòu)材料復(fù)合化、輕量化、功能化,功能材料小型化、多功能化和智能化,先進(jìn)制備技術(shù),材料科學(xué)設(shè)計(jì),38,未來(lái)材料發(fā)展趨勢(shì),未來(lái)的材料,材料設(shè)計(jì),分子設(shè)計(jì)和材料設(shè)計(jì), 指導(dǎo)合成和制備具有預(yù)期性能和使用效能的材料,智能化、 仿生化、 復(fù)合化、 納米化、 輕量化、 高功能化,39,21世紀(jì)初的材料科學(xué)技術(shù),隨著資源的枯竭，環(huán)境的惡化，環(huán)境材料將日益受到重視,納米材料科學(xué)技術(shù)將成為21世紀(jì)初最為活躍的領(lǐng)域,21世紀(jì)將逐漸實(shí)現(xiàn)按需設(shè)計(jì)材料,40,21世紀(jì)將逐漸實(shí)現(xiàn)按需設(shè)計(jì)材料材料,材料設(shè)計(jì)是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，如: 材料的制備與存在狀態(tài)往往屬于非平衡熱力學(xué)； 有些結(jié)構(gòu)敏感性質(zhì)，可變因素多，一個(gè)微小缺陷都會(huì)產(chǎn)生很大影響； 表面與內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的不一致性，以及復(fù)雜的環(huán)境因素等等。 要建立完整的精確的數(shù)據(jù)庫(kù)；建立正確的物理模型；大容量計(jì)算機(jī)；不同學(xué)科科學(xué)家與工程技術(shù)人員的通力合作。,41,不同類型材料的發(fā)展前景,金屬在結(jié)構(gòu)材料中仍占主要位置，鋼鐵在今后幾十年內(nèi)的產(chǎn)量不會(huì)下降,目前全世界產(chǎn)量78億噸。 銅、鉛、鋅的資源接近枯竭，代用品成為當(dāng)務(wù)之急，加速開(kāi)發(fā)低品位礦的提煉方法。 鎂和鈦將得到更廣泛的應(yīng)用。,42,不同類型材料的發(fā)展前景,稀有金屬與稀土金屬的用途將不斷擴(kuò)大。 功能陶瓷將會(huì)有更大發(fā)展，工程陶瓷的性能將進(jìn)一步提高。 水泥的生產(chǎn)將大量采用礦渣、爐渣等廢料，提高水泥標(biāo)號(hào)，改進(jìn)增強(qiáng)組元，減少水泥產(chǎn)量。 玻璃將走向智能化達(dá)到節(jié)能的目的。,43,不同類型材料的發(fā)展前景,碳素材料資源豐富，碳的同素多形體而成為多用途的材料，碳纖維強(qiáng)度高而價(jià)廉； 金剛石至今仍是最硬的材料，又是高溫半導(dǎo)體的候選材料之一；納米碳管應(yīng)用前景廣闊，將成為21世紀(jì)研究與開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。,44,不同類型材料的發(fā)展前景,功能高分子材料，包括導(dǎo)電高分子、鐵磁高分子、光學(xué)高分子，半導(dǎo)體及超導(dǎo)體以及存儲(chǔ)和顯示材料都已顯示有發(fā)展前景，但有穩(wěn)定性和老化問(wèn)題。 樹(shù)脂基復(fù)合材料得到較為廣泛的應(yīng)用，金屬基與陶瓷基復(fù)合材料成本過(guò)高而未打開(kāi)局面。,45,高性能結(jié)構(gòu)材料的研究與開(kāi)發(fā)是永恒的主題,高性能結(jié)構(gòu)材料是高比強(qiáng)、高比剛、耐高溫、耐腐蝕、抗磨損的結(jié)構(gòu)材料。 動(dòng)力機(jī)械工作溫度愈高，比強(qiáng)度和比剛度愈高，效率愈高 飛機(jī)及航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的改進(jìn)，分別為23和12靠材料性能提高。 衛(wèi)星和飛船能減重1公斤就能帶來(lái)極高的效益。 汽車節(jié)油有37靠材料的輕量化，40靠發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)，而絕熱發(fā)動(dòng)機(jī)（不需水冷）主要靠材料性能的提高。