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1、1传统材料与新型材料。传统材料与新型材料。传统材料传统材料是指那些已经成熟且在工业中已批量生产并是指那些已经成熟且在工业中已批量生产并大量应用的材料，大量应用的材料，如钢铁、水泥、塑料如钢铁、水泥、塑料等。这类材料等。这类材料由于其量大、产值高、涉及面广泛，又是很多支柱产由于其量大、产值高、涉及面广泛，又是很多支柱产业的基础，所以又称为基础材料。业的基础，所以又称为基础材料。新型材料新型材料(先进材料先进材料)是指那些正在发展，且具有优异性是指那些正在发展，且具有优异性能和应用前景的一类材料。能和应用前景的一类材料。7/11/20222 新型材料与传统材料之间没有明显的界限。新型材料与传统材料
2、之间没有明显的界限。传统传统材料通过采用新技术，提高技术含量，提高性能，材料通过采用新技术，提高技术含量，提高性能，大幅度增加附加值而成为新型材料；新材料在经过大幅度增加附加值而成为新型材料；新材料在经过长期生产与应用之后也就成为传统材料。传统材料长期生产与应用之后也就成为传统材料。传统材料是发展新材料和高技术的基础，而新型材料又往往是发展新材料和高技术的基础，而新型材料又往往能推动传统材料的进一步发展。（超级钢、块体纳能推动传统材料的进一步发展。（超级钢、块体纳米）米）新材料按组分，有金属材料、无机非金属材料新材料按组分，有金属材料、无机非金属材料（如陶瓷、砷化镓半导体等）、有机高分子材（如
3、陶瓷、砷化镓半导体等）、有机高分子材料、先进复合材料四大类。料、先进复合材料四大类。7/11/20223材料既是人类社会进步的里程碑，也是社会材料既是人类社会进步的里程碑，也是社会现代化的物质基础和先导。特别是先进材料现代化的物质基础和先导。特别是先进材料的研究、开发与应用反映着一个国家科学技的研究、开发与应用反映着一个国家科学技术与工业水平以及国防实力。术与工业水平以及国防实力。新材料技术是工业革命和产业发展的先导新材料技术是工业革命和产业发展的先导新材料技术是高技术发展的基础新材料技术是高技术发展的基础7/11/202242121世纪科技发展的主要方向之一是新材料的研世纪科技发展的主要方向
4、之一是新材料的研制和应用。新材料的研究，是人类对物质性质制和应用。新材料的研究，是人类对物质性质认识和应用向更深层次的进军。认识和应用向更深层次的进军。7/11/202256材料强度密度比在不同年代里的进展材料强度密度比在不同年代里的进展(由图中可以看出由图中可以看出,现代先进材料的强度已比原始材料提高了约现代先进材料的强度已比原始材料提高了约5050倍倍)铝铝木材木材石料石料青铜青铜铸铁铸铁钢钢复合材料复合材料碳纤维碳纤维芳香族酰胺纤维芳香族酰胺纤维7/11/20226碳素工具钢碳素工具钢钨钴铬硬质合金钨钴铬硬质合金烧结碳化钨烧结碳化钨金属陶瓷金属陶瓷陶瓷陶瓷多晶金刚石多晶金刚石高速钢高速钢
5、立方氮化硼立方氮化硼7/11/20227新材料在国防建设上作用重大。例如，新材料在国防建设上作用重大。例如，超纯硅、砷化镓超纯硅、砷化镓研制成功，导致大规模和超大规研制成功，导致大规模和超大规模集成电路的诞生，使计算机运算速度从每秒几模集成电路的诞生，使计算机运算速度从每秒几十万次提高到现在的每秒百亿次以上十万次提高到现在的每秒百亿次以上；航空发动机材料航空发动机材料的的工作温度每提高工作温度每提高100100，推力可，推力可增大增大2424；隐身材料隐身材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射，使敌方探测系统难以发现，射，使敌方探测系统难以发现，洛克希德公司
