材料基礎(chǔ)知識課件

緒論材料（Material）是人類用以製成用於生活和生產(chǎn)的物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器和其他產(chǎn)品的那些物質(zhì)。材料、資訊和能源是現(xiàn)代國民經(jīng)濟(jì)的三大支柱勘探、採礦、選礦、冶金與材料的關(guān)係。0材料學(xué)知識晶體學(xué)(空間點(diǎn)陣）晶體缺陷（點(diǎn)、線、面、體）固體材料熱力學(xué)和平衡態(tài)理論（相圖）固體動力學(xué)理論（擴(kuò)散與相變）固體材料的結(jié)構(gòu)理論（原子結(jié)構(gòu)、能級、結(jié)合鍵等）固體電子論（分子軌道理論和能帶理論）1主要講述內(nèi)容一、材料發(fā)展簡史二、材料的分類三、一些新材料技術(shù)的介紹四、材料的展望2

人類發(fā)展的歷史證明，材料是社會進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)，是人類進(jìn)步的里程碑?？煞譃橐韵聨讉€時代：材料發(fā)展簡史石器時代高分子時代陶器時代青銅時代鐵器時代陶瓷時代複合材料時代3

舊石器時代—早在100萬年以前，人類開始以石頭做工具1.1

材料發(fā)展簡史—石器時代新石器時代—1萬年前，人類對石頭進(jìn)行加工孟津妯娌新石器時代聚落遺址

金壇三星村新石器時代遺址

41.2

材料發(fā)展簡史—陶器時代

新石器後期，人類發(fā)明了用粘土成型，再火燒固化而製成陶器，從而進(jìn)入陶器時代。目前考古發(fā)現(xiàn)的陶器，在亞洲有中國江西省萬年縣大源鄉(xiāng)仙人洞的陶器和日本最早的繩紋陶（西元前8000年左右）；在歐洲，在希臘半島發(fā)現(xiàn)的陶瓷約在西元前6000至5000年；在美洲大陸，已發(fā)現(xiàn)的陶器約在西元前6000年前左右。陶器時代是人類文明史上的重要飛躍，陶器的發(fā)明不僅成為這一階段的最重要的物質(zhì)文明的創(chuàng)造，同時也成為這一時期最重要的生產(chǎn)工具。

彩陶釉陶5

燒制陶器過程中還原出金屬銅和錫，創(chuàng)造了煉銅技術(shù)，生產(chǎn)出各種青銅器物，進(jìn)入了青銅時代。

古希臘大約在西元前3000年以前，埃及是西元前2500年前，中國是夏代（西元前2000年左右），歐洲是西元前1800年前後進(jìn)入青銅器時代。這是人類大量利用金屬的開始，是人類文明發(fā)展的重要里程碑。1.3材料發(fā)展簡史—青銅時代6人們開始使用鐵來製造工具和武器的時代。冶煉青銅的基礎(chǔ)上逐漸掌握了冶煉鐵的技術(shù)之後，鐵器時代就到來了。世界上最早是小亞細(xì)亞的赫梯人在西元前1400年左右，古希臘和古羅馬開始普遍使用在西元前1000年。中國最早在春秋戰(zhàn)國－晉國（大致西元前700年），鐵器的廣泛使用，使人類的工具製造進(jìn)入了一個全新的領(lǐng)域，生產(chǎn)力得到極大的提高。鐵器的使用，導(dǎo)致了世界上一些民族從原始社會發(fā)展到奴隸社會，也推動了一些民族脫離了奴隸制的枷鎖而進(jìn)入了封建社會。長沙戰(zhàn)國凹形鐵鋤湖北當(dāng)陽宋代鐵塔滄州鐵獅1.4材料發(fā)展簡史—鐵器時代7高分子時代——20世紀(jì)初，人工合成高分子材料問世，如1909年的酚醛樹脂（膠木），1925年的聚苯乙烯，以及1941年的尼龍等，併發(fā)展十分迅速。如今，世界年產(chǎn)量已超過鋼陶瓷時代——20世紀(jì)50年代後，通過一些特殊製備方法，製造出一系列先進(jìn)陶瓷，由於其資源豐富、比重小、耐高溫、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，很有發(fā)展前途，用途在不斷擴(kuò)展。複合材料時代——最具有發(fā)展前途的是複合材料，因?yàn)檫@類材料具有每種單質(zhì)材料所不具備的性能。1.5材料發(fā)展簡史—新材料時代8特點(diǎn)：1.特殊性（超強(qiáng)度、超塑性、超導(dǎo)性等）2.製備和生產(chǎn)和新技術(shù)、新工藝緊密相關(guān)。3.更新?lián)Q代快，式樣多變。4.發(fā)展和理論的關(guān)係比傳統(tǒng)材料更密切。1.6新材料的特點(diǎn)、趨勢

趨勢：1.從均質(zhì)材料複合材料2.由結(jié)構(gòu)材料功能材料,多功能材料並重3.材料結(jié)構(gòu)的尺度向越來越小的方向發(fā)展.4.由被動性材料具有主動性的智能材料5.通過仿生途徑來發(fā)展新材料.9主要講述內(nèi)容一、材料發(fā)展簡史二、材料的分類三、一些新材料技術(shù)的介紹四、材料的展望10材料的分類材料的組成：金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料和複合材料.材料的特性和用途：結(jié)構(gòu)材料、功能材料

—結(jié)構(gòu)材料：利用力學(xué)性能—承受載荷—功能材料：利用特殊的物理性能（電、熱、磁等）材料尺寸：一維、二維、三維材料內(nèi)部原子排布：晶態(tài)與非晶態(tài)材料熱力學(xué)狀態(tài)：穩(wěn)態(tài)與亞穩(wěn)態(tài)11

2.1.1

金屬材料—黑色金屬—鐵

鑄鐵——鑄鐵是含碳量大於2.11%的鐵碳合金，它含有比碳鋼更多的矽、錳、硫、磷等雜質(zhì)。根據(jù)鑄鐵中碳的存在形式不同：白口鑄鐵——斷口呈銀白色，性能硬而脆，很難進(jìn)行切削加工，工業(yè)上極少用來製造機(jī)械零件。主要用作煉鋼原料或用於可鍛鑄鐵的毛坯.灰口鑄鐵——斷口呈暗灰色，灰口鑄鐵中的碳大部分或全部以自由狀態(tài)的石墨形式存在。

根據(jù)石墨存在形式可分為普通灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵等。122.1.2

