材料科學(xué)與工程導(dǎo)論

材料科學(xué)與工程導(dǎo)論EngineeringScience.各章節(jié)內(nèi)容回憶 緒論 以材料科學(xué)與工程“四要素〞 為核心的共性根底知識(shí)結(jié)構(gòu)材料功能材料材料科學(xué)前沿報(bào)告.國(guó)內(nèi)外材料領(lǐng)域開(kāi)展新動(dòng)向及戰(zhàn)略部署經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展對(duì)材料科技的重大需求世界前沿科技領(lǐng)域的開(kāi)展動(dòng)向世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析我國(guó)相關(guān)科技規(guī)劃中對(duì)材料領(lǐng)域的部署情況主要內(nèi)容.前沿科技的開(kāi)展生活質(zhì)量的提高材料科學(xué)自身的開(kāi)展材料科技重大

需求經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展對(duì)材料科技的重大需求 根底及支柱產(chǎn)業(yè)的開(kāi)展外力.經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展對(duì)材料科技的重大需求工業(yè)原料產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造裝配農(nóng)業(yè)、建筑、環(huán)境國(guó)防、信息、交通能源、健康……廢料再生循環(huán)分類/再制造

制備原材料礦產(chǎn)制備工程材料開(kāi)采材料的全生命循環(huán)周期根底及支柱產(chǎn)業(yè)的開(kāi)展.經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展對(duì)材料科技的重大需求農(nóng)

業(yè)高光能長(zhǎng)壽農(nóng)膜長(zhǎng)壽命農(nóng)林機(jī)械高分子材料－滴灌技術(shù)和溝渠防滲－西部節(jié)水工程稀土肥料根底及支柱產(chǎn)業(yè)的開(kāi)展 社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)新材料技術(shù)助力.經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展對(duì)材料科技的重大需求建

筑

水泥鋁合金門窗

膜－水立方鋼結(jié)構(gòu)－鳥(niǎo)巢金屬材料無(wú)機(jī)非金屬

瓷磚鎂合金散熱器根底及支柱產(chǎn)業(yè)的開(kāi)展 高 分 子 材 料.國(guó)

防經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展對(duì)材料科技的重大需求中國(guó)無(wú)人機(jī)核潛艇航空母艦衛(wèi)星 根底及支柱產(chǎn)業(yè)的開(kāi)展 火 箭戰(zhàn)機(jī)與導(dǎo)彈.經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展對(duì)材料科技的重大需求根底及支柱產(chǎn)業(yè)的開(kāi)展信

息機(jī)械計(jì)算機(jī)電子計(jì)算機(jī)晶體管計(jì)算機(jī)當(dāng)代計(jì)算機(jī)電子管集成電路 晶體管 計(jì)算機(jī)的開(kāi)展的演變歷史.經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展對(duì)材料科技的重大需求根底及支柱產(chǎn)業(yè)的開(kāi)展能

源鎳鎘電池鎳氫電池鋰離子電池

燃料電池太陽(yáng)能電池鉛酸電池

鋰電池

鋰電池的應(yīng)用太陽(yáng)能電池燃料電池.經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展對(duì)材料科技的重大需求根底及支柱產(chǎn)業(yè)的開(kāi)展環(huán)

境過(guò)濾材料－多孔陶瓷隔音材料－泡沫鋁空氣凈化材料環(huán)保材料材料與環(huán)境的交互作用原料開(kāi)采生產(chǎn)與制造使用廢棄運(yùn)輸再生循環(huán)材料的全生命周期示意圖.經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展對(duì)材料科技的重大需求根底及支柱產(chǎn)業(yè)的開(kāi)展交

通基礎(chǔ)設(shè)施

各種交通工具.探質(zhì)索本命生術(shù)技學(xué)科料材新技術(shù)構(gòu)物質(zhì)結(jié)索探生物科學(xué)科學(xué)技術(shù)空間探索宇宙空間海洋科探索海洋奧秘技學(xué)術(shù)新能源與再生能源

信息科學(xué)技術(shù)

人

探索智力探求人類與環(huán)境和諧共存方式

世界前沿科技領(lǐng)域前沿科技的開(kāi)展 重 大 需

求環(huán)境科學(xué)技術(shù)

