暢想未來(lái)材料

1、暢想未來(lái)材料班級(jí) XXX姓名 XXX學(xué)號(hào) XXX暢想未來(lái)材料摘要：根據(jù)現(xiàn)有的材料來(lái)暢想未來(lái)的材料，設(shè)想當(dāng)科技已經(jīng)達(dá)到了一定的高度，各種在現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)不了的，或只能在實(shí)驗(yàn)室條件下的理想化狀態(tài)都可以得到實(shí)現(xiàn)。從物質(zhì)形態(tài)，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，用途，應(yīng)用領(lǐng)域以及與現(xiàn)下材料相比有哪些突出優(yōu)勢(shì)來(lái)談一下有關(guān)于未來(lái)材料的發(fā)展。關(guān)鍵詞：新型材料，材料特點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域，發(fā)展前景正文：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多前沿技術(shù)的研發(fā)，使得材料也是日新月異，層出不窮，許多以前想都不敢想的材料現(xiàn)在逐漸被人們研究出來(lái)，很多以前幾百幾千年都沒(méi)有辦法解決的問(wèn)題現(xiàn)在都迎刃而解。所以，我們有理由相信，材料的發(fā)展將會(huì)逐步的向著一個(gè)更好的方向前進(jìn)，未來(lái)

2、也一定會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多的讓人不可思議的新材料。一、 能夠凈化空氣的水泥飄飄揚(yáng)揚(yáng)的粉塵是所有建筑工地共有的問(wèn)題，太多的粉塵不僅使工地空氣質(zhì)量變差，也污染著我們的城市，威脅著我們身體健康。因此，盡快解決工地粉塵污染已迫在眉睫。既然工地的粉塵污染這么嚴(yán)重，我們是不是可以想象，也許未來(lái)的某一天用來(lái)抹墻的水泥也能夠成為一種新型材料呢？而這種新型水泥可以有效的吸收粉塵，凈化空氣，創(chuàng)造出一個(gè)無(wú)塵無(wú)污染的建筑工地。圖11眾所周知，水泥是極其重要的建筑材料和工程材料，它和鋼材、木材一起是基本建設(shè)的三大材料，廣泛用于于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、城市建設(shè)、水利以及海洋開(kāi)發(fā)等工程建設(shè)領(lǐng)域。我們現(xiàn)在所使用的水泥主要是硅酸鹽水泥，

3、這種水泥的原料是石灰質(zhì)原料和黏土質(zhì)原料，有時(shí)還加入少量校正原料。如若我們?cè)谒嘀袚饺胍恍┛諝鈨艋某煞?，例如一些類似活性炭性質(zhì)的物理吸附材料，這樣不僅能從源頭上杜絕建造時(shí)以及建完房屋之后屋內(nèi)的粉塵和其它細(xì)菌污染，而且物理吸附也完全符合現(xiàn)代人對(duì)更加環(huán)保，更加舒適的居住環(huán)境的要求。綜上可知，雖然水泥在現(xiàn)有階段只是作為一種建筑材料被使用，但這并不表明它的作用將永遠(yuǎn)僅限于此，相信在不遠(yuǎn)的未來(lái)，新型水泥一定會(huì)以一種全新的面貌出現(xiàn)在大家面前，發(fā)揮它更大的功用。二、 未來(lái)的國(guó)防材料復(fù)合材料下個(gè)世紀(jì)要想發(fā)展軍用航空推進(jìn)系統(tǒng)，發(fā)展航空事業(yè)，首先需要材料解決的就是大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比和降低耗油量，即在最大程度

4、的減少發(fā)動(dòng)機(jī)自重，增加發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)度的同時(shí)消耗最少的油，為了達(dá)到這一目標(biāo)，就必須減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量和提高發(fā)動(dòng)機(jī)推力。研究表明，使發(fā)動(dòng)機(jī)推力增大的主要途徑，是提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度。據(jù)預(yù)測(cè)，推重比為20的發(fā)動(dòng)機(jī)，其渦輪進(jìn)口溫度高達(dá)2000左右，要實(shí)現(xiàn)未來(lái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的這些性能指標(biāo)和工作狀態(tài)，對(duì)材料的要求非常高，而未來(lái)的復(fù)合材料卻可以達(dá)到這些要求。圖一和圖二分別以不同形式出示了幾類復(fù)合材料的比強(qiáng)度和耐溫特性，并與幾種高性能材料做了對(duì)比。從圖上可以看出，盡管樹(shù)脂基復(fù)合材料的耐溫性較低，但它的比強(qiáng)度高，用它制造發(fā)動(dòng)機(jī)冷端部件，能大大降低發(fā)動(dòng)機(jī)重量。中等溫度部件，可用比強(qiáng)度和耐溫性適中的金屬基復(fù)合材料。至于工作溫度