金屬材料—黑色金屬—鋼鋼分為碳素鋼（簡稱碳鋼）和合金鋼兩大類。碳鋼—含碳量小於2.11%並含有少量矽、錳、硫、磷雜質(zhì)的鐵碳合金.按含碳量分：低碳鋼（0.25%）、中碳鋼、高碳鋼（0.60%）按品質(zhì)分：普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、高級碳素鋼按用途分：碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼合金鋼按用途：合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、特殊性能鋼。按合金元素總含量：低合金鋼（5%）、中合金鋼、高合金鋼（10%）13有色金屬種類繁多，結(jié)合我州與周邊的一些重大礦產(chǎn)，講3種有色金屬及其合金的基本性質(zhì)與目前國內(nèi)外發(fā)展趨勢。（一）銅及銅合金（德欽羊拉、中甸普朗）（二）鋅及鋅合金（蘭坪鉛鋅礦）（三）鉑族金屬（大理彌渡金寶山）

2.2

有色金屬及其合金

14銅是人類最早發(fā)現(xiàn)的古老金屬之一，早在三千多年前人類就開始使用銅。自然界中的銅分為自然銅、氧化銅礦和硫化銅礦。自然銅及氧化銅的儲量少，現(xiàn)在世界上80%以上的銅是從硫化銅礦精煉出來的2.2.1

銅及銅合金

銅具有許多可貴的物理化學(xué)特性例如其熱導(dǎo)率都很高，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，抗張強(qiáng)度大，易熔接且抗蝕性、可塑性、延展性均好。能與鋅、錫、鉛、錳、鈷、鎳、鋁、鐵等金屬形成合金.15工業(yè)上使用的銅有電解銅（含銅99.9％～99.95％）和精銅（含銅99.0％～99.7％）兩種。前者用於電器工業(yè)上，用於製造特種合金、金屬絲及電線。後者用於製造其他合金、銅管、銅板、軸等。銅的冶煉仍以火法治煉為主，其產(chǎn)量約占世界銅總產(chǎn)量的85%，現(xiàn)代濕法冶煉的技術(shù)正在逐步推廣，濕法冶煉的推出使銅的冶煉成本大大降低。2.2.1.1銅16在純銅中加入某些合金元素（如鋅、錫、鋁、鈹、錳、矽、鎳、磷等），就形成了銅合金。銅合金具有較好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和耐腐蝕性，同時具有較高強(qiáng)度和耐磨性。根據(jù)成分不同，銅合金分為黃銅、青銅和白銅我們重點(diǎn)介紹黃銅、青銅。2.2.1.1銅合金17黃銅是以鋅為主要合金元素的銅合金:普通黃銅

普通黃銅是銅鋅二元合金。由於塑性好，適於製造板材、棒材、線材、管材及深沖零件，如冷凝管、散熱管及機(jī)械、電器零件等2.2.1.1銅合金—黃銅特殊黃銅

為了獲得更高的強(qiáng)度、抗蝕性和良好的鑄造性能在銅鋅合金中加入鋁、矽、錳、鉛、錫等元素，就形成了特殊黃銅。如鉛黃銅、錫黃銅、鋁黃銅、矽黃銅、錳黃銅等。18青銅原指銅錫合金，但工業(yè)上都習(xí)慣稱含鋁、矽、鉛、鈹、錳等的銅合金也為青銅。主要有：錫青銅—以錫為主要合金元素的銅基合金。工業(yè)中使用的錫青銅，錫含量大多在3%～14%之間2.2.1.1銅合金—青銅鋁青銅—以鋁為主要合金元素的銅基合金。鋁青銅的力學(xué)性能比黃銅和錫青銅高。實(shí)際應(yīng)用的鋁青銅的鋁含量在5%～12%之間，含鋁為5%～7%的鋁青銅塑性最好。鈹青銅—以鈹為基本元素的銅合金。鈹青銅的含鈹量為1.7%～2.5%。19銅最大的使用市場是電器和電子市場，約占總數(shù)的28%,－回收時限較長，尤其大型設(shè)備(30-50年)

交通設(shè)備是銅的第三大市場，約占總數(shù)的13%，－散熱器和配線（回收10－15年）

工業(yè)機(jī)器和設(shè)備是另外一個主要的應(yīng)用市場，回收時間一般也比較長。硬幣和軍火，－回收較少。2.2.1.2銅的消費(fèi)與回收年限20（1）供需矛盾。1.2002年世界經(jīng)濟(jì)全面復(fù)蘇，對銅的需求增大，庫存大減。2.主要生產(chǎn)國智利、尚比亞和薩伊政治局勢不穩(wěn)，勞資糾紛嚴(yán)重。3.環(huán)保問題，促使國際大量銅礦停產(chǎn)。國內(nèi)目前也出臺了一系列要求重視資源、能源與環(huán)保的政策和措施，促使產(chǎn)量暫時性減少。

（2）國際炒家的介入。國際投機(jī)基金瘋狂的針對中國套利盤展開了擠空行情，銅價與現(xiàn)貨升水紛紛創(chuàng)出新高，投機(jī)基金的興風(fēng)作浪已經(jīng)改變了銅市場由供求本身所決定的運(yùn)行規(guī)律?；饠D倉從目前還看不到完結(jié)的跡象。2.2.1.3銅的價格影響主要因素21(1)國內(nèi)銅冶煉產(chǎn)能將過剩。目前總能力在205萬噸,預(yù)計(jì)2007年產(chǎn)能將達(dá)到370萬噸,遠(yuǎn)超全國銅精礦資源保障能力和國際可提供的精銅礦量。(2)全球經(jīng)濟(jì)增長趨勢減弱，消費(fèi)增長逐漸降低。(3)全球資源回收工作的加強(qiáng)。(4)國際炒家資金鏈問題。銅價上漲越猛烈說明基金本身交易成本的不斷提升，持倉成本、融資成本，越來越高，操作難度越來越大。

結(jié)論：銅價近期增減幅漸平穩(wěn)，價格逐步降低，間有反復(fù)，但降低趨勢不變，突降幾率較大。2.2.1.4銅的價格趨勢22

鋅是一種藍(lán)白色金屬。密度為7.14克/釐米3熔點(diǎn)為419.5℃。在室溫下，性較脆；100-150℃時，變軟，超過200℃後，又變脆。

鋅的化學(xué)性質(zhì)活潑。在常溫下的空氣中，表面生民一層薄而緻密的堿式碳酸鋅膜，可阻止進(jìn)一步氧化。當(dāng)溫度達(dá)到225℃，鋅氧化激烈。燃燒時，發(fā)出藍(lán)綠色火焰。鋅易溶於酸，也易從溶液中置換金、銀、銅等。鋅在自然界中，多以硫化物狀態(tài)存在。主要含鋅礦物是閃鋅礦。也有少量氧化礦，如菱鋅礦和異極礦