材料科技經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展對(duì)材料科技的重大需求 實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)開(kāi)展在第2節(jié)重點(diǎn)講解.經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展對(duì)材料科技的重大需求 生活質(zhì)量的提高留聲機(jī)唱片機(jī)錄音機(jī)CD機(jī)MP3旅行工具的變化.經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展對(duì)材料科技的重大需求材料科學(xué)自身的開(kāi)展材料科學(xué)還遠(yuǎn)沒(méi)有物理、化學(xué)等根底科學(xué)那樣成熟，一直處于不斷開(kāi)展完善之中，如： 對(duì)材料的介觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)還有待進(jìn)一步深入隨著運(yùn)算速度的增加，計(jì)算材料學(xué)將不斷開(kāi)展材料的綠色制備技術(shù)仍處于研究之中納米材料對(duì)生物、倫理學(xué)的影響也有待評(píng)價(jià)距離隨心所欲自由設(shè)計(jì)材料仍存在相當(dāng)差距.探質(zhì)索本物命生術(shù)技學(xué)科料材新術(shù)質(zhì)結(jié)索探構(gòu)學(xué)技生物科科學(xué)技術(shù)空間探索宇宙空間海洋科探索海洋奧秘技學(xué)術(shù)探索智力環(huán)境科學(xué)技術(shù)新能源與再生能源信息科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)開(kāi)展探求人類與環(huán)境和諧共存方式人世界前沿科技領(lǐng)域世界前沿科技領(lǐng)域的開(kāi)展動(dòng)向.通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)納米半導(dǎo)體寬帶通信技術(shù) 世界前沿科技領(lǐng)域的開(kāi)展動(dòng)向信息科學(xué)技術(shù)正在發(fā)生結(jié)構(gòu)性變革，成為經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的主導(dǎo)力量 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為信息產(chǎn)業(yè)注入強(qiáng)大活力 寬帶通信已成為國(guó)際上應(yīng)用最廣的通信技術(shù) 半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)入納米時(shí)代 計(jì)算機(jī)智能技術(shù)日新月異.干細(xì)胞生物芯片轉(zhuǎn)基因食品 世界前沿科技領(lǐng)域的開(kāi)展動(dòng)向生物技術(shù)正經(jīng)歷著一場(chǎng)前所未有的技術(shù)革命，一個(gè)龐大的生物產(chǎn)業(yè)正在孕育和形成基因組學(xué)、蛋白質(zhì)科學(xué)、干細(xì)胞及再生醫(yī)學(xué)的研究成為生命科學(xué)的前沿與熱點(diǎn)生物芯片在醫(yī)療和科研領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應(yīng)用呈現(xiàn)出高速開(kāi)展的態(tài)勢(shì). 世界前沿科技領(lǐng)域的開(kāi)展動(dòng)向航天技術(shù)快速開(kāi)展，不斷開(kāi)辟人類探索的新空間太空探索帶動(dòng)太空探索技術(shù)加速開(kāi)展研制多種用途的人貨別離的新一代航天飛行器成未來(lái)趨勢(shì)小衛(wèi)星技術(shù)日趨成熟并將廣泛應(yīng)用太空攻防技術(shù)成為未來(lái)航天技術(shù)開(kāi)展的重要領(lǐng)域太空攻防火星探測(cè)太空行走. 世界前沿科技領(lǐng)域的開(kāi)展動(dòng)向航空技術(shù)開(kāi)展面臨歷史性機(jī)遇，應(yīng)用前景廣闊高超聲速導(dǎo)彈、飛機(jī)有望在2021年左右進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用高效、環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)的研制倍受關(guān)注智能結(jié)構(gòu)技術(shù)開(kāi)始得到應(yīng)用，如智能蒙皮、變形飛機(jī)等無(wú)人駕駛飛機(jī)稱為研究熱點(diǎn)無(wú)人機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī).核電站可燃冰燃料電池車 世界前沿科技領(lǐng)域的開(kāi)展動(dòng)向能源技術(shù)將變革未來(lái)社會(huì)的動(dòng)力根底，促進(jìn)人類實(shí)現(xiàn)可持續(xù)開(kāi)展煤炭的高效清潔利用成為化石能源技術(shù)研發(fā)熱點(diǎn)核能技術(shù)醞釀新的突破氫能技術(shù)研發(fā)和商業(yè)應(yīng)用加速新能源和可再生能源技術(shù)展現(xiàn)良好前景.數(shù)控機(jī)床光刻機(jī) 世界前沿科技領(lǐng)域的開(kāi)展動(dòng)向先進(jìn)制造技術(shù)向綠色制造、高技術(shù)化、信息化、極端制造方向開(kāi)展，成為提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵技術(shù)光機(jī)電一體化技術(shù)微電子光刻技術(shù)重大裝備制造技術(shù).世界前沿科技領(lǐng)域的開(kāi)展動(dòng)向新材料技術(shù)出現(xiàn)群體性突破，將對(duì)21世紀(jì)根底科學(xué)和幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生革命性影響納米技術(shù)是前沿技術(shù)中最具前瞻性和帶動(dòng)性的領(lǐng)域之一光電子材料、光子材料將成為開(kāi)展最快和最有前途的電子信息材料新型功能材料〔超導(dǎo)材料、智能材料、生物醫(yī)用材料〕及其應(yīng)用技術(shù)面臨新的突破新型結(jié)構(gòu)材料〔高溫合金、難熔金屬、金屬間化合物、金屬基復(fù)合材料、高分子材料、鈦合金、鎂合金〕開(kāi)展前景樂(lè)觀.世界前沿科技領(lǐng)域的開(kāi)展動(dòng)向主要國(guó)家和地區(qū)開(kāi)展前沿科技的根本策略美國(guó)的全面領(lǐng)先戰(zhàn)略：2005年科技預(yù)算1320億美元，相當(dāng)于歐盟十五國(guó)的1.5倍。重視信息技術(shù)、生物技術(shù)〔人類基因組、生物防恐監(jiān)測(cè)等〕、航天技術(shù)、核能技術(shù)、氫能技術(shù)、甲烷市場(chǎng)化伙伴方案、納米技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)等。歐盟的前沿技術(shù)開(kāi)展戰(zhàn)略：“科學(xué)與社會(huì)行動(dòng)方案〞、“伽利略方案〞、“保障歐洲進(jìn)入太空方案〞、“歐盟智能能源行動(dòng)方案〞等。重視信息技術(shù)、航天技術(shù)、生命科學(xué)、氫能源和燃料電池技術(shù)、納米科技等.世界前沿科技領(lǐng)域的開(kāi)展動(dòng)向主要國(guó)家和地區(qū)開(kāi)展前沿科技的根本策略韓國(guó)的國(guó)際爭(zhēng)先戰(zhàn)略：尖端技術(shù)開(kāi)展方案，重點(diǎn)開(kāi)展微電子、機(jī)械制造、先進(jìn)材料、精細(xì)化工、能源及生命科學(xué)等俄羅斯將新材料與化學(xué)工藝列為02-06年度9個(gè)優(yōu)先發(fā)展方向，重點(diǎn)開(kāi)展陶瓷和玻璃、膜技術(shù)、特種合金、超導(dǎo)技術(shù)、微型冶金生產(chǎn)技術(shù)等日本的重點(diǎn)跨越戰(zhàn)略：04年發(fā)布“新產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造〞戰(zhàn)略， 率先開(kāi)展燃料電池、信息家電、機(jī)器人等技術(shù)產(chǎn)業(yè).世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析總體態(tài)勢(shì)納米科技研發(fā)形成國(guó)際浪潮，納米生物效應(yīng)引起關(guān)注新型結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用廣泛，開(kāi)展前景樂(lè)觀新型功能材料及其應(yīng)用技術(shù)面臨新的突破電子信息材料開(kāi)展呈現(xiàn)新的趨勢(shì).世界納米材料與納米科技開(kāi)展態(tài)勢(shì)