5、超過(guò)1000的熱端部件只能用陶瓷基復(fù)合材料和碳碳復(fù)合材料。所以各種復(fù)合材料具有不同的優(yōu)越性，能滿足未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)不同溫度段部件的要求。大力發(fā)展復(fù)合材料對(duì)未來(lái)國(guó)家的軍事發(fā)展有著極其重要的作用，從一定程度上可以提高國(guó)家的綜合國(guó)力。故而，我們要繼續(xù)研究發(fā)展復(fù)合材料，努力提高材料的性能，爭(zhēng)取讓復(fù)合材料應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮其最大作用。圖12三、 越來(lái)越輕的鋼材料作為21世紀(jì)最為重要的材料之一，鋼鐵對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步有著不可磨滅的貢獻(xiàn)。但是鋼材料也有它的局限性，而自重過(guò)大就是一個(gè)亟須解決的課題。過(guò)重會(huì)造成底座壓力過(guò)大，地面凹陷等一系列問(wèn)題，從另一個(gè)方面也增加了建筑物安全的風(fēng)險(xiǎn)，例如，“911”事件中遭到撞

6、擊的美國(guó)世貿(mào)大樓，其自身重量竟高達(dá)六萬(wàn)噸。所以，我們可不可以造出這樣一種鋼材料，它和普通鋼材一樣堅(jiān)硬，卻又可以像泡沫一樣漂浮在水面上。我們可以用很少的鋼材料做基底，使其體積變得很大，這樣它的內(nèi)部必定會(huì)有一些孔洞，然后我們?cè)谶@些孔洞中填充上一些研制的新型材料，一些類似高聚合物且具有黏性和堅(jiān)硬度的材料。然后在整塊鋼板的外面涂上一層防腐蝕、堅(jiān)硬耐磨的涂層，如新型陶瓷、聚苯胺等等。圖1-3這種輕量鋼材可以用于各個(gè)方面，普遍性強(qiáng)的比如說(shuō)民用工業(yè)建筑、機(jī)動(dòng)車船外殼等，這樣可以使摩擦減小，速度最快；在尖端科技方面，可以用于飛機(jī)、衛(wèi)星、火箭等以便減輕自身重量，降低技術(shù)難度，使得其運(yùn)載能力加強(qiáng)的同時(shí)消耗減到最小

7、。四、 堅(jiān)而不脆的陶瓷陶瓷，過(guò)去人們一直認(rèn)為它脆而不堅(jiān)，無(wú)法派上大的用場(chǎng)。但人們從宏觀水平上對(duì)它進(jìn)行改造以后，將使它易脆的缺陷減到最小限度，然后制成各種新型的比鋼鐵堅(jiān)硬也比鋼鐵耐熱的陶瓷材料。因?yàn)樵诘貧だ锫癫氐?00多種元素中，氧的含量占第一位，硅占第2位，鐵僅占第4位。而主要由硅、氧兩種元素組成的硅酸鹽陶瓷，漫山遍野的含有硅酸鹽的粘土、砂子、石頭都可以是其制作原料，制作陶瓷的原料可以說(shuō)是取之不盡用之不竭。因此新型陶瓷材料在未來(lái)必將成為領(lǐng)先一切材料的霸主。圖1-4未來(lái)這種新型陶瓷材料將代替鋼鐵材料成為世界新的“霸主”，一切防銹的油料和藥劑都將失去市場(chǎng)，因?yàn)樗慌掠炅苋諘?，永遠(yuǎn)不會(huì)生銹。油漆的銷