2.2.2鋅及鋅合金閃鋅礦菱鋅礦異極礦23（一）鍍鋅工業(yè)－約50%。（二）合金製造－約17.5%

與鋁、銅等組成的合金用於壓鑄件；與銅、錫、鉛等合金用於機(jī)械製造業(yè)（三）電池工業(yè),鋅錳乾電池。(四）鋅肥、醫(yī)藥。鋅對人體蛋白質(zhì)的合成、物質(zhì)代謝、生長發(fā)育、免疫功能和智力健美有重要作用。

(五）橡膠、油漆、顏料等工業(yè)2.2.2.1鋅的用途

24（1）按合金成分分：Zn－A1系：含少量Cu、Mg以提高強(qiáng)度和改善耐蝕性；Zn－Cu系：是抗蠕變合金，一般還含Ti；Zn－Pb系：電池殼，小五金及體育運(yùn)動器材等；Zn－Pb－A1合金：鍍鋅。（2）按加工方式分：鑄造合金，變形合金，熱鍍鋅合金（3）按性能和用途分：抗蠕變鋅合金、超塑性鋅合金、阻尼鋅合金、模具鋅合金、耐磨鋅合金、防腐鋅合金、結(jié)構(gòu)鋅合金。2.2.2.2鋅合金分類25目前：（1）國際鋅冶煉——破產(chǎn)、整合、關(guān)閉。（2）世界鋅消費(fèi)因汽車市場擴(kuò)大而增加。（3）國內(nèi)外鋅資源枯竭，世界儲備的減少。（4）近幾年來世界勘探費(fèi)用的降低。趨勢：（1）世界一些重大礦將正常運(yùn)作。（2）世界消費(fèi)能力的減弱－汽車。（3）世界勘探費(fèi)用的增加，原礦增產(chǎn)。（4)中國環(huán)保加強(qiáng)與產(chǎn)業(yè)的調(diào)控。

價格趨於平緩，利潤減薄，不排除“銅”現(xiàn)象出現(xiàn)擁有資源與核心能力的煉鋅企業(yè)能發(fā)展壯大。2.2.2.3鋅價格影響因素及趨勢26

鉑族金屬是指鉑、鈀、銠、銥、釕、鋨六種元素

六種元素彼此之間廣泛存在類質(zhì)同象置換現(xiàn)象，所以混合在一起。鉑族元素均為等軸晶系，單晶體極少見。礦物一般呈不規(guī)則粒狀、葡萄狀、樹枝狀或塊狀形態(tài)。顏色和條痕為銀戶色至鋼灰色，金屬光澤，不透明。2.2.3鉑族金屬鉑鈀銠27

世界上已發(fā)現(xiàn)鉑族金屬礦物約200種，我國有115種，其中主要工業(yè)礦物為砂鑰礦和共生硫化礦，目前約98%的鉑族金屬來自這類資源。世界鉑族金屬可采儲量3.67萬噸，總儲量為10.02萬噸。主要產(chǎn)於南非、前蘇聯(lián)、美國、加拿大、哥倫比亞等國家。其中南非(阿紮尼亞)的鉑金可采儲量約為1.2萬噸，前蘇聯(lián)的可采鉑金儲量為1866噸，兩者占世界總儲量的98%。每年世界鉑金的年產(chǎn)量僅85噸，遠(yuǎn)比黃金少，加上鉑金熔點(diǎn)高，提純?nèi)蹮掋K金較黃金更為困難，耗能源更高。所以其價格較黃金更加昂貴。鉑金色澤淡雅而華貴，象徵著純潔與高尚。2.2.3.1鉑族金屬－儲量28

我國在甘肅、雲(yún)南、新疆、內(nèi)蒙古等省區(qū)先後發(fā)現(xiàn)一些礦床。2.2.3.2我國鉑族金屬分佈29稀有、純淨(jìng)、堅(jiān)硬三大特性以及其天然白色光澤

鉑金首飾的設(shè)計(jì)不斷推陳出新，做工精細(xì)，從澆鑄到拋光，無不精益求精。設(shè)計(jì)風(fēng)格既時尚又含蓄，每一件飾品有如藝術(shù)品。2.2.3.3鉑族應(yīng)用（一）首飾30鉑族應(yīng)用：（一）首飾日本是世界最大鉑金首飾的市場。我國是世界第二大市場31

重整是指烴類分子重新排列成新的分子結(jié)構(gòu)，而不改變分子大小的加工過程。

利用鉑做催化劑進(jìn)行重整叫鉑重整。近代催化重整催化劑金屬組分主要是鉑。1965年，我國自行開發(fā)的鉑重整裝置在大慶煉油廠投產(chǎn)。1969年，鉑錸雙金屬催化劑用於催化重整，提高了重整反應(yīng)的深度，增加了汽油、芳烴和氫氣等的產(chǎn)率，使催化重整技術(shù)達(dá)到了一個新的水準(zhǔn)。全世界每年約生產(chǎn)6000萬噸硝酸，幾乎都是用鉑、鍺、鉑把觸媒網(wǎng)催化制得，用鉑重整幾乎生產(chǎn)了全世界汽車和內(nèi)燃機(jī)所需的全部高辛烷值汽油。鉑族應(yīng)用：（二）鉑重整

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（三）汽車尾氣淨(jìng)化催化劑

汽車尾氣淨(jìng)化催化劑的構(gòu)成為載體、活性物、助催化物等。

活性物:已應(yīng)用的有貴金屬鉑(Pt),鈀(Pd),銠(Rh)和稀土中的鈰(Ce)與钄(La)等。

（四）玻纖用漏板

鉑由於在高溫範(fàn)圍內(nèi)的化學(xué)穩(wěn)定性、不被玻璃體所潤濕以及對玻璃熔化的抗蝕能力，使其成為玻璃和纖維工業(yè)中唯一能在氧化氣氛下抗熔融玻璃腐蝕的高溫結(jié)構(gòu)材料。目前全世界玻纖工業(yè)池窯多採用鉑銠合金做漏板來生產(chǎn)玻璃纖維。