,46,2002高技術(shù)發(fā)展報(bào)告 我國(guó)未來(lái)20年材料技術(shù)領(lǐng)域15項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),開(kāi)發(fā)出實(shí)用的高溫超導(dǎo)材料并將其應(yīng)用到若干領(lǐng)域； 轉(zhuǎn)換效率在20以上的太陽(yáng)能電池進(jìn)入實(shí)用階段； 納米材料制備技術(shù)及納米材料、納米器件在若干領(lǐng)域的應(yīng)用； 開(kāi)發(fā)出汽車動(dòng)力用燃料電池； 可在350高溫下持續(xù)工作的聚合物基復(fù)合材料進(jìn)入實(shí)用階段； 開(kāi)發(fā)出與人骨基本相同的磷灰石基復(fù)合材料； 開(kāi)發(fā)出金屬間化合物基高溫結(jié)構(gòu)材料； 開(kāi)發(fā)出適用于汽車及其他民用工業(yè)的鈦合金；,47,2002高技術(shù)發(fā)展報(bào)告 我國(guó)未來(lái)20年材料技術(shù)領(lǐng)域15項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),汽車等交通工具的低成本、高強(qiáng)度鋁、鎂合金； 開(kāi)發(fā)出實(shí)用的全光開(kāi)關(guān)材料和技術(shù)； 開(kāi)發(fā)出單電子存儲(chǔ)器元件； 新一代鋼鐵材料（即“超級(jí)鋼”）進(jìn)入實(shí)用階段； 開(kāi)發(fā)出適用的塑料再生、循環(huán)利用技術(shù)； 開(kāi)發(fā)出高能量、高密度、持久耐用的充電電池； 開(kāi)發(fā)出實(shí)用的太陽(yáng)能分解水制造氫的技術(shù)。,48,先 進(jìn) 結(jié) 構(gòu) 材 料 發(fā) 展的 趨 勢(shì),材料的復(fù)合化 結(jié)構(gòu)材料的功能和多功能化 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料的高性能化 低成本技術(shù) 簡(jiǎn)化材料體系,一材多用 先進(jìn)制備和加工技術(shù) 提前安排重要新結(jié)構(gòu)材料的研制 新材料的環(huán)境影響,49,(1)合成與加工技術(shù),合成技術(shù)向純化、細(xì)化、強(qiáng)韌化、均質(zhì)化和復(fù)合化的“五化”發(fā)展； 加工技術(shù)向特細(xì)、特薄、特精、特異和特大的“五特”發(fā)展； 生產(chǎn)技術(shù)向高速化、連續(xù)化、自動(dòng)化、緊湊化和近終形化的高效、節(jié)能、低耗和低成本發(fā)展。,50,(2)結(jié)構(gòu)材料高性能化,結(jié)構(gòu)材料的塑性、韌性、強(qiáng)度和硬度等達(dá)到以分子、原子水平預(yù)測(cè)和控制的階段。 新型高強(qiáng)高導(dǎo)框架材料銅合金、彌散強(qiáng)化無(wú)氧銅以及同步齒環(huán)材料用新型耐磨銅合金等。,51,(2)結(jié)構(gòu)材料高性能化,高溫結(jié)構(gòu)鈦合金不斷提高使用溫度，高強(qiáng)鈦合金轉(zhuǎn)向使用高溫高韌合金。耐蝕鈦合金成本、強(qiáng)度和耐蝕性等可與鎳基合金競(jìng)爭(zhēng)。 反應(yīng)堆、核武器、慣性導(dǎo)航儀系統(tǒng)以及空間飛行器的鈹結(jié)構(gòu)材料性能更高，鈹鋁合金可用于3馬赫飛機(jī)腹翼。,52,(3)功能材料精細(xì)化、微型化和高功能化,交流用超細(xì)芯NbTi多線超導(dǎo)材料的芯絲直徑到0.1m以下。 鉭電容器體積微型化，高比容鉭粉愈來(lái)愈細(xì)，超細(xì)鉭絲的精加工。 NdFeB永磁材料的磁能積愈來(lái)愈高。 高性能貴金屬精密合金和精細(xì)復(fù)合材料是精細(xì)化、微型化和高功能化的典型代表。,53,(4)能源材料向高效、低耗、少污染方向發(fā)展,非晶硅、多晶硅、單晶硅、GaAs提高轉(zhuǎn)換效率、降低成本 稀土鎳化合物、鎂系化合物和鈦系化合物貯氫材料。 低溫超導(dǎo)材料在質(zhì)子對(duì)撞機(jī)、核聚變裝置、超導(dǎo)貯能系統(tǒng)、磁浮列車、超導(dǎo)發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)以及醫(yī)用核磁共振成像儀等方面得到應(yīng)用；高溫超導(dǎo)電纜倍受重視。,54,(4)能源材料向高效、低耗、少污染方向發(fā)展,核反應(yīng)堆對(duì)包殼材料鋯合金提出了高燃耗、長(zhǎng)周期、高可靠和低成本的要求。 