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1、1.8 工程资料的开展趋势工程资料的开展趋势 据预测，据预测，2121世纪初期，金属资料在工世纪初期，金属资料在工程资料中仍将占主导位置，其中钢铁仍是程资料中仍将占主导位置，其中钢铁仍是产量最大、覆盖面最广的工程资料，但非产量最大、覆盖面最广的工程资料，但非金属资料和复合资料的开展会更加迅速。金属资料和复合资料的开展会更加迅速。 今后资料开展的总趋势是：以高性能今后资料开展的总趋势是：以高性能和可继续开展为目的的传统资料的改造及和可继续开展为目的的传统资料的改造及以高度集成化、微细化和复合化为特征的以高度集成化、微细化和复合化为特征的新一代资料的开发。新一代资料的开发。图图1-60 1-60
2、航天飞机航天飞机1.1.消费工艺的完善和开发消费工艺的完善和开发 完善传统的冶金工艺和开发新工艺，是钢铁工完善传统的冶金工艺和开发新工艺，是钢铁工 业技术提高的两大趋向，其中包括干净钢冶炼、转业技术提高的两大趋向，其中包括干净钢冶炼、转 炉少渣炼钢、非高炉炼铁如直接复原和熔炼复原和带钢铸炉少渣炼钢、非高炉炼铁如直接复原和熔炼复原和带钢铸造等。各类精炼钢、纯真钢、预硬化钢材、涂层钢板、复合造等。各类精炼钢、纯真钢、预硬化钢材、涂层钢板、复合钢板等将广泛运用，性能更规范，质量更稳定。钢板等将广泛运用，性能更规范，质量更稳定。 钢铁消费正从粗放型向集约型转变，全面提高钢铁消费正从粗放型向集约型转变，
3、全面提高 技术素质，实现优质高效节能降耗和环境维护，以保证可继技术素质，实现优质高效节能降耗和环境维护，以保证可继续开展。将进一步开发钢材种类，并大力提高钢铁产品的质续开展。将进一步开发钢材种类，并大力提高钢铁产品的质量和性能。如严厉控制杂质元素含量和化学成分，力求显微量和性能。如严厉控制杂质元素含量和化学成分，力求显微组织均匀和力学性能稳定等。组织均匀和力学性能稳定等。2.2.新资料的研制与开发新资料的研制与开发1 1 1 1高效金属资料高效金属资料高效金属资料高效金属资料 为了实现工业可继续为了实现工业可继续为了实现工业可继续为了实现工业可继续开展，必需大幅度地提高资料的开展，必需大幅度地
4、提高资料的开展，必需大幅度地提高资料的开展，必需大幅度地提高资料的运用效能，因此高效资料应运而运用效能，因此高效资料应运而运用效能，因此高效资料应运而运用效能，因此高效资料应运而生。如高效钢不仅强度比如今的生。如高效钢不仅强度比如今的生。如高效钢不仅强度比如今的生。如高效钢不仅强度比如今的钢铁提高一倍，而且耐磨、耐蚀钢铁提高一倍，而且耐磨、耐蚀钢铁提高一倍，而且耐磨、耐蚀钢铁提高一倍，而且耐磨、耐蚀等性能也将大幅度改善。等性能也将大幅度改善。等性能也将大幅度改善。等性能也将大幅度改善。 2 2 2 2金属间化合物金属间化合物金属间化合物金属间化合物 金属间化合物具有金属间化合物具有金属间化合物
5、具有金属间化合物具有高温强度高、抗氧化性能好、密高温强度高、抗氧化性能好、密高温强度高、抗氧化性能好、密高温强度高、抗氧化性能好、密度低等优点，因此最先用于航空度低等优点，因此最先用于航空度低等优点，因此最先用于航空度低等优点，因此最先用于航空航天领域。现除了航天领域。现除了航天领域。现除了航天领域。现除了Ni-AlNi-AlNi-AlNi-Al系、系、系、系、Fe-Fe-Fe-Fe-AlAlAlAl系等金属间化合物早已用于普系等金属间化合物早已用于普系等金属间化合物早已用于普系等金属间化合物早已用于普通机械制造外，通机械制造外，通机械制造外，通机械制造外，Ti-AlTi-AlTi-AlTi-
6、Al基合金用基合金用基合金用基合金用作汽车排气阀资料也已遭到注重。作汽车排气阀资料也已遭到注重。作汽车排气阀资料也已遭到注重。作汽车排气阀资料也已遭到注重。图图1-611-61金属间化合物制品金属间化合物制品1 1先进的金属资料先进的金属资料3)3)3)3)快速冷凝金属资料快速冷凝金属资料快速冷凝金属资料快速冷凝金属资料 由于快速冷由于快速冷由于快速冷由于快速冷凝比常规冷凝比常规冷凝比常规冷凝比常规冷 凝速度快得多，可获得凝速度快得多，可获得凝速度快得多，可获得凝速度快得多，可获得一系列一系列一系列一系列 非平衡态的非晶、微晶非平衡态的非晶、微晶非平衡态的非晶、微晶非平衡态的非晶、微晶金属合金