鉑族應(yīng)用(三）、（四）33電氣工業(yè)：觸點(diǎn)(用於繼電器、調(diào)壓器、恒溫器及控制器等）;電組測溫器；熱電偶；電子管陰極等高純貴金屬分析器皿：貴金屬試劑系列：氯化鈀、氯鉑酸、二氯二氨鈀等;膜微電子槳料及粉末:電阻漿料，導(dǎo)體漿料等貴金屬藥物:順鉑、卡鉑是目前最有效的兩種抗癌藥物。順鉑用於卵巢癌,前列腺癌,睪丸癌,肺癌,鼻咽癌,食道癌,惡性淋巴瘤,乳腺癌,頭頸部鱗癌,甲狀腺癌等?？ㄣK用於卵巢癌、小細(xì)胞肺癌、宮頸癌及非小細(xì)胞肺癌等。應(yīng)用（五）鉑族金屬的其他產(chǎn)品及用途

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鉑族金屬其發(fā)展前途和應(yīng)用範(fàn)圍將不可限量。尤其是納米材料的開發(fā)研究，使鉑族金屬更具有光明的前途。貴金屬超微細(xì)粉和納米晶體材料因粒徑小、比表面積大，具有高表面能和巨大的表面效應(yīng)，加上貴金屬特有的催化活性，貴金超微細(xì)粉和納米晶材料將首先在催化技術(shù)和傳感技術(shù)中獲得應(yīng)用，尤其是催化應(yīng)用開發(fā)將可提高生產(chǎn)率，減少資源消耗，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源，在未來世紀(jì)可能成為催化反應(yīng)的主要催化劑材料。上述的只是鉑族金屬部分用途及研發(fā)狀況。隨著材料科學(xué)的迅猛發(fā)展，將會更深人地開發(fā)貴金屬材料。鉑族金屬及其相關(guān)的材料在國民經(jīng)濟(jì)中將發(fā)揮更大的作用2.2.3.4鉑族的發(fā)展前景

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2.3無機(jī)非金屬材料

定義：指某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括硫、硒、碲的化物）和矽酸鹽、鈦酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽等含氧酸鹽為主要組成的無機(jī)材料。包括陶瓷、水泥、耐火材料、搪瓷、磨料以及新型無機(jī)材料等.

無機(jī)非金屬材料通常分為傳統(tǒng)和新型兩大類。前者指以矽酸鹽為主的材料包括一些生產(chǎn)工藝相近的非矽酸鹽材料，如碳化矽、氧化鋁陶瓷等。後者主要指20世紀(jì)以來發(fā)展起來的、具有特殊性質(zhì)和用途的材料，如壓電、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、磁性、超硬、高強(qiáng)度、超高溫、生物工程材料以及無機(jī)複合材料等。

結(jié)合我州重要的無機(jī)非金屬礦產(chǎn):（一）膨潤土(鶴慶）（二）高嶺土(永平）；（三）矽藻土（賓川、洱源）36

膨潤土又名：膨土巖、斑脫石。俗名：觀音土。由凝灰?guī)r或其他火山巖在鹼性介質(zhì)下蝕變而成，膨潤土的主要礦物成分是蒙脫石，含量在85%～90%，另含少量石英、方解石及火山玻璃，該土具有良好的粘結(jié)性、膨脹性、吸附性、可塑性、分散性、潤滑性、陽離子交換性、懸浮性、脫色性等。因此它可製成各種粘結(jié)劑、懸浮劑、吸附劑、脫色劑、增塑劑、催化劑、淨(jìng)化劑、消毒劑、增稠劑、除垢劑、洗滌劑、填充劑、增強(qiáng)劑等。其化學(xué)成份相當(dāng)穩(wěn)定，被譽(yù)為萬能石2.3.1膨潤土注：蒙脫石為少量堿及鹼土金屬的含水鋁矽酸鹽礦物。其化學(xué)式為Nax(H2O)4{(Al2～xMg0.33)[Si4O10](OH)2}。

37膨潤土在24個領(lǐng)域100多個部門的廣泛的應(yīng)用：1、鑄造型砂粘結(jié)劑、快幹塗料:鈉基膨潤土具有很強(qiáng)的粘結(jié)性和可塑性、透氣性，廣泛應(yīng)用於濕模鑄造。鋰基膨潤土由於膠質(zhì)價和膨脹容相當(dāng)高，故用於醇基快幹塗料。

2、鐵礦球團(tuán)粘結(jié)劑：鈉基膨潤土由於具有很強(qiáng)的粘結(jié)性和高溫穩(wěn)定性，在鐵精礦粉中加入1-2%的鈉基膨潤土，造粒後乾燥後成球團(tuán)，大幅提高高爐生產(chǎn)能力，現(xiàn)已被各鋼廠廣泛採用2.3.1.1膨潤土的應(yīng)用：（N.1）3、塗料：由於膨潤土具有優(yōu)良的懸浮性、粘結(jié)性、分散性。在水溶性塗料、防水塗料、乳化瀝青塗料、保溫塗料、防腐、防火等各類塗料中作懸浮劑。384、鑽井泥漿：在油、氣鑽探中，膨潤土是配製泥漿的主要原料，起有效保護(hù)井壁、上返巖屑、冷卻潤滑鑽頭等。5、食用油脫色脫脂：強(qiáng)吸附性，廣泛用於各種動、植物油的脫色去脂，是精煉食用油的最佳脫色劑。

6、石化工業(yè)：優(yōu)良的脫色性、可塑性、觸變性、在石油工業(yè)中被廣泛用於煉油催化劑、脫色劑、廢油再生劑等。

7、動物飼料：含大量微量元素（鐵、銅、鋅、錳），且本身無毒、顆粒較細(xì)，可作為礦物飼料配於動物飼料中。

8、農(nóng)藥：優(yōu)良的懸浮性、分散性，水性農(nóng)藥中作懸浮劑。

9、農(nóng)肥：粘結(jié)性將肥料製成顆粒肥，既提高農(nóng)肥效力又可改良土壤。2.3.1.1膨潤土的應(yīng)用：（N.2）3910、植樹造林：利用膨潤土制成高吸水材料用於植樹造林，成本低、保水效果相當(dāng)優(yōu)良，吸水倍數(shù)可達(dá)100-1000倍/克。11、建築：用於大壩防滲牆體材料，建築地基灌漿材料，地下室、停車場、地鐵等防滲漏材料。12、建材：可用其他非金屬材料製成各種裝飾板材，泡沫絕熱材料，無機(jī)隔音、隔牆板材、各類面磚、地磚、陶瓷釉料、塗料等。13、紡織、絲綢印染

可代替澱粉作紡織紗漿粉、印染糊料等。14、食品工業(yè)：可用作啤酒澄清過濾劑，降低啤酒中的高分子蛋白質(zhì)，延長保質(zhì)期。2.3.1.1膨潤土的應(yīng)用：（N.3）4015、日化產(chǎn)品

