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新型功能材料及制备 主要参考书目：  新型功能材料 贡长生 张克立主编 化学工业出版社 2001年第1版 高技术新材料要览 中国科学技术出版社 1993年第1版 功能材料学概论 马如璋 蒋民华 徐祖雄 冶金工业出版社1999年第1版 课程性质：选修课目 的：开拓视野 启迪思维讲授方式：讲课+讨论学习方式：听课+讨论+自学+学术报告 材料科学与工程学科简介 材料是构建国民经济的三大支柱之一（信息、能源、材料）。 材料是一切技术发展的基础。 材料是划时代的里程碑。 材料是高新技术发展的基础。 材料是人类文明的基础　。 一、材料是划时代的里程碑，是人类文明的基础 材料是人类生活和生产的物质基础，是人类认识自然和改造自然的工具。可以这样说，自从人类一出现就开始了使用材料。 在人类文明的进程中，材料大致经历了以下五个发展阶段。 1. 使用纯天然材料的阶段 相当于人们通常所说的旧石器时代。 在这一阶段，人类所能利用的材料只有纯天然的石头、土块、树枝、树皮等等，他们利用这些纯天然的材料从事原始的生产活动，以天然的树皮、兽皮和树叶等御寒。 2. 单纯利用火制造材料的阶段 这一阶段横跨人们通常所说的新石器时代、铜器时代和铁器时代，也就是从距今约10000年前到20世纪初的一个漫长的时期。 分别以人类的三大人造材料为象征，即陶、铜和铁。 历史上第一种人造材料——陶瓷 陶瓷是历史上的第一种人造材料，是划时代的伟大发明，也是人类从蒙昧时代进入野蛮时代的标志。 陶器的发明是中华民族的骄傲 下左图是古蜀人陶器的复原件，下右图是距今7000～6500年的深腹盆。 历史上第二种人造材料——铜 铜器不仅可以做成各种容器，而且可以用来制造农垦工具和兵器。铜器的出现大大推进了农牧业的发展，同时也使战争的规模升级。 在西南亚和埃及，大约在公元前2000年才进入铜器时代，比中国大约晚1000年。 第三个象征时代的人造材料——铁 在距今大约2500年前的中国春秋时期，铁器大量出现。 直到今天，钢铁产量和质量仍是衡量一个国家工业水平和国防实力的重要标志之一。 我国目前用来生产高档汽车等的钢材还主要依靠日本进口。 钢铁材料引发第一次工业革命 18世纪的第一次工业革命是由于钢铁材料的大规模发展，使得人们能够制造出大量的纺织机械和蒸汽机，给社会创造了巨大的财富。 3. 利用物理与化学原理合成材料的阶段——第二次工业革命的先导 20世纪初，物理和化学等科学理论开始应用于材料技术中，出现了材料科学。从此，人类进入了人工合成材料的新阶段。 这一阶段以合成高分子材料的出现为开端，加上已有的金属材料和陶瓷材料(无机非金属材料)构成了现代材料的三大支柱。 ①半导体材料——电子时代的功臣 微电子技术及产业的核心是集成电路的发展，而集成电路是以半导体硅和砷化镓为基础材料。 正是由于获得了每10亿个原子里仅含有一个杂质原子的高纯晶体材料——半导体锗和半导体硅，才有可能制成二极管和三极管等器件，才使现代信息技术得到了飞速的发展。 ②超导材料引发经济增长新革命 超导材料的出现是人类基于物理学成果探索新材料的典型实例。 20世纪60年代正式出现了超导强磁体材料，经过长期工业试验以后，到本世纪初已应用于超导磁悬浮列车，超导直流电机，超导同步发电机等。 超导核磁共振成像装置已经商品化，是当前世界上最受重视的一种临床诊断手段。 超导磁悬浮列车 超导潜艇:未来海军的兵器新星 ③光电子材料引发第三次工业革命 第三次工业革命是以光电子技术为基础的。 光电子技术呼唤新材料： ——微结构材料的出现使半导体器件的设计与制造从过去的“杂质工程”发展到“能带工程”，出现了“光学和电学特性的裁减”为特征的新范畴,构成了新一代量子器件的基础。 a).2006年，磁材料中的磁记录单元（磁晶）的尺寸达到其记录状态的物理极限 。 b).而光存储技术的面密度已接近光学衍射的极限，所以下一代的光存储技术急需 ——可实用的光存储材料。 最先进的光存储材料产品 ④光纤材料引发现代信息技术变革 光纤材料的出现使现代信息技术产生了又一次重大变革。 高纯石英玻璃作为主要的光纤材料，光信号能够在其中传输几十千米乃至几千千米仍不至于有多大的衰减。 高锟:2009年度诺贝尔物理学奖 新型光纤收发器 ⑤纳米材料——第四次工业革命时代的‘蒸气机’！ 像工业革命能把马换成汽车一样，技术革命能把今天不可能的事变成明天的平凡事。 ——蒸汽机的问世带来了纺织业的一场革命，纺织业的巨大发