研究進(jìn)展納米材料的內(nèi)涵不斷擴(kuò)大世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析納米顆粒納米線〔絲、管〕介孔材料納米材料的制備技術(shù)不斷開(kāi)展 模板制備技術(shù)、粉末冶金技術(shù)、非水熱合成技術(shù)…….世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析納米藥物

研究進(jìn)展

納米生物醫(yī)學(xué)器件檢測(cè)生物毒性的

納米傳感器世界納米材料與納米科技開(kāi)展態(tài)勢(shì) 檢測(cè)單分子的 納米傳感器.世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析世界納米材料與納米科技開(kāi)展態(tài)勢(shì)開(kāi)展趨勢(shì) 納米科技由根底研究向技術(shù)應(yīng)用轉(zhuǎn)化，其產(chǎn)業(yè)應(yīng) 用成為關(guān)注焦點(diǎn)。 美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)預(yù)測(cè)，未來(lái)15-20年，全球納米市場(chǎng)規(guī) 模達(dá)1萬(wàn)億美元/年。 納米科技與其他學(xué)科的交叉融合加速納米科技向物理、化學(xué)、材料、信息、生物、醫(yī)學(xué)、國(guó)防、環(huán)境、能源、農(nóng)業(yè)和食品等不同領(lǐng)域滲透。.世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析世界納米材料與納米科技開(kāi)展態(tài)勢(shì)開(kāi)展趨勢(shì)

逐漸轉(zhuǎn)向以加工和器件為核心的材料研究分子開(kāi)關(guān)、分子儲(chǔ)存器、單分子整流器等原型分子器件已開(kāi)發(fā)成功。單電子晶體管結(jié)構(gòu)

納米發(fā)動(dòng)機(jī)組裝的納米汽車分子開(kāi)關(guān)

納米齒輪.世界納米材料與納米科技開(kāi)展態(tài)勢(shì)世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析納米能源材料、納米凈化材料、納米特種功能材料

納米TiO2光催化納米Ag的消毒殺菌納米能源材料開(kāi)展趨勢(shì)納米Pt電極.世界納米材料與納米科技開(kāi)展態(tài)勢(shì)納米結(jié)構(gòu)材料、納米復(fù)合材料的研究和應(yīng)用世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析納米彌散顆粒增強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料

納米復(fù)合

納米鋼管納米鈦合金球拍開(kāi)展趨勢(shì).世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析世界新型結(jié)構(gòu)材料開(kāi)展態(tài)勢(shì)世界鋼產(chǎn)量突破10億噸，高性能鋼鐵材料開(kāi)展引起各國(guó)關(guān)注 質(zhì)量上：組織精確控制，細(xì)晶化、純潔化和均質(zhì)化 ＋ 工藝上：短流程、高效率、節(jié)能降耗、開(kāi)展循環(huán)經(jīng)濟(jì) 超級(jí)鋼的低本錢制造技術(shù)研究進(jìn)展.鋁合金材料工藝技術(shù)趨于成熟，高檔鋁材成為開(kāi)展趨勢(shì)世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析世界新型結(jié)構(gòu)材料開(kāi)展態(tài)勢(shì)變形鎂合金開(kāi)展趨勢(shì)

鑄

造

鋁

合

金鈦合金技術(shù)顯著進(jìn)步，由軍用逐漸走向民用.世界新型結(jié)構(gòu)材料開(kāi)展態(tài)勢(shì)鎂合金開(kāi)展勢(shì)頭較好，研發(fā)和應(yīng)用各具特色世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析鎂合金的應(yīng)用開(kāi)展趨勢(shì)高強(qiáng)高韌