利用膨潤土的吸附性、增稠、增塑性等，可用於液固體洗滌產(chǎn)品，可軟化織物增強(qiáng)洗滌效果，降低生產(chǎn)成本。比如用於化妝品，具有去汙、解毒、止庠、美容、保溫等性能。16、防雷接地：在接地降阻劑中加入膨潤土，能提高接地性能，減弱金屬的腐蝕性，成本低、性能好。17、醫(yī)藥用品：利用膨潤土的強(qiáng)吸附性對若干毒品有解毒作用，用於冶癬藥物及其它藥物有一定的輔助療效。18、污水處理：利用膨潤土的吸附性、分散性、懸浮性可用於各類污水處理劑，有較強(qiáng)的污水處理能力。2.3.1.1膨潤土的應(yīng)用：（N.4）41

世界上膨潤土資源主要分佈在中國、美國和原蘇聯(lián)，三國探明儲量約占世界總儲量的4／5。中國儲量居世界首位，占世界總量的60％。中國膨潤土礦以其分佈廣、埋藏淺、易採掘及品種齊全為特點(diǎn)。大型、中型礦床共計(jì)43個，占全部礦床數(shù)50％，據(jù)43個礦床統(tǒng)計(jì)，平均蒙脫石含量為63％，明顯高幹規(guī)範(fàn)所要求的平均工業(yè)品位（大於或等於50％），而其保有儲量則占絕大部分，表明礦床規(guī)模之大。中國膨潤土礦床多位於丘陵區(qū)，埋藏較淺，覆蓋層厚度一般1～15m，適於露天開採，少數(shù)礦可用地下開採適於露天開採，少數(shù)礦可用地下開採。

2.3.1.2膨潤土的資源分佈42高嶺土又稱瓷土，主要由小於2個微米的微小片狀、管狀、疊片狀等高嶺石簇礦物組成，理想的化學(xué)式為AL2O3-2SiO2-2H2O，其主要礦物成分除高嶺石和多水高嶺石，還有蒙脫石、石英和長石等其他礦物（含F(xiàn)e2O3、TiO2、微量的K2O、Na2O、CaO和MgO等)高嶺土質(zhì)軟，強(qiáng)吸水性且易分解懸浮於水中，具有良好的可塑性和高的粘結(jié)性，優(yōu)良的電絕緣性，良好的抗酸溶性，強(qiáng)的離子吸附性和離子交換性，以及良好的燒結(jié)性和較高的耐火度等性能2.3.2

高嶺土

注：中國是世界上最早發(fā)現(xiàn)和利用高嶺土的國家。遠(yuǎn)在3000年前的商代所出現(xiàn)的刻紋白陶，高嶺土名來源於景德鎮(zhèn)東郊的高嶺村邊的高嶺山。43

2004年，全國縣以上高嶺土生產(chǎn)企業(yè)有100多家，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)達(dá)700多家，原礦年生產(chǎn)能力超過600萬t，選礦能力180萬t。主要的生產(chǎn)省份有蘇、閩、粵、湘、贛、浙原礦生產(chǎn)超過10萬t的企業(yè)：福建龍巖九州高嶺土公司（68萬t）、江蘇蘇州中國高嶺土公司（22萬t)、茂名高嶺科技有限公司（26萬t）、潮州飛天燕瓷土礦（24萬t）四家；超1萬t的企業(yè)多達(dá)40家,多數(shù)為年產(chǎn)量數(shù)百噸到幾千噸的小型加工廠，主要以生產(chǎn)中、低檔產(chǎn)品為主。新設(shè)計(jì)能力在1萬噸的企業(yè)有12家，在建和擴(kuò)建萬噸級企業(yè)有9家。

2.3.2.1國內(nèi)生產(chǎn)高嶺土企業(yè)情況44

高嶺土應(yīng)用涉及陶瓷、造紙、橡膠、塑膠、石油化工、塗料、油墨、光學(xué)玻璃、玻璃纖維、化纖、建材、化肥、農(nóng)藥和殺蟲劑載體、膠水、耐火材料等幾十個行業(yè)行業(yè),60-70個品種。國內(nèi)的煤系高嶺土(管狀)，比較適合開發(fā)為煆燒高嶺土，主要應(yīng)用於各種用途的填料方面。非含煤高嶺土(片裝)，主要應(yīng)用於造紙塗料和陶瓷行業(yè)方面。我州目前應(yīng)用較少。日本將高嶺土用於代替鋼鐵製造切削刀具、車床鑽頭和內(nèi)燃機(jī)外殼等方面應(yīng)用。最近幾年，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，一些高新技術(shù)領(lǐng)域開始大量運(yùn)用高嶺土作為新材料，甚至用於原子反應(yīng)堆、太空梭和太空船的耐高溫瓷器部件

2.3.2.2高嶺土的用途452.3.2.3我國高嶺土資源情況（N.1)我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)並在工業(yè)中利用高嶺土的國家之一。我國非煤建造型高嶺土，資源儲量居世界第五位（2003年，對我國21個省市232處產(chǎn)地統(tǒng)計(jì)，基礎(chǔ)儲量為5.46億噸）。而我國含煤建造沉積型高嶺土資源儲量占世界首位，探明遠(yuǎn)景儲量及推算儲量180.5億噸

中國高嶺土分佈廣泛，遍佈全國六大區(qū)21個省(市、區(qū))，但又相對集中，廣東省是探明高嶺土儲量最多的省，占全國總量30.9%，其次為陝西、福建、江西、廣西、湖南、江蘇和雲(yún)南等省。462.3.2.3我國高嶺土資源情況（N.2)472.3.2.4我國高嶺土發(fā)展趨勢