7、属合金属合金属合 金。如类似玻璃的某些金。如类似玻璃的某些金。如类似玻璃的某些金。如类似玻璃的某些构造特构造特构造特构造特 征的金属玻璃，具有超征的金属玻璃，具有超征的金属玻璃，具有超征的金属玻璃，具有超耐蚀和耐蚀和耐蚀和耐蚀和 高强韧等特性，可用于高强韧等特性，可用于高强韧等特性，可用于高强韧等特性，可用于制造变制造变制造变制造变 压器铁心等。压器铁心等。压器铁心等。压器铁心等。4 4 4 4超细颗粒纳米金属资料超细颗粒纳米金属资料超细颗粒纳米金属资料超细颗粒纳米金属资料 超细颗粒泛超细颗粒泛超细颗粒泛超细颗粒泛指直径小于指直径小于指直径小于指直径小于100nm100nm100nm100nm
8、的颗粒，的颗粒，的颗粒，的颗粒，普通由几千普通由几千普通由几千普通由几千 个原子组成。在电子、化个原子组成。在电子、化个原子组成。在电子、化个原子组成。在电子、化工、工、工、工、 原子能、航空航天和生物原子能、航空航天和生物原子能、航空航天和生物原子能、航空航天和生物医药医药医药医药 等方面有着广泛的用途。等方面有着广泛的用途。等方面有着广泛的用途。等方面有着广泛的用途。图图1-62 1-62 激冷铸铁金相组织激冷铸铁金相组织2 2先进的高分子资料先进的高分子资料1 1 1 1高性能工程塑料高性能工程塑料高性能工程塑料高性能工程塑料 经过改革单经过改革单经过改革单经过改革单一聚合物的聚合态或将
9、一聚合物的聚合态或将一聚合物的聚合态或将一聚合物的聚合态或将不同聚合物共混，可使不同聚合物共混，可使不同聚合物共混，可使不同聚合物共混，可使是产量大、价钱低、性是产量大、价钱低、性是产量大、价钱低、性是产量大、价钱低、性能普通的通用塑料如能普通的通用塑料如能普通的通用塑料如能普通的通用塑料如聚乙烯和聚丙烯等变聚乙烯和聚丙烯等变聚乙烯和聚丙烯等变聚乙烯和聚丙烯等变为高强度、超高韧性的为高强度、超高韧性的为高强度、超高韧性的为高强度、超高韧性的工程塑料。工程塑料。工程塑料。工程塑料。2 2 2 2功能高分子资料功能高分子资料功能高分子资料功能高分子资料 具有导电、具有导电、具有导电、具有导电、光敏
10、或磁性等功能的高光敏或磁性等功能的高光敏或磁性等功能的高光敏或磁性等功能的高分子资料和医用高分子分子资料和医用高分子分子资料和医用高分子分子资料和医用高分子资料、仿生高分子资料、资料、仿生高分子资料、资料、仿生高分子资料、资料、仿生高分子资料、环境友好高分子资料、环境友好高分子资料、环境友好高分子资料、环境友好高分子资料、信息功能高分子资料以信息功能高分子资料以信息功能高分子资料以信息功能高分子资料以及高分子资料的再生利及高分子资料的再生利及高分子资料的再生利及高分子资料的再生利用技术等，可望在未来用技术等，可望在未来用技术等，可望在未来用技术等，可望在未来获得较大的进展。获得较大的进展。获得
11、较大的进展。获得较大的进展。图图1-631-63高性能工程塑料高性能工程塑料3 3 先进的陶瓷资料先进的陶瓷资料 1 1 1 1构造陶瓷构造陶瓷构造陶瓷构造陶瓷 性能更性能更性能更性能更优优良的良的良的良的Ti3SiC2Ti3SiC2Ti3SiC2Ti3SiC2、Ti2AlNTi2AlNTi2AlNTi2AlN等陶瓷等陶瓷等陶瓷等陶瓷资资料正在得到开料正在得到开料正在得到开料正在得到开发发。多相。多相。多相。多相复合复合复合复合资资料有利于陶瓷的料有利于陶瓷的料有利于陶瓷的料有利于陶瓷的强强化和增化和增化和增化和增韧韧，如，如，如，如纤维纤维或晶或晶或晶或晶须须加加加加强强的陶瓷基复合的陶瓷基
12、复合的陶瓷基复合的陶瓷基复合资资料、料、料、料、异相异相异相异相颗颗粒弥散分布的复合粒弥散分布的复合粒弥散分布的复合粒弥散分布的复合陶瓷等。精陶瓷等。精陶瓷等。精陶瓷等。精细细陶瓷所用的陶瓷所用的陶瓷所用的陶瓷所用的粉料正从微米粉料正从微米粉料正从微米粉料正从微米级级向向向向纳纳米米米米级级开展，性能更好。开展，性能更好。开展，性能更好。开展，性能更好。 如如如如纳纳米米米米级级氧化氧化氧化氧化锆锆粉料的粉料的粉料的粉料的烧结烧结温度可降低温度可降低温度可降低温度可降低400400400400，制品密度可到达，制品密度可到达，制品密度可到达，制品密度可到达实际实际密度的密度的密度的密度的98%