耐熱抗蠕變

變形鎂合金強(qiáng)耐腐蝕發(fā)展方向.世界新型結(jié)構(gòu)材料開(kāi)展態(tài)勢(shì)世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析火箭噴嘴用陶瓷復(fù)材研究現(xiàn)狀航空發(fā)動(dòng)機(jī) 高溫結(jié)構(gòu)材料－世界各國(guó)高度重視，進(jìn)展顯著。Inconel718和Hastoloyx等變形高溫合金占先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)用高溫合金的60％；鑄造高溫合金從定向凝固開(kāi)展為單晶；美、俄在Ni3Al和Ti3Al合金取得技術(shù)突破；美國(guó)研制出SiCf/SiC陶瓷材料；中國(guó)開(kāi)發(fā)了定向凝固、單晶合金、粉末合金和氧化物彌散強(qiáng)化合金等新型合金，總體上與世界領(lǐng)先水平差距不大。SiCf/SiC.世界新型結(jié)構(gòu)材料開(kāi)展態(tài)勢(shì)世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析研究現(xiàn)狀 高端高分子材料的開(kāi)展得到重視 三大高分子〔樹(shù)脂、橡膠、纖維〕世界年產(chǎn)量達(dá)1.8億噸，80％以上為合成樹(shù)脂和塑料； 乙丙橡膠的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)入一個(gè)新的階段 高分子的綠色工程技術(shù)受到普遍重視 過(guò)渡族催化劑逐漸成為國(guó)際研究熱點(diǎn)，中國(guó)“十五〞期間在高效聚烯烴催化劑、茂金屬催化劑研究方面取得重要成果 目前我國(guó)每年仍需大量進(jìn)口高分子高端產(chǎn)品子午線輪胎特種工程塑料特種纖維.超導(dǎo)材料研究進(jìn)展顯著，開(kāi)展前景十分廣闊世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析 世界新型功能材料開(kāi)展態(tài)勢(shì)超導(dǎo)材料新能源材料生物醫(yī)用材料智能材料CuYCuCuCu

OCu

OCuBaOO

O

Ba

OCu

Cu

YBCO超導(dǎo)電纜磁懸浮列車核磁共振中國(guó)實(shí)現(xiàn)2

〃雙面YBCO薄膜小批量生產(chǎn)，臨界電流密度Jc大于106A/cm2，

Jc分布的不均勻性小于10％。.新能源材料世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析質(zhì)子交換膜燃料電池固體氧化物固體氧化物燃料電池在800℃

功率最大可達(dá)1.9W/cm2。太陽(yáng)能電池量超1500MW；2021年多晶硅轉(zhuǎn)換效率達(dá)18％，本錢1美元。05年中國(guó)無(wú)錫尚德太陽(yáng)能公司在紐約上市，市值達(dá)21.75億美元，進(jìn)入世界光伏產(chǎn)業(yè)5強(qiáng)。

電

池

中國(guó)鈷酸鋰4000噸/年，占世界50％深圳比亞迪為亞洲最大的電池制造商

世界光伏裝機(jī)容世界新型功能材料開(kāi)展態(tài)勢(shì) 鋰.生物醫(yī)用材料世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析醫(yī)用金屬及合金

醫(yī)用不銹鋼

醫(yī)用鈷基合金

醫(yī)用鈦及鈦合金

生物陶瓷氧化鋁、氧化鋯、

磷酸鈣、碳素

醫(yī)用高分子

醫(yī)用聚乙烯、聚氨酯、聚硅氧烷

生物衍生材料豬心瓣膜、再生膠原、

殼聚糖、凝膠

醫(yī)用復(fù)合材料羥基磷石灰增強(qiáng)聚乙烯

碳纖維增強(qiáng)聚乳酸目前全球生物醫(yī)用材料產(chǎn)值達(dá)800億美元，預(yù)計(jì)2021年超過(guò)4000億美元。世界新型功能材料開(kāi)展態(tài)勢(shì).會(huì)發(fā)電的

網(wǎng)球拍未來(lái)飛機(jī)將無(wú)須操作機(jī)翼就能自動(dòng)拐彎，可減少拉力和降低油耗。

形狀記憶合金－飛船網(wǎng)狀自展天線 世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析 世界新型功能材料開(kāi)展態(tài)勢(shì) 智能材料 智能材料通常指具有感知刺激、對(duì)之進(jìn)行分析、處理、判斷，并采取一定措施適度響應(yīng)的材料，一般由基體材料、敏感材料、驅(qū)動(dòng)材料和信息處理器四局部組成。.世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析智能材料研究

納米智能材料世界新型功能材料開(kāi)展態(tài)勢(shì)06年11月,群眾公司推出由納米智能材料設(shè)計(jì)的概念車-Nanospyder。該車車身由智能納米材料組成。利用納米材料構(gòu)成直徑小于0.5mm的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，組成了極為鞏固的車身結(jié)構(gòu)，并且在車輛受到撞擊后，納米材料能夠改變排列形式，讓鞏固的車身轉(zhuǎn)化為可以吸收能量的軟性材料。.美、德、日的六大硅片公司世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析 世界電子信息材料開(kāi)展態(tài)勢(shì) 微電子、光電子外延材料硅基材料銷售量占世界90％以上；預(yù)計(jì)2006年單晶硅和外延片產(chǎn)量到達(dá)13.4億平方英寸。16〃、18〃單晶硅的制備工藝和設(shè)備已取得顯著進(jìn)展，18〃單晶硅及其拋光片將在2021年大規(guī)模使用。微電子、光電子外延材料光電子材料新型元器件材料單晶硅