近幾年內(nèi)，我國高嶺土的生產(chǎn)和消費(fèi)也基本趨於穩(wěn)定並有可能略有增長，它的市場將很大程度受到各消費(fèi)領(lǐng)域發(fā)展的影響。陶瓷、石化等領(lǐng)域的產(chǎn)品將會平穩(wěn)並略有增長。造紙用高質(zhì)量的水洗高嶺土在我國內(nèi)始終呈現(xiàn)供不應(yīng)求的形勢。據(jù)預(yù)測，亞洲地區(qū)從2005年—2010年對高嶺土需求的增長率為造紙2～3％，陶瓷5％，催化劑6％，塑膠8％，顏料5％，橡膠6％，水泥4％，其他4％。我國對高嶺土的需求增長率將略高於亞洲地區(qū)的增長率。我國高嶺土將重點(diǎn)發(fā)展深加工，開發(fā)新產(chǎn)品，立足從傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域轉(zhuǎn)向高科技、高效益領(lǐng)域，重點(diǎn)研製生產(chǎn)造紙、塗料高嶺土和超細(xì)煆燒高嶺土等高附加值產(chǎn)品。48矽藻是最早在地球上出現(xiàn)的原生單細(xì)胞植物生物之一，生存在海水或者湖水中。矽藻土是矽藻的死亡後經(jīng)過1至2萬年左右的堆積期，形成的一種化石性的矽藻堆積土。主要化學(xué)成份是SiO2，還有少量的Al2O3、P2O3、CaO、MgO等。由於矽藻土具有細(xì)膩、鬆散、質(zhì)輕、多孔、吸水和滲透性強(qiáng)、對人無毒無害等特點(diǎn)，並有特殊的結(jié)構(gòu)構(gòu)造使得它具有許多特殊的技術(shù)和物理性能，2.3.3矽藻土被廣泛用於輕工、化工、建材、石油、醫(yī)藥、衛(wèi)生、等部門，近些年也被廣泛應(yīng)用於水處理行業(yè)。492.3.3.1矽藻土的具體用途（N.1)

1、作玻璃鋼、橡膠、塑膠的填料。能明顯增強(qiáng)製品的鋼性和硬度，提高製品的耐熱、耐磨、抗老化等性能，大幅度降低成本

2、作造紙?zhí)盍稀Ｄ軌蚋倪M(jìn)紙張的不透明度和亮度，提高平滑度和印刷品質(zhì)，減少紙張因濕度而引起的伸縮。

3、作為塗料的消光劑。能夠降低塗膜的表面光澤，增加塗膜的耐磨性和抗劃痕性。

4、作農(nóng)藥粉劑、顆粒劑的理想載體?？墒寡u劑穩(wěn)定，藥效延長，毒性緩角，劑量易於掌握。

5、作為高效複合肥的理載體。其本身就具有一定肥效，而且對可溶性的氮、磷、鉀吸附能力強(qiáng)，在土壤中具有一定的緩釋作用，利於作物生長。502.3.3.1矽藻土的具體用途（N.2)

6、作生產(chǎn)茶色玻璃、微孔玻璃、微孔玻璃微珠、玻璃纖維的原料。因其熔點(diǎn)（1600℃）比石英熔點(diǎn)（1700℃）低，故可節(jié)約能源，延長窖齡，降低成本。

7、作水泥的填料。用以配製高矽質(zhì)和波特蘭水泥，能夠提高混凝土的流動性和可塑性，提高產(chǎn)品的耐磨和耐磨腐蝕性。

8、作高瀝青含量的路面和防水卷材的填料。能有效地解決泛油和擠漿現(xiàn)象，提高防滑性、耐磨性、抗壓強(qiáng)度、耐浸蝕能力、大幅度地提高使用壽命。

9、作保溫材料。具有氣孔率高、容重小、保溫、隔熱、不燃、隔音、耐腐蝕等優(yōu)良性，應(yīng)用廣泛。作為鑽井沖洗隔離液的載體，用量30%，效果很好。512.3.3.1矽藻土礦產(chǎn)資源分佈

世界上有20多個國家產(chǎn)出矽藻土礦。主要分佈在中國、美國、丹麥、法國、蘇聯(lián)、羅馬尼亞等國。我國矽藻土礦資源較豐富，矽藻土儲量3.2億噸，資源量在20億t以上，位居世界前列。主要集中在華東及東北地區(qū)，其中規(guī)模較大，工作做得較多的有吉林、浙江、雲(yún)南、山東、四川等省，其中吉林省礦床數(shù)最多(18個)，保有儲量也最多，達(dá)21119萬t；其次是雲(yún)南省，保有儲量7752萬t。

我國目前還沒有一個較完善的矽藻土選礦加工廠，只有幾個單位從事了低品位矽藻土的選礦提純研究，基本上形成了一定生產(chǎn)能力。而大理州高新技術(shù)開發(fā)區(qū)——大理慶中科技有限——力爭建設(shè)我國最大的矽藻土精選基地。52主要講述內(nèi)容一、材料發(fā)展簡史二、材料的分類三、一些新材料技術(shù)的介紹四、材料的展望53新材料（一）納米材料

（二）高溫超導(dǎo)材料

（三）新能源材料（四）生物類材料

(五）隱形材料

（六）分子材料和器件

（七）超大積體電路晶片（八）先進(jìn)複合材料

（九）智能材料等十二個領(lǐng)域一些新材料的介紹54一、納米單位：1.光年（最長單位）1LY＝3

108365246060=9.461015m2.納米（nm）:1nm＝10-3m＝10-9m，大約是3、4個原子的寬度3.埃（?):1?＝10-1nm＝10-10m,用來描述原子半徑，X光波長。3.1納米材料納米科學(xué)與技術(shù)是20世紀(jì)80年代未、90年代初逐步發(fā)展起來的前沿、交叉性嶄新綜合科學(xué)技術(shù),是以許多現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)。

它是現(xiàn)代科學(xué)（混沌物理、量子力學(xué)、介觀物理、分子生物學(xué)）和現(xiàn)代技術(shù)（電腦技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù)）結(jié)合的產(chǎn)物，包括量子力學(xué)、物理、化學(xué)、分子生物學(xué)、材料料學(xué)、資訊科學(xué)、機(jī)械學(xué)等學(xué)科。納米科學(xué)技術(shù)被認(rèn)為是世紀(jì)之交出現(xiàn)的一項(xiàng)高科技術(shù)。55

人類對客觀世界的認(rèn)識的兩個領(lǐng)域：1.宏觀領(lǐng)域：以人的肉眼可見的物體為下限，上至宇宙天體。人類能夠最大尺度為1010LY。2.微觀領(lǐng)域：

以分子、原子（約0.1nm）為最大起點(diǎn)，下至無限小的領(lǐng)域人類所研究的最小尺度為：10-15

m

。

在宏觀領(lǐng)域和微觀領(lǐng)域之間存在著近年來才引起重視的介觀領(lǐng)域,在這個不同於宏觀和微觀的領(lǐng)域,由於三維尺寸很細(xì)小。出現(xiàn)了許多奇異的性能，不能用我們現(xiàn)有的常識來描述這個領(lǐng)域的規(guī)律，這些奇特性能影響著眾多行業(yè)的發(fā)展，而納米材料做為介觀領(lǐng)域代表給提出來。3.1.1納米科技提出的背景563.1.2納米科技的研究內(nèi)容