6、洛克希德公司F-117A7/11/20228电子技术的发展电视机电子技术的发展电视机7/11/20229电子技术的发展手机电子技术的发展手机7/11/202210光纤通讯技术光纤通讯技术光纤通讯技术光纤通讯技术光导纤维：简称简称“光纤光纤”，是一种能利用光的，是一种能利用光的全反射作用来传导光线的透明度极高的玻璃全反射作用来传导光线的透明度极高的玻璃纤维。纤维。7/11/2022111890191019301950197019902010203020501102104106108第一条电话第一条电话一对一对12路电话线路电话线同轴电缆同轴电缆同轴电缆与微波系统同轴电缆与微波系统通讯卫星通讯卫星
7、光导纤维光导纤维年年不同通讯方式的相对信息量不同通讯方式的相对信息量相相对对信信息息量量7/11/202212F1赛车材料主要是碳纤维材料。昂贵，除了航空航天用的到，剩下的基本就是F1赛车了.比如前鼻翼撞到护墙了，我们找不到鼻锥在哪里，因为鼻锥是完全由碳纤维制成的，在撞击的一霎那产生巨大的冲击力，极短的时间，碳纤维立即成为粉末，尽可能地吸收这些力，从而保护赛车手。F1F1赛赛车车7/11/202213起初击剑运动剑身所用的材料是碳钢，其结构极易产生微裂纹起初击剑运动剑身所用的材料是碳钢，其结构极易产生微裂纹导致剑身折断而造成运动员的误伤，现在剑身采用的铁镍和钛导致剑身折断而造成运动员的误伤，现
8、在剑身采用的铁镍和钛的合金材料，并经长时间的时效与弯曲处理，内部微裂只有碳的合金材料，并经长时间的时效与弯曲处理，内部微裂只有碳钢的钢的1/201/20，极不容易折断，运动员能无所畏惧地完成各种动作。，极不容易折断，运动员能无所畏惧地完成各种动作。运运动动场场上上的的材材料料技技术术7/11/202214自行车雅典奥运会上，自行车比赛自行车雅典奥运会上，自行车比赛十分精彩，尤其是场地比赛，冠军十分精彩，尤其是场地比赛，冠军之争的差别甚至只有之争的差别甚至只有0 0001001秒，除秒，除了运动员自身的素质，比赛用车的了运动员自身的素质，比赛用车的较量也成为很重要的因素。这种比较量也成为很重要的
9、因素。这种比赛用车的材料、设计都很特别，造赛用车的材料、设计都很特别，造价一般在价一般在8 8万元左右，而顶级赛车万元左右，而顶级赛车的造价则高达十几万元人民币。的造价则高达十几万元人民币。如今，赛车的车身全部采用碳纤维如今，赛车的车身全部采用碳纤维复合材料，这使得整车的强度很高复合材料，这使得整车的强度很高且质量极轻。中国国家自行车队当且质量极轻。中国国家自行车队当年雅典奥运会的比赛用车只有千克，年雅典奥运会的比赛用车只有千克，一只手就可以拎起来。高强的材料一只手就可以拎起来。高强的材料使得选手能够骑出更快的速度。而使得选手能够骑出更快的速度。而赛车的设计也比较独特，由于碳纤赛车的设计也比较
10、独特，由于碳纤维复合材料强度高，因而主体框架维复合材料强度高，因而主体框架可以设计成很薄的流线型，前轮没可以设计成很薄的流线型，前轮没有密集的辐条，取而代之的是形状有密集的辐条，取而代之的是形状扁平的五岔辐条，后轮则干脆是全扁平的五岔辐条，后轮则干脆是全封闭式，这样都可以有效地减小风封闭式，这样都可以有效地减小风阻力。阻力。2004年雅典奥运会冠军车价值9万人民币 20042004年奥运会年奥运会-自行车自行车7/11/202215从从撑杆跳的发展史撑杆跳的发展史就可以更清楚地看就可以更清楚地看到新材料对奥运成绩的贡献。历史上到新材料对奥运成绩的贡献。历史上第一个撑杆跳纪录第一个撑杆跳纪录3
11、33030米的成绩是米的成绩是用沉重、没有弹性的木杆跳出来的用沉重、没有弹性的木杆跳出来的(2.29m)(2.29m)；19051905年开始使用质量较轻、年开始使用质量较轻、弹性稍好的竹杆，成绩达到弹性稍好的竹杆，成绩达到4 43030米；米；19301930年出现较为坚固的金属杆后，运年出现较为坚固的金属杆后，运动员无撑杆折断之忧，握杆点和助跑动员无撑杆折断之忧，握杆点和助跑速度都有了很大的提高，最好成绩达速度都有了很大的提高，最好成绩达到到4 48383米米,这是人造材料战胜天然材这是人造材料战胜天然材料的典范。料的典范。美国运动员玻璃纤维复美国运动员玻璃纤维复合杆合杆,5.13m.,5