芯

片.世界電子信息材料開(kāi)展態(tài)勢(shì)微電子、光電子外延材料世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析20212005SIO材料：Silicon-on-insulator,

絕緣體硅片

50％

10％

SIO占世界硅市場(chǎng)比例IBM公司年消耗8

〃SOI外延片36萬(wàn)片，正投資50億美元興建12

〃SIO生產(chǎn)線。國(guó)內(nèi)僅有四、五家參與SIO研究，目前僅能生產(chǎn)4－6

〃的SOI外延片。.世界電子信息材料開(kāi)展態(tài)勢(shì)微電子、光電子外延材料世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析GaN基藍(lán)色LEDSiGe/Si外延材料的開(kāi)展將為新一代器件奠定根底硅鍺材料作為新一代的硅基半導(dǎo)體材料，其頻率特性優(yōu)于硅。國(guó)際上的SiGe/Si以6－8〃為主。中國(guó)有四、五家單位參加研究，清華微電子所具有1萬(wàn)片/年的生產(chǎn)能力。 LED外延材料將推進(jìn)半導(dǎo)體照明材料的開(kāi)展 美國(guó)投資5億美元－ “國(guó)家半導(dǎo)體照明方案〞 〔2000－2021〕 北京工業(yè)大學(xué)智源科技開(kāi)展有限責(zé)任公司.光電子材料世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析世界電子信息材料開(kāi)展態(tài)勢(shì)紅外探測(cè)器材料開(kāi)發(fā)受到世界各國(guó)高度重視

紅外探測(cè)器中的LnP單晶的實(shí)用化水平為直徑2〃；未來(lái)的紅

外探測(cè)材料將是大面積高均勻性的HgCdTe外延薄膜及

ZnCdTe襯底材料。

預(yù)計(jì)06年美國(guó)紅外探測(cè)器產(chǎn)值達(dá)130億美元。LnP單晶HgCdTe薄膜.光電子材料世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析世界電子信息材料開(kāi)展態(tài)勢(shì)LCD〔液晶顯示器件〕材料的開(kāi)展孕育巨大市場(chǎng)電腦顯示屏TFT(ThinFilmTransistor,薄膜晶體管型)-LCD用高檔硼硅玻璃市場(chǎng)達(dá)3000萬(wàn)m2，已成為21世紀(jì)最有開(kāi)展前景的顯示技術(shù)之一。2004年LCD全球市場(chǎng)收入達(dá)550億美元，其中TFT-LCD占87％。未來(lái)開(kāi)展主要集中在高速度、優(yōu)質(zhì)畫面和三維顯示等。 數(shù)碼相機(jī)三維顯示液晶屏Liquid

Crystal

Display.世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析

光電子材料高亮度OLED材料成研發(fā)熱點(diǎn)有機(jī)電致發(fā)光顯示器(OLED)在通訊器材等領(lǐng)域應(yīng)用前景十分廣闊；目前國(guó)際上與OLED相關(guān)的專利已經(jīng)超過(guò)1400份；05年1月，韓國(guó)三星開(kāi)發(fā)了全球最大的21

〃的

OLED顯示屏。 世界電子信息材料開(kāi)展態(tài)勢(shì)OrganicLightEmittingDiodesOLED應(yīng)用OLED原理.光電子材料世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析世界電子信息材料開(kāi)展態(tài)勢(shì) 激光晶體材料開(kāi)展逐漸成熟，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬Nd:YAG成為最廣泛的激光晶體，直徑可達(dá)100mm；Nd:YVO4市場(chǎng)份額逐漸增大；Nd:YLF，Ho:YAG，Er:YVO4也已形成商品；激光晶體材料向著大尺寸、高功率、寬帶可調(diào)譜、新波長(zhǎng)方向開(kāi)展。Nd:YAGNd:YVO4Nd:YLFHo:YAG.光電子材料世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析世界電子信息材料開(kāi)展態(tài)勢(shì) 無(wú)機(jī)非線性光學(xué)晶體－中國(guó)處于世界領(lǐng)先水平創(chuàng)造偏硼酸鋇、三硼酸鋰、摻鎂鈮酸鋰等光學(xué)晶體實(shí)現(xiàn)熔劑法制備磷酸鈦氧鉀〔KTP〕晶體產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)造KBBF〔KBe2BO3F2〕并實(shí)現(xiàn)197-193nm、200-170nm激光的有效輸出，為第四代光存儲(chǔ)光源奠定了根底。三硼酸鋰偏硼酸鋇磷酸鈦氧鉀