納米科技研究由尺寸在1～100nm之間的物質(zhì)組成的體系的運(yùn)動規(guī)律和相互作用以及可能的實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)問題的科學(xué)技術(shù)。納米科技納米材料納米機(jī)械學(xué)納米化學(xué)納米生物學(xué)納米材料學(xué)納米加工技術(shù)納米加工學(xué)57機(jī)械球磨法：採用球磨方法（粉碎與研磨為主方法），控制適當(dāng)?shù)臈l件得到純元素、合金或複合材料的納米粒子。其特點(diǎn)操作簡單、成本低，但產(chǎn)品純度低，顆粒分佈不均勻。真空冷凝法：用真空蒸發(fā)、加熱、高頻感應(yīng)等方法使原料氣化或形成等粒子體，然後驟冷。其特點(diǎn)純度高、結(jié)晶組織好、粒度可控，但技術(shù)設(shè)備要求高。物理粉碎法：通過機(jī)械粉碎、電火花爆炸等方法得到納米粒子。其特點(diǎn)操作簡單、成本低，但產(chǎn)品純度低，顆粒分佈不均勻。物理氣相沉積方法：一種常規(guī)的薄膜製備手段，包括蒸鍍、電子束蒸鍍、濺射深度塑性形變法：材料在準(zhǔn)靜態(tài)壓力的作用下發(fā)生嚴(yán)重塑性形變，從而將材料的晶粒細(xì)化到亞微米或納米量級。一般要熱處理。以上只是主要的物理製備方法，還有很多種方法都在探討，而且每種細(xì)分很多。3.1.3.1納米製備技術(shù)—物理方法58氣相沉積法：利用金屬化合物蒸氣的化學(xué)反應(yīng)合成納米材料。其特點(diǎn)產(chǎn)品純度高，粒度分佈窄。沉澱法：把沉澱劑加入到鹽溶液中反應(yīng)後，將沉澱熱處理得到納米材料。其特點(diǎn)簡單易行，但純度低，顆粒半徑大，適合製備氧化物。水熱合成法：高溫高壓下在水溶液或蒸汽等流體中合成，再經(jīng)分離和熱處理得納米粒子。其特點(diǎn)純度高，分散性好、粒度易控制。溶膠凝膠法：金屬化合物經(jīng)溶液、溶膠、凝膠而固化，再經(jīng)低溫?zé)崽幚矶杉{米粒子。其特點(diǎn)反應(yīng)物種多，產(chǎn)物顆粒均一，過程易控制，適於氧化物和Ⅱ～Ⅵ族化合物的製備。微乳液法：兩種互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成乳液，在微泡中經(jīng)成核、聚結(jié)、團(tuán)聚、熱處理後得納米粒子。其特點(diǎn)粒子的單分散和介面性好，Ⅱ～Ⅵ族半導(dǎo)體納米粒子多用此法製備。3.1.3.2納米製備技術(shù)—化學(xué)方法59（一）在陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用：如能解決單相納米陶瓷的燒結(jié)過程中抑制晶粒長大的技術(shù)問題，則它將具有高硬度、高韌性、低溫超塑性、易加工等優(yōu)點(diǎn)。（二）在微電子學(xué)上的應(yīng)用：立足於最新的物理理論和最先進(jìn)的工藝手段，按照全新的理念來構(gòu)造電子系統(tǒng)，並開發(fā)物質(zhì)潛在的儲存和處理資訊的能力，實(shí)現(xiàn)資訊採集和處理能力的革命性突破。（三）在生物工程上的應(yīng)用：分子電腦，具有特異物理特性和穩(wěn)定性，其中奇特的光學(xué)迴圈特性可用於儲存資訊，從而起到代替當(dāng)今電腦資訊處理和資訊存儲的作用，它將使單位體積物質(zhì)的儲存和資訊處理能力提高上百萬倍。（四）在光電領(lǐng)域的應(yīng)用：微電子和光電子的結(jié)合，將在光電資訊傳輸、存貯、處理、運(yùn)算和顯示等方面，使光電器件的性能大大提高。比如用於現(xiàn)有雷達(dá)資訊處理上，可使其能力提高10倍至幾百倍。3.1.4納米科技的七大應(yīng)用（N.1）60（五）在化工領(lǐng)域的應(yīng)用：比如將納米TiO2粉體按一定比例加入到化妝品中，則可以有效地遮蔽紫外線；利用納米微粒構(gòu)成的海綿體狀的輕燒結(jié)體，可用於氣體同位素、混合稀有氣體及有機(jī)化合物等的分離和濃縮等。納米微粒還可用作導(dǎo)電塗料，用作印刷油墨，製作固體潤滑劑等。（六）在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用：瞭解生物大分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)及其與功能的關(guān)係，獲取生命資訊。比如製造分子機(jī)器人，在血液中迴圈，對身體各部位進(jìn)行檢測、診斷，並實(shí)施特殊治療?，F(xiàn)在已成功利用納米微粒進(jìn)行了細(xì)胞分離；用金的納米粒子進(jìn)行定位病變治療；利用納米顆粒作為載體的病毒誘導(dǎo)物已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，已用於臨床動物實(shí)驗(yàn)。（七）在分子組裝方面的應(yīng)用：目前納米技術(shù)已深入到了對單原子的操縱，逐步實(shí)現(xiàn)組裝與剪裁。