13、98%98%98%，且具有，且具有，且具有，且具有400%400%400%400%的塑性伸的塑性伸的塑性伸的塑性伸长长率。率。率。率。图图1-64 1-64 构造陶瓷构造陶瓷2 2 2 2功能陶瓷功能陶瓷功能陶瓷功能陶瓷 功能陶瓷正向功能陶瓷正向功能陶瓷正向功能陶瓷正向可靠性、多功能、微型化、可靠性、多功能、微型化、可靠性、多功能、微型化、可靠性、多功能、微型化、智能化、集成化的方向开智能化、集成化的方向开智能化、集成化的方向开智能化、集成化的方向开展。展。展。展。 如低如低如低如低损损耗、低耗、低耗、低耗、低温度特性、大容量、超薄温度特性、大容量、超薄温度特性、大容量、超薄温度特性、大容量、
14、超薄型的多型的多型的多型的多层电层电容器容器容器容器资资料与制料与制料与制料与制备备技技技技术术。用于微型机械的。用于微型机械的。用于微型机械的。用于微型机械的高性能高性能高性能高性能压电压电陶瓷和陶瓷和陶瓷和陶瓷和驱动驱动陶陶陶陶瓷，以及气敏陶瓷瓷，以及气敏陶瓷瓷，以及气敏陶瓷瓷，以及气敏陶瓷资资料和料和料和料和环环保用陶瓷等。特保用陶瓷等。特保用陶瓷等。特保用陶瓷等。特别别是近是近是近是近年来出年来出年来出年来出现现的用于催化反响的用于催化反响的用于催化反响的用于催化反响工程的无机分工程的无机分工程的无机分工程的无机分别别催化膜陶催化膜陶催化膜陶催化膜陶瓷，具有广泛的运用前景。瓷，具有广泛
15、的运用前景。瓷，具有广泛的运用前景。瓷，具有广泛的运用前景。图1-651-65陶瓷陶瓷驱动器件功能陶瓷器件功能陶瓷4 4先先进的复合的复合资料料1 1 1 1有机有机有机有机- - - -无机复合无机复合无机复合无机复合资资料料料料 经过经过精精精精细细控控控控制无机超微粒子在高聚制无机超微粒子在高聚制无机超微粒子在高聚制无机超微粒子在高聚物中的分散与复合，可物中的分散与复合，可物中的分散与复合，可物中的分散与复合，可仅仅以很少的无机粒子含以很少的无机粒子含以很少的无机粒子含以很少的无机粒子含量，就能在一个相当大量，就能在一个相当大量，就能在一个相当大量，就能在一个相当大的范的范的范的范围围内
16、有效地改内有效地改内有效地改内有效地改动动复复复复合合合合资资料的料的料的料的综综合性能。如合性能。如合性能。如合性能。如加加加加强强、增、增、增、增韧韧和抗老化等，和抗老化等，和抗老化等，和抗老化等，且不影响且不影响且不影响且不影响资资料的加工性料的加工性料的加工性料的加工性能。能。能。能。该该技技技技术术可望替代目可望替代目可望替代目可望替代目前种前种前种前种类类极多的高分子极多的高分子极多的高分子极多的高分子资资料，同料，同料，同料，同时时也也也也为为提高提高提高提高资资料料料料的循的循的循的循环环利用率利用率利用率利用率发发明了良明了良明了良明了良好的条件。好的条件。好的条件。好的条件
17、。图1-661-66玻璃玻璃钢复合复合资料料2 2 2 2纳纳米复合米复合米复合米复合资资料料料料 即由两种及两种即由两种及两种即由两种及两种即由两种及两种以上的固相至少一个方以上的固相至少一个方以上的固相至少一个方以上的固相至少一个方向上以向上以向上以向上以纳纳米米米米级级尺寸复合尺寸复合尺寸复合尺寸复合而成的而成的而成的而成的资资料。料。料。料。 人工合成的有人工合成的有人工合成的有人工合成的有机机机机- - - -无机无机无机无机纳纳米复合米复合米复合米复合资资料，料，料，料，既具有无机物既具有无机物既具有无机物既具有无机物优优良的良的良的良的刚刚度、度、度、度、强强度和度和度和度和热稳
18、热稳定性，定性，定性，定性，又具有聚合物的加工性又具有聚合物的加工性又具有聚合物的加工性又具有聚合物的加工性能和介能和介能和介能和介电电性能，可望在性能，可望在性能，可望在性能，可望在各种新技各种新技各种新技各种新技术领术领域域域域获获得广得广得广得广泛运用，且是探求高性泛运用，且是探求高性泛运用，且是探求高性泛运用，且是探求高性能复合能复合能复合能复合资资料的一条重要料的一条重要料的一条重要料的一条重要途径。途径。途径。途径。图1-671-67Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC 纳米复合米复合资料料组织思索题思索题1.1.工程资料的开展趋势如何工程资料的开展趋势如何工程资料的开展趋势如何工程资料的开展趋势如何？前往目录前往目录