KBBF北工大材料學(xué)院晶體材料研究室.光電子材料世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析世界電子信息材料開(kāi)展態(tài)勢(shì)世界光纖及光纜材料出現(xiàn)新趨勢(shì)美、日、歐盟在光纖及光纜領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先位置04年全球光纖需求量為2.25億Km，累計(jì)光纖總量為9億Km開(kāi)展大直徑拉絲光纖預(yù)制棒成為降低本錢的主要措施光纖預(yù)制棒生產(chǎn)工藝光纖.新型元器件材料世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析世界電子信息材料開(kāi)展態(tài)勢(shì) 電子陶瓷材料開(kāi)展備受關(guān)注 日、美在介質(zhì)陶瓷材料領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先位置，我國(guó)產(chǎn)量?jī)H次于日，美，但高端產(chǎn)品不多，如微波介質(zhì)陶瓷、熱敏電阻、AlN陶瓷等方面存在相當(dāng)差距。 介質(zhì)陶瓷將向著小型化、集成化、智能化、無(wú)害化和易回收等方向開(kāi)展。無(wú)鉛陶瓷AlN陶瓷.新型元器件材料世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析世界電子信息材料開(kāi)展態(tài)勢(shì)覆銅板材料開(kāi)展出現(xiàn)新趨勢(shì)日本和美國(guó)在覆銅板技術(shù)〔CCL〕方面處于世界領(lǐng)先水平我國(guó)有70多家企業(yè)，02年產(chǎn)量8390萬(wàn)m2，多屬于低端產(chǎn)品未來(lái)開(kāi)展趨勢(shì)：高耐熱性、高尺寸穩(wěn)定性、低溫度膨脹系數(shù)、低介電常數(shù)、耐離子遷移、介質(zhì)厚度的均勻性等 覆銅板.新型元器件材料世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析世界電子信息材料開(kāi)展態(tài)勢(shì) 壓電晶體材料的應(yīng)用領(lǐng)域出現(xiàn)新契機(jī) 壓電晶體在移動(dòng)通訊、寬帶網(wǎng)絡(luò)等產(chǎn)業(yè)方面的應(yīng)用廣泛 人造石英晶體、鈮酸鋰、鉭酸鋰晶體、金剛石等 開(kāi)展主要集中在結(jié)構(gòu)由晶體向薄膜方向開(kāi)展，功能向復(fù)合效應(yīng)方向開(kāi)展。鈮酸鋰人造石英晶體鉭酸鋰.新型元器件材料世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析世界電子信息材料開(kāi)展態(tài)勢(shì) 磁性材料前景看好 02年NdFeB全球總產(chǎn)量到達(dá)1.8萬(wàn)噸，僅日立金屬擁有生產(chǎn)能力8000噸/年； 磁致冷材料被美、日列為21世紀(jì)重點(diǎn)攻關(guān)工程 我國(guó)永磁材料形成京津地區(qū)、寧波、山西和山東四大基地； 未來(lái)開(kāi)展方向主要集中在獲得強(qiáng)磁晶各向異性，高居里溫度的稀土永磁材料，包括納米晶和復(fù)合材料等。NdFeB.各種物理場(chǎng)的數(shù)值模擬合金的微觀組織形成斷裂力學(xué)分析復(fù)合材料的界面梯度設(shè)計(jì)納米材料的性質(zhì)與性能預(yù)測(cè)世界新材料技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)分析計(jì)算材料學(xué)的快速開(kāi)展.1.

模擬2.

模擬3.

模擬4.

模擬5.

模擬

熱傳導(dǎo)過(guò)程

應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)

物質(zhì)擴(kuò)散過(guò)程

流體傳輸過(guò)程電磁場(chǎng)分布規(guī)律計(jì)算材料學(xué)的快速開(kāi)展 ---------各種物理場(chǎng)的數(shù)值模擬.熱傳導(dǎo)過(guò)程計(jì)算材料學(xué)的快速開(kāi)展.應(yīng)力應(yīng)變分析計(jì)算材料學(xué)的快速開(kāi)展.應(yīng)力應(yīng)變分析計(jì)算材料學(xué)的快速開(kāi)展.---------合金的微觀組織形成Simulation

of

equiaxed

solidification

of

Al-4wt%Cualloy

showing

grain

boundary

formation.From

left

to

right:

after

0.04,

0.08,

0.16,

and

0.2

s.計(jì)算材料學(xué)的快速開(kāi)展.Simulation

of

Goss

microstructure

development

in

Fe-3%Si

steel

Simulation

of

Goss

texturedevelopment

in

Fe-3%Si

steel計(jì)算材料學(xué)的快速開(kāi)展 ---------合金的微觀組織形成.---------物質(zhì)擴(kuò)散過(guò)程計(jì)算材料學(xué)的快速開(kāi)展.--------電磁場(chǎng)分布規(guī)律電磁場(chǎng)攪拌下的鑄造過(guò)程計(jì)算材料學(xué)的快速開(kāi)展.材料中裂紋的形成和擴(kuò)展的研究是微觀斷裂力學(xué)的核心問(wèn)題。計(jì)算材料學(xué)的快速開(kāi)展.計(jì)算材料學(xué)的快速開(kāi)展斷裂力學(xué)分析如：復(fù)合材料的斷裂行為分析.復(fù)合材料的斷裂行為分析--------斷裂力學(xué)分析計(jì)算材料學(xué)的快速開(kāi)展. 國(guó)家相關(guān)科技規(guī)劃中對(duì)材料領(lǐng)域的部署情況國(guó)家相關(guān)科技規(guī)劃〔方案〕“863〞方案“973〞方案863.gov 973.gov國(guó)家“十一五〞科學(xué)技術(shù)開(kāi)展規(guī)劃國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)家科技支撐方案

