當(dāng)前世界新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向主要集中于生物醫(yī)用材料、新能源材料、航空航天材料、生態(tài)環(huán)境材料、納米材料、超導(dǎo)材料等領(lǐng)域,在發(fā)展高新技術(shù)、改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、增強(qiáng)綜合國(guó)力和實(shí)力等方面起著越來(lái)越重要的作用。
為推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,相關(guān)政策更是密集發(fā)布。
2010年10月,發(fā)布了《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》,將包括新材料產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的七個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),提出要以我國(guó)在納米、超導(dǎo)、稀土等材料科學(xué)技術(shù)研究方面的優(yōu)勢(shì)為基礎(chǔ),以滿足國(guó)家重大工程建設(shè)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)為目標(biāo),鞏固學(xué)科研究?jī)?yōu)勢(shì),大力發(fā)展新材料制備技術(shù)和裝備,大力推進(jìn)新型材料產(chǎn)業(yè)化,大力推進(jìn)大宗材料規(guī)?;a(chǎn)應(yīng)用。
2012年12月,工業(yè)和信息化部出臺(tái)《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,提出了六大領(lǐng)域、20個(gè)發(fā)展方向,從研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)應(yīng)用等環(huán)節(jié)對(duì)每一個(gè)的發(fā)展途徑、發(fā)展方向、主要產(chǎn)品、關(guān)鍵應(yīng)用等進(jìn)行了詳細(xì)安排。
2015年5月8日,正式印發(fā)《中國(guó)制造2025》,新材料作為“中國(guó)制造2025”
規(guī)劃鎖定的領(lǐng)域之一,迎來(lái)更強(qiáng)勁的發(fā)展機(jī)遇。
辦公廳今年2月18日發(fā)布的《關(guān)于加快眾創(chuàng)空間發(fā)展服務(wù)實(shí)體經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出,在制造業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域強(qiáng)化企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和高校的協(xié)同創(chuàng)新,加快建設(shè)一批眾創(chuàng)空間。新材料作為該《意見(jiàn)》涵蓋的產(chǎn)業(yè)之一赫然在列。
是指那些易于磁化并可反復(fù)磁化的材料,但當(dāng)磁場(chǎng)去除后,磁性即隨之消失。這類材料的特性標(biāo)志是:磁導(dǎo)率(μ=B/H)高,即在磁場(chǎng)中很容易被磁化,并很快達(dá)到高的磁化強(qiáng)度;但當(dāng)磁場(chǎng)消失時(shí),其剩磁很小。這種材料在電子技術(shù)中廣泛應(yīng)用于高頻技術(shù)。如磁芯、磁頭、存儲(chǔ)器磁芯;在強(qiáng)電技術(shù)中可用于制作變壓器、開(kāi)關(guān)繼電器等。常用的軟磁體有鐵硅合金、鐵鎳合金、非晶金屬。
Fe-(3%~4%)Si的鐵硅合金是常用的軟磁材料,常用作低頻變壓器、電動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)的鐵芯;鐵鎳合金的性能比鐵硅合金好,典型代表材料為坡莫合金(Permalloy),其成分為79%Ni-21%Fe,坡莫合金具有高的磁導(dǎo)率(磁導(dǎo)率μ為鐵硅合金的10~20倍)、低的損耗;并且在弱磁場(chǎng)中具有高的磁導(dǎo)率和低的矯頑力,廣泛用于電訊工業(yè)、電子計(jì)算機(jī)和控制系統(tǒng)方面,是重要的電子材料;非晶金屬(金屬玻璃)與一般金屬的不同點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)為非晶體。它們是由Fe、Co、Ni及半金屬元素B、Si 所組成,其生產(chǎn)工藝要點(diǎn)是采用極快的速度使金屬液冷卻,使固態(tài)金屬獲得原子無(wú)規(guī)則排列的非晶體結(jié)構(gòu)。非晶金屬具有非常優(yōu)良的磁性能,它們已用于低能耗的變壓器、磁性傳感器、記錄磁頭等。另外,有的非晶金屬具有優(yōu)良的耐蝕性,有的非晶金屬具有強(qiáng)度高、韌性好的特點(diǎn)。
2.永磁材料(硬磁材料)
永磁材料經(jīng)磁化后,去除外磁場(chǎng)仍保留磁性,其性能特點(diǎn)是具有高的剩磁、高的矯頑力。利用此特性可制造磁鐵,可把它作為磁源。如常見(jiàn)的指南針、儀表、微電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、錄音機(jī)、電話及醫(yī)療等方面。永磁材料包括鐵氧體和金屬永磁材料兩類。
物化性能 納米顆粒的熔點(diǎn)和晶化溫度比常規(guī)粉末低得多,這是由于納米顆粒的表面能高、活性大,熔化時(shí)消耗的能量少,如一般鉛的熔點(diǎn)為600K,而20nm的鉛微粒熔點(diǎn)低于288K;納米金屬微粒在低溫下呈現(xiàn)電絕緣性;鈉米微粒具有的吸光性,因此各種納米微粒粉末幾乎都呈黑色;納米材料具有奇異的磁性,主要表現(xiàn)在不同粒徑的納米微粒具有不同的磁性能,當(dāng)微粒的尺寸某一臨界尺寸時(shí),呈現(xiàn)出高的矯頑力,而低于某一尺寸時(shí),矯頑力很小,例如,粒徑為85nm的鎳粒,矯頑力很高,而粒徑小于15nm的鎳微粒矯頑力接近于零;納米顆粒具有大的比表面積,其表面化學(xué)活性遠(yuǎn)大于正常粉末,因此原來(lái)化學(xué)惰性的金屬鉑制成納米微粒(鉑黑)后卻變?yōu)榛钚缘拇呋瘎?br />
擴(kuò)散及燒結(jié)性能 納米結(jié)構(gòu)材料的擴(kuò)散率是普通狀態(tài)下晶格擴(kuò)散率的1014~1020倍,是晶界擴(kuò)散率的102~104倍,因此納米結(jié)構(gòu)材料可以在較低的溫度下進(jìn)行有效的摻雜,可以在較低的溫度下使不混溶金屬形成新的合金相。擴(kuò)散能力提高的另一個(gè)結(jié)果是可以使納米結(jié)構(gòu)材料的燒結(jié)溫度大大降低,因此在較低溫度下燒結(jié)就能達(dá)到致密化的目的。
力學(xué)性能 納米材料與普通材料相比,力學(xué)性能有顯著的變化,一些材料的強(qiáng)度和硬度成倍地提高;納米材料還表現(xiàn)出超塑性狀態(tài),即斷裂前產(chǎn)生很大的伸長(zhǎng)量。