另外在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)科技的升級方面：例如在化纖和紡織品中加入納米TiO2、SiO2、Al2O3顆粒,可以起到除味、殺菌、防靜電和保暖作用。把納米Al2O3顆粒加入到金屬或合金中大大改善力學(xué)性能；加入到玻璃中既不影響其透明度又能提高其韌性等。3.1.4納米科技的七大應(yīng)用（N.2）61（1）納米科技將促使人類認(rèn)知的革命：納術(shù)尺度下的物質(zhì)世界及其持性、是人類較為陌生的領(lǐng)域，它正好處於以人類活動空間為代表的宏觀和以原子及其以下尺度為代表的微觀世界的中間地帶，也是物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)、資訊學(xué)以及生命科學(xué)發(fā)展的新疆土。人類將面臨對新理論和新發(fā)現(xiàn)重新學(xué)習(xí)和理解的任務(wù)。對這以領(lǐng)域探索過程中形成的理論和概念在我們的生產(chǎn)生活個得以廣泛的應(yīng)用，那麼人類將建立起不同於我們內(nèi)眼所能觀察到的物質(zhì)世界的新觀念．將極大地豐富我們的認(rèn)知世界並給人類社會帶來觀念上的變革。(2)納米科技將劇烈改變以往的生產(chǎn)方式、大力提高生產(chǎn)力水準(zhǔn)：納米科技一旦成熟，將從根在上改變現(xiàn)有的生產(chǎn)方式，可能取代許多現(xiàn)存的大規(guī)模工業(yè)模式。納米水準(zhǔn)上的直接生產(chǎn)、推動產(chǎn)品的微型化、高性能化和與環(huán)境友好化，這將在新的層次上為可持續(xù)發(fā)展的理論變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)提供物質(zhì)和技術(shù)保證。3.1.5納米科技的重要意義623.1.6納米展示（N.1）IBM公司用Xe寫的IBM日本用Xe寫的原子63用掃描遂道顯微鏡觀察原子的排列情況3.1.6納米展示（N.2）641.1993年，中國科學(xué)院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室自如地操縱原子成功寫出“中國”二字，標(biāo)誌著我國開始開始在國際納米科技領(lǐng)域佔(zhàn)有一席之地，並居於國際科技前沿。2.1998年，清華大學(xué)範(fàn)守善課題組成功地製備出直徑為3－50納米、長度達(dá)微米微米量級的氮化鎵半導(dǎo)體一維納米棒，使我國在國際上首次把氮化鎵製備成一維納米晶體。3.1998年，我國科學(xué)家製備出金剛石納米粉，被國際刊物譽(yù)為“稻草變黃金——從四氯化碳製成金剛石”。4.近年，中國科學(xué)院物理研究所解思深課題組，不僅合成了世界上最長的“超級纖維”碳納米管，創(chuàng)造了一項(xiàng)“３毫米的世界之最”，而且合成出世界上最細(xì)的碳納米管。

3.1.7我國納米科技成果（N.1)655.1999年上半年，北京大學(xué)薛增泉研究組在世界上首次將單壁碳納米管組裝豎立在金屬表面，並組裝出世界上最細(xì)且性能良好的掃描隧道顯微鏡用探針。6.1999年，中科院金屬研究所成會明博士合成出高質(zhì)量的碳納米材料，使我國新型儲氫材料研究一舉躍上世界先進(jìn)水準(zhǔn)。這種新材料能儲存和凝聚大量的氫氣，並可能做成燃料電池驅(qū)動汽車。7.2000年，中科院金屬研究所盧柯博士率領(lǐng)的小組，在世界上首次直接發(fā)現(xiàn)納米金屬的“奇異”性能——超塑延展性，納米銅在室溫下竟可延伸50多倍而“不折不撓”，被譽(yù)為“本領(lǐng)域的一次突破，它第一次向人們展示了無空隙納米材料是如何變形的”——

納米材料“鼻祖”、德國科學(xué)家格萊特(H·Glelter)教授。

3.1.7我國納米科技成果（N.2)66

超導(dǎo)：材料在低溫下失去電阻——零電阻效應(yīng)。1.沒有熱損耗，可產(chǎn)生超強(qiáng)磁場——輸電、大型磁體。2.導(dǎo)體內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度為零——製造超導(dǎo)列車與超導(dǎo)船—無摩擦狀態(tài)運(yùn)行，大大提高速度與安靜性能。發(fā)展歷程：（1）從1911年汞冷卻到－269°（發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)）到1986年（75年）只是把溫度提高到－250°。（2）86年，－243°

（3）87年，－240°——－220°——－177°（朱經(jīng)武）——33°跡象（美國華裔）——13°跡象—陶瓷材料（日本）。高溫超導(dǎo)體的巨大突破，以液態(tài)氮代替液態(tài)氦作超導(dǎo)製冷劑獲得超導(dǎo)體，使超導(dǎo)技術(shù)走向大規(guī)模開發(fā)。3.2高溫超導(dǎo)材料67

鉍系高溫超導(dǎo)帶材——清華大學(xué)和西北有色金屬研究院，清華大學(xué)（簡稱英納公司）鉍系高溫超導(dǎo)帶材的批量生產(chǎn)工藝日益成熟，2003年共計(jì)有十幾公里線材已順利銷往韓、美、歐等國。

大面積雙面高溫超導(dǎo)薄膜——中科院物理所和北京有色金屬研究總院的釔系超導(dǎo)薄膜技術(shù)都有了很大提高；中科院物理所課題組（南開大學(xué)）的鉈系超導(dǎo)薄膜的技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國際先進(jìn)水準(zhǔn)，而且產(chǎn)品穩(wěn)定性較好。

高溫超導(dǎo)電纜——中國科學(xué)院電工研究所和北京雲(yún)電英納電纜有限公司均已初步完成電纜的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。其中，北京雲(yún)電英納電纜有限公司正在進(jìn)一步優(yōu)化電纜系統(tǒng)，計(jì)畫於2003年年底完成電纜本體的製造，並於2004年上半年在雲(yún)南昆明普吉變電站正式掛網(wǎng)運(yùn)行。

移動通信用高溫超導(dǎo)濾波器——清華大學(xué)已研製成功適合我國的GSM1800、GSM900和CDMA移動通信系統(tǒng)的高溫超導(dǎo)濾波器子系統(tǒng)，系統(tǒng)性能達(dá)到國際先進(jìn)水準(zhǔn)，並穩(wěn)步向產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)。目前已計(jì)畫進(jìn)行移動通信社區(qū)基站的現(xiàn)場通信試驗(yàn)，為我國實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)濾波器系統(tǒng)應(yīng)用於移動通信準(zhǔn)備了必要的條件。3.2.1我國高溫超導(dǎo)研究進(jìn)展68新能源和再生清潔能源技術(shù)是21世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最具有決定性影響的五個技術(shù)領(lǐng)域之一，新能源包括太陽能、生物質(zhì)能、核能、風(fēng)能、地?zé)?、海洋能等一次能源以及二次電源中的氫能等能源?020年我國能源總需求量是24.66—32.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，是2000年的2.2倍。目前，我國優(yōu)質(zhì)能源在一次能源消耗構(gòu)成的比例不合理：石油：天然氣：煤炭=2:1:7。我國要大力發(fā)展太陽能、潮汐能、水電、風(fēng)電等可再生資源的開發(fā)，尤其是太陽能。太陽能照射在地面的能量相當(dāng)於全球能耗1.6億倍。目前：美國百萬屋頂計(jì)畫，德國十萬個屋頂計(jì)畫、日本屋頂電池系統(tǒng)、我國西部陽光計(jì)畫。。3.3新能源材料（N.1）69新能源材料則是指實(shí)現(xiàn)新能源的轉(zhuǎn)化和利用以及發(fā)展新能源技術(shù)中所要用到的關(guān)鍵材料。主要