12、.13m.而后来随着质量更轻、弹而后来随着质量更轻、弹性更大的尼龙杆性更大的尼龙杆,新型碳纤维撑杆出新型碳纤维撑杆出现，运动成绩也终于突破现，运动成绩也终于突破6 6米大关米大关(布布勃卡勃卡 )。所以说，运动器材的较量并。所以说，运动器材的较量并不亚于赛场上运动员的较量。不亚于赛场上运动员的较量。在奥运会男子十项全能撑杆在奥运会男子十项全能撑杆跳项目的比赛中，荷兰选手跳项目的比赛中，荷兰选手马蒂诺（马蒂诺（Eugene MartineauEugene Martineau）在撑起上升的瞬间突然断杆，在撑起上升的瞬间突然断杆，上演了有惊无险的一幕。上演了有惊无险的一幕。20042004年奥运会年
13、奥运会-撑杆撑杆7/11/2022162004年奥运会-运动鞋采用高档采用高档PUPU（聚氨酯）运动鞋（聚氨酯）运动鞋成为奥运赛场上选手们的理想成为奥运赛场上选手们的理想之选。之选。耐克公司耐克公司 Nike Nike 曾在悉尼奥运会曾在悉尼奥运会上为女飞人琼斯用新型工程塑上为女飞人琼斯用新型工程塑料特制了一双鞋，总质量只有料特制了一双鞋，总质量只有99992 2克，可使运动员奔跑的脚克，可使运动员奔跑的脚步更加轻盈。而当年最出名的步更加轻盈。而当年最出名的鞋恐怕要算耐克公司专门为我鞋恐怕要算耐克公司专门为我国国110110米栏选手刘翔参加奥运会米栏选手刘翔参加奥运会定做的定做的“红色魔鞋红色
14、魔鞋”了，它是了，它是目前耐克公司最轻的一双钉鞋。目前耐克公司最轻的一双钉鞋。7/11/2022172004年奥运会-跑道跑道塑胶跑道厚度一般为塑胶跑道厚度一般为1313毫毫米，它弹性好、耐磨、防米，它弹性好、耐磨、防滑、色彩美观、场地清洁、滑、色彩美观、场地清洁、易于维护管理、不受气候易于维护管理、不受气候等条件影响。这种场地平等条件影响。这种场地平坦均匀，可吸收震动，使坦均匀，可吸收震动，使运动员弹跳自如，并可防运动员弹跳自如，并可防跌伤。无数大型国际赛事跌伤。无数大型国际赛事表明，表明，100100米短跑时运动员米短跑时运动员在聚氨酯跑道上要比在传在聚氨酯跑道上要比在传统跑道上快统跑道上
15、快0 02 2秒以上，秒以上，跳远成绩可提高跳远成绩可提高20203030厘厘米。米。7/11/20221820042004年奥运会年奥运会-连体泳衣连体泳衣运动员的服装也有很高的科技含量，这一点在奥运会运动员的服装也有很高的科技含量，这一点在奥运会游泳池中得到了最好的印证。在本届奥运会上，风靡游泳池中得到了最好的印证。在本届奥运会上，风靡全球泳坛的全球泳坛的“鲨鱼皮鲨鱼皮”泳衣则是采用聚四氟乙烯材料泳衣则是采用聚四氟乙烯材料制成的，它的出现曾引起了较大的争议。它把材料、制成的，它的出现曾引起了较大的争议。它把材料、设计、调试的高科技全部用上，为每位运动员量身定设计、调试的高科技全部用上，为每
16、位运动员量身定作，据说效果非凡，水阻力比普通泳衣小作，据说效果非凡，水阻力比普通泳衣小4 4。7/11/202219当今世界的体育竞争实质上是科学技术的竞争，当今世界的体育竞争实质上是科学技术的竞争，而先进的材料则是提高体育科学技术水平的重而先进的材料则是提高体育科学技术水平的重要条件之一。为了能够在接近极限的区域再有要条件之一。为了能够在接近极限的区域再有新突破，创造更好的成绩，世界各国尤其是发新突破，创造更好的成绩，世界各国尤其是发达国家都在不遗余力地将各种高技术、新材料达国家都在不遗余力地将各种高技术、新材料应用到运动训练和体育器材上，以提高运动成应用到运动训练和体育器材上，以提高运动成绩。这在撑杆跳高运动的发展过程中得到了凸绩。这在撑杆跳高运动的发展过程中得到了凸现。现。7/11/202220汽车由于种种原因在不断发汽车由于种种原因在不断发展：燃料短缺，空气污染，展：燃料短缺，空气污染，全球危机全球危机所有这些都迫所有这些都迫使政府对汽车行业加以控制。使政府对汽车行业加以控制。但是一些汽车制造商已能依但是一些汽车制造商已能依仗自力，主动参与到革新重。仗自力，主动参与到革新重。福