8、路也將會(huì)大大減少，因?yàn)樗鼈冇袩Y(jié)在身上的各種顏色的“瓷釉”，而且永遠(yuǎn)不會(huì)剝落。在工業(yè)應(yīng)用中它不怕酸堿腐蝕，不用水冷風(fēng)冷，即使熱到了發(fā)紅的地步也仍同在室溫條件下一樣硬朗。同時(shí)它還比鋼鐵輕得多，可以大大減輕機(jī)器的重量。因此基本上可以想象到的領(lǐng)域和作用，陶瓷都可以做到，并替代其他制作工藝復(fù)雜，造價(jià)昂貴的材料，這無(wú)疑大大節(jié)約了資源。圖1-5五、 未來(lái)的超級(jí)塑料當(dāng)前的塑料還是被大多數(shù)用于人們的日常生活，之所以沒(méi)有被大范圍用于各種方面，主要是由于其自身性質(zhì)的很多不足，如熔點(diǎn)低就決定了它不能被用作耐高溫材料，還有質(zhì)地較軟等特性都限制了塑料的發(fā)展。與此不同的是，未來(lái)的塑料則會(huì)被更多的用于其他領(lǐng)域，這種塑料是科

9、學(xué)家在先前塑料材料基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的新材料，它具有很多現(xiàn)在的塑料所無(wú)法代替的優(yōu)點(diǎn)。圖1-6與金屬相比，未來(lái)的塑料具有重量輕，成型加工性好，耐蝕耐磨，易著色，易復(fù)合等優(yōu)點(diǎn)，因而將會(huì)大量代替金屬應(yīng)用于機(jī)械、電子、電機(jī)儀表以及航空、國(guó)防等尖端技術(shù)領(lǐng)域。這種塑料的研究開(kāi)發(fā)主要致力于提高其耐熱性和高強(qiáng)韌性。如日本通產(chǎn)省纖維高分子材料研究所開(kāi)發(fā)成功了比鐵更堅(jiān)硬的塑料。鐵的硬度為132，其為188，系世界首創(chuàng)。為此這類塑料將被用于代替鋼材造橋、制造溜冰場(chǎng)和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件甚至是直升機(jī)旋翼。相信經(jīng)過(guò)一代代人的不斷努力，這種未來(lái)塑料一定會(huì)被逐漸完善并更好的造福人類。六、 智能材料在未來(lái)的新材料領(lǐng)域中，有一種材料不得

10、不提，由于這種材料具有應(yīng)付環(huán)境變化的能力，我們就暫且將它命名為智能材料。未來(lái)的智能材料可能對(duì)航空、宇航、原子能以及原子醫(yī)學(xué)等尖端產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。例如，飛機(jī)在萬(wàn)米高空中飛行時(shí)，由于其所受到的外力變化很大，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次運(yùn)轉(zhuǎn)、飛行，飛機(jī)機(jī)體容易積蓄因“疲勞”和“損傷”形成的微小裂紋。這種微小裂紋肉眼看不到，甚至精密儀器也難以辨認(rèn)，因而潛伏著機(jī)毀人亡的危機(jī)。但如果將這種智能材料涂在飛機(jī)表層上，就可以使人眼看不到的裂紋輕而易舉得到解決。當(dāng)機(jī)體出現(xiàn)微裂紋時(shí)，材料分子被拉伸而變形，從而附著在上面并深入其深層，這就使得裂紋象被粘了膠水變得更加牢固。圖1-7再比如，宇航器在太空中運(yùn)行，潛水艇在深水中作

11、業(yè)，由于機(jī)體某部受損而又一時(shí)難以檢修，這就需要這種具有自我修復(fù)功能的智能材料。也就是說(shuō)，這種智能材料的出現(xiàn)符合了未來(lái)社會(huì)高速發(fā)展的要求，它可以在相當(dāng)大的程度上節(jié)約人力物力財(cái)力，并且降低危險(xiǎn)性，這種幾乎具有獨(dú)立思想的材料也正是我們長(zhǎng)久以來(lái)渴求得到的。如果真的可以得到實(shí)現(xiàn)，這將會(huì)成為人類發(fā)展的又一個(gè)里程碑。小結(jié)：由此可見(jiàn)，未來(lái)，將是一個(gè)超級(jí)材料的時(shí)代。有朝一日從住宅、汽車到炊具和假牙，世界將由與今不同的未來(lái)材料構(gòu)成。異乎尋常的陶瓷、塑料和復(fù)合材料等未來(lái)材料，將與生物工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)一樣改變未來(lái)地球的面貌。材料的革新，將是下一個(gè)世紀(jì)最重要的革命，而這場(chǎng)革命必將徹底改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)生活，帶來(lái)極大的影響。參考文獻(xiàn)：【