聚核反應(yīng)堆要求鉬、鉭、鈮、鈦、釩和高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，鈹、鋯、Zr5Pb3，中子倍增材料。,55,(5)高新技術(shù)在合成與加工中相互滲透,“五化”和“五特”等合成與加工新技術(shù)，以及在高溫、高壓、高真空、低溫和急冷等極端條件下的特種加工、特種熔煉、快速凝固、定向結(jié)晶、單晶控制、材料復(fù)合、表面改性、納米技術(shù)、高能加工、薄膜制備、近終形技術(shù)、機(jī)械合金化、噴射成型和注射成形等新工藝、新技術(shù)、新裝備。,56,(6)材料設(shè)計(jì)與建模,微觀層次，從原子、分子出發(fā)，利用分子動(dòng)力學(xué)、Monte Carlo等方法進(jìn)行計(jì)算模擬。 介觀層次材料設(shè)計(jì)，重點(diǎn)在材料顯微組織結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)，利用相圖計(jì)算。 設(shè)計(jì)、模擬與制備具有新型材料，成為材料科學(xué)發(fā)展的重要方向。,57,美國(guó) 6070年代 阿波羅登月 7080年代 星球大戰(zhàn) 8090年代 信息高速公路 90 納米科技 俄羅斯 21世紀(jì)9項(xiàng)優(yōu)先發(fā)展的科學(xué)、工藝、技術(shù)中“新材料和化學(xué)”排在第三,先進(jìn)材料科技的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì),建立先進(jìn)材料科技體系,58,第四節(jié) 我國(guó)材料業(yè)的問(wèn)題和發(fā)展戰(zhàn)略,59,世界銀行：中國(guó)與知識(shí)經(jīng)濟(jì)：把握21世紀(jì)2001年,在過(guò)去兩千年中的很長(zhǎng)一段，中國(guó)是世界上最大和最先進(jìn)的國(guó)家，直到18世紀(jì)末，中國(guó)的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值約占全球25%，1820年為33%。 中國(guó)的人均收入在12世紀(jì)前一直領(lǐng)先于西歐，在18世紀(jì)前一直領(lǐng)先于世界平均水平。 后來(lái)，它錯(cuò)過(guò)了工業(yè)革命，經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)停滯，1949年GDP僅占世界5%。,60,2003年全國(guó)產(chǎn)鋼22012萬(wàn)噸，占全球鋼產(chǎn)量的23，超過(guò)美國(guó)和日本之和，全球第一個(gè)年鋼產(chǎn)量突破2億噸的國(guó)家，2007年鋼產(chǎn)量達(dá)到5億噸,12年鋼產(chǎn)量世界第一。 2007年十種有色金屬總產(chǎn)量繼續(xù)保持世界第一。,基礎(chǔ)材料躍居世界前列,關(guān)鍵要點(diǎn)：基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展：節(jié)能、降耗、環(huán)境友好,61,2004年中國(guó)各種材料總產(chǎn)量及世界排名,62,能耗高,2002年每噸鋼鐵消耗標(biāo)準(zhǔn)煤0.715噸；日本為0.655噸。 每噸鋁錠綜合能耗標(biāo)準(zhǔn)煤6.318噸，比發(fā)達(dá)國(guó)家高2倍。,63,廢氣： 每噸鋼鐵排放CO2 2430kg，遠(yuǎn) 高于發(fā)達(dá)國(guó)家排放指標(biāo)（芬蘭：800kg)。 廢渣 : 2002年，黑色金屬冶煉業(yè)、有色金屬礦采選業(yè)、黑色金屬礦選業(yè)的固體廢物排放量分別占工業(yè)固體廢物排放總量16.7%、14.6%、8.6% 。 廢水：2002年，黑色金屬冶煉業(yè)屬于全國(guó)4個(gè)重點(diǎn)廢水排放行業(yè)之一，排放量占重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)企業(yè)廢水排放量10.3。,環(huán)境污染嚴(yán)重,64,65,我國(guó)113個(gè)大中型有色金屬礦山，資源枯竭型礦山占56.6，資源