國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)開(kāi)展規(guī)劃綱要〔2006—2021年〕

.國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)家自然科學(xué)基金委下屬“工程與材料學(xué)部〞負(fù)責(zé)，旨在開(kāi)展材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的根底研究，加強(qiáng)原始創(chuàng)新，提升我國(guó)在“材料領(lǐng)域〞的自主創(chuàng)新能力。國(guó)家科技支撐方案原稱為國(guó)家科技攻關(guān)方案，該方案自1983年開(kāi)始實(shí)施以來(lái)，在科技促進(jìn)農(nóng)業(yè)開(kāi)展、傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)更新、重大裝備的研制、新興領(lǐng)域的開(kāi)拓以及生態(tài)環(huán)境和醫(yī)療衛(wèi)生水平的提高等方面都取得重大進(jìn)展，解決了一批國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展中難度較大的技術(shù)問(wèn)題。國(guó)家相關(guān)科技規(guī)劃中對(duì)材料領(lǐng)域的部署情況.戰(zhàn)略重點(diǎn)從世界高技術(shù)開(kāi)展趨勢(shì)和中國(guó)的需要與實(shí)際可能出發(fā)，堅(jiān)持“有限目標(biāo)，突出重點(diǎn)〞的方針，選擇生物技術(shù)、航天技術(shù)、信息技術(shù)、激光技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、能源技術(shù)和新材料7個(gè)領(lǐng)域作為我國(guó)高技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。尤其強(qiáng)調(diào)把階段性研究成果同應(yīng)用密切銜接，迅速地轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 國(guó)家相關(guān)科技規(guī)劃中對(duì)材料領(lǐng)域的部署情況 “863〞方案1986年3月3日，王大珩等四位老科學(xué)家給中共中央寫信，提出要跟蹤世界先進(jìn)水平，開(kāi)展我國(guó)高技術(shù)的建議。中共中央、國(guó)務(wù)院組織位專家研究部署高技術(shù)開(kāi)展的戰(zhàn)略，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格論證后批準(zhǔn)了?高技術(shù)研究開(kāi)展方案綱要?，即“863〞方案。.會(huì)議決定要制定和實(shí)施?國(guó)家重點(diǎn)根底研究開(kāi)展規(guī)劃?，隨后由科技部組織實(shí)施了國(guó)家重點(diǎn)根底研究開(kāi)展方案〔亦稱973方案〕。戰(zhàn)略目標(biāo)

加強(qiáng)原始性創(chuàng)新，在更深的層面和更廣泛的領(lǐng)域解決國(guó)家經(jīng)濟(jì)與社會(huì)開(kāi)展中的重大科學(xué)問(wèn)題，以提高我國(guó)自主創(chuàng)新能力和解決重大問(wèn)題的能力，為國(guó)家未來(lái)開(kāi)展提供科學(xué)支撐。它緊緊圍繞農(nóng)業(yè)、能源、信息、資源環(huán)境、人口與健康、材料等領(lǐng)域國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)開(kāi)展和科技自身開(kāi)展的重大科學(xué)問(wèn)題，開(kāi)展多學(xué)科綜合性研究，提供解決問(wèn)題的理論依據(jù)和科學(xué)根底?！?73〞方案1997年6月4日，原國(guó)家科技領(lǐng)導(dǎo)小組第三次國(guó)家相關(guān)科技規(guī)劃中對(duì)材料領(lǐng)域的部署情況.國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)開(kāi)展規(guī)劃綱要〔2006—2021年〕“重點(diǎn)領(lǐng)域及其優(yōu)先主題〞中涉及材料領(lǐng)域的如下：1〕可循環(huán)鋼鐵流程工藝與裝備2〕大型海洋工程技術(shù)與裝備3〕根底原材料4〕新一代信息功能材料及器件5〕軍工配套關(guān)鍵材料及工程化6〕低能耗與新能源汽車“前沿技術(shù)〞涉及材料領(lǐng)域的如下：1〕智能材料與結(jié)構(gòu)技術(shù)2〕高溫超導(dǎo)技術(shù)3〕高效能源材料技術(shù).1.科學(xué)前沿問(wèn)題1〕凝聚態(tài)物質(zhì)與新效應(yīng) 2〕新物質(zhì)創(chuàng)造與轉(zhuǎn)化的化學(xué)過(guò)程2.面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求的根底研究 1〕能源可持續(xù)開(kāi)展中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題 2〕材料設(shè)計(jì)與制備的新原理與新方法 3〕極端環(huán)境條件下制造的科學(xué)根底“根底研究〞中涉及材料領(lǐng)域的如下：3.重大科學(xué)研究方案1〕納米研究國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)開(kāi)展規(guī)劃綱要〔2006—2021年〕.在“重點(diǎn)任務(wù)－面向緊迫需求，攻克關(guān)鍵技術(shù)－加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)〞中提到加強(qiáng)材料領(lǐng)域技術(shù)攻關(guān)，推動(dòng)材料工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)材料清潔生產(chǎn)技術(shù)、高效低耗制備技術(shù)、材料與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)技術(shù)，加強(qiáng)在材料設(shè)計(jì)、制備與加工、應(yīng)用及回收等產(chǎn)品全生命周期中的技術(shù)集成與應(yīng)用，形成高效、節(jié)能、環(huán)保和可循環(huán)的新型制造工藝。國(guó)家“十一五〞科學(xué)技術(shù)開(kāi)展規(guī)劃轉(zhuǎn)下頁(yè).開(kāi)發(fā)輕質(zhì)高強(qiáng)金屬和無(wú)機(jī)非金屬結(jié)構(gòu)材料，新型高分子材料，高性能復(fù)合材料及復(fù)合結(jié)構(gòu)部件制備技術(shù)，稀土材料，精細(xì)化工材料，催化及膜別離材料，建筑材料，輕紡材料。國(guó)家“十一五〞科學(xué)技術(shù)開(kāi)展規(guī)劃開(kāi)展綜合性能高，資源消耗少，環(huán)境負(fù)荷低的重大材料產(chǎn)品及相關(guān)工藝技術(shù)。組織實(shí)施可循環(huán)鋼鐵流程工藝與裝備、全氟離子膜工程技術(shù)研究等重大工程。.超高溫金屬間化合物結(jié)構(gòu)材料的本征脆性及強(qiáng)韌化新型金屬儲(chǔ)氫材料及其儲(chǔ)氫機(jī)理鎂基合金相圖、合金熱力學(xué)模型及合金化原理亞穩(wěn)金屬材料中的根本科學(xué)問(wèn)題探索2006年材料領(lǐng)域重點(diǎn)工程國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)家相關(guān)方案中涉及材料領(lǐng)域的主要工程. 多功能復(fù)合金屬材料中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題 超高溫陶瓷相圖、材料制備、微結(jié)構(gòu)控制的研究 硅基電致發(fā)光材料相關(guān)根底問(wèn)題研究 可降解生物活性陶瓷或骨組織再生修復(fù)材料關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題研究 儲(chǔ)能用納米碳材料的設(shè)計(jì)原理，制備科學(xué)及應(yīng)用研究2006年材料領(lǐng)域重點(diǎn)工程國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)家相關(guān)方案中涉及材料領(lǐng)域的主要工程. 質(zhì)子膜燃料電池中無(wú)機(jī)非金屬材料的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題研究 無(wú)機(jī)非金屬類左手材料相關(guān)根底問(wèn)題研究 通用和特種高分子材料高性能化中的根本科學(xué)問(wèn)題 高分子復(fù)合和雜化材料的根本科學(xué)問(wèn)題2006年重點(diǎn)工程－材料領(lǐng)域國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)家相關(guān)方案中涉及材料領(lǐng)域的主要工程. 有機(jī)高分子功能材料：具有光、電、磁、吸附與分離等功能材料的可控制備和應(yīng)用的根底研究 與生命科學(xué)相關(guān)的高分子材料的根底研究 與能源、環(huán)境、資源利用等相關(guān)的高分子材料的基礎(chǔ)研究2006年重點(diǎn)工程－材料領(lǐng)域國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)家相關(guān)方案中涉及材料領(lǐng)域的主要工程.清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵技術(shù)與示范研究新一代可循環(huán)鋼鐵流程工藝技術(shù)共12項(xiàng)國(guó)家科技支撐方案重大

全氟離子膜工程技術(shù)研究

綠色制造關(guān)鍵技術(shù)與裝備國(guó)家相關(guān)方案中涉及材料領(lǐng)域的主要工程.鎂及鎂合金關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用多晶硅材料產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)含有毒有害元素材料的替代技術(shù)大型鑄鍛件制造關(guān)鍵技術(shù)及裝備研制先進(jìn)近凈成形與模具制造技術(shù)非金屬礦資源綜合利用技術(shù)研究非石油路線制備大宗化學(xué)品關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)共12項(xiàng)國(guó)家科技支撐方案重點(diǎn)國(guó)家相關(guān)方案中涉及材料領(lǐng)域的主要工程. 國(guó)家相關(guān)方案中涉及材料領(lǐng)域的主要工程重點(diǎn)鎂及鎂合金關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用 北京工業(yè)大學(xué)：屢次循環(huán)塑性變形技術(shù)

(1)

壓縮(5)提升壓頭(2)

提升壓頭

塑性變形

(4)

擠壓混合材

模

具〔3〕交換壓頭屢次循環(huán)塑性變形設(shè)備.100

μm粒子分散微細(xì)化坯體

擠壓成形后

100

μm普通坯體擠壓成形后國(guó)家相關(guān)方案中涉及材料領(lǐng)域的主要工程北京工業(yè)大學(xué)：屢次循環(huán)塑性變形技術(shù).材料科學(xué)是說(shuō)明材料的合成與制備、組成與結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、使用性能等四個(gè)要素及相互關(guān)系的交叉性學(xué)科。 “十一五〞期間，將圍繞新一代關(guān)鍵信息材料、能源材料、生態(tài)環(huán)境材料、生物醫(yī)用材料、分子電子器件、大飛機(jī)工程用材料、深空探測(cè)材料、納米材料與器件等進(jìn)行根底性和